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「事後孔明」的「最佳」路徑？

「打風」過後，天文台會將所有收集得到的數據，包括一些非常規的資料，重新整理及進一步跟實時收集的數據作比對及核實。故此風暴過後，天文台會進行鑑證式分析，務求重組熱帶氣旋移動路徑及強度變化的一幅整合圖畫，編製「最佳路徑分析(Best Track Analysis)」，作為日後氣候及個案研究的參考資源。

「打風」過後一段時間，天文台便會發布影響香港的熱帶氣旋的臨時報告，包括熱帶氣旋的路徑及強度和影響香港期間本港的風力、雨量、水位等資料。大家或會發現熱帶氣旋報告內的資料或分析結果，有時與風暴襲港期間公布的有所差異。這是因為「打風」時所收集的氣象數據，因種種的問題，未必可以每次均能在有限時間內傳送到天文台，當值預報員往往只能基於當時可掌握的資料作出專業的判斷，適時地發放預報及警告。「打風」過後，天文台會將所有收集得到的數據，包括一些非常規的資料，重新整理及進一步跟實時收集的數據作比對及核實。故此風暴過後，天文台會進行鑑證式分析，務求重組熱帶氣旋移動路徑及強度變化的一幅整合圖畫，編製「最佳路徑分析(Best Track Analysis)」，作為日後氣候及個案研究的參考資源。在電腦還未普及的年代，「最佳路徑」由人手繪製，風暴定位、強度、氣壓等資料，在地圖上排得密密麻麻，幾乎要用放大鏡才能看得清楚呢！這些路徑的分析，被稱為「最佳路徑」，當然是因為在製作過程中包含了「事後孔明」的智慧在內。由於熱帶氣旋大部分時間在海上，資料有限，有些時候確實需要掌握「事後的實況」，才能更準確地還原「事前的真相」。不過縱然是「最佳路徑」亦可能會因應隨後發現更新的資料或研究分析的結果再作修訂。一言以蔽之，本著科學追求真相的精神，沒有「最佳」，只有不斷追求「更佳」！

路徑追蹤

2018年2月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/tropical-cyclone/tracking/00502-besttrack-a-2020-hindsight.html

tc

天文台的熱帶氣旋預報系統

本文會為大家簡單介紹天氣預報員會如何利用不同的數據和工具對熱帶氣旋作出分析和預報。

每當有熱帶氣旋可能對香港構成威脅時，天文台預報員會全日二十四小時密切監察和分析其動向及發展，並評估對本港可能造成的影響。相關的監察和預報工作牽涉大量的氣象數據和預報工具。天文台早在2000年開發一套「熱帶氣旋資訊處理系統」，以地理信息系統技術把相關的資訊整合，並展示在一個信息平台上，支援天氣預報員進行分析和制訂決策。為應付日益繁多的天氣資訊，新一代的「熱帶氣旋資訊處理系統」在2022年正式投入運作。天氣預報員日常會如何利用不同的數據和工具對風暴作出分析和預報呢？本文會為大家簡單介紹一下。熱帶氣旋分析要預測熱帶氣旋未來的動向和發展，必須先掌握其最新的位置和強度。由於海洋上的觀測資料嚴重不足，預報員一般會從衛星雲圖或雷達圖像辨認與熱帶氣旋相關的螺旋雲帶或雨帶，從而判斷其中心位置。雖然衛星及雷達資料亦會用來分析熱帶氣旋的強度，但這些資訊始終不及地面或海面上的觀測資料精細。香港天文台除了透過全球電信系統定時接收來自世界各地的觀測資料和船舶報告外，亦與廣東省氣象局及國家海洋局合作，取得自動氣象站的實時觀測資料。這些資料對評估靠近華南沿岸的熱帶氣旋之強度變化及位置十分有幫助。在「熱帶氣旋資訊處理系統」上，預報員可在數碼地圖上同時顯示上述各種觀測資料，並疊加熱帶氣旋的路徑，以全面地評估風暴的最新發展（圖一）。熱帶氣旋路徑預報隨著數值天氣預報技術提升，近年熱帶氣旋路徑預測的準確度整體上有所進步。可是，由於全球各個電腦模式的空間分辨率以及對大氣物理過程的模擬有所不同，再加上天氣系統的演變存有不確定性，不同電腦模式對同一個熱帶氣旋的預報路徑有時會有顯著差異。天文台和區內其他氣象中心一樣，在預測熱帶氣旋路徑時會參考多個電腦模式的產品。「熱帶氣旋資訊處理系統」會自動收集和處理全球各主要電腦模式的熱帶氣旋路徑預報，以及區內氣象中心的警報報文，並把各模式和氣象中心的風暴預測路徑在地圖上顯示，方便預報員進行比較（圖二）。系統亦支援以加權平均法，計算綜合多個電腦模式的預報路徑，並製成「集成路徑」。預報員會參考此「集成路徑」、其他電腦模式產品（例如路徑概率預報），以及實測資料，製作熱帶氣旋預報路徑，並在天文台網站和手機應用程式發布。本地天氣影響評估制定預報路徑後，預報員接著便須評估與熱帶氣旋相關的大風會否影響香港和發生的時間，這對決定是否及何時發出熱帶氣旋警告信號相當重要。過去預報員多會參考根據以往影響香港的熱帶氣旋的統計紀錄而製作的預報工具（預報員俗稱的「豬腰」）。不過，這些工具有其局限性，例如未必能反映在熱帶氣旋與其他天氣系統的共同影響下為本港所帶來的大風。因此「熱帶氣旋資訊處理系統」除了提供這些工具外，亦讓預報員疊加各電腦模式的風速預報作額外的參考（圖三）。預報員參考以上資料，再配合之前提及香港與鄰近地方的實測風速數據，便可以更有效估算「起風」的時間。除了大風外，因風暴潮引起的海水上漲也是熱帶氣旋襲港時預報員需要關注的重點。「熱帶氣旋資訊處理系統」的另一個功能是提供預報路徑資料給天文台的風暴潮預報系統，計算各區水位的變化。預報員會根據運算結果，向公眾和相關的政府部門發出預警。總結熱帶氣旋的分析和預測是一項艱巨的挑戰。預報員除了要緊盯各種觀測資料外，亦要分析不斷更新的電腦模式的預報，再利用預報工具和經驗，評估風暴對香港的影響，適時發出預報和警告。因此，「熱帶氣旋資訊處理系統」是天文台熱帶氣旋業務運作的一個重要工具。隨著氣象觀測和預報數據不斷增加，開發團隊會繼續努力提升系統，以更好地支援預報員。

預測

2022年10月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/tropical-cyclone/forecasting/00684-Tropical-cyclone-forecast-systems-at-the-Observatory.html

tc

運用多模式集成技術預測熱帶氣旋路徑

利用數值預報模式可以預測熱帶氣旋的路徑，然而各模式的預測每每各有不同，故此需要一套科學方法以決定預測路徑。根據過往驗証結果，集成預報平均表現比單一模式的預報好。這方法的基礎版本是採用各模式預測熱帶氣旋位置的平均經緯度作為預測位置。

利用數值預報模式可以預測熱帶氣旋的路徑，然而各模式的預測每每各有不同（見圖一），故此需要一套科學方法以決定預測路徑。天文台自2002年開始在業務運作上運用多模式集成預報，至今已有差不多十年時間。根據過往驗証結果，集成預報平均表現比單一模式的預報好。這方法的基礎版本是採用各模式預測熱帶氣旋位置的平均經緯度作為預測位置。現時天文台使用的集成預報由日本氣象廳（JMA）、歐洲中期預報中心（ECMWF）、英國氣象局（UKMO）及美國國家環境預報中心（NCEP）的全球數值預報模式所組成，各模式的權數相等，若個別模式的預報路徑與其他模式預報路徑出現頗大差別，則其角色可能會被剔除。雖然使用集成預報有助提高預測熱帶氣旋路徑的準確度，但在業務運作上仍有一定限制：為解決第三點問題，天文台在2009年引入向量移動平均法，此方法是把預報模式每24小時熱帶氣旋的移動方向及距離視作一個向量，計算集成預報位置時先將各預報模式的24小時預測向量平均，然後加上實況分析位置以成為24小時預測位置，再將其後24小時間的平均向量加在24小時預測位置上，成為48小時預測位置，如此類推。除能消除因個別模式未能提供預報位置而造成的不合理預報路徑外，向量移動集成法亦有助提高預測的準確度。不同數值預報模式的預測不時存在著很大差別，亦往往分成不同叢集，盲目使用平均經緯度作預報可能會導致不合理的預報路徑。預報員會根據各預報模式的主流意見及大氣狀況，主觀判斷是否需要剔除個別模式。 由於集成預報由多個預報的平均而成，當大部分預報模式出現向同一方向的錯誤傾向時，集成預報位置亦難免出現較大誤差。 在業務運作上，往往有一個或多個模式未能提供所有24小時、48小時及72小時的預測位置。在較長時間後的預報，如 72小時的預報，由於參與集成預報的模式數目比24及48小時少，使用經緯度平均值可能會導致不合理的移動路徑。

預測

2011年9月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/tropical-cyclone/forecasting/00162-forecast-of-tropical-cyclone-tracks-with-ensemble-forecast.html

tc

「豬腰」與「沙灘球」

天文台同事在發出警告信號前數天，已經開始監察熱帶氣旋的發展。這些工作牽涉長時間的緊密監察及24小時的詳細分析。為此，天文台在過去數十年發展了一些分析工具，供預報員使用。

請不要怪我用了這個標奇立異的題目。每有壞天氣來襲，天文台需要發出警告時，時常受到一定的壓力，颱風情況下尤甚。如果太早發出熱帶氣旋信號，可能會有一兩天風和日麗、陽光燦爛的天氣，市民才開始感受風雨的影響。如果信號發出太遲，預警不足，便會冒生命財產損失的風險。事實上，天文台同事在發出警告信號前數天，已經開始監察熱帶氣旋的發展。這些工作牽涉長時間的緊密監察及24小時的詳細分析。為此，天文台在過去數十年發展了一些分析工具，供預報員使用。在風雨來臨緊迫的氣氛下，天文台同事苦中作樂之餘，為這些工具起了有趣的名字，紓緩一下。本網誌介紹天文台預報員所熟悉的「豬腰」和「沙灘球」，作為對員工們的致意。為了分享這些科學知識，我們曾經在天文台一年一度的開放日及研討會中介紹過一些工具給市民，同時也觸發了互聯網論壇上一些有趣討論。什麼是「豬腰」？為何有此命名？簡單來說，它代表了地圖上的一個特定區域：當熱帶氣旋進入這個區域時，香港某地點便可能會吹起大風。圖一是一個颱風(本文所指的颱風是泛指颱風，強颱風或超強颱風)襲港時有五成機會於橫瀾島引起強風(即六級風力)的「區域」。颱風屬熱帶氣旋中最強的級數。上一段提及的50%概率的意義是，根據以往影響香港的颱風紀錄，其中一半的颱風於概率曲線內曾為橫瀾島帶來強風。橫瀾島是香港中環東南約20公里的一個外島。圖一中曲線的形狀就是這個工具名字的由來。曲線往西南方面伸延的意義是，當一個風暴集結在香港西南時，橫瀾島(及整體上香港而言)會較為當風。那麼預報員怎樣利用這一個工具呢？只要把曲線放在風暴的預測路徑之上，正如圖一(b) 所示，我們便可以估計風暴何時會為橫瀾島帶來強風，以及風勢何時開始減弱。圖二是30%、50%及70%的曲線。其中70%的概率曲線表示當有颱風進入該區域時，橫瀾島會有70%機會吹強風。順理成章，這一條曲線覆蓋面積比50%的曲線為少，後者也比30%的曲線為少。如何取捨這些曲線？預報員會評估風暴本身範圍的大小，當風暴範圍大時會採用一個較少概率的曲線，而面積範圍較少的風暴則採用一個較大概率的曲線。對於不同級別的風暴，例如熱帶低氣壓、熱帶風暴或強烈熱帶風暴，需要採用另外一套不同的概率曲線。當風暴有跡象增強或減弱時，預報員可能需要使用超過一套的曲線作參考。此外，亦有為其它地點而設的曲線，例如維多利亞港及機場等地。圖一及圖二帶出了一個信息，當風暴集結在香港的西南時，橫瀾島是比較當風的。不過，這些曲線並沒有告訴我們風會從甚麼方向吹來。為了斷定風向，需要使用一個稱為「沙灘球」的工具。圖三是一個例子。圖三清楚表達這個工具被稱為「沙灘球」的理由。當一個風暴集結在香港的西南時，例如在海南島附近，橫瀾島會吹東至東南風。以上的工具是經過多年的經驗及長時間的觀察累積所得。舉例，橫瀾島氣象站是1952年建立的，距今差不多六十年。這些工具是本土知識累積沉澱的成果。故此，我們不能忽視本土知識。以全球天氣預測為例，現時有很多便宜的天氣模式正在運行，而此類模式僅需要一台個人電腦便可運作。這些模式是否準確？答案是不一定。事實上，這些模式曾經預測香港會有攝氏40度的高溫，但香港有記錄以來錄得的最高氣溫，不外是天文台總部的36度，以及本港境內其它地方錄得的38度。由於這個原因，自2000年起天文台為聯合國世界氣象組織開發了世界天氣信息服務(WWIS）。天文台的電腦每天收集了世界上超過 1300個城市的最新天氣預測，並自動將資料放在網站上，供全世界人士免費瀏覽。這些天氣預測來自世界上超過120個氣象機構，同時設有八種語言。它們是官方發出的預測，也是利用當地本土知識作出的，即使現今世界上最好的天氣預測模型也無法媲美。今年，WWIS有了新的「未來版本」，是以地理信息系統作平台開發的。這個版本目前正在上海2010世界博覽會中展出。它允許用戶在一個虛擬地球上毫無拘束地平移，滾動，放大和縮小，迅速抵達心儀的城市，並且瞬間顯示未來三至七天的天氣預報。下次出外旅遊時，記著使用這服務：https://worldweather.wmo.int/tc/home.html。

預測

2010年9月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/tropical-cyclone/forecasting/00164-kidney-and-beach-ball-wind-speed-and-direction-forecast.html

tc

預報影響香港的全年熱帶氣旋數目

天文台嘗試以CPC提供的模式數據來預報香港年N500，研究時段為1982至2009年。為了公正地評估這個「統計-動力」方法的預報技巧，我們進行了交叉驗證。在這個交叉驗證過程中，我們每次遮蔽或刪除一個數據，然後利用餘下的數據來尋找因子、建立預報模型和預測被遮蔽/刪除的數據。

自2001年開始，香港天文台已透過互聯網向公眾發佈每年影響香港的熱帶氣旋數目預測。這預測通常會以一組連續數字來表達，如5至7個熱帶氣旋，並會早於香港的熱帶氣旋季節（以下簡稱風季）前發表。熱帶氣旋長期預報除滿足了公眾和傳媒的興趣外，亦可為決策者提供有用的參考資料。例如，有關部門可利用這些資訊在風季來臨前做好防災減災的計劃和準備。昔日全年熱帶氣旋預報的制定是建基於一個概念模型，這模型以該年預期的厄爾尼諾或拉尼娜狀態為因子。經過多年的實踐和經驗，我們發現這個概念模型的預報技巧與氣候平均法相約。近年來，天文台探討利用主要氣候預報中心發出的動力氣候模式輸出來改善全年熱帶氣旋預報。這些動力氣候模式輸出可用來預報地區性的季度溫度、雨量及熱帶氣旋活動。目前，影響香港的熱帶氣旋活動定義為進入香港500公里範圍內的熱帶氣旋數目（N500）。這個定義既客觀亦有意義：香港每年N500的長期平均與每年引致發出本地警告信號的熱帶氣旋數目的氣候平均值相約。也就是說，進入香港500公里範圍的熱帶氣旋意味着對香港有一定的影響，不論是天氣或社會方面。圖1 顯示1971至2000年期間N500的月平均數目。香港的風季可大概定義為6至10月，因為這段時間內每個月份的平均N500均高於0.5。影響香港的熱帶氣旋活動在7至9月期間最為活躍。一般情況下，全年熱帶氣旋預測在每年3月發佈，即風季開始前2個月。天文台正探討一個「統計-動力」的方法來預報香港的年N500。很多研究都使用Poisson分佈來模擬在某段時間（例如：夏季）、某個地區（例如：南中國海）出現的熱帶氣旋數目的分佈。Poisson分佈全由一個參數 -「平均出現次數」- 來決定，這個參數一般為未知數而須要從歷史數據估計。因此，一個簡單的預測熱帶氣旋出現次數的方法就是基於歷史數據的平均值。但這個恆常不變的預測是絕不能捕捉觀測實況的年際變化。一個較好的預測是假設平均出現次數與一些隨時間變化的環境因子（例如：風、海溫）有關。這個假設頗為合理，因為熱帶氣旋在某地區的出現要視乎它生成的位置及大氣環流是否有利把它帶到該區。這些環境因子可從全球動力氣候模式的輸出中抽取。在建立好舊有觀測數據與相對應的環境因子之間的統計關係後，我們便可利用這統計關係來進行預報。美國國家海洋及大氣管理局氣候預測中心（CPC）為世界氣象組織指定的全球長期預報製作中心之一，在其網站提供以動力氣候模式為基礎的全球長期預報產品，包括預報及後報數據。天文台嘗試以CPC提供的模式數據來預報香港年N500，研究時段為1982至2009年。為了公正地評估這個「統計-動力」方法的預報技巧，我們進行了交叉驗證。在這個交叉驗證過程中，我們每次遮蔽或刪除一個數據，然後利用餘下的數據來尋找因子、建立預報模型和預測被遮蔽/刪除的數據。我們驗證這些預測來評估這個方法的技巧。圖2顯示香港年N500的實況觀測和新方法給出的預報的時間序列。我們以氣候平均為參考預報，其根均方誤差為1.87。「統計-動力」的方法能把誤差減少 30%至1.28。交叉驗證的結果顯示這預報方法有高實用潛力。為了更進一步提高預報技巧，我們須要嘗試利用其他動力模式的輸出並研究改良抽取環境因子的方法。

預測

2011年6月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/tropical-cyclone/forecasting/00163-forecasting-yearly-number-of-tropical-cyclones-affecting-hong-kong.html

tc

颱風「5-6」

香港的熱帶氣旋紀錄顯示，影響香港的熱帶氣旋數目有很大的年際和十年際變化。最少的一年只有兩個熱帶氣旋影響香港(1997 年及 2007 年)，而最多的一年有 11 個 (1974 年)。表一提供了不同時段的熱帶氣旋平均數目。

對很多人來說，這網誌標題似乎有點古怪。颱風「5-6」絕對不是北太平洋西部熱帶氣旋的新名稱。事實上，「5」和「6」是過去五十年間每年影響香港[註] 的熱帶氣旋數目中出現次數最多的兩個數字。（參考圖一）香港的熱帶氣旋紀錄顯示，影響香港的熱帶氣旋數目有很大的年際和十年際變化。最少的一年只有兩個熱帶氣旋影響香港（1997 年及 2007 年)，而最多的一年有 11 個 （1974 年）。表一提供了不同時段的熱帶氣旋平均數目。雖然所有平均數字均在5至7個的範圍內，但 30 年平均數由 1961-1990 年及 1971-2000 年的 6 至 7 個減少至在 1981-2010 年的平均每年 5 至 6 個。而 1961 至 2010 年的 50 年長期平均約為 6 個。30 年平均數目在近數十年有所下降是一個有趣的議題。在北太平洋西部，熱帶氣旋頻率之年際和十年際波動可能與多個影響區內海面溫度和大氣環流的因數有關，當中包括厄爾尼諾、拉尼娜和太平洋十年際濤動[1-2]，它們的影響有著數年到數十年的週期。此外，最近一些研究亦指出人為氣候變化所引至的長期海面溫度上升及有關之大範圍大氣環流改變[3] 亦有可能影響熱帶氣旋的頻率、強度及移動路徑。由於引致北太平洋西部及南海的熱帶氣旋頻率改變的原因頗為複雜，並可能包括自然及人為因數，科學界仍然需要更多研究，以進一步理解自然（如厄爾尼諾和拉尼娜）及人為因素對過去與未來區內熱帶氣旋活動改變的相對貢獻。有鑑於區內熱帶氣旋活動有明顯的十年際及甚至數十年際變化，在不同 30 年時段的平均熱帶氣旋數目可能會有明顯的差別。所以在描述每年影響香港的熱帶氣旋數目之正常值時，參考 1961 至 2010 年的長期平均數目，即約每年 6 個，可能會較為恰當。註：指進入香港（22.3° N，114.17° E）500 公里範圍內的熱帶氣旋。 以 500 公里範圍作為熱帶氣旋影響香港的代用指標，是因為進入這個範圍內的熱帶氣旋平均數目（約 6 個 ）與香港每年需要發出本地熱帶氣旋警告信號的長期平均數目大致相同。

預測

2012年4月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/tropical-cyclone/forecasting/00161-typhoon-56-average-number-of-tropical-cyclones.html

tc

多加提防惡劣天氣的共同影響

若多種惡劣天氣同時發生，各種災害的疊加效應有可能超越城市基建的抵禦能力。

大風或暴雨等等的自然現象若只是獨立出現的話，設計完善的城市基建一般可以承受其帶來的災害，對社會產生的影響可能有限。然而，若多種惡劣天氣同時出現的話，各種災害的疊加效應便有可能超越城市基建的抵禦能力，而且持續時間愈長，所構成的風險便愈高，對社會的潛在影響便愈大。舉例以一場強度只達黃色暴雨指標的降雨來說，在沒有共同影響的情況下，水浸一般只會預期在一些低窪地帶及排水情況欠佳的地區出現。但同樣強度的降雨，在有熱帶氣旋助力的情況下，引起的水浸風險可以頗不同，而且降雨愈持續的話，累計的水浸風險便會愈高。譬如當三號強風信號生效一段時間後，香港普遍吹強風，個別地區甚至會間中吹烈風，有可能導致大量枯葉、樹枝、砂石或雜物等吹到地面。這些物件乘地面流水流動或有機會令不同地點的排水系統進水口出現不同程度的阻塞。此外，當風暴愈來愈接近時，海平面有可能因風暴潮或海浪的起伏而較正常水位顯著上升，或會引致沿海較低窪地區被海水倒灌和淹浸（圖一）。這個例子說明，熱帶氣旋及長時間暴雨的共同效應帶來的水浸影響，比兩個現象各自出現時的影響加起來還要更嚴重。當預期出現這類惡劣天氣的疊加效應，大家可能需要更早做準備，也可能要做多「三四重」準備。不妨參考一下「大雨應對錦囊」。出門前亦需留意市面狀況，有否交通擠塞，為行程預留足夠時間並注意安全。天文台會在有需要時向市民發布實測或預測有關顯著風雨共同影響的信息，讓公眾能及早採取預防措施。

天氣影響

2022年5月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/tropical-cyclone/weather-effects-and-impact/00674-Beware-of-Multi-Hazard-Combined-Effect.html

tc

為何打風爆窗碎片散在室外？

每當有颱風襲港，都不時會有新聞報道關於建築物窗戶爆裂的事件。大家若細心可能會留意到，建築物的玻璃窗不一定在迎風面破碎，並且有時會見到玻璃碎片甚至冷氣機墜至室外。到底背後有什麼原因？

每當有颱風襲港，都不時會有新聞報道關於建築物窗戶爆裂的事件。大家若細心可能會留意到，建築物的玻璃窗不一定在迎風面破碎，並且有時會見到玻璃碎片甚至冷氣機墜至室外（圖一）。到底背後有什麼原因？其實「打風」時玻璃窗碎裂主要有以下三個原因： （1）一些被風吹起的堅硬物件撞擊玻璃窗使之碎裂； （2）建築物在迎風面直接受到風壓（即風荷載[1]）影響，並超過玻璃窗所能承受的； （3）大風吹過建築物導致室內和室外的氣壓有差異，造成的力量超過玻璃窗所能承受的。關於最後一點，我們可用白努利原理去理解。白努利原理來自能量守恆定律（即動能、位能、內能的總和保持不變），簡單的演繹是: 當流體（例如空氣）的流動速度增加時，如果高度不變，其壓力會減少。白努利原理有多方面的應用，例如飛機機翼的設計，特別令到經過機翼頂部的氣流較經過機翼底部的氣流為快。根據白努利原理，機翼頂部所承受的壓力會比機翼底部的為低，從而產生向上的升力（圖二），讓飛機可以抗衡自身的重量而浮在空中。在城市裡某些相鄰建築物的外牆距離較小，當氣流經過它們之間收窄了的通道，便會產生風洞效應而加速。根據白努利原理，通道內的氣壓因而下降，從而對兩旁的建築物形成一股吸力，有機會令建築物表面的物件（如玻璃或冷氣機）被扯出室外（圖三）。 就算是單座的建築物，當大風吹過時，在建築物的迎風面，由於氣流減速，會產生一正壓區；若建築物的迎風面有缺口（例如窗戶間的空隙），便會連帶室內也產生正壓力，再加上白努利原理引致的壓力差，會令到建築物的側面及背風面形成一股向外力（請參看圖四），將建築物表面的物件扯出室外。因此以後「打風」時，對於一些就算不在迎風面的窗戶，也切勿掉以輕心啊!

天氣影響

2020年3月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/tropical-cyclone/weather-effects-and-impact/00540-why-windows-shattered-by-typhoons-fall-outside-the-building.html

tc

在熱帶氣旋影響下飛機還能在香港國際機場升降嗎？

側風越大，對飛機升降的潛在風險也越大。而熱帶氣旋與香港的相對位置與香港國際機場側風的強度有著密切的關係。還記得天文台網誌《「豬腰」與「沙灘球」》中提到的兩件工具嗎？「沙灘球」能幫助我們預測熱帶氣旋會否為機場帶來側風。

大家可曾有過以下的經歷︰當八號烈風或暴風信號發出時，航班仍能順利在香港國際機場升降；但有時在三號強風信號情況下，航班卻延誤甚至被取消。為甚麼會有這情況呢？機場的風向與風速取決於熱帶氣旋的位置側風越大，對飛機升降的潛在風險也越大（請參閱《側風和航空安全》）。而熱帶氣旋與香港的相對位置與香港國際機場側風的強度有著密切的關係。還記得天文台網誌《「豬腰」與「沙灘球」》中提到的兩件工具嗎？「沙灘球」能幫助我們預測熱帶氣旋會否為機場帶來側風。比如說，熱帶氣旋採取在香港以北掠過的路徑(見圖一的路徑A)，當熱帶氣旋從東面靠近本港時，機場會先吹起由西北方而來的側風影響航班升降，然後當熱帶氣旋在西北面遠離本港時，機場會改吹較接近平行於跑道的西南風。當熱帶氣旋在香港以南掠過時(見圖一的路徑B)，情況剛好相反，機場會先吹起接近平行於跑道的東北風，然後熱帶氣旋在西南面遠離香港時所帶來的東南側風對飛機升降的影響才更大。令側風較持續的路徑再仔細看看圖一，你或許發現熱帶氣旋引致香港吹東南風的區域比西北風的區域大。甚至乎當熱帶氣旋遠至海南島時，仍有機會為香港國際機場帶來顯著的側風。一般來說，當側風達20海里或以上，航班升降便可能會受影響。為了讓航空預報員能夠更容易預測由熱帶氣旋引致的側風，天文台特別為香港國際機場製作了一套「側風豬腰」，它其實是熱帶氣旋在香港附近時跑道側風大於20海里的概率曲線（見圖二）。它的「不對稱蝴蝶形」曲線反映了當熱帶氣旋在香港以南掠過時(路徑B)，機場較容易受到顯著的側風影響。在這情況下，當熱帶氣旋遠離時，對香港的威脅減低，但飛機仍有較高機會遇到側風。『天兔』與『海鷗』大不同2013年9月的超強颱風天兔與2014年9月的颱風海鷗同樣採取西北偏西的路徑，但天兔在香港以北掠過，而海鷗則在香港以南掠過(見圖三)。如圖四的時間序列所示，在天兔最接近香港之前約十小時機場跑道便開始出現來自西北方達20海浬的大側風。當它遠離香港時，由於香港轉吹西南風，跑道側風減弱，對飛機升降的影響亦會隨之減少。海鷗的情況則與天兔相反，在海鷗最接近香港之前，起初香港吹東至東北風，跑道的側風不大。但當它遠離香港時，側風反而會開始增強，在超過十小時之後跑道仍有接近20海浬的大側風，對航班升降帶來較持續的影響。簡單來說，採取不同路徑橫過廣東沿岸的熱帶氣旋，對香港航班升降的影響可以有很大差異。在熱帶氣旋警告信號發出下飛機能升降嗎？如圖四所示，熱帶氣旋警告信號與飛機升降並沒有必然關係。飛機能否升降主要取決於側風以及風切變和湍流的情況(請參閱《熱帶氣旋的強風對航空運作的影響》)。儘管八號信號生效，如果風是沿接近跑道方向吹過來，對飛機升降影響普遍較少。即使因熱帶氣旋遠離而八號信號已被三號信號取代，如果風是從跑道側面吹過來，尤其是越過大嶼山山峽的東南風，側風仍可能超過飛機升降的極限，令到航班延誤甚至被取消。除了氣象因素，航空公司或會根據其他因素自行決定航班安排，所以建議大家在出發往機場前，儘可能先查詢最新航班資訊。

天氣影響

2015年7月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/tropical-cyclone/weather-effects-and-impact/00459-can-aircraft-takeoff-and-land-at-the-hong-kong-international-airport-under-the-influence-of-a-tropical-cyclone.html

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熱帶氣旋觸發的高溫與風暴潮

大家可能會留意到，有時候當熱帶氣旋在台灣或呂宋海峽附近時，香港天氣會非常悶熱，風勢微弱和陽光充沛，這都是由熱帶氣旋外圍的下沉氣流所造成。

香港天文台進行氣象監測已有超過130年歷史，由初期主要涵蓋氣壓、溫度、濕度、風向風速、雨量等基本氣象要素，到後來開展高空氣象探測、潮汐測量等工作。持之以恆及定時的測量，是建構香港氣候資料庫不可缺少的部分，讓我們得知各項要素在不同時節的氣候平均值，為天氣預測及監測氣候變化提供基礎。這次從天文台的氣候資料庫選取一些近年出現且與熱帶氣旋相關的「香港氣象之最」，並為大家簡述它們的成因。直至2020年為止，天文台總部自1884年有記錄以來錄得的最高氣溫首兩位是2017年8月22日的36.6度和2015年8月8日的36.3度（表一），兩者均與熱帶氣旋（2017年天鴿、2015年蘇迪羅）外圍的下沉氣流有關。大家可能會留意到，有時候當熱帶氣旋在台灣或呂宋海峽附近時，香港天氣會非常悶熱，風勢微弱和陽光充沛，這都是由熱帶氣旋外圍的下沉氣流所造成。熱帶氣旋中心附近有猛烈的上升氣流，當氣流到達對流層頂時，由於更高層大氣（平流層）一般處於穩定狀態，氣流不能再上升，隨之便會往水平方向擴散，最終在熱帶氣旋外圍形成下沉氣流（圖一）。下沉氣流既會令氣溫上升，亦不利雲的形成，故受影響地區很多時陽光普照、悶熱及有煙霞。當熱帶氣旋逐漸靠近香港，取而代之的往往是狂風暴雨，甚至出現風暴潮。熱帶氣旋中心的低氣壓會吸起海水，而猛烈風力亦可把海水推往岸邊（圖二），兩項因素都會令熱帶氣旋中心附近的水位高度上升，形成風暴潮。風暴潮的計算方法（圖三），是把潮汐站量得的潮位減去天文潮（由月球和太陽引力造成的潮汐高度）。有記錄以來在鰂魚涌/北角錄得的最大風暴潮為2018年9月16日的2.35米（表二）[1]，是由超強颱風山竹引起[2]。而鰂魚涌/北角潮汐站錄得的最高潮位首兩位是1962年9月1日的3.96米和2018年9月16日的3.88米（表三）[3]，分別跟熱帶氣旋溫黛以及山竹有關。山竹襲港當日為農曆八月初七，接近小潮日子。若山竹於天文大潮時襲港，所帶來的破壞必更為厲害！潮位高度還會受如季候風、海岸線形狀等因素影響。各種因素叠加起來可能引致不同地區的潮位高度有所不同。熱帶氣旋不僅會帶來狂風暴雨，它可能引致的酷熱天氣和風暴潮亦不容忽視。隨著全球暖化及海平面上升，極端天氣會出現得更頻密，影響亦會更加嚴峻。大家要透過持續及積極地實行綠色生活，為節能減碳出一分力。

天氣影響

2021年4月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/tropical-cyclone/weather-effects-and-impact/00562-Very-Hot-Weather-and-Storm-Surges-Triggered-by-Tropical-Cyclones.html

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對風暴潮有更多了解

影響熱帶氣旋在特定地點所引發的風暴潮有幾個主要因素，這包括熱帶氣旋的大小及強度、熱帶氣旋相對岸邊的移動方向，以及海岸線的形狀。風暴潮模式通常可以用來模擬這些因素的影響。

什麼是風暴潮?風暴潮是與熱帶氣旋相關的低氣壓及大風的共同影響而導致海平面上升的現象，而其中熱帶氣旋的強風將海水推向岸邊，並於沿岸地區堆高是海平面上升的主要成因(圖一)。風暴潮是指由熱帶氣旋所引致在天文潮位以上的水位升幅，故此沒有一個特定的參考水平。而風暴總水位則是指在熱帶氣旋的影響下，風暴潮加上天文潮的高度(圖三)。與平均海平面一樣，風暴總水位也需要一個參考水平。香港現時所用的參考水平為「海圖基準面」(請參 考下文「術語」)，由地政總署測繪處制定。當風暴潮發生在天文大潮時，風暴總水位可升至很高水平，並可能導致低窪地區水浸。一般而言，若維多利亞港的風暴總水位上升至海圖基準面3米或以上，香港低窪地區可能會出現水浸。影響風暴潮的主要因素影響熱帶氣旋在特定地點所引發的風暴潮有幾個主要因素，這包括熱帶氣旋的大小及強度、熱帶氣旋相對岸邊的移動方向，以及海岸線的形狀。風暴潮模式通常可以用來模擬這些因素的影響。較大的熱帶氣旋(通常以最高風力半徑表示)的風場會推動較大片的海洋，而其強風亦會影響一個特定區域較長的時間。風暴潮模式的模擬結 果顯示，一個最低中心氣壓為980百帕斯卡及最高風力半徑為100公里的熱帶氣旋在香港以南掠過(圖四(a))，其在維多利亞港產生的風暴潮會比一個採取同一路徑和相同最低中心氣壓但最高風力半徑為50公里的較小熱帶氣旋所引致的風暴潮為高 (圖四 (b))。熱帶氣旋的強度較低的中心氣壓(較強的風)會產生較大的風暴潮。風暴潮模式的模擬結果顯示，一個最低中心氣壓為920百帕斯卡及最高風力半徑為50公里的熱帶氣旋在香港以南掠過(圖四(a))，其在維多利亞港產生的風暴潮會比一個採取同一路徑和相同大小但最低中心氣壓為 980百帕斯卡的熱帶氣旋引致的風暴潮為高 (圖五)。熱帶氣旋的移動方向當熱帶氣旋移近海岸的時候，一個帶來向岸風的熱帶氣旋會 比一個帶來離岸風的熱帶氣旋產生較大的風暴潮(圖六(a) 及圖六(b))。在北半 球，由於風以反時針方向圍繞熱帶氣旋轉動，在香港南面或西南面掠過的熱帶氣旋 (路徑一)會為本港帶來東或東南風並把海水擠 向岸邊及堆高。相反，在香港東面或北面掠過的熱帶氣旋(路徑二)則會為本港帶來北或西北風並把海水推離岸邊。因此，縱使熱帶氣旋的路徑較接近香 港，但產生的風暴潮卻明顯較細。海岸線的形狀在袋形海灣產生的風暴潮會比在海峽的為高。當海水被向岸 風推向岸邊時，袋形海灣更易將海水困住而令海平面升得更高。在香港，由於大埔滘有一個袋形的海岸線，所以在該區出現的風暴潮會比在維多利亞港的為高(圖 七)。術語天文潮天文潮是由月球和太陽的引力以及地球自轉的共同作用而引 起的海平面漲落現象。風暴潮風暴潮是與熱帶氣旋相關的低氣壓及大風的共同影響而導致 海平面上升的現象。風暴總水位受熱帶氣旋的影響下，風暴潮加上天文潮的高度等於風暴總 水位。香港主水平基準面香港地圖及圖則上所有的陸上高程及水平，均以「香港主水平基準面」為準。這個基準以前稱為「軍用基準面」。「香港 主水平基準面」之 前是由香港天文台首任台長杜伯克博士釐定為1887年至1888年「平均海平面」以下1.125米。其後，香港天文台利用維多利亞港北角的十九年(1965年至1983年) 驗 潮數據，重新釐定「平均海平面」(1965-1983)，而「香港主水平基準面」則定為 「平均海平面」(1965-1983)以下1.230米。海圖基準面香港的「海圖基準面」前稱為「海軍基準面」，它的高度約為最低天文潮汐的潮面，並自一九一七年以來一直用作潮汐表的零點。目前，「海圖基準面」位於「平均海平面」(1965-1983)以下1.376米或在「香港主水平基 準面」以下0.146 米。

天氣影響

2014年9月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/tropical-cyclone/weather-effects-and-impact/00444-know-more-about-storm-surge.html

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熱帶氣旋的強風對航空運作的影響

在各種與熱帶氣旋相關的惡劣天氣中，影響機場運作時間最長的往往是強風。機場出現強風，對在機場戶外工作的員工，不論是停泊在地面裝卸的飛機或是其他機場設施，都會構成威脅。香港天文台為航空界發出機場強風警告，以便他們可以採取必要措施保護機場的戶外工作人員。

在各種與熱帶氣旋相關的惡劣天氣中，影響機場運作時間最長的往往是強風。2011年9月29日早上颱風納沙在香港以南約380公里，強風至烈風程度的偏東風普遍影響香港國際機場及附近地區（圖1）。在跑道向東北偏東方向降落或起飛的飛機，面對強逆風的情況。逆風通常會增加浮力，機師一般喜歡在逆風情況下降落或起飛。然而，如此高風速的偏東氣流，穿越山峽後經常會引起顯著的風切變和湍流（圖2），令控制飛機升降出現一定的困難。香港天文台因此向在香港國際機場升降的航機，發出風切變及湍流預警及警告。當天下午納沙進一步移離香港及在海南島登陸，機場風速亦從強風至烈風程度逐漸減弱至清勁至強風程度（圖3）。當時納沙位處香港西南面，本港風向轉為東南風，導致在機場升降的航機，無論是朝東北偏東或西南偏西方向，都會在強側風（從飛機兩側吹來的風）情況下進行，控制飛機更加困難。航空公司和機師通常會參考目的地機場的天氣預報，以計算降落或轉飛其他地方所需的額外燃料。視乎飛機的類型、負載和其他因素，飛機可能無法在超過某些風速限制的側風情況下降落。納沙掠過期間，香港國際機場共有超過40班航班被取消，約490班航班延誤，44航班轉飛其他機場。機場出現強風，對在機場戶外工作的員工，不論是停泊在地面裝卸的飛機或是其他機場設施，都會構成威脅。香港天文台為航空界發出機場強風警告，以便他們可以採取必要措施保護機場的戶外工作人員。有關香港天文台提供的航空氣象服務詳情，可瀏覽天文台網頁《航空天氣服務》。

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2011年12月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/aviation-and-marine/aviation/00175-impact-of-strong-wind-associated-with-tropical-cyclones-on-aviation-operation.html

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熱帶氣旋對香港能見度的影響

當有熱帶氣旋途經台灣附近時，香港能見度經常會下降。天文台的研究顯示，空氣來源的轉變、水平及垂直氣流的匯聚、低風速都是令香港能見度下降的原因。

能見度的下降多是由於大氣中懸浮粒子吸收和散射可見光引起。香港夏季的能見度雖然較其他季節為佳，但當有熱帶氣旋途經台灣附近時，香港能見度經常會下降。天文台的研究顯示，空氣來源的轉變、水平及垂直氣流的匯聚、低風速都是令香港能見度下降的原因﹙圖 1﹚。以2005年的颱風海棠為例，海棠於7月19及20日途經台灣附近時，香港的能見度明顯下降。圖2顯示7月14日海棠離香港尚遠，香港的空氣主要來自較潔淨的海洋，但隨著海棠的移近，7月19及20日受其外圍環流影響，空氣來源轉為人類活動較多的內陸。在海棠途經台灣期間，香港附近的地面等壓線都較疏鬆，普遍的風速較小。海棠的外圍環流亦令香港附近的內陸西至西北氣流與海洋的西至西南氣流匯聚。在接近海棠的中心氣流上升，離中心較遠的香港氣流則下沉。低風速，水平及垂直氣流的匯聚不利懸浮粒子的三維空間擴散，令能見度下降。

天氣影響

https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/visibility/00089-influence-of-tropical-cyclones-on-visibility-in-hong-kong.html

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打風前的悶熱天氣

大家有沒有留意當熱帶氣旋移近香港，本地天氣一般陽光充沛，非常悶熱，但當傍晚時份一場猛烈的雷雨過後，天氣又清涼起來。

大家有沒有留意當熱帶氣旋移近香港，本地天氣一般陽光充沛，非常悶熱，但當傍晚時份一場猛烈的雷雨過後，天氣又清涼起來。二零零八年七月二十七日和二十八日正正是這類天氣。天文台氣溫於二十八日上升至34.6度，是該月的最高氣溫。香港在二十七日下午及二十八日傍晚都受到廣東內陸發展及向南移動的強烈雷暴影響，七月二十七日更有冰雹報告。當時太平洋西部的颱風鳳凰在台灣附近﹙圖一﹚。颱風環流內對流十分強烈，令空氣猛烈上升，形成雨帶，當空氣上升至對流層頂部時，不能再上升，只能向外擴散，在颱風四周下沉。受下沉空氣影響的地區天氣晴朗，風勢輕微。當時鳳凰前沿的下沉空氣為華南地區(包括香港)帶來晴朗的天氣﹙圖二﹚，日照令內陸地區氣溫急速上升。由於北半球的颱風的環流是逆時針轉動，所以當鳳凰在台灣附近時，香港吹輕微的偏北風，將內陸的熱空氣帶來香港，而下沉空氣亦會令氣溫上升﹙相對來說，空氣上升會令氣溫下降﹚，加上猛烈的陽光及風勢輕微，令天氣十分悶熱。高溫的空氣亦會在地面附近形成對流，然而上升的對流受鳳凰的下沉空氣所制約，上升的高度很有限。但到下午，地面的溫度持續上升，對流的強度足夠猛烈時，上升的空氣就能突破鳳凰的下沉空氣，上升至高空，在內陸形成雷雨﹙圖三﹚、甚至冰雹。雷雨冰雹隨著北風，移到香港﹙圖四、五﹚。其間，沙頭角、粉嶺及元朗有冰雹報告。雷暴亦將上空較涼的空氣帶到地面，令氣溫下降。二零零八年中秋節前後影響台灣的颱風森垃克是另一個為香港帶來悶熱天氣的例子﹙圖六﹚。天文台在九月十三日錄得34.2度的高溫，九月十五日的氣溫則達 33.8度，是有紀錄以來在中秋節翌日錄得的最高氣溫。森垃克為香港帶來的雷暴沒有鳳凰的猛烈或廣泛，但由於森垃克下沉氣流的制約及風勢輕微，令空氣中的懸浮粒子不易擴散，期間在香港形成煙霞。赤  角在九月十五日的能見度曾一度跌至3600米。

天氣影響

https://www.hko.gov.hk/tc/education/tropical-cyclone/weather-effects-and-impact/00173-very-hot-weather-ahead-of-an-approaching-tropical-cyclone.html

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熱帶氣旋與東北季候風的共同影響

熱帶氣旋可帶來強風；同樣東北季候風亦會帶來強風。一個地方受熱帶氣旋與東北季候風的共同影響是指該地方同一時間受兩者影響，其中一個效應是較強的風力。本文採用等壓線來解釋熱帶氣旋與東北季候風的共同影響。

你曾聽過「熱帶氣旋與東北季候風的共同影響」這個詞組嗎？它間中會在天文台發出的天氣報告或熱帶氣旋警告中使用，本文嘗試解釋這個詞組以加強市民對它的理解。熱帶氣旋可帶來強風；同樣東北季候風亦會帶來強風。一個地方受熱帶氣旋與東北季候風的共同影響是指該地方同一時間受兩者影響，其中一個效應是較強的風力。本文採用等壓線來解釋熱帶氣旋與東北季候風的共同影響。等壓線這個概念在以前一篇文章介紹過，這裡祇需重溫我們能從天氣圖的等壓線估算風速：在相同情況下，相鄰等壓線愈緊密（愈疏），風力也愈強（愈弱）。從技術上來說，兩條等壓線的距離顯示出該地區的氣壓梯度，相鄰等壓線愈緊密（愈疏），則氣壓梯度愈高（愈低），風力愈強（愈弱）。當一個熱帶氣旋影響一個地方時，天氣圖上該地方附近的等壓線緊密（圖一），顯示氣壓梯度較高。同樣，受東北季候風影響的地方氣壓梯度亦較高（圖二），當該地方受熱帶氣旋與東北季候風的共同影響時，其附近地區的等壓線非常緊密，可知其氣壓梯度很高（圖三）。2009年10月11日是一個很好的例子（圖四）。當時香港受熱帶風暴芭瑪與東北季候風的共同影響，香港從10月11至14日風勢都頗大，而強烈季候風信號更從10月11日2時50分生效至10月12 日16時10分, 前後歷時共37小時20分鐘。

天氣影響

2010年3月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/monsoons/00076-combined-effect-of-tropical-cyclone-and-northeast-monsoon.html

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熱帶氣旋：在東邊、在西邊？

影響香港的天氣還取決於熱帶氣旋登陸的地點。一般情況下，熱帶氣旋在香港以西登陸會較在以東登陸為香港帶來較惡劣的天氣。

通常每年踏入五月，香港便開始受到不同強度的熱帶氣旋影響，而吹襲的次數更會在七月至九月期間達至高峰。一般而言，除了熱帶氣旋本身的強度外，當熱帶氣旋中心或其螺旋雨帶越接近香港時，影響本港的風力便越趨猛烈，而雨勢也會更加頻密和持續。不過，受熱帶氣旋結構和地理因素的影響，原來影響香港的天氣還取決於熱帶氣旋登陸的地點。一般情況下，熱帶氣旋在香港以西登陸會較在以東登陸為香港帶來較惡劣的天氣，原因如下：半圓效應在北半球，熱帶氣旋周邊的風呈逆時針方向旋轉。如果按前進方向把熱帶氣旋分為左右兩個半圓的話，其右方半圓的風向會與前進方向一致，而左方半圓的風向則與前進方向相反。因此，熱帶氣旋右半圓（危險半圓）的風力通常較左半圓（可航半圓）的風力為強[1]。此外，在西北太平洋及南海的熱帶氣旋的東北面通常為副熱帶高壓脊所在，兩者之間的氣壓梯度會較緊密，風力亦因此較強。另一方面，在此區域，大部分風暴的移動路徑都是趨向西北方，危險半圓剛好與東北面的緊密氣壓梯度重疊，進一步增強右半圓的風力(如圖一所示)。地理因素香港位處華南沿岸，北面有內陸東西走向的山脈保護，而南面則為無遮無擋的海洋。加上陸地的摩擦力較海洋為大，所以在相同情況下，香港吹偏北風時的風力一般較吹偏南風時為弱。由於北半球的熱帶氣旋周邊的風呈逆時針方向旋轉，當熱帶氣旋在香港以西登陸時，本港普遍吹東南風，風力因此會較強。相反，當熱帶氣旋在香港以東登陸時，本港普遍吹西北風，風力便會較弱。風暴潮熱帶氣旋的風力和其中心的低氣壓可以引致沿岸的水位上升，稱為風暴潮（詳情可參考天文台網誌的昔日文章“什麼是風暴潮？”)[2]。當熱帶氣旋在香港以西登陸時，東南風會把海水推向岸邊，加上熱帶氣旋的低氣壓中心，可造成嚴重的風暴潮。相反，當熱帶氣旋在香港以東登陸時，西北風把沿岸的海水推回大海，抵銷了低氣壓的影響，所以風暴潮的情況一般並不明顯。綜合上述三個原因，熱帶氣旋在香港以西登陸通常較在以東登陸為香港帶來較惡劣的天氣。表一比較了兩個強度相約的熱帶氣旋，但在不同地點登陸時為香港帶來的影響。然而，每個熱帶氣旋都有其獨特性，不能一概而論說在香港以東登陸的風暴對我們的威脅會較小。除了風暴登陸的地點外，熱帶氣旋對香港的影響還取決於很多因素，包括風暴本身的結構和強度、風暴中心與香港的距離、螺旋雨帶的分佈等。如在2001年7月，颱風尤特雖然於香港以東（即汕尾附近）登陸，但天文台便先後發出八號東北、西北及西南烈風或暴風信號，而各區的風力亦普遍達強勁至烈風程度，多處地區因而發生棚架倒塌及大樹被吹倒。另外，受尤特的雨帶影響，大部份地區的雨量更達150毫米以上。因此，當有風暴吹襲香港時，即使天文台預測該風暴會在香港以東登陸，大家仍千萬不能掉以輕心，低估該風暴所伴隨的惡劣天氣。

天氣影響

2011年6月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/tropical-cyclone/weather-effects-and-impact/00166-to-the-east-to-the-west-effects-of-landfall-position.html

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遠方颱風帶來的湧浪

香港面向中國南海，受熱帶氣旋影響時，需面對由海洋造成的災難。大多數人都清楚當颱風非常接近時所導致的危險，但卻比較少人知道即使熱帶氣旋在數百公里之遙，仍可為香港帶來湧浪，而湧浪可將在海邊的人士捲出大海。

香港面向中國南海，受熱帶氣旋影響時，需面對由海洋造成的災難。大多數人都清楚當颱風非常接近時所導致的危險，但卻比較少人知道即使熱帶氣旋在數百公里之遙，仍可為香港帶來湧浪，而湧浪可將在海邊的人士捲出大海。風力令海面震動成浪。你所在位置的風所引起的震動稱為浪，風愈大，浪便愈高。在遠處的風為遠處翻起的浪，可向外傳，當這些遠處的海浪傳到你所在的位置時，人們稱它為湧浪。熱帶氣旋的強風令巨浪翻起，在遠處的熱帶氣旋所翻起的巨浪可向香港傳來，形成湧浪﹝圖一﹞。這些湧浪的移動速度比熱帶氣旋快得多，當一個熱帶氣旋仍在數百公里之遠處，本港天氣一般格外天晴而吹微風，人們的警覺因而降低，但熱帶氣旋所產生的巨大湧浪可能己抵達香港，當湧浪進入淺水區時，它的高度會增加，所謂「無風三尺浪」實有其科學根據，湧浪對在岸邊的人士及正在垂釣或進行水上活動的人士構成威脅。香港以往曾有多次湧浪所導致的傷亡，較近期的一個例子是當颱風凱薩娜在本港700公里以外橫過中國南海時﹝圖二﹞，一名大學生在大浪西灣被湧浪捲走。所以，即使熱帶氣旋仍在數百公里之遙，我們仍要留意它可能引致的湧浪，如須在海邊作業，更務必格外小心。

天氣影響

2009年12月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/aviation-and-marine/marine/00171-swells-from-distant-typhoons.html

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熱帶氣旋危險天氣警告(TC SIGMET)

每當有熱帶風暴或以上強度的熱帶氣旋影響香港飛行情報區或將會在12個小時內進入香港飛行情報區時，機場氣象所的航空預報員會因應該熱帶氣旋而發出熱帶氣旋危險天氣警告（TC SIGMET）。

根據國際民航組織（ICAO）的規訂下，氣象監察所（MWO）需要負責為可能影響飛行安全的特定航路天氣現象的出現或預期出現而發出危險天氣警告（SIGMET）。氣象監察所必須按照「亞洲/太平洋區域危險天氣警告指引」來發出危險天氣警告。在香港，香港天文台的機場氣象所（AMO）是一所氣象監察所，負責為可能影響南中國海北部香港飛行情報區（HKFIR）內的惡劣天氣包括熱帶氣旋、雷暴、湍流、結冰和火山灰雲等發出危險天氣警告。為確保警告信息能及時經特定通訊渠道傳遞給飛機師，在氣象信息傳送時會有最高優先權。 每當有熱帶風暴或以上強度的熱帶氣旋影響香港飛行情報區或將會在12個小時內進入香港飛行情報區時，機場氣象所的航空預報員會因應該熱帶氣旋而發出熱帶氣旋危險天氣警告（TC SIGMET）。熱帶氣旋危險天氣警告內會提供該熱帶氣旋的觀測或預測中心位置、相關積雨雲的垂直和水平影響範圍、移動方向和速度、以及其未來6小時的預測位置。 圖一及圖二分別顯示因應2011年7月熱帶氣旋洛坦而發出的熱帶氣旋危險天氣警告的文字和圖像格式的例子。 

熱帶氣旋警告

2011年9月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/tropical-cyclone/associated-weather-warnings/00176-significant-weather-information-of-tropical-cyclone-tc-sigmet.html

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2011年熱帶氣旋季節（天文台何時發出八號風球）

天文台在決定應否發出或取消信號時首要顧及的是公眾安全。熱帶氣旋警告信號系統是根據客觀準則及科學方法來運作的，以香港境內的實時及預測風力為發出信號的基礎。

踏入12月，寒潮已陸續影響華南，本年的熱帶氣旋季節也大抵過去了。回顧全年至今，共有6個熱帶氣旋進入香港500公里範圍內，這與早前3月時的預測 (約6至9個) 是一致的，亦與9月中的修訂預測 (5至7個) 吻合。在這6個熱帶氣旋當中，有5個是天文台需要發出熱帶氣旋警告信號的。不得不提的是在9月底襲港的颱風納沙。它為香港帶來今年第一個，亦極有可能是全年唯一的一個八號風球(即烈風或暴風信號)。它亦是自2009年9月颱風巨爵以來首度發出的八號風球。每當有熱帶氣旋進入南海或在南海生成時，親友們皆會詢問會否發出八號風球。這是可以理解的，因為在八號風球的日子，一般市民便無需上班或上學，得到一天或半天額外的假期。儘管如此，天文台在決定應否發出或取消信號時首要顧及的是公眾安全。熱帶氣旋警告信號系統是根據客觀準則及科學方法來運作的，以香港境內的實時及預測風力為發出信號的基礎。那麼怎樣決定是否需要發出八號風球呢？在這裡和大家分享一下當中的考慮因素。當天文台發出八號風球時，這表示香港近海平面處現正或預料會普遍受烈風或暴風影響。而影響香港風力的因素包括：   (甲)      熱帶氣旋的強度；   (乙)      熱帶氣旋與香港的距離；及   (丙)      熱帶氣旋的風力結構。  熱帶氣旋的強度熱帶氣旋是根據其中心附近之最高持續風速加以分類的。現時香港採用的分類為以下六種[1]：從上表可見，若熱帶氣旋只達熱帶低氣壓的級別，則無論該熱帶低氣壓有多接近香港，甚或在香港上空掠過，也不會為香港帶來持續烈風的風力，那便無需發出八號風球。要是熱帶氣旋達到熱帶風暴或以上的級別，那便要分析及預測其與香港的距離和它風力的結構，才可決定有否機會帶來八號風球。熱帶氣旋與香港的距離一般來說，除了在風暴正中心位置 (一般稱為風眼[3]) 的風力較弱外，中心附近的風速會最強，而風力會隨著與中心的距離增加而減弱。因此，當風暴越接近香港時，我們受到大風影響的機會便越大﹔反之距離較遠，大風的機會便較低。雖然很多朋友都希望知道風暴距離有多近才有八號風球，但實際上並沒有一個固定距離能斷定必需或無需發出八號風球。當然，一般來說熱帶氣旋距離香港越遠，需要發出八號風球的機會便越低。事實上，自1957年以來，距離香港最遠而需要發出八號風球的是1980年7月的颱風喬伊，它最接近香港的距離為350公里。因此，當熱帶氣旋最接近香港時仍與本港保持約400公里或以上的距離，需要發出八號風球的機會一般相當低。熱帶氣旋的風力結構受風暴本身不同的結構及其與周邊大氣環流的相互影響，風暴的風力分布是可以很不對稱的，而風力不對稱的情況也是相當之普遍[4]。圖一(b)是今年 (2011年) 9月29日位於香港西南面颱風納沙的風力分布。從圖中可見，納沙以東和以北的風勢普遍較其西及南面的高，這與當時納沙和華南的東北季候風的共同影響有關。因此，離開風暴中心同一距離但處於不同地方的風力也可以有很大的差異。我們不單要預測風暴中心與香港的距離，還需要分析及評估風暴的風力分布和變化，來判斷是否需要發出八號風球。以圖二為例，2001年7月的颱風玉兔在香港南面掠過，它最接近香港時的距離為180公里。與其相關的烈風影響香港，主要是南部區域，天文台發出了八號風球。與玉兔比較，納沙距離香港較遠。按照今年9月28日下午8時納沙的預測路徑 (圖二虛線)，它會在香港400公里左右掠過。如前面所述，以這距離，歷史上香港未曾發出過八號風球。而當時納沙的烈風範圍亦不大 (参考圖一 (a) 中大致為黃色的區域)，主要集中在南海北部的海域上。以當時的預計路徑來說，烈風普遍影響香港的機會相當低。但納沙在當晚採取了較西北的方向移動（圖二），較為接近香港，最接近香港時的距離約為350公里，比原先預計靠近了50公里。同時，納沙的烈風範圍亦有跡象明顯擴大 (圖一 (b) 顯示在29日上午納沙的烈風範圍已覆蓋香港)。有見納沙較預計更逼近本港和香港風力逐漸增強，天文台在29日上午4時40分發出了八號風球。總的來說，上述三個因素，即熱帶氣旋的強度、其與香港的距離及其風力結構，都會隨時間而改變，香港的風勢[5]也因而不斷轉變。天文台會時刻監察香港和週遭地區的風力變化及熱帶氣旋的未來發展和動向，以提供及時和有效的信息。由於現今科技仍未能百分之百準確掌握風暴的未來動向[6]，因此預報難免會出現誤差及轉變。我們計劃在將來利用更多渠道和方法，鼓勵及方便市民多加留意不斷變化的天氣情況，對惡劣天氣提高警覺，以避免傷亡及損失。

熱帶氣旋警告

2011年12月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/tropical-cyclone/associated-weather-warnings/00179-tropical-cyclone-season-in-2011-when-would-the-observatory-issue-the-no8-signal.html

tc

超強颱風妮妲的衛星雲圖

2009年11月，妮妲於西北太平洋上形成，其後發展成超強颱風。它的強度經歷所有六種分類。從衛星雲圖可見，妮妲從熱帶低氣壓增強為強烈熱帶風暴期間，它的雲帶持續變為較有組織的旋渦。

香港天文台2009年開始，使用新修訂的熱帶氣旋分類﹝詳情參看先前文章﹞，將熱帶氣旋分為以下六種： 2009年11月，妮妲於西北太平洋上形成，其後發展成超強颱風。它的強度經歷所有六種分類。特將它於每種強度時的衛星雲圖輯錄如下，供有興趣的人士參考。從衛星雲圖可見，妮妲從熱帶低氣壓增強為強烈熱帶風暴期間，它的雲帶持續變為較有組織的旋渦﹝圖一至三﹞。當妮妲增強為颱風時，風眼出現﹝圖四﹞，及後持續增強成為超強颱風期間，風眼變小但愈加清晰。

個案分析

2010年3月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/tropical-cyclone/case-studies/00182-satellite-imagery-of-super-typhoon-nida.html

tc

颱風鸚鵡登陸香港期間的變化

2008年的颱風鸚鵡在非常接近天文台總部處經過。2008年8月22日，鸚鵡在香港東部登陸時已減弱為強烈熱帶風暴，雷達圖像顯示其風眼不甚完整。此外，鸚鵡的環流重整，使到其路徑出現複雜的變化。

自1960年以來，約有18個熱帶氣旋在香港境內經過，其中包括1979年的超強颱風荷貝。荷貝在新界東部登陸，登陸前其風眼在天文台天氣雷達上清晰可見(圖1)。另一個例子是2008年的颱風鸚鵡。鸚鵡在非常接近天文台總部處經過。2008年8月22日，鸚鵡在香港東部登陸時已減弱為強烈熱帶風暴，雷達圖像顯示其風眼不甚完整(圖2)。此外，鸚鵡的環流重整，使到其路徑出現複雜的變化。這些路徑的變化可以從天文台操作的自動氣象站網絡準確訂定。 圖3顯示颱風鸚鵡橫過香港時的路徑。鸚鵡於8月22日在南海北部向西北移動，下午在西貢區科技大學附近登陸。由於熱帶氣旋中心附近的氣壓頗低，氣流由反時針方向作螺旋式轉入中心部份(在南半球，氣流則作順時針方向轉動)。當鸚鵡即將登陸前，新界東北部吹東至東北風，港島東南部附近吹西南風，而本港其它地區吹偏北風(圖 4)。鸚鵡登陸後，受到西北面的山脉影響，其環流重整，原有的中心向西北移動並迅速消散。一個新的中心隨即在將軍澳附近形成(圖5)，並由東向西移動橫過維多利亞港。將軍澳的風向由初時的北風轉為微風，然後轉為東至東南風。由於鸚鵡的氣旋性環流經過香港，多個氣象站均錄到風向轉變及風力暫時減弱的現象。天文台在日常業務中，利用位於大霧山及另一在大老山上的兩台多普勒天氣雷達監察天氣。多普勒天氣雷達能夠量度雨點移近(或遠離)雷達的速度，間接地提供徑向風速的資料。當兩個雷達同時運作時，可以提供其共同覆蓋範圍內的高層風向及風速資料。鸚鵡登陸前，雙多普勒雷達的資料顯示在一公里的平面高度的風場上(圖6)有兩個旋轉中心，一個在大老山附近，另一個在香港島南部。較北的中心只維持了短時間然後消散，在南面的中心一直維持在地面中心西南或以西，顯示鸚鵡的中心在橫過香港時是隨着高度向西或西南傾斜的。所以，鸚鵡並沒有一個發展成熟熱帶氣旋常有的清晰及垂直發展的風眼，例如，圖1所顯示的超強颱風荷貝雷達圖像的風眼。鸚鵡經過香港時的複雜路徑是由於一個正在減弱中的熱帶氣旋與地形相互作用所引致。總括來說，自動氣象站每分鐘不斷提供地面風向及風力、氣壓等資料，對訂定熱帶氣旋經過香港時的路徑非常有用，並可以準確地訂定強度較弱沒有清晰風眼熱帶氣旋的路徑。

個案分析

2009年12月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/tropical-cyclone/case-studies/00183-changes-in-typhoon-nuri-during-landfall-in-hong-kong.html

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颱風黑格比帶來的風暴潮

熱帶氣旋侵襲期間，與其相連的強風會把海水推積於海岸，引致海平面大幅上升；熱帶氣旋的低氣壓亦會令到其經過的海面升高，雖然作用不及強風的影響大。這現象稱為風暴潮。

海水每日潮退潮漲，是航海人士和釣魚愛好者關心的自然現象。有時，海平面的變化會遠超平日的高度。熱帶氣旋侵襲期間，與其相連的強風會把海水推積於海岸，引致海平面大幅上升（見圖 1）；熱帶氣旋的低氣壓亦會令到其經過的海面升高（見圖 2），雖然作用不及強風的影響大。這現象稱為風暴潮。如果風暴潮適逢天文漲潮，海平面可能比平常高出很多，引致沿海低窪地區被海水淹浸。2008年9月23日晚上，颱風黑格比襲港，天文台發出了八號烈風或暴風信號和風暴潮預警。黑格比帶來的風暴潮加上天文高潮令本港低漥地區受海水淹浸， 24日接近凌晨1時維多利亞港的最高水位達3.53米（見圖 3），是1962年颱風溫黛襲港以來的最高紀錄。如果大家在低窪地區生活或工作，請緊記提高警覺，留心潮水變化及天文台發出的警告，在有需要時移到安全高地暫避，做好防災工作以保平安。

個案分析

https://www.hko.gov.hk/tc/education/tropical-cyclone/case-studies/00184-the-storm-surge-brought-by-typhoon-hagupit.html

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多個熱帶氣旋同時出現

在北太平洋西部及南海上，多個熱帶氣旋同時出現的情况通常在夏、秋季節發生。在夏、秋季節，赤道附近的熱帶輻合帶不時會變得活躍，而出現超過一個熱帶氣旋形成的情況。

你可能留意到，在天氣報告中，天文台間中會同時提及兩個或以上的熱帶氣旋消息。這個情况在我們身處的區域常見嗎？在這情况下，這些熱帶氣旋的動向又如何呢？在北太平洋西部及南海上，多個熱帶氣旋同時出現的情况通常在夏、秋季節發生。在夏、秋季節，赤道附近的熱帶輻合帶不時會變得活躍，而出現超過一個熱帶氣旋形成的情況。兩個熱帶氣旋同時出現的情况並不罕見，例如二零一一年七月二十八日分別影響南海北部及北太平洋西部的強烈熱帶風暴洛坦和熱帶風暴梅花。三個或以上熱帶氣旋同時出現的情况則較為少有。根據天文台記錄，表一列出近年的例子。一般認為當兩股熱帶氣旋之間的距離在一千公里以內，「藤原效應」便會變得明顯，兩股熱帶氣旋會互繞轉動（參考1）。基於類似的機制，當多個熱帶氣旋同時出現時，它們的路徑也同樣會反映互相牽引的作用。我們可以利用以下的一個例子說明。二零零九年八月九日早上，三個熱帶氣旋同時在北太平洋西部及南海上出現 －熱帶低氣壓天鵝、颱風莫拉克及一股熱帶低氣壓（隨後增強為熱帶風暴艾濤（圖二））。颱風莫拉克正在橫過台灣海峽，其環流龐大，中心附近最高風速估計為每小時120公里，是天氣圖上的主要天氣系統（圖二）。同時，天鵝集結在海南島附近，中心附近最高風速估計為每小時55公里，在天氣圖上是一個較小型的天氣系統。受到莫拉克的廣闊環流影響，天鵝由原先向西南移動急轉為向東移動（圖三）。當天早上的衛星雲圖顯示，天鵝的環流頗弱，只可以從可見光的圖像（圖四）所顯示的低空雲線追蹤其向東飄移的環流中心，而反映深厚對流雲層的較光亮雲團已飄離其中心，處於海南島以西。下午天鵝進一步向東移動，並在南海北部上消散。當天傍晚的衛星雲圖（圖五）顯示，天鵝的殘餘環流已經消失於莫拉克的環流內。這個例子顯示，除了不規則的移動路徑外，較強的熱帶氣旋也有可能把較弱的熱帶氣旋吸納入其環流內。另一方面，北太平洋西部上空的熱帶風暴艾濤與颱風莫拉克相對地保持足夠遠的距離，因此它們之間的互動效應並不明顯。

個案分析

2011年12月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/tropical-cyclone/case-studies/00181-occurrence-of-multiple-tropical-cyclones.html

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甚麼是「天氣雷達」？

什麼是天氣雷達？多普勒天氣雷達的工作原理是什麼？RADAR (雷達)一詞是RAdio Detection And Ranging的縮寫，意思是以無線電波探測及測距。雷達不停發出微波脈沖，經大氣中的雨點反射，通過量度這些反射回來的訊號，就能探測到大氣中的降雨。

RADAR (雷達)一詞是RAdio Detection And Ranging的縮寫，意思是以無線電波探測及測距。雷達發明於二次世界大戰前夕，最初用於軍事上。其後雷達應用涵蓋多個領域，其中一項重要的用途是天氣監察。透過探測大氣中的雨點，天氣雷達能非常有效地監察在香港出現的惡劣天氣，例如熱帶氣旋、雷暴和大雨。雷達不停發出微波脈沖，經大氣中的雨點反射，通過量度這些反射回來的訊號，就能探測到大氣中的降雨。一般來說，反射回來的訊號越強，雨勢就越大。至於雨區與雷達之間的距離，則可利用微波往返雨區所需的時間而計算出來。近年來多普勒天氣雷達越趨普及，它能夠量度雨點移近(或遠離)雷達的速度。多普勒原理可利用救護車響號的聲調轉變來解釋：當救護車走近時，聲調會升高；遠離時，聲調會降低。換句話說，救護車移近得越快，聲調越高。多普勒雷達利用同一原理：雨點移近雷達的速度越快，反射回來的微波頻率(即聲調)就越高(圖1)。透過這個頻率轉變，可導出雨點移近雷達的速度，從而替乘載這些雨點的風力提供了很好的估算。

https://www.hko.gov.hk/tc/education/meteorological-instruments/weather-radar/00189-what-is-a-weather-radar.html

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天氣雷達觀測

雷達不停發出微波脈沖，經大氣中的雨點反射，通過量度這些反射回來的訊號，就能探測到大氣中的降雨。一般來說，反射回來的訊號越強，雨勢就越大。至於雨區與雷達之間的距離，則可利用微波往返雨區所需的時間而計算出來。

引言RADAR (雷達)一詞是RAdio Detection And Ranging的縮寫，意思是以無線電波探測及測距。雷達發明於二次世界大戰前夕，最初用於軍事上。其後雷達應用涵蓋多個領域，其中一項重要的用途是天氣監察。透過探測大氣中的雨點，天氣雷達能非常有效地監察在香港出現的惡劣天氣，例如熱帶氣旋、雷暴和大雨。天氣雷達的工作原理： 雷達不停發出微波脈沖，經大氣中的雨點反射，通過量度這些反射回來的訊號，就能探測到大氣中的降雨。一般來說，反射回來的訊號越強，雨勢就越大。至於雨區與雷達之間的距離，則可利用微波往返雨區所需的時間而計算出來。近年來多普勒天氣雷達越趨普及，它能夠量度雨點移近(或遠離)雷達的速度。多普勒原理可利用救護車響號的聲調轉變來解釋：當救護車走近時，聲調會升高；遠離時，聲調會降低。換句話說，救護車移近得越快，聲調越高。多普勒雷達利用同一原理：雨點移近雷達的速度越快，反射回來的微波頻率(即聲調)就越高(圖1)。透過這個頻率轉變，可導出雨點移近雷達的速度，從而替乘載這些雨點的風力提供了很好的估算。香港天氣雷達香港天文台早於1959年在大老山安裝了首台天氣雷達。當時的雷達為Decca 41型，雨區是透過單色陰極射線管顯示出來。1966年，在首台雷達毗鄰添置了一台Plessey 43S型雷達。這台雷達除了可對大氣作垂直和水平的掃描外，還配備有電子儀器為回波的強度作不同特定灰度的遞減，並在陰極射線管顯示出來，使預報員能估計降雨的強度及垂直範圍。1983年，天文台安裝了第一台配備電腦的雷達來替換Decca雷達。這雷達能將降雨的強弱，以不同的顏色顯示在雷達圖像上，讓預報員能更易於使用。除了對大氣作立體掃描外，這雷達還有其他產品，如雷達圖像動畫和利用外推法得出的雷達預報圖像。這些功能使預報員能更有效地監測雨區的移動和發展。(這台雷達已在2000年退役。)天文台於1994年設置第一台多普勒天氣雷達(圖2a)以替換Plessey雷達。這台多普勒雷達不單能夠量度降雨的大小，也提供了雨區移動速度的有用資料。當熱帶氣旋出現在雷達監察範圍內時，這些資料對熱帶氣旋風力的估算發揮了重大作用。1998年，天文台在位於赤鱲角新機場東北面約12公里的大欖涌，添置了一台機場多普勒天氣雷達(TDWR)。這台雷達(圖2b)專門探測機場附近出現的惡劣天氣，並就對流性風暴引起的微下擊暴流和風切變(圖3)作出預警，以確保在這種天氣情況下航機升降的安全。1999年，天文台在大帽山添置了一台多普勒天氣雷達(圖2c)，這標誌著香港天氣雷達史上另一個里程碑。這台雷達配備了大型天線(直徑約8.5米)及高穩定度的發射器，矗立於全港最高的山上掃描大氣。雷達搜集到的高分辨率數據，令預報員更清楚地掌握風暴結構，有助及時發出惡劣天氣的預警。由於受地形和附近建築物的阻擋，或為避免與其他雷達產生互相干擾，單一雷達的覆蓋範圍在一些區域會受到限制。大帽山和大老山多普勒天氣雷達的結合使用，能夠綜合兩台雷達數據的雷達圖片(圖4)，這在惡劣天氣下是特別有用的。此外，結合兩台雷達的多普勒風數據，更能算出香港附近的三維風場(圖5)。為公眾及特別用戶提供的雷達資料無論是每日的電視天氣節目或是在惡劣天氣下舉行的特別簡報會上，天文台的專業人員不時會利用雷達圖像介紹天氣情況。此外，天文台亦有向航空界發放雷達圖像，供他們計劃航線和航班運作上使用。另一方面，公眾可從天文台的網頁上(網址：https://www.hko.gov.hk/tc/wxinfo/radars/radar.htm) 看到定時更新的雷達圖像(圖6)。

https://www.hko.gov.hk/tc/education/meteorological-instruments/weather-radar/00192-weather-radar-observations-in-hong-kong.html

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應用相控陣天氣雷達監測惡劣天氣

全港首台相控陣天氣雷達。

天文台在2021年於沙螺灣安裝了全港第一台「相控陣天氣雷達」（圖一）。「相控陣天氣雷達」是「相位控制陣列天氣雷達」的簡稱，它由眾多獨立控制的小型天線收發單元組成，並排列成天線陣面，通過控制各單元發射無線電波的相位差來改變雷達波束的發射方向。相控陣雷達的優點是體積細小，可同時發射多個波束，利用機械及電子掃描方法在最短1分鐘內完成分層最高達68層的立體掃描，比現有的大帽山及大老山天氣雷達分別6分鐘和12層的掃描加密達5至6倍，可提供時間和空間上更高解像度的雷達圖像，幫助監測快速演變的中尺度惡劣天氣，如局地暴雨、冰雹和龍捲風等。自2021年10月開始試驗性運行，沙螺灣「相控陣天氣雷達」在監測多個惡劣天氣事件方面發揮了功效，例如在2022年6月8日早上，天文台網絡攝影機拍攝到長洲以西水域出現水龍捲（圖二a），沙螺灣「相控陣天氣雷達」清楚捕捉到水龍捲由發展至消散的過程，約10時18分的多普勒徑向風速疊加三維雷達回波圖像（圖二b）顯示出該水龍捲的相關偶極結構，即表明存在旋轉中的氣柱，而估計在這氣旋式渦旋約2公里高處的最大風速超過20米/秒。隨著天文台收集更多「相控陣天氣雷達」的數據，相信有助預報員更好地掌握中尺度天氣系統的變化和特性，亦能夠為臨近預報業務帶來積極影響。

2023年1月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/meteorological-instruments/weather-radar/00689-application-of-phased-array-weather-radar-in-monitoring-inclement-weather.html

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如何解讀多普勒天氣雷達的風場

多普勒原理探測雨點移近(或遠離)雷達的速度。可是此速度是沿著雷達波束方向的風的分量，即徑向風速。若風與雷達波束平行，徑向風速的值與真實風速相等，若風與雷達波束成垂直方向，徑向風速的值會變為零。徑向風速為零的線稱為零徑速線。

香港天文台教育資料裡的「香港天氣雷達觀測」一文簡單介紹了利用多普勒原理探測雨點移近(或遠離)雷達的速度。由於雨點會被風帶動，所以這是一個估算風速值頗好的方法。可是，必須注意的是此速度是沿著雷達波束方向的風的分量，即徑向風速(圖一)。若風與雷達波束平行，徑向風速的值與真實風速相等，若風與雷達波束成垂直方向，徑向風速的值會變為零。徑向風速為零的線稱為零徑速線。由雷達影像的徑向風速模樣可發現一些有趣的現象，如判斷旋渦存在與否及颱風的風速風向分佈等。圖二顯示一個氣旋式旋渦位於雷達不同方向所產生的徑向風速的模樣。圖中最主要的特徵為偶極結構，或叫「風的耦合」。沿徑向遠離雷達(中心)的方向，在零徑速線(灰色) 的右邊，風吹離雷達(正數，暖色)；在零徑速線(灰色) 的左邊，風吹向雷達(負數，冷色)。天文台位於大欖角的機場多普勒天氣雷達於2018年8月29日早上成功偵察到一個在馬灣附近發展的水龍捲。水龍捲形成後向北移動靠近汀九橋，最後在汀九附近消散(圖三)。圖四顯示大欖角機場多普勒天氣雷達於該日上午11時26分和11時31分時，雷達掃描仰角為17.0°的徑向風速圖。圖四a至四b紅圈顯示偶極風場結構，即東北風(藍色箭咀顯示風吹向雷達)及西南風(紅色箭咀顯示風吹離雷達)結合成一個「風的耦合」，即表示空氣氣旋式旋轉。在香港，水龍捲一般在五月至十月的雨季發生，但它們的出現通常很短暫並非常細小。再者，大帽山天氣雷達(海拔高度約970米) 及大老山雷達(海拔高度約580米) 位於山頂，難以觀測到這類在低空出現的天氣現象。如2018年8月29日的事件，根據圖三及天文台於香港國際機場在該日早上11時30分的雲底高度觀測資料來推斷，水龍捲發生約在600米以下高度。由於大欖角機場多普勒天氣雷達處於較低高度(海拔高度少於100米)及有較高數據解像度，因此大欖角機場多普勒天氣雷達能成功觀測到當天的水龍捲。

2019年1月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/meteorological-instruments/weather-radar/00522-how-to-interpret-velocity-field-from-doppler-weather-radar.html

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淺談機場多普勒天氣雷達（TDWR）

機場範圍上空出現風切變是造成航空意外的成因之一。自1990年代起不少現代化機場陸續安裝了多普勒天氣雷達以探測風切變，為剛起飛和準備降落的航班提供風切變信息和預警，提升了航空安全。

機場範圍上空出現風切變是造成航空意外的成因之一。自1990年代起不少現代化機場陸續安裝了多普勒天氣雷達以探測風切變，為剛起飛和準備降落的航班提供風切變信息和預警，提升了航空安全。機場升降區最強烈的風切變多由雷暴活動中的微下擊暴流引起。成熟的雷暴中強烈而局部的冷空氣突然下沉，在接觸地面時向外擴散，形成微下擊暴流，其帶來的急 速風向和風速改變大大影響了飛機的浮力，因而對航班安全構成危險。關於微下擊暴流和風切變的闡釋，讀者可以參閱天文台的小冊子《風切變和湍流》[1]和 教 育資源的專題系列文章[2]。機場多普勒天氣雷達的任務是探測機場範圍的低空風切變，相比主要用來探測雨區發展和移動的天氣雷達其技術更為先進。機場多普勒天氣雷達利用多普勒原理[3]， 探測雷達方向的徑向風速。對於剛起飛和準備降落的航班來說，沿跑道方向的風速改變可能會影響飛機浮力，因此要有效監測影響機場升降區的風切變，機 場多普勒天氣雷達須安裝在跑道延伸的方向。對於香港國際機場來說，跑道的偏西方是海域，因此雷達必須安裝在跑道的偏東方，即是大欖涌附近地方﹙見圖一﹚。微下擊暴流的生命週期短，一般只維持約數分鐘。在雷暴活躍期間，雷達須作頻密掃描，以捕捉雷暴區氣流的急速變化。同時，風切變的計算必須快捷準確，由電腦 系統自動進行才可及時把預警信息通知飛機師。因此機場多普勒天氣雷達的雷達信號素質要求甚高，這包括精細的雷達波束，先進的軟件以排除飛鳥、地形等對雷達 信號的影響，準確而高速轉動的馬達，以及可在雷暴期間仍能可靠地運作的設計等。雷暴在香港是一種十分常見的天氣現象，微下擊暴流引起的風切變亦不時發生。隨著香港機場的航空交通日益繁重，我們需要機場多普勒天氣雷達作為機場的守護 者，以保障航班和乘客的安全。

2012年6月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/meteorological-instruments/weather-radar/00188-on-terminal-doppler-weather-radar.html

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利用雷達探測雨區的形相態

天氣雷達是探測降雨的有效工具。雙偏振多普勒雷達跟傳統的單偏振雷達不同，新雷達能夠發射及接收水平和垂直兩個不同偏振方向的電磁波脈沖。由於水滴的大小和冰的形態會導致不同偏振電磁波反射後的特性出現差異，利用水平和垂直偏振回波特性的差別，有助於判斷雨區的成分，以及雨量的多少。

天上的浮雲，可謂千姿百態，形狀變化萬千。雲裡的水滴和冰，會隨著溫度、濕度及氣流的改變而出現變化，水滴和冰的數量會因而有所增減；水滴可以凝結成冰，冰亦可以溶化為水滴。再者，冰的形態更是多式多樣：有的是冰晶，有的是形狀各異的冰粒。在惡劣天氣的強對流活動中，冰粒的體積或會進一步增加，最後成為冰雹。當這些水滴和冰的過重時，便會做成降雨、降雪或降冰雹。（圖一顯示冰的不同形狀）天氣雷達是探測降雨的有效工具。雷達向大氣層發射電磁波脈沖，然後測量經由雨區中的水滴和冰所反射的脈沖訊號（回波），從回波返回雷達所需時間，可計算出雨區的位置。至於降雨的強度，一般來說，回波的强度（反射率）越强，雨勢就越大。但由於冰對電磁波的反射率較水滴強，如果雨區內有冰粒，估算出來的降雨強度便會較實際的雨勢大。因此單從回波強度估算雨區中水和冰的成分或者是降雨強度，會有一定的局限和不確定性。天文台於2015年啟用新的大老山雙偏振多普勒雷達（圖二）。跟傳統的單偏振（電磁波的電場或磁場在單一平面上變化）雷達不同，新雷達能夠發射及接收水平和垂直兩個不同偏振方向的電磁波脈沖（圖三）。由於水滴的大小和冰的形態會導致不同偏振電磁波反射後的特性出現差異，利用水平和垂直偏振回波特性的差別，有助於判斷雨區的成分，以及雨量的多少。例如體積較大的水滴受重力影響，形狀會變得較扁，其水平偏振電磁波的反射率會較垂直偏振電磁波的反射率強。偶然，雷達發出的電磁波脈沖被昆蟲雀鳥等反射，也可以從雙偏振回波訊號辨別出來。有了這些額外資訊，新雷達更能有效地監測冰雹的發展，及更準確地估算降雨量，為香港天氣雷達應用打開新的一頁。圖四是2015年4月20日大老山雷達錄得的圖像，顯示雨區中有較大的冰粒（圖中黃色的部分）和冰雹（圖中紅色的部分）。當日廣東沿岸地區受低壓槽影響，出現強對流天氣，除有狂風雷暴及大雨外，汕頭等地區更接獲冰雹報告，位置與雷達圖像顯示吻合。大老山的新天氣雷達為天氣預報員提供雨區的「形相態」資料，有助預報員更準確地監測雨區的發展和估算各區的雨量，並適時發出天氣預報與惡劣天氣警告，以保障市民安全。

2015年7月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/meteorological-instruments/weather-radar/00458-profiling-rain-areas-using-radar.html

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冰雹與鈎狀回波

落雹是一種自然現象，在香港並不常見，平均每一至兩年才出現一次。較大的冰雹會破壞農作物，打破窗戶，溫室玻璃和汽車擋風玻璃等。天氣雷達是天文台監測冰雹的主要工具，雷達圖所顯示的回波反射率及其形狀為識別冰雹提供了重要線索。

落雹是一種自然現象，在香港並不常見，平均每一至兩年才出現一次。較大的冰雹會破壞農作物，打破窗戶，溫室玻璃和汽車擋風玻璃等。在過去二十年（2000年1月至2020年8月），香港共有11日錄得冰雹報告。近年本地較大規模落雹的一次，發生於2014年3月30日晚上。當晚受低壓槽影響，香港廣泛地區出現滂沱大雨及強烈雷暴並伴隨落雹，天文台更需要發出黑色暴雨警告信號。在暴雨期間，天文台收到本港多處地區的冰雹報告，大部分報告的冰雹大小約 20 至 30 毫米（圖一）。冰雹是強雷暴中產生的大冰粒。強雷暴出現時，大氣的垂直運動十分猛烈。由於大氣對流層的温度一般隨高度增加而下降，當較暖濕空氣上升時，空氣中的水分會遇冷凝結。由於上升氣流猛烈，水汽會被帶到凍結層以上並不斷打滾，凝結成冰粒。打滾過程冰粒不斷吸收水分，像＂雪球＂般越滾越大，最後當上升氣流不能再承托冰粒重量時，這些超重的冰粒便會跌落地面，形成落雹[1]（圖二）。天氣雷達是天文台監測冰雹的主要工具，雷達圖所顯示的回波反射率及其形狀為識別冰雹提供了重要線索。冰雹形成於強雷暴中，在雷達圖中除了有很強的回波反射率外，有時甚至會出現一種呈＂鈎＂狀的回波結構，稱為「鈎狀回波」，如2014年3月30日晚上的雷達圖便出現了清晰可見的鈎狀回波特徵（圖三）。鈎狀回波是超級單體雷暴的一個重要特徵，代表與強雷暴相關的積雨雲發展已經相當旺盛。此時積雨雲中強勁的上升氣流甚至令雨水無法落到地面，導致底層出現弱回波區，＂鈎＂狀的回波結構便因而形成。除了冰雹及強雷暴外，鈎狀回波有時更伴隨龍捲風或水龍捲的出現，是一種代表破壞性極強的回波特徵。大家如果以後在雷達圖中發現鈎狀回波有機會影響自己時，切記要避之則吉，特別若是身處戶外的話，應立即躲入堅固的建築物內。鈎狀回波與冰雹的出現有一定關聯性，但亦非必然，不是每次有鈎狀回波就表示有冰雹，反之亦然。預報員需要綜合眾多的觀測去判斷落雹的可能性，例如天文台近年添置的大老山雙偏振S波段多普勒天氣雷達（圖四），便大大提升了監測冰雹的能力[2][3]。

2020年9月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/weather-phenomena/00550-hail-and-hook-echo.html

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利用建築信息模型加強天氣雷達的維修工作

什麼是建築信息模型？建築信息模型如何幫助天氣雷達的維修？建築信息模型將物件的物理及功能特性數碼化，以便採用三維模型及數據庫技術來管理。

什麼是建築信息模型？ 建築信息模型將物件的物理及功能特性數碼化，以便採用三維模型及數據庫技術來管理。香港建築行業正推廣這項技術，皆因它在建造過程的不同階段帶來裨益，例如優化規劃工作及加強協調溝通 [1]。建築信息模型包含不同類別的建築組件(如門、窗)，而每個組件附有某些特性，包括其構造物料和大小等，每個組件的特性都儲存在數據庫內。利用這些組件，可在虛擬的環境下搭造建築物。此外，在某項工程所使用的建築信息模型組件，可在另一個建築項目內被重用。 建築信息模型如何幫助天氣雷達的維修？ 香港天文台最近完成一個先導項目，利用建築信息模型來支援知識承傳。當中應用建築信息模型，建立了大老山天氣雷達站的三維模型（圖一）。透過這模型，維修人員可從三維角度檢視雷達系統的不同組件，包括嵌入在雷達系統內或安裝在機箱內的組件，另外亦製作動畫來顯示雷達維修的詳細步驟，例如更換「調速管」的步驟（圖二）。「調速管」是雷達系統的重要組件，約每年需被更換一次。由於「調速管」藏在容器內，當雷達運作時難以被檢視，維修人員只能靠每年維修雷達時，才有機會透過現場訓練來學習更換「調速管」的相關知識和技巧。應用建築信息模型後，維修人員可透過相關動畫，深入了解整個更換「調速管」的過程（圖三）。利用建築信息模型所製作的動畫，讓維修導師透過虛擬的環境向新同事分享他們的雷達操作經驗，而不須前往雷達站及影響雷達的運作下進行訓練，這提供更有效的方法作知識承傳和共享。

2019年12月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/meteorological-instruments/weather-radar/00538-use-of-building-information-modelling-to-help-maintain-weather-radar.html

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天氣雷達站的非一般避雷系統

天氣雷達作為天文台監察惡劣天氣如暴雨及颱風的主要工具，是天氣預報必不可少的儀器。天氣雷達必須全天候運作，以保障香港巿民的生命財產安全。在雷暴等惡劣天氣時，正是天氣雷達大派用場的時候，絕不能因為雷擊而影響雷達的正常運作。

雷暴是本港雨季常見的天氣現象。每年四月至九月期間，雷暴可能會頻密地影響香港。從圖一可見，在二零零六至二零一二年的四月至九月期間，香港境內錄得的月平均雲對地閃電次數達到五千次以上。為免遭受雷擊破壞，建築物須具備良好的避雷系統。有關避雷系統的原理可參考天文台教育資源文章"勿做避雷針"[1]，簡單來說避雷針會吸引其附近的雷電，然後透過相連的接地裝置將電流引導至地下，保護建築物不受雷擊。接地裝置的電阻（下稱避雷接地電阻）是避雷系統中重要的基本參數。避雷接地電阻越小，便越有效地引導電流，避雷系統的保護性能也越高。由建築署出版的香港特區政府建築物內電力裝置的一般規格[2]中指出，一般用途的政府建築物的避雷接地電阻不可超過10歐姆。然而，此規格並不適用於架空電纜或有特殊用途的建築物，此類建築物的避雷接地電阻視乎實際需要而定。天文台的天氣雷達站正屬於上述有特殊用途的建築物之一，對避雷接地電阻有更嚴格的要求，原因如下：特殊使命天氣雷達作為天文台監察惡劣天氣如暴雨及颱風的主要工具，是天氣預報必不可少的儀器。天氣雷達必須全天候運作，以保障香港巿民的生命財產安全。在雷暴等惡劣天氣時，正是天氣雷達大派用場的時候，絕不能因為雷擊而影響雷達的正常運作。地埋位置天氣雷達需要無遮擋的視野以全面監察天氣狀況，所以天氣雷達站一般會鶴立於周遭的環境，例如大帽山天氣雷達站便座落在香港最高山峰大帽山的山頂。高聳的位置往往令雷達站更易受到雷擊，加上天氣雷達是十分精密的電子儀器，容易受雷擊所產生的巨大不穩定電流影響而損毀，因此雷達站對避雷接地電阻有更嚴格的要求。天文台一直遵守天氣雷達站避雷接地電阻必須不多於1歐姆的嚴格要求，以儘量減低受雷擊而影響雷達運作的機會。除了香港天文台，國際上也採用同等標準規範天氣雷達站的設計，世界氣象組織(WMO)轄下的儀器和觀測方法委員會(CIMO)在其IOM第88號報告[3]中便指出了這項要求。圖二摘錄自該報告書，顯示外國某雷達站遭雷擊後雷達天線罩出現嚴重焦黑的情況。在上世紀90年代中期，為天文台興建大欖涌機場多普勒天氣雷達站當顧問的美國和澳洲專家明確建議雷達站的避雷接地電阻不能超過1歐姆。雷達站的避雷接地電阻不多於1歐姆，可保障天氣雷達站在雷暴交加中仍能正常運作，在惡劣天氣中為香港巿民提供可靠的天氣信息服務。

2013年6月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/meteorological-instruments/weather-radar/00187-extraordinary-lightning-protection-system-for-weather-radar-stations.html

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虛擬衛星圖像的應用

利用深度學習模型加強夜間衛星天氣監測熱帶氣旋。

衛星圖像對天氣監測和預報工作十分重要，而可見光和紅外光衛星圖像在這方面均被廣泛應用。前者具有較高的解像度，有助仔細分析天氣系統的特徵，但圖像只能在日間地球受到陽光的照射下才能被製作出來；至於後者雖然解像度較低，但日間和夜間都能夠製作出紅外光衛星圖像來使用。隨著人工智能科技的進步，天文台開發了深度學習模型以生成虛擬夜間可見光衛星圖像，協助預報員在晚間釐定熱帶氣旋中心的位置。這模型是一個「條件生成對抗網絡」（CGAN）模型，當中包括生成器和判別器（圖一）。利用過去向日葵8號（H-8）衛星不同頻道的圖像來訓練模型，以改善生成器和判別器的表現。完成模型訓練後，輸入實時衛星圖像予CGAN模型便可生成虛擬可見光圖像。2021年12月熱帶氣旋雷伊是很好的例子，顯示CGAN模型生成虛擬可見光圖像的效用（圖二）。

2023年1月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/meteorological-instruments/meteorological-satellite/00686-Application-of-Virtual-Satellite-Images.html

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如何利用氣象衛星測量雲頂高度？

物理上我們知道所有物件都會發出電磁波，而發出的能量會根據物件自身的溫度而定。透過量度由雲頂發出的特定波長的電磁波，我們可以根據普朗克定律估算相應的雲頂溫度。

雲可發展的高度取決於大氣條件，例如在不穩定的大氣情況下，雲團一般發展至對流層的上層。知道雲頂的高度能幫助了解大氣的狀態。此外，雲頂的高度對於機師决定是否繞過或攀越對流雲也是很重要的資訊。 我們可以使用氣象衛星從上方觀察雲層，從而估計雲頂的高度。這又是如何做到的呢？物理上我們知道所有物件都會發出電磁波，而發出的能量會根據物件自身的溫度而定。透過量度由雲頂發出的特定波長的電磁波，我們可以根據普朗克定律[1]估算相應的雲頂溫度。例如通過地球同步氣象衛星的紅外光感應器我們就可以探測到雲頂所發出的紅外線電磁波。由於紅外光不能穿透雲，由這頻度所量度的溫度是相當接近雲頂表面的溫度。有了雲頂溫度，我們可以從高空探測系統量度的或由數值天氣預報模式估計的大氣溫度垂直廓線找出雲頂溫度所對應的高度。圖一是透過紅外線的測量而得出雲頂高度的示意圖。此外，一些配備了激光雷達的極地軌道氣象衛星也能直接測量雲頂的高度。激光雷達向下面的雲頂發射激光脈衝，該激光脈衝會被雲中的粒子如水滴和冰粒反射，衛星上的儀器透過測量發送和接收該脈衝的時間差，便可以計算出雲頂的高度。例如，CALIPSO 衛星[2]配備了激光雷達，其中的任務便是測量雲層的垂直結構（圖二）。

2019年1月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/meteorological-instruments/meteorological-satellite/00519-how-to-measure-cloud-top-height-from-a-meteorological-satellite.html

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甚麼是「氣象衛星」？

甚麼是氣象衛星？氣象衛星在地球上空遠處運行。它所携帶的感應器指向地球，從而拍攝地球的鳥瞰圖。氣象衛星根據其軌跡可分為兩類：地球同步氣象衛星和極地軌道氣象衛星。

氣象衛星在地球上空遠處運行。它所携帶的感應器指向地球，從而拍攝地球的鳥瞰圖。氣象衛星根據其軌跡可分為兩類：地球同步氣象衛星和極地軌道氣象衛星(圖一)。恰如其名，地球同步氣象衛星相對地球是靜止不動的。它環繞地球的速度與地球自轉的速度相同，固它在任何時刻均逗留在地球上同一地點的上空。這使它能24小時不間斷地捕捉同一地方的雲圖。它離地面約35,800公里，可拍攝到半個地球的影像。極地軌道氣象衛星以大致南北方向環繞地球運行。它的軌跡離地面約數百公里。它們大部份一天內經過同一地點一兩次。由於較接近地球，它們每次只能拍攝到有限區域的雲圖。相對地球同步氣象衛星，極地軌道氣象衛星圖像的數目較少，範圍亦較小。但此類雲圖有一優點，就是雲圖的分辨率較高。

https://www.hko.gov.hk/tc/education/meteorological-instruments/meteorological-satellite/00196-what-is-a-meteorological-satellite.html

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氣象衛星接收系統

氣象衛星攜帶探測器從太空拍攝地球的圖像。氣象衛星按其運行軌跡可以分為兩類，分別是地球同步氣象衛星及極地軌道氣象衛星。

引言氣象衛星攜帶探測器從太空拍攝地球的圖像。氣象衛星按其運行軌跡可以分為兩類，分別是地球同步氣象衛星及極地軌道氣象衛星（圖一）。地球同步氣象衛星相對地面是靜止不動的，因此可以24小時不斷拍攝地球上同一地區的雲圖。衛星位於赤道的上空約35,800公里，拍攝的圖像覆蓋接近半個地球。極地軌道氣象衛星是低飛的衛星，以大致南北的方向在數百公里上空環繞地球運行。大部分的極地軌道氣象衛星每天都在同一地區的上空經過一至兩次。由於它們距離地面較接近，每次只能拍攝有限面積的圖像，但圖像的分辨率較地球同步衛星為高，而地球同步衛星每天提供較多同一地區的圖像。香港氣象衛星接收系統當美國在一九六三年發射第八號電視及紅外光觀測衛星（TIROS8）後不久，香港天文台即利用一套自製系統接收該衛星的自動圖像傳送系統發出的信號。初期是使用一副改裝過的普通電視機來顯示衛星圖像的。上述自製系統一直用來接收環境勘測衛星（ESSA）及美國海洋大氣局（NOAA）氣象衛星兩個系列的極地軌道衛星的自動圖像傳送信號，直至一九六八年天文台添置了一部照片傳真機為止。一九七七年，日本發射了首顆地球同步氣象衛星（GMS）。該衛星在東經140度赤道上空35,800公里處，並每三小時一次以模擬傳真形式傳送可見光（VIS）及紅外光（IR）頻道圖像。一九七九年，天文台購置了一套接收系統以接收該衛星的高分辨率圖像。這首顆地球同步氣象衛星在一九八一年、一九八四年、一九八九及一九九五年先後被第二號衛星（GMS-2）、第三號衛星（GMS-3）、第四號衛星（GMS-4）和第五號衛星（GMS-5）所取代，而傳送模式亦由模擬傳真形式轉為數字形式（數字數據來自可見光和紅外光自旋掃描輻射儀的延展信號），並且每小時傳送衛星圖片一次。為切合這些轉變，天文台於一九八八年購置了一套電腦化接收系統。在一九九六年，天文台安裝一套更先進、利用Unix作業系統的接收系統來接收和分析GMS-5提供的額外的紅外光衛星圖像以及新的水汽通道圖像。在二零零一年年底天文台安裝一台接收系統接收中國氣象局風雲一號系列和美國國家海洋及大氣管理局的NOAA系列的極地軌道氣象衛星。在二零零三年中日本的GMS-5衛星的任務由美國的地球同步業務環境衛星-9號（GOES-9）所取代。天文台利用原有接收日本GMS-5的系統接收GOES-9的圖像。在二零零四年天文台安裝另一台衛星接收系統來接收中分辨率成像光譜儀（MODIS）的直接廣播。該儀器是美國太空總署地球觀測系統的兩顆名為Terra 和Aqua 衛星上的探測器。MODIS擁有36條觀察頻道，覆蓋了從可見光至紅外光的廣闊頻率，使它成為一些學科如氣象學、海洋學甚至是環境監測的寶貴數據來源。MODIS拍攝出來的高分辨率圖像，對監測一些細微的特徵或現象如山火及煙霞等尤為有用。在二零零五年中國氣象局的第一顆業務應用地球同步氣象衛星，即風雲二號C（FY-2C）衛星，投入運作。風雲二號C衛星位於東經105度的赤道上空，提供五個頻道（可見光、紅外光-1（IR1）、紅外光-2（IR2）、水汽及紅外光-4（IR4））的圖像。雲圖覆蓋大部分亞洲、澳洲、印度洋、西太平洋地區。可見光圖像的分辨率為1.25公里，而紅外光和水汽圖像則為5公里。在熱帶氣旋和暴雨的季節期間，衛星每30分鐘提供北半球的圖像。日本氣象廳於同年發射名為多用途輸送衛星-1R（MTSAT-1R）的新一代地球同步氣象衛星，以取代美國的GOES-9。MTSAT-1R衛星每30分鐘提供更新圖像，圖像覆蓋範圍與GOES-9相若。衛星除了提供四個頻道（可見光、紅外光-1（IR1）、紅外光-2（IR2）及水汽)的圖像外，亦額外提供一個新的紅外光-4（IR4）頻道圖像。可見光的圖像分辨率為1公里，而紅外光及水汽圖像的分辨率為4公里。衛星資料的應用香港天文台直接接收下列衛星的廣播，以二十四小時支援天氣預測和警報服務： - 中國氣象局的FY-1D和FY-2C衛星。 - 日本氣象廳的MTSAT-1R衛星。 - 美國海洋大氣局（NOAA）系列的極地軌道衛星。 - 美國太空總署地球觀測系統（EOS）系列的衛星。 氣象衛星資料有下列各項用途： - 衛星圖片顯示全球雲量及天氣系統分布情況，是各地區重要的資料來源，尤其在海洋和其他天氣觀測資料稀少的地區。 - 暴雨的雲團會發展及上升到較高的高度，雲頂的溫度相對較低。利用紅外光的衛星雲圖，分析雲頂的溫度，對監測暴雨的發展很有幫助。 - 在衛星雲圖上，熱帶氣旋具獨有的特徵，較為容易辨認，因此衛星圖片對追蹤熱帶氣旋的移動及估計其強度有極大的幫助（圖二）。 - 在沒有雲層遮蔽的情況下，紅外光圖片上可以顯示海面溫度的變化。這些資料有助預報海霧及熱帶氣旋的發展。 - 除雲圖外，一些衛星圖片提供環境監測的資料，對監測如煙霞分佈、山火地點、火山爆發及沙塵暴等尤為有用。

https://www.hko.gov.hk/tc/education/meteorological-instruments/meteorological-satellite/00201-meteorological-satellite-reception-system-in-hong-kong.html

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氣象衛星新紀元

新一代的地球同步氣象衛星與上一代的衛星怎麼比較？「風雲四號」衛星在技術上還有些什麼突破？在哪裡可以看到高清的衛星圖像？

2016年12月11日凌晨，「風雲四號」衛星系列的第一顆星「風雲四號A星」在中國西昌衛星中心成功發射升空。在約一個月前的11月2日，日本發射了「向日葵9號」氣象衛星，而在11月20日，美國GOES-R氣象衛星也順利升空。今次發射的「風雲四號A星」衛星，與「向日葵9號」、GOES-R衛星及歐洲正在研發的MTG衛星均屬於新一代地球同步氣衛星。進入軌道後，新衛星將經過數個月至約一年的在軌測試才投入服務，當這些衛星投入服務，全球氣象衛星服務亦正式進入一個新紀元。這些新一代的地球同步氣象衛星與上一代的衛星怎麼比較？新一代地球同步氣象衛星擁有更多觀測通道，並能更快地提供更清晰的圖像。以「風雲四號A星」衛星為例，它擁有14個觀測通道，相比上一代衛星的5個通道，數目大幅度增加，是上一代衛星的2.8倍，觀測速度則提升1倍以上，可以每15分鐘完成地球圓盤掃描一次及每分鐘生成一張1000公里×1000公里的區域觀測圖像。可見光圖像最大分辨率由1.25公里提高至500米，提升幅度達1.5倍。「向日葵9號」氣象衛星是2015年中啟用的「向日葵8號」的備份衛星，擁有16個觀測通道，每10分鐘更新圖像一次，亦具備每2.5分鐘更新一次的區域觀測能力，可以用以跟蹤颱風的發展。圖一是「向日葵8號」衛星在2016年8月1日拍攝到的颱風「妮妲」的可見光圖像，圖中清楚顯示風眼附近的細緻螺旋結構以及眼壁的強對流雲團。結合多通道數據及圖像分析技術，新一代衛星可提供多種辨認特殊天氣或環境現象的圖像，包括沙塵暴、火山灰、強對流雲、冷暖氣團、雲團種類分析等，此外衛星數據可以用來反演海水溫度和氣溶膠濃度。圖二是利用「向日葵8號」衛星在2015年7月19日獲得的數據經過處理的圖像，突出了印尼火山爆發噴出火山灰的情況。天文台的衛星圖像網頁會不時更新焦點衛星圖像，有興趣的市民可通過本文所列網址觀看。「風雲四號」衛星在技術上還有些什麼突破？「風雲四號」衛星除了具備多通道掃描成像輻射計外，更加設了干涉式大氣垂直探測儀，是世界上首顆地球同步氣象衛星搭載同類儀器。大氣垂直探測儀可以對大氣結構進行高精度分析，猶如檢查身體的電腦掃描切片分析一樣，可以獲取大氣中的溫度、濕度，和不穩定指數的分布，為数值預報模式提供重要觀測數據，或可提前數小時捕捉到强對流天氣將會發展的線索。此外，衛星上的閃電成像儀能夠每秒拍攝500張閃電圖，可以探測閃電的次數和强度。通過對閃電的實時、連續觀測，結合雲圖等數據，可以監測和跟踪對强對流天氣的發展，提供雷暴及惡劣天氣的預警。在哪裡可以看到這些高清的衛星圖像？天文台於2016年3月及2017年2月分階段更新了衛星網頁，使用「向日葵8號」及其他衛星的數據，新增覆蓋華南及廣東沿岸地區的高解像度圖像和全球合併衛星圖像 (圖三)，能更清楚顯示香港及鄰近地區，以至世界各地的天氣狀況。覆蓋東亞地區的衛星圖像由原來每三十分鐘提升至每十分鐘更新一次，黑白可見光衛星圖像亦升級為真彩圖像(圖四)。衛星圖像網頁：https://www.hko.gov.hk/tc/wxinfo/intersat/satellite/sate.htm

2017年2月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/meteorological-instruments/meteorological-satellite/00488-a-new-era-of-meteorological-satellites.html

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人造衛星如何量度大氣的垂直廓線？

人造衛星如何量度大氣的垂直廓線？極地軌道氣象衛星如何量度大氣的垂直廓線?遙感如何測量大氣層中的水汽？如何利用紅外探測儀測量溫度？如何測量水汽在大氣層中的高度？

傳統上，我們利用高空深測系統，定時每天四次發放帶有探空儀的氣象氣球來量度大氣的垂直廓線(圖一)。近年，氣象部門開始利用風廓線儀及微波輻射計(圖二)，加密對高空的監測。但基於運作成本的考慮，這些高空探測系統在空間網絡上的分布上是十分疏落的。為了覆蓋更多空間，氣象部門開始利用繞極氣象衛星來量度大氣的垂直廓線。繞極氣象衛星如何量度大氣的垂直廓線?部分的繞極氣象衛星如METOP及風雲3號上，分別安裝了可以用來量度大氣垂直廓線的儀器(如IASI和AMSU-A，及IRAS等)，以量度大氣的溫度、濕度及痕量氣體濃度等垂直廓線。這類儀器包括紅外探測儀或微波探測儀，都是利用遙感的方法來量度垂直廓線。 遙感如何測量大氣層中的水汽？大氣中各種氣體分子會吸收特定頻率的電磁波，圖三顯示水汽的吸收光譜。一個物體對特定頻率電磁波的吸收能力越強，它在受熱情況下對那頻率電磁波的發射效能就越高，這就是基爾霍夫熱輻射定律[1]。因此，大氣亦會發射電磁波。利用繞極氣象衛星量度大氣所發出的電磁波，我們便可以計算出大氣的垂直廓線。如何利用紅外探測儀測量溫度？物體的溫度越高，它發出的電磁波就會越強，即斯特凡-波茲曼定律[2]。白熾燈就是其中一個例子：白熾燈越熱，產生的光就越亮。如何測量水汽在大氣層中的高度？大氣的垂直廓線可以通過測量大氣在多個頻率發射的電磁波強度來計算，因為不同頻率的電磁波反映大氣中不同高度的情況；舉例說，當我們量度大氣吸收能力強的頻率，所量度的電磁波大部分會是來自大氣層的頂部，這是因為由底層所發出的電磁波大部分都會被頂層吸收，無法抵達衛星。相反，如果我們量度大氣吸收能力弱的頻率，就可以測量來自接近地面發出的電磁波，因為大氣底層的空氣密度遠比頂層高，接近地面發出的電磁波即使被大氣頂層吸收了一部分，仍足以在強度上蓋過由頂層所發出的電磁波。通過量度不同的頻率，人造衛星就可以把探測「聚焦」在不同的高度上，再把不同高度的資訊疊加在一起，就成為大氣的垂直廓線。

2015年7月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/meteorological-instruments/meteorological-satellite/00456-how-does-a-satellite-measure-the-vertical-profiles-in-the-atmosphere.html

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極地軌道天氣衛星的圖像

極地軌道天氣衛星所拍攝到的雲圖，在分辨率上會較地球同步天氣衛星的雲圖為高，能把較細緻的雲團結構顯示出來，有利監測重要天氣如熱帶氣旋或暴雨對香港的影響。

簡介 極地軌道天氣衛星所拍攝到的雲圖，在分辨率上會較地球同步天氣衛星的雲圖為高，能把較細緻的雲團結構顯示出來，有利監測重要天氣如熱帶氣旋或暴雨對香港的影響。上述兩類衛星運作模式的比較可參閱表一。  香港天文台於二零零一年底在京士柏氣象站安裝了一套地面接收系統(見圖一)，能接收極地軌道天氣衛星的資料。此等衛星除了能提供高分辨率圖像外，本身也擁有多條觀測頻道，有助預報員觀察較細小的天氣系統及地球上的現象，例如熱帶氣旋結構、霧、山火及沙塵暴等。 圖像的應用熱帶氣旋 由於極地軌道天氣衛星雲圖的分辨率可達約一公里，所以能清楚顯示熱帶氣旋的結構，有助估算熱帶氣旋的中心位置和強度。 圖二清楚顯示颱風海燕的風眼中心及其外圍環流和雲帶。此時海燕的中心風力達到每小時一百四十公里。 霧 霧是在較接近地面或海面出現。利用極地軌道天氣衛星高分辨率圖像的優點及其特別觀測頻道，以及加強色彩的效果，能把霧從衛星圖像中呈現出來。 圖三是一個低能見度的好例子，霧在此圖像中呈現紅色。當日(二零零二年一月十七日)早上，廣東沿岸廣泛地區有霧(在圖三中呈現為紅色)，香港的能見度下降至五百米以下。霧雖然在日間逐漸消散，但是圖四清楚顯示沿岸海域仍有幾陣霧(霧在圖四中呈現淡黃色)。  山火  由於極地軌道天氣衛星其中一觀測頻道對地面溫度的變化較為靈敏，因此它提供的圖像能夠觀察到山火。二零零一年十一月二十六及二十七日華南地區天氣乾燥，提供了很好的觀察機會。當時，香港錄得的相對濕度下降至百份之五十左右，部份地區有山火發生。 圖五內箭咀指著的紅點及黑點顯示十一月二十七日有山火發生的地方，其中一處靠近新界荃灣地區。 沙塵暴 極地軌道天氣衛星的圖像對辨識沙塵暴很有幫助。 圖六是二零零二年四月八日下午拍得的衛星圖像，顯示沙塵暴波及的範圍達至上海以東的東海海域。這些沙塵在兩三日前大致源於新疆及內蒙古等地。當時，一道雨帶正覆蓋著東海，這道雨帶能有效地洗擦掉南下的沙塵。 備註： NOAA 指 National Oceanic and Atmospheric Administration of the United States (美國國家海洋及大氣管理局)。 

https://www.hko.gov.hk/tc/education/meteorological-instruments/meteorological-satellite/00203-polarorbiting-meteorological-satellite-images.html

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監測火山灰

火山灰是由細微的玻璃物質和岩石粉末構成，非常粗糙。當飛機飛越密佈火山灰的雲層，火山灰會黏附在飛機引擎內的渦輪等零件上，玻璃物質熔化後會形成塗層，影響空氣流動，導致引擎過熱甚至熄火。

最近冰島格里姆火山於5月下旬開始爆發，噴出大量火山灰，令人回想去年4月至5月期間冰島另一座火山埃亞菲亞德拉火山爆發的情況，擔心火山灰會像去年一樣大範圍擴散，令歐洲大部份航機停飛，再次導致航空交通癱瘓，令大量旅客滯留。火山灰是由細微的玻璃物質和岩石粉末構成 ，非常粗糙。當飛機飛越密佈火山灰的雲層，火山灰會黏附在飛機引擎內的渦輪等零件上，玻璃物質熔化後會形成塗層，影響空氣流動，導致引擎過熱甚至熄火。1982年6月24日，英航一架波音747客機從馬來西亞吉隆坡飛往澳洲珀斯途中在印尼上空遇上火山灰，機上四台引擎全部先後失去動力，由37,000呎急降至12,000呎，幸而這時飛機上的三台引擎能夠重新啟動，飛機成功急降在印尼雅加達機場。為了保障民航安全，國際民航組織建立了一個國際航路火山監察系統，由九個火山灰諮詢中心組成，監察其負責區內火山灰的出現和預測其擴散情況，並發布有關信息。天文台除了利用火山灰諮詢中心的資料外，也利用氣象衛星監測火山灰的擴散。圖1 是由美國國家航空航天局(NASA)的Aqua極軌衛星上的中分辨率成像儀[MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)] 在2011年5月23日收集的數據繪製而成的真彩圖像。圖上火山灰的煙羽呈褐黃色，而一般雲團是深淺不一的白色到淺灰色。從圖中可見火山灰由冰島的格里姆火山向南擴散，飄向英國北部。天文台亦發展了一些衛星圖像產品，以特殊顏色顯現火山灰或沙塵的位置，方便預報員進行監測的工作。圖2是利用MODIS的紅外光通道製作的火山灰及沙塵監測圖像，火山灰以黃色及紅色顯示。由於極軌衛星每天只經過同一地區兩次，為加強監測，天文台亦利用地球同步氣象衛星的資料觀測，圖3 是利用日本氣象廳的MTSAT地球同步氣象衛星的資料製作的火山灰及沙塵監測圖像，紅色橢圓的位置是今年1月26日日本九州新燃岳火山爆發時火山灰擴散的情況。除了火山灰外，這類圖像也可幫助預報員識別沙或塵的範圍，大家可在天文台沙塵天氣資訊網中瀏覽。如資料顯示香港空域可能受火山灰影響，天文台會按國際民航組織的規定，提供相關的警報及資料給民航處及各航空用戶，方便航空公司及飛機師計劃飛行路線，減低受火山灰的影響和保障飛行安全。

2011年6月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/meteorological-instruments/meteorological-satellite/00200-monitoring-of-volcanic-ash.html

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無綫電探空儀升空後的去向

自1949年起，香港天文台每日定時發放搭載探空儀的氣象氣球，收集不同高度的氣象數據，用於天氣預報和數值天氣預報模式。探空儀有時會被風吹至本港數十至數百公里外，但偶爾也會降落在香港境内被市民拾獲。

早於1949年，香港天文台就定時發放搭載無線電探空儀的探空氣球，收集大氣層不同高度的氣象數據。時至今日，天文台每日香港時間上午及晚上八時均從京士柏高空氣象站發放攜帶了探空儀的氣象氣球。隨著填注氦氣的氣球緩緩上升，探空儀會將不同高度的氣溫、濕度和其他參數傳送回地面，而風速及風向可從全球定位系統信號演算得出。由於大氣層越高，空氣越稀薄，氣球上升時會不斷膨脹，一般上升至約30公里高度便會爆破，探空儀則會張開降落傘緩緩降落回地面。在升空過程中，探空儀隨環境風而飛行，有時會被吹至遠離京士柏數十以至數百公里之外。但世事無絕對，天文台偶爾也收到公眾拾獲探空儀的報告。在2023年7月30日上午，有市民在機場貨運站附近發現一個氣象觀測探空儀（圖一），經核實確認為當天早上在京士柏氣象站發放的探空儀。當日的探空數據顯示（圖二），探空氣球受低層偏南氣流影響先向北飛。其後，隨著高度增加，環境風向轉為東北時，氣球逐漸被吹向西南方。大約飛行了53分鐘後，探空氣球最終在大嶼山愉景灣上空約20公里爆破，無線電探空儀在降落傘的輔助下徐徐回到地面。高空氣象觀測對天氣預測至關重要。一旦數據傳回地面，天氣預報員便可以從溫熵圖分析大氣的垂直溫度變化及濕度廓線來判斷大氣穩定度。這有助於評估當日的雲量以及發生強對流天氣的可能性。全世界的氣象單位也會透過世界氣象組織的全球電訊系統交換探空數據，讓探空數據能夠成為數值天氣預報模式的初始條件來進行運算。除支援天氣預測工作外，探空數據還具有廣泛的應用。滑翔運動愛好者可以參考熱成指數和低層風來判斷當日是否適合進行活動。此外，溫熵圖亦可顯示大氣底層是否存在逆溫層或等溫層，這對於攝影愛好者捕捉壯麗迷人的雲海大有幫助。當你看見上升中的氣象氣球時，你知道它會飛多遠嗎？

無綫電探空儀

2024年3月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/meteorological-instruments/automatic-weather-stations/00709-The-whereabouts-of-radiosondes-after-lifting-off.html

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二維視頻雨滴譜儀的毫秒世界

天文台安裝於赤鱲角機場氣象站的雨滴譜儀是二維視頻雨滴譜儀可由基本物理原理推算出雷達反射率，並與雷達數據作比較，幫助研究不同季節和不同降雨機制下的雨點特性。

大家或多或少經歷過落雨沒有帶備雨傘的時候，並可能感受到夏天與冬天降雨的分別。夏天降雨主要來自大氣對流活動引發的積雨雲，雨滴因而較大顆；冬天降雨則一般來自層狀雲，綿綿細雨的情況較常見。現時量度或估算降雨量的兩個主要方法分別為雨量計及天氣雷達，但它們均未能提供雨滴大小分佈的觀測數據，而雨滴譜儀正好可以提供這方面的資料。天文台安裝於赤鱲角機場氣象站的雨滴譜儀是二維視頻雨滴譜儀（圖一）。儀器最重要的部分是中央長闊各約10厘米貌似「天井」的測量區，兩側安裝有高速的掃描攝影機。當雨滴下墜穿過測量區，過程中不同高度的截面會被拍攝，觀測數據經軟件處理後可得出雨滴的下落速度甚至重構出其三維形狀（圖二）等資料。降雨過程中雨滴譜儀能夠以毫秒級數（千分之一秒）的速度測量每顆雨滴。以2023年9月7日晚上的大雨個案為例，當時位於赤鱲角的香港國際機場正受降雨率達每小時30毫米的雨區影響（圖三），而在晚上9時54分至10時00分短短6分鐘之間雨滴譜儀便測量得超過14萬顆雨滴。將14萬多顆雨滴的直徑與其下降速度或扁率數據繪製成二維直方圖（圖四），會發現數據並非隨機分佈，而是大概遵循特定關係—雨滴愈大顆，下落速度愈高，扁率亦愈少於1（即雨滴呈扁狀，垂直高度較小而水平長度較大）。每次降雨過程獲得雨滴譜數據後，除了能夠得出降雨率及累積降雨量等傳統觀測資料與地面雨量計作相互比對外，更可由基本物理原理推算出雷達反射率，並與雷達數據作比較，幫助研究不同季節和不同降雨機制下的雨點特性。

雨滴譜儀

2024年3月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/meteorological-instruments/automatic-weather-stations/00710-World-in-Millisecond-of-Two-Dimensional-Video-Distrometer.html

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暑熱壓力測量系統測甚麼？

由天文台自行研發的暑熱壓力測量系統，由乾球溫度計、自然濕球溫度計和黑球溫度計組成，測量出來的香港暑熱指數有甚麼意思？跟氣溫又有甚麼分別呢？

適逢夏季，大家除了關注天文台提供的氣溫和相對濕度等天氣資訊外，或許亦會留意香港暑熱指數（Hong Kong Heat Index，簡稱 HKHI）。細心比較，會發現氣溫和 HKHI 雖呈現相似走勢，數值卻不盡相同。以2022年9月14日作例子， 京士柏錄得當日最高氣溫為34.5度，同樣在京士柏測量到的 HKHI 卻只得27.5。為何兩個反映炎熱天氣的指標，數值會有如此大差別？在解開謎團之前，讓我們認識一下測量 HKHI 的暑熱壓力測量系統吧！由天文台自行研發的暑熱壓力測量系統，早於2009年在香港註冊成為專利。天文台最初研發這系統，是為了支援2008年的香港奧運及殘奧馬術比賽，提供反映馬匹在高溫情況下所承受壓力程度的客觀參考指標，讓相關單位能採取額外措施預防馬匹體溫過熱。這系統由三支溫度計組成：乾球溫度計、自然濕球溫度計和黑球溫度計。乾球溫度計放置在防太陽輻射罩內，所使用的是一枝白金電阻溫度計。溫度計採用隨溫度改變電阻的白金絲作元件，根據電阻值便能知道氣溫。防太陽輻射罩的設計和百葉箱的原理一樣，既可讓空氣自由流通，又能避免溫度計受太陽直接照射和雨水影響。自然濕球溫度計同樣以白金電阻溫度計測量溫度，與乾球溫度計的分別在於此溫度計被濕布包裹著並曝露在戶外，使所測量的溫度同時受到氣溫、濕度、太陽照射和風力影響。當濕布上的水分蒸發時，會將濕布和溫度計的熱量帶走，使濕球溫度低於乾球溫度。若果天氣乾燥、太陽猛烈或風勢強勁，水分更易蒸發，兩者的溫度差別會特別顯著。因此自然濕球溫度能反映馬匹或人體在戶外的排汗狀況及散熱效率。黑球溫度計的設計就是將白金電阻溫度計放置在一個黑色暗啞的中空銅球內。當太陽光照射球表面時，大部份熱輻射會被吸收並轉化成熱能。而銅的導熱能力高，能迅速地吸熱和散熱，因此黑球溫度計能有效反映太陽熱輻射和風力對溫度的影響。在陽光充沛及風勢較弱的日子，黑球溫度可以高於乾球溫度十多度。當暑熱壓力測量系統收集到乾球溫度（Ta）、自然濕球溫度（Tnw）和黑球溫度（Tg），便能根據它們的數值計算出香港暑熱指數，計算公式如下︰HKHI = 0.80 Tnw + 0.05 Tg + 0.15 Ta香港暑熱指數是天文台利用氣象數據以及本港入院數字，與本地大學合作研發的指數，當京士柏的HKHI在30左右或以上，市民便應採取適當的防暑措施，避免炎熱天氣帶來的健康影響。根據以上資訊，相信大家已理解到香港暑熱指數並不是一個溫度數據，它並沒有單位，是一個綜合了氣溫、濕度、太陽照射和風速等重要因素的指數！炎炎夏日，大家進行戶外活動時，請記得留意天文台最新的天氣資訊，做好防暑措施啊！

冷熱天氣

2023年7月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/meteorological-instruments/automatic-weather-stations/00702-What-does-Heat-Stress-Monitoring-System-measure.html

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淺談城市內的氣溫監測與預報

城市氣象監測站能幫助市民了解城市内的微氣候和更精細的天氣情況，讓天文台發展更「貼地」的天氣信息服務，加強自動分區天氣預報。

香港各區的天氣情況和變化常出現明顯分別，炎熱天氣觸發的局部地區驟雨和雷暴就是常見的例子。驟雨以外，氣溫亦有較大的區域差異，尤其是在夜間，市區的氣溫往往比郊區高，這現象我們稱為「熱島效應」，但大家又曾否感受過在市區更小範圍內的微氣候變化呢？舉例在2022年7月28日11時（圖一），位於油尖旺區的天文台總部氣象觀測坪和旺角城市氣象監測站竟錄得高達四度的溫差。而今年七月中至下旬本港持續晴朗酷熱，天文台總部及鄰近城市氣象監測站錄得的平均氣溫日循環也出現了明顯差異（圖二）。讓我們一起看看造成城市尺度氣溫差別的原因和定點天氣預報的挑戰吧！香港市區人煙稠密、環境複雜多樣化。為進一步了解城市內的微氣候以作出更「貼地」的天氣信息服務，天文台近年在各區設置多個城市氣象監測站，並在今年五月推出城市尺度氣象觀測及自動預報給市民參考。有別於設置在草坪上的傳統氣象站（例如：天文台總部的氣象觀測坪），城市氣象監測站處於非常接近城市建設及活動的位置（圖一（右））。城市氣象監測站的小型太陽輻射罩有助避免太陽直接照射、風雨和人為排放對溫度觀測的影響，但保護力及通風效能卻比溫度表栅或百葉箱低。因此，城市氣象監測站量度出來的氣溫更容易受周邊環境因素影響，當中包括：1.  附近建築物的物料和密度2.  附近的人類活動、城市綠化和調節空氣流通的因素透過了解構成城市內氣溫差異的因素，並分析城市氣象監測站所收集的數據，便有助發展城市尺度的定點天氣預測。天文台運用城市氣象監測站的觀測資料，加上多個數值天氣預報模式的數據，利用「後處理」技術以實時觀測數據驗證電腦模式過往表現，自動校正電腦模式對未來數小時以至數天的預測。不過，由於城市氣象監測站容易受周邊環境影響而錄得較大的氣溫波幅，要準確地預測較長時間的氣溫變化有一定的難度。現時，「自動分區天氣預報」網站提供未來三天於各城市氣象監測站的逐小時氣溫及相對濕度預報。天文台將積極加強微氣候的觀測及預報，讓市民進一步掌握城市內更精細的天氣變化，希望有助計劃日常活動和評估城市高溫天氣對健康風險的影響。

2022年10月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/meteorological-instruments/automatic-weather-stations/00683-Monitoring-and-forecasting-air-temperature-within-urban-areas.html

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便攜式高空探測系統

天文台於2014年年底增設了一套便攜式高空探測系統。該系統附有小型接收器、處理器、探空儀檢定器、及天線等。以上組件基本上可被放置在一兩個行李箱內，方便一至二人攜帶到不同的地點，以收集氣象數據，有助提升高空探測的靈活度和應用範圍。

香港天文台利用一套自動高空探測系統（圖一），每日定時發放附有探空儀的氣象氣球以測量及計算大氣層不同高度的風向風速、溫度、濕度和氣壓等數據，提供天氣預報不可或缺的資料。該自動高空探測系統設置於京士柏氣象站，體積接近一個標準貨櫃箱。隨著業務及發展的需要，天文台於2014年年底增設了一套便攜式高空探測系統。該系統附有小型接收器、處理器、探空儀檢定器、及天線等。以上組件基本上可被放置在一兩個行李箱內（圖二及圖三），方便一至二人攜帶到不同的地點，甚至到船舶上操作，以收集氣象數據（圖四），有助提升高空探測的靈活度和應用範圍。

2015年4月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/meteorological-instruments/automatic-weather-stations/00451-portable-upperair-sounding-system.html

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淺談相對濕度

如果你有留意天氣報告，相信對「相對濕度」這名詞不會陌生。究竟相對濕度究竟是甚麼？為何要加上「相對」兩字？它又是怎樣量度呢？這文章介紹甚麼是相對濕度、它與絕對濕度的分別、相對濕度的測量以及戰後相對濕度記錄的恢復。

「乾燥的東北季候風正影響廣東沿岸。下午本港普遍地區的相對濕度降至百分之四十左右。」如果你有留意天氣報告，相信對「相對濕度」這名詞不會陌生。相對濕度究竟是甚麼？為何要加上「相對」兩字？它又是怎樣量度呢？絕對濕度及相對濕度絕對濕度是指每單位體積空氣中水汽的質量，通常以克/立方米(g/m3)作單位，反映空氣的實際水汽量。相對濕度是指空氣中的實際水汽壓與在相同溫度下飽和水汽壓的比例，通常以百分比(%)表達。而甚麼是飽和水汽壓？試想像一個在室溫裝載著水的密封容器，並假設溫度不變。初時，水面部分的分子如有足夠動能，便會蒸發成為水汽，並逃逸液態水體。部分水汽會再次凝結為液態水。這個過程會持續，直至達到均衡狀態，即返回的分子與逃出的分子數量一樣。此時，容器內的空氣不能容納再多的水汽。我們稱這種狀態為飽和（圖一）。而在這情況下，水汽向水面施加的壓力就是飽和水汽壓。飽和水汽壓與溫度有關，溫度越高，空氣中可容納的水汽越多，而飽和水汽壓則越高，反之亦然。簡單來說，相對濕度可理解成空氣的實際水汽量相對於在相同溫度下可存在最高水汽量之比例。假設實際水汽量不變（絕對濕度不變），若氣溫下降，較冷的空氣可以容納的最高水汽量會減少（即飽和水汽壓減少），相對濕度亦會隨之而上升。在一些天朗氣清的日子，晚間輻射冷卻效應顯著，氣溫下降有機會令近地面大氣中的水汽飽和而凝結成小水滴（即是露）。而達到飽和所需要降至的氣溫亦因此稱為露點溫度。相對濕度的量度常見的相對濕度量度方法主要有以下三種。以乾濕球溫度計算：乾球溫度就是日常說的氣溫。而濕球溫度則從球面被濕布罩著的溫度計讀出。由於濕布水份的蒸發冷卻，濕球溫度一般較乾球溫度低。水份的蒸發率取決於空氣的水汽量。空氣越乾燥，水份蒸發越快，乾球與濕球溫度差距越大。故此，乾濕球溫度差異反映空氣中水汽距離飽和的程度，可藉此計算相對濕度。歷史上天文台曾使用不同的計算方法，包括利用濕度換算表、濕度滑尺（圖二）及公式。現時天文台採用修訂柏氏(Hooper)法[1]來計算相對濕度。電阻式濕度計：利用物料導電性質隨濕度改變的特性，量度電阻變化。電容式濕度計：量度電容器之間的電介質層因濕度改變而出現的電容變化。天文台部分自動氣象站有使用這類濕度計。恢復戰後相對濕度歷史紀錄以往，天文台網站只提供自1961年起的相對濕度數據。而戰後1947至1960年間的相對濕度數據則記載於天文台總部的天氣記錄簿內（圖三）。近年天文台把這些歷史相對濕度數據進行品質檢定及數碼化，並加進天文台的資料庫。2023年11月天文台網站新增了1947至1960年在天文台總部錄得的每年、每月及每日平均相對濕度數據。戰後香港曾經歷過一些極端乾旱的天氣，當中包括1963年香港出現長時間乾旱，全年平均相對濕度只有73%，是有記錄以來最乾燥的一年。該年1月亦是有記錄以來最乾燥的月份，平均相對濕度只有45%。而1955年1月16日的平均相對濕度為21%，是有記錄以來最低的日平均值。以天文台總部每小時觀測為基礎，最低的絕對最低相對濕度則出現在1959年1月16日，當日下午3時錄得的相對濕度只有10%（圖四）。

2024年5月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/meteorological-instruments/automatic-weather-stations/00714-Lets-talk-about-relative-humidity.html

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蒸發量與可能蒸散量

蒸發量和蒸散量都是水文觀測的其中兩個重要元素。「蒸發量」是水由液態轉變成氣態而進入大氣中的總耗水量。「可能蒸散量」則是在土壤經常保持濕潤的狀況下所可能出現的蒸散量。

你可能知道「蒸發」是甚麼，但你又聽過「蒸散」嗎？蒸發量和蒸散量都是水文觀測的其中兩個重要元素。「蒸發量」是水由液態轉變成氣態而進入大氣中的總耗水量。蒸發跟陽光、風力、溫度和濕度有關。而從土壤和植物表面進入大氣的耗水量就是「蒸散量」。「可能蒸散量」則是在土壤經常保持濕潤的狀況下所可能出現的蒸散量。這些數據對研究水文氣象及農業、興建水塘和淡水湖均十分有用。在京士柏氣象站，量度水面蒸發量的工作始於1957年，而「可能蒸散量」的觀測更早於1951年開始，兩者均一直維持到現在。傳統上量度蒸發量是用蒸發皿（圖一），皿內注入清水，並設有固定針規刻劃未蒸發前的水面高度。氣象技術員要每日定時注水入皿內並小心量度其分量，直至水面剛剛回復接觸到固定針規。這個分量的水即代表過去24小時內的蒸發量。如果曾下雨，水位高於針規，則要從皿內抽水出來量度，雨量減去抽出來的水量便是當天的蒸發量了。但假若雨量太多而令蒸發皿滿溢，蒸發量便無法準確計算。而「可能蒸散量」是用磚和水泥建成的蒸散量測定裝置來觀測，上面載滿泥土和種滿短草（圖二），下面有一條引出管由裝置底部伸到另一個承接排水的水缸內。以往氣象技術員每日定時在草面灑上定量水分確保泥土飽和濕潤，致使翌日引出管有水分流出。假定蒸散量測定裝置內的含水量在兩次量度時間之間保持不變，則灑上草面的水分和漏出的水分之差即代表「可能蒸散量」。如果過去24小時內有雨，則雨量亦列入計算之內。2016年開始，天文台技術人員陸續把這兩個觀測自動化，改用電子方式量度和計算，無需再用人手觀測，針規、度水尺、量水器皿等悉數退役。現在量度水位高度變化，只需要放一枚電子壓力計於蒸發皿或水缸中（圖三），裝置便能憑水壓計算出水位高度和改變，從而計算出「蒸發量」和「可能蒸散量」。在大雨出現時，當水深到達某預設高度，裝置亦會記錄下來，並把皿中或缸中的水用泵排走，以防因水滿而溢出，影響讀數。自動化觀測除了節省人力外，亦免除了可能因不同人員觀測而造成的誤差，還增加大雨日子的數據的可用性。

2020年3月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/meteorological-instruments/automatic-weather-stations/00541-Evaporation-and-Potential-Evapotranspiration.html

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自動氣象站的常規觀測儀器

自動氣象站收集重要的氣象數據，以支援天氣預測及警告服務。自動氣象站一般裝設了幾種常規的觀測儀器，測量氣溫、濕度、風速風向、雨量及氣壓。

香港天文台在1984年建立首兩個自動氣象站，分別位於尖沙咀的天文台總部及沙田。直至2014年年底，天文台設置的自動氣象站數目已增加至超過80個，相信是全球最密集的自動氣象站網絡之一。這自動氣象站網絡收集重要的氣象數據，以支援本港的天氣預測及警告服務。自動氣象站一般裝設了幾種常規的觀測儀器，測量氣溫、濕度、風速風向、雨量及氣壓。量度以上氣象元素看似簡單，但仍需要適當的工具、地點及符合一定的標準及規格。首先說說氣溫和濕度，我們利用了白金絲電阻溫度表來測量氣溫（乾球溫度），而另一支被濕布包裹著的白金絲電阻溫度表則用作測量濕球溫度（圖一）。白金絲的電阻值與溫度呈極佳的線性關係，因此白金絲電阻溫度表是測量氣溫的一種非常理想的工具。我們從乾球及濕球溫度便可計算出相對濕度。這兩支白金絲電阻溫度表需要放置在一個百葉箱內，離地約1.2米，而最佳測量氣溫的地點是在平整、空氣流通、不受障礙物遮擋陽光的空曠草地上 [1]。大多的自動氣象站採用風杯式風速表來測量風速和風向(圖二)。風速傳感器是由三個風杯組成，在垂直的軸及球軸承上轉動[2] 。當風吹動時會轉動風杯，而轉動的速率顯示風力的程度; 風向標則測量風向，尖端所指示的方向便顯示出風向。風速表一般需要安裝在空曠的地方及離地面十米高。測量雨量通常採用翻斗式雨量器。翻斗式雨量器的中央裝置了兩個輕便、大小一樣的雨斗（圖三），狀似蹺蹺板。當其中一個雨斗所收集的雨水達到預設的雨量時，雨斗便會翻側，把收集到的雨水排走，同時另一雨斗會繼續收集雨水。從某段時間內雨斗翻動的次數便可計算出該段時間錄得的總雨量。雨量器亦應該安裝在離附近障礙物一定距離的地方。測量氣壓通常採用電容式壓力傳感器。氣壓傳感器包含兩塊相近、平行設置、及電絕緣的金屬片，其中一塊金屬片可因應空氣壓力的變化而變曲。當空氣壓力有所改變時，金屬片的彎曲改變了兩塊金屬片的空隙間距，其效果相等於可變電容器的運作。電容值的變化便可顯示氣壓。氣壓傳感器一般安裝在環境較穩定的室內地方。

2015年4月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/meteorological-instruments/automatic-weather-stations/00454-conventional-instruments-installed-at-an-automatic-weather-station-in-hong-kong.html

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「草棚」下的溫度計

天文台大樓旁邊草地上那個大草棚，正式名稱為「溫度表棚」，棚內放置了乾球溫度計與濕球溫度計，是量度氣溫和計算相對濕度的重要工具。溫度表棚是熱帶地區用作遮蓋溫度計的草棚，天文台總部在一八八零年代後期開始使用。棚上鋪有藤蓆和棕櫚葉，一般來說每隔大約5年便會按需要修補或重鋪。

每年3月的天文台開放日，很多市民都喜歡在那座歷史悠久的1883大樓前駐足觀賞與拍攝，同時亦有不少人對大樓旁邊草地上那個大草棚感興趣。這個草棚正式名稱為「溫度表棚」，棚內放置了乾球溫度計與濕球溫度計，是量度氣溫和計算相對濕度的重要工具。兩款溫度計可謂各司其職，其中乾球溫度計用來直接量度溫度，至於相對濕度則是根據乾球與濕球溫度計的溫度差距計算。將溫度計放在草棚下是要避免溫度計直接受太陽照射或風雨影響，並可讓周圍的空氣自由流通，這樣才能反映真實的氣溫。溫度表棚是熱帶地區用作遮蓋溫度計的草棚，天文台總部在一八八零年代後期開始使用。棚上鋪有藤蓆和棕櫚葉，一般來說每隔大約5年便會按需要修補或重鋪。由於溫度表棚體積較大，現時只在天文台總部設置，分佈於各區的自動氣象站則採用較常用的「百葉箱」來放置溫度計。

2019年5月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/meteorological-instruments/automatic-weather-stations/00526-thermometers-under-the-shed.html

tc

藉飛行體驗提升航空氣象服務

天文台同事透過親身體驗在飛行中遇到的重要天氣，以及與機師的直接交流，有助提升天文台航空氣象服務的水平。

香港天文台自2005年起派遣員工參與由航空公司安排在機艙駕駛室內體驗實際飛行，讓從事航空氣象服務的同事在過程中與機師及機組人員接觸並進行交流。由於疫情關係，體驗飛行的安排暫停了數年。至2023年10月，在得到香港國泰航空有限公司的支持下，新一輪的體驗飛行再次舉行，安排直至2024年1月。藉著與機師的訪談，天文台同事從中了解到他們在飛行期間如何運用天氣資訊，包括天文台為香港國際機場航班開發的「我的航班天氣」電子飛行包應用程式的實際操作，以及收集他們對天文台現有航空氣象服務和產品的意見，並就未來服務和產品的發展作交流（圖一）。在體驗飛行過程中，天文台同事身處駕駛室內親眼見證機師如何獲取最新的天氣資訊，並對不同天氣狀況作出應對。這使參與同事有深刻的印象及明白到航空氣象服務對航空業界的重要性。高品質的航空氣象資訊能夠讓機師和機組人員在應對惡劣天氣情況時做好準備，從而提升航班的飛行安全之餘，亦確保航空交通運作有秩序和有效率。同事透過親身體驗在飛行中遇到的重要天氣，以及與機師的直接交流，有助提升天文台航空氣象服務的水平。除了惡劣天氣之外，在飛行路線上還會遇上不同的大氣狀況。因此，途中有機會觀察到各種大氣現象。例如，當飛機經過由液態水滴形成的雲層上空時，若太陽光線的方向配合，可能會見到飛機的影子被交替出現的紅環和藍環所包圍。這種「彩光環」是其中一種容易遇見的大氣光學現象（圖二）。若是在冰點以下的飛行高度遇上，甚至可能是潛在積冰所需要留意的標記。飛行中的各種觀測都有助加深參與同事對航空氣象的認識。

2024年3月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/aviation-and-marine/aviation/00713-Enhancing-aviation-weather-services-through-familiarization-flights.html

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航空氣象顧問在機場中央控制中心提供的服務

本文講述天文台的航空氣象顧問在香港國際機場内的機場中央控制中心提供的不同服務。

天文台由2022年6月底開始，派員常駐香港國際機場的機場中央控制中心擔任航空氣象顧問，為航空業界提供服務，用戶包括香港機場管理局、民航處、各航空公司、地勤服務代理商、貨運站營運商、停機坪服務商等。航空氣象顧問提供的服務包括每天定時為客戶作本地天氣及鄰近區域高影響惡劣天氣的簡報、發放簡明的綜合天氣圖表，及提供對香港國際機場運作有高影響的天氣元素的概率預報等。透過視像進行的簡報讓客戶了解香港國際機場及香港飛行情報區的最新天氣情況，促進有效的機場運作安排。航空氣象顧問在簡報中亦會對鄰近區域的機場會否受惡劣天氣影響作出評估後通知客戶，例如當有熱帶氣旋移近日本，若與香港有頻密航班的機場因風暴逼近而令本港出發的航班需要取消和更新編排，相關的持份者可提早通過不同渠道通知旅客暫時無需前往機場，避免大批旅客滯留在機場内等候造成混亂。所以，用戶對鄰近區域機場天氣情況的了解與香港國際機場的運作亦是息息相關的。如用戶在航空氣象顧問作簡報時有任何提問，可即時提出並進一步討論，這樣大大提升了天文台與航空業界用戶的彼此溝通。簡報的内容會以簡明天氣圖作總結，並上載至專用的網頁方便用戶參考。航空氣象顧問亦會提供對機場運作有高影響的天氣元素的概率預報給用戶參考，當中包括跑道的大風、側風、極端高溫等，這類預報有助航空業界用戶在他們的日常運作中作出相關決策，或啓動不同等級的應變措施。身處機場中央控制中心當值的航空氣象顧問能面對面回應客戶的各種查詢。尤其在熱帶氣旋或強對流等惡劣天氣影響機場運作時，天氣狀況瞬息萬變，航空氣象顧問更能有效地提供適切的資訊及意見。而在某些不確定性存在的天氣情況下，面對面的咨詢能有助闡釋各項可能影響機場運作的因素，有利客戶評估天氣變化而作出適當的決策。這種實時並緊貼變化的咨詢服務能夠協助用戶作出相應的飛行計劃和運作決策，大大提升航空服務的安全與效率。

2023年1月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/aviation-and-marine/aviation/00688-Services-provided-by-Aeronautical-Meteorological-Adviser-in-Integrated-Airport-Centre.html

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機場跑道換新號 氣象服務度身做

為配合香港國際機場重置跑道編號的氣象服務。

香港國際機場的第三跑道鋪設工程經已竣工，未來將會成為新的「北跑道」，舊北跑道已於2021年12月2日被重新編配為「中跑道」，而跑道的編號亦由07L及25R，分別改為07C及25C (圖一)。為了能夠區分三條平行跑道，中跑道的附加指示代號會以C來表示。為了配合重置跑道編號，天文台在一年多前已著手準備，包括修改相關氣象系統及工作程序，讓空中交通管制員、飛行員和其他航空用戶等，準確又方便地掌握為個別跑道而編製的氣象資料(圖二)。除了與民航處緊密合作進行系統轉換外，天文台還提供天氣服務，以支援香港機場管理局在跑道上進行重置跑道編號的戶外工程。天文台現正提升氣象系統和設備，以提供未來三跑道系統需要的航空氣象服務。

2022年1月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/aviation-and-marine/aviation/00667-Airport-Runway-Re-designation.html

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航空氣象服務合作協調「危險天氣警告」

「危險天氣警告」分三類，分別針對不同的惡劣天氣，它們包括：與熱帶氣旋相關的WC SIGMET、火山灰雲的 WV SIGMET，以及其他天氣現象（例如雷暴、湍流、積冰等）的WS SIGMET。

香港天文台轄下的機場氣象所負責的其中一項工作是要為在香港飛行情報區（HKFIR）（圖一）內的航班提供適時的惡劣天氣資訊，保障其飛行安全。當發現或預測危險天氣在區內出現時，機場氣象所便會按照國際民航組織（ICAO）的規定，向在飛行途中的航班發出相應的信息，稱為「危險天氣警告」（SIGMET）。「危險天氣警告」必須及時通報機師，好讓他們能盡早採取應對措施。例如倘若有雷暴正在或預料會影響某飛行情報區，由於與雷暴相關的強烈對流，甚至冰雹，會對航班安全構成威脅，故此機師會在接收「危險天氣警告」後採取適當的措施，例如飛機繞道、在等候區盤旋等，以避開潛在的危險。最新發出的「危險天氣警告」可在天文台網頁上找到。 「危險天氣警告」分三類，分別針對不同的惡劣天氣，它們包括：與熱帶氣旋相關的WC SIGMET [1]、火山灰雲的 WV SIGMET ，以及其他天氣現象（例如雷暴、湍流、積冰等）的WS SIGMET。每個「危險天氣警告」信息內的天氣資料都包含：天氣現象的類型、位置、高度、移動方向及速度、強度變化和預測位置 [2] 。為了方便交換，SIGMET以編碼發出。在上述網站可以找到由機場氣象所發出的SIGMET的自動翻譯。 為甚麼需要協調「危險天氣警告」？ 由於預報員只需對其負責的飛行情報區發出「危險天氣警告」，當一種危險天氣（例如雷暴雲團）伸展至另一飛行情報區，機師便可能接收到在飛行情報區邊界附近地區不一致的「危險天氣警告」信息。這是由於負責不同飛行情報區的預報員可能有不同的慣常做法，或對同一天氣系統有不同的判斷。圖二為一例示圖，顯示當一航班飛近雷暴雲團時，機師收到飛行情報區甲的「危險天氣警告」顯示預測該雷暴會向東移動，但飛行情報區乙的「危險天氣警告」則預測雷暴雲團會停留不動，飛行情報區丙並沒有任何「危險天氣警告」生效。在這個情況下，機師會因為這些不一致的信息而感到困惑。 為進一步改善「危險天氣警告」服務，國際民航組織近年推廣跨飛行情報區邊界的合作和聯繫，協調氣象相關產品 [3]。 香港天文台為此發展了一套名為「地區危險天氣警告協調平台」的網上工具（圖三）[4]。預報員可利用平台上的聊天室對危險天氣警告交換意見，並對警告的資訊達成共識，平台會就參與討論的預報員最終的决定自動製作「危險天氣警告」給各自有關的飛行情報區。這個網上平台自2017年開始業務運作至今，已提供給數個區內的氣象監視台作日常業務運行或試行[5]。 透過危險天氣警告協調平台，可以方便地發出無縫並一致的「危險天氣警告」信息。機師對區内協調的「危險天氣警告」質素提升深表歡迎。

2019年12月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/aviation-and-marine/aviation/00537-collaboration-of-aviation-weather-services-in-issuance-of-sigmet.html

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淺談國際民航組織氣象信息交換模型

IWXXM由兩部分構成，分別為统一建模語言(Unified Modeling Language, UML)概念模型與可擴展標記語言(eXtensible Markup Language, XML)。在業務運作上，IWXXM可理解成以XML格式表達國際民用航空公約附件 3 (國際航空氣象服務)內載列的傳統字符代碼(TAC)產品，其中包括機場天氣報告METAR, 機場天氣預報 TAF及危險天氣警告SIGMET等等。

在《淺談氣象數據編碼》中談及，隨著更高細緻度的氣象數據正不斷增加並在各氣象中心之間交換，傳統的編碼方法已不能有效地處理這些新數據以滿足不斷增長的需求。這當然也牽涉到航空氣象這一範疇，因此國際氣象組織(WMO)於2011年成立了航空XML工作組(Task Team on Aviation XML)，與國際民航組織(ICAO)開始聯手制定新一代交換航空氣象信息的標準 –– 這亦是國際民航組織氣象信息交換模式(IWXXM)的由來。什麼是IWXXM？IWXXM由兩部分構成，分別為统一建模語言(Unified Modeling Language, UML)概念模型與可擴展標記語言(eXtensible Markup Language, XML)。在業務運作上，IWXXM可理解成以XML格式表達國際民用航空公約附件 3 (國際航空氣象服務)內載列的傳統字符代碼(TAC)產品，其中包括機場天氣報告METAR, 機場天氣預報 TAF及危險天氣警告SIGMET等等。採用IWXXM的好處XML格式有利電腦系統之間的資料交換，方便轉化成其他格式適合不同的用途。XML具有可擴展的特性，方便處理新增的資料/數據。而XML的結構與元數據(Metadata)亦方便更有效率地驗證數據。IWXXM將令航空氣象資料更流通，配合ICAO全球空中航行計劃下的航空系统組塊升級(Aviation System Block Upgrade, ASBU)，以支援未來需要更多精準數據、更先進的航空氣象服務。IWXXM版本1.0 已在2013年9月發布，而最新版本3.0會在2019年年中獲WMO核準使用，預料IWXXM將會在2020年國際民用航空公約附件 3 的第79次修訂中成為必須符合的標準。讓我們齊來迎接數據澎湃的世代吧！

2019年1月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/aviation-and-marine/aviation/00520-icao-meteorological-information-exchange-model-101.html

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飛機總動員：特別空中報告

簡介航空氣象觀測中的由飛機觀測作出的特別空中報告。

根據國際民用航空公約附件 3 - 國際空中航行氣象服務第5章，如飛機航行時遇上中等至強烈程度的危險天氣現象，包括湍流或積冰等，須對該現象作出特別觀測。這些觀測稱為特別空中報告 (Special Air Reports, ARS)，是航空氣象預報員發出準確預報及警告的重要參考資料之一。特別空中報告也能警示在同一航道飛行的航機。特別空中報告首先由機師透過語音通訊通知空中交通服務單位 (ATS)。空中交通服務單位收到這些報告後，會盡快傳達至其氣象監視台 (MWO)。在香港，這些資料會由民航處的航空交通管制員傳達至天文台 (HKO) 的機場氣象所 (AMO)。機場氣象所的航空氣象預報員會將資料編碼成國際民航組織 (ICAO) 指定的格式，透過航空交通服務信息處理系統 (AMHS) 盡快將空中特別報告發放至世界各地的相關機構，包括空中交通服務單位、世界航空區域天氣預報中心 (WAFCs)、氣象監視台、航空公司等。這些經過編碼的資料亦會通過定期向航機廣播氣象信息的VOLMET/D-VOLMET發放。航空氣象預報員會評估天氣現象的強度和持續性，決定是否需要發出危險天氣警告(SIGMET)(圖一)。天文台亦會經機場控制塔接收來自升降航班的風切變及湍流報告。航空氣象預報員會利用這些資料考慮是否需要發出風切變警告或危險天氣警告。這些風切變及湍流資料亦會顯示在機場天氣報告(METAR/SPECI)中。除了實時運作上的用途外，特別空中報告也能用作開發航空危險天氣預報產品。這些報告能幫助研究人員了解危險天氣的氣候，評核預報產品的表現，從而提高預報的準確度。圖二為2016年3月的特別空中報告示例。

2023年1月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/aviation-and-marine/aviation/00687-Planes-Special-Air-Reports.html

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航空天氣觀測及報告

天氣觀測員在香港國際機場控制塔內的機場氣象所二十四小時觀測天氣及製作航空天氣報告。自2000年4月起，用作國際交換的香港地面天氣觀測站由尖沙咀香港天文台總部遷移至赤鱲角的香港國際機場。現時，機場氣象所的天氣觀測員同時為航空業界和氣象界發放天氣報告。

香港天文台作為香港的指定氣象機構，依照國際民航組織﹙ICAO﹚和世界氣象組織﹙WMO﹚定下的標準和要求為國際航空航行提供天氣服務。天氣觀測員在香港國際機場控制塔內的機場氣象所二十四小時觀測天氣及製作航空天氣報告。自2000年4月起，用作國際交換的香港地面天氣觀測站由尖沙咀香港天文台總部遷移至赤鱲角的香港國際機場。現時，機場氣象所的天氣觀測員同時為航空業界和氣象界發放天氣報告。氣象觀測和報告有什麼分別？氣象觀測是一個或一系列氣象要素的評估；而氣象報告則是對在某一特定時間和地點觀測到的氣象要素的說明。什麼是SYNOP？國際間議定在標準時間進行和完成地面氣象觀測，例如在協調世界時00、06、12、18﹙香港時間 = 協調世界時 + 8小時﹚。這些氣象要素會被編碼成議定的氣象報告，稱為SYNOP，每隔三小時或六小時在世界各國之間交換，這些數據會應用在天氣預測或氣候研究上。什麼是METAR？METAR 是指航空界的「例行天氣報告」，每隔一小時或半小時發出一次。這種報告載述在指定時間內在機場所觀測到的氣象要素。這些要素包括地面風、能見度、跑道視程、現時天氣、對飛行有重要影響的雲、氣溫、露點溫度及大氣壓力。機場天氣報告內亦包含趨勢預測，即預測未來兩小時內天氣的轉變。 什麼是SPECI？SPECI 代表「特殊天氣報告」。當機場的天氣狀況明顯惡化或轉好時，除例行天氣報告外，機場氣象所會發出特殊天氣報告。這些重要的天氣變化包括地面風、能見度、雲底高度有明顯變化，或有惡劣天氣出現等。SPECI 編碼方式與 METAR 類似，各元素的意思相同。要分別這兩種天氣報告，可查看開段所採用的關鍵字 METAR 或 SPECI。 METAR / SPECI、SYNOP 如何在國際間交換？機場天氣報告﹝包括例行天氣報告及特殊天氣報告﹞經「航空專用電訊網」﹙AFTN﹚在國際間傳遞交流。此沿用已久的系統正逐步被新的「航空訊息處理系統」﹙AMHS﹚取代。新系統不但具有更廣闊的頻寬，更可傳遞二進制數據。在數據格式方面，航空界亦將逐漸從字母格式轉至延伸標記語言，後者更適用於自動系統，亦支援航空用戶未來以數據為中心的運作模式。SYNOP報告是透過世界氣象組織的全球電訊系統﹙GTS﹚來進行國際間交換。觀測時間、數據和信息格式、交換時間表及報告站台的職責都是根據世界氣象組織的規定進行。為加強地區及全球之間的聯繫和資訊管理，世界氣象組織現正建立新的資訊系統﹙WIS﹚。這套未來的核心資訊系統利用專用的通訊方法﹙例如數據網絡、衞星通訊﹚來保證服務質素，以及使用互聯網靈活地傳送數據；至於數據格式方面，會沿用以表格驅動編碼來交換SYNOP報告。

2012年6月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/aviation-and-marine/aviation/00207-aviation-weather-observation-and-reports.html

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側風和航空安全

飛機降落時側風過強，會把飛機吹離跑道中線產生危險。飛機降落遇到側風時，機師為抵消側風引起的航線偏離，會採取「蟹形進場」（機身偏側，機頭指往向風方向使機身與跑道方向成一角度）或 "側滑進場"（機身轉側使兩側機翼一高一低）兩種技巧進行降落。

側風指從側面吹來的風。例如當飛機升降時，與機場跑道方向垂直的風便是側風（圖一）。除飛機外，行駛中的船隻、汽車都會受到側風的影響：駕駛風帆時，側風可轉化為讓船前行的力量;而在田徑場上，比賽選手更會因側風的大小而影響成績呢！飛機降落時側風過強，會把飛機吹離跑道中線產生危險。飛機降落遇到側風時，機師為抵消側風引起的航線偏離，會採取 "蟹形進場"（機身偏側，機頭指往向風方向使機身與跑道方向成一角度）或 "側滑進場"（機身轉側使兩側機翼一高一低）兩種技巧進行降落。但前一種方法因起落架沒有完全對齊跑道而可能受損，後一種方法翼尖及引擎有可能碰觸到地面，故此側風越大對飛機降落的潛在風險也越大。一般來說，較大型的機種抵禦側風的能力也較好，而側風超過25海浬被視為顯著。香港國際機場的兩條跑道粗略來說是東西走向，因此強的北風或南風都會令側風偏大。而有利於機場出現強側風的天氣情況主要有兩類：東北季候風及熱帶氣旋，其中以熱帶氣旋的影響最為顯著。當熱帶氣旋集結在本港之西南時，香港會吹南至東南風，機場會受南側風影響；而當熱帶氣旋集結在本港之東或東南時，香港會吹北至西北風，機場便會受北側風影響。對於在香港國際機場升降的飛機，南側風的影響會較北側風大，主要是當南風吹越大嶼山上的山脈後，會在下游形成條紋狀的弱氣流及強氣流。這些氣流橫過機場的升降航道，除了帶來強側風外，更不時產生強烈的風切變和湍流，進一步影響飛行安全。

2013年6月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/aviation-and-marine/aviation/00208-crosswind-and-aviation-safety.html

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山嶺潛行者--山地波

這篇文章探索山地波及其對航空安全的隱患。

平靜背後的波濤大氣中空氣無時無刻都在流動，並引發不同的現象。例如，兩簇氣團相遇可引發出滂沱大雨；海洋上空的風可捲起層層海浪；當一層穩定氣流跨越山巒，上風處可能很平靜，但下風處卻波濤洶湧。氣流流經山脈偏轉，在下風處形成上升和下沉的波動氣流，稱為山地波。山地波的垂直傳播，可以遠超過山脈高度，甚至影響平流層。如果急流帶剛好位於山脈附近，山地波可能變得更為強烈。隱身術高手山地波是隱身術高手，善於隱藏行蹤。雖然肉眼難以看見，但當飛機穿過山脈的時候，可以感受到它的存在。它隨著山脈的形態和高度，以及風向風速隨高度的變化而有不同的形態。在上風區，平滑的上升氣流可幫助飛機爬升。但是於下風處，由於波動不同位置的垂直風速不一，飛機可能會被抬升，又突然被下降數百米。如垂直風力變化顯著，在下風處就會變成渦流，為飛機帶來嚴重的顛簸，甚至破壞機翼或引擎，為飛行帶來危險。在特定的氣象條件下，山地波亦會露出破綻，被飛行員察覺而無所遁形。如果在下風處觀察到莢狀雲或滾筒狀雲，代表下降氣流和湍流較強，表示山地波可能存在，飛行時應避免飛近此區域。山地波預報現時預報小尺度的山地波並不容易。預報員必須熟悉當地的地形、氣候和了解實際天氣情況，結合預報工具及機師報告，找出強烈山地波潛在區域。有需要時發出危險天氣警告（SIGMET），提醒途徑這些區域的飛機注意飛行安全。 

2022年1月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/aviation-and-marine/aviation/00666-Mountain-Wave.html

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在香港國際機場由地形引起的風切變及湍流

天文台的數據顯示，在香港國際機場升降的航班當中，每約500班便有一班報告遇上顯著的風切變，而每約2,500班便有一班報告遇上顯著湍流。其實，在香港國際機場發生的顯著風切變事件大部分是由受地形擾動的氣流所引起，主要在春末發生。

天文台的數據顯示，在香港國際機場升降的航班當中，每約500班便有一班報告遇上顯著的風切變，而每約2,500班便有一班報告遇上顯著湍流。其實，在香港國際機場發生的顯著風切變事件大部分是由受地形擾動的氣流所引起，主要在春末發生。香港國際機場位於大嶼山以北，當風從東或東南方吹過大嶼山時，便會有機會因受地形影響而引致下游出現風切變或湍流(圖一)。近期由地形引致較為顯著的風切變個案發生在2015年3月5日 (圖二)。當天受一股強烈東北季候風影響，天文台共收到了64班在香港國際機場升降的航班遇上顯著風切變的報告，創了近年來在没有熱帶氣旋影響本港下單日最高的數字。當天下午從天文台的激光雷達的掃描可見，地面正吹清勁至強風程度之偏東風，風向隨高度漸轉為東南，導致在大嶼山的下游 (即香港國際機場的正西方) 產生強烈的擾動氣流(圖三)。可以想像，從西面降落的航班有機會在著地前感受到風速或風向的急劇改變，即遇上顯著的風切變。天文台所提供之風切變及湍流預警服務成功為當日全部64宗風切變事件作出預警(圖四)，但受影響航班當中亦有一部分需要進行復飛，甚至轉往其他機場降落。是次風切變個案突顯低空風切變及湍流對航空業運作的潛在影響，以及利用先進遙感儀器作適時監測和預警的重要性。

2015年7月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/aviation-and-marine/aviation/00457-terraininduced-windshear-turbulence-over-the-hong-kong-international-airport.html

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空中路障-對流天氣對飛機的影響

為了避免在飛行途中碰到強對流天氣，每位機師都會在起飛前細看飛行計劃。除了氣溫、風向、風速等天氣資料外，飛行計劃也包含雷暴的預報位置。機師會特別留意在航線上或目的地的雷暴天氣預報，如有需要，他們甚至會和目的地的氣象機構聯絡，查詢有關雷暴天氣預報的情況。

香港位處亞熱帶地區，相信市民對於雷暴等強對流天氣不會陌生。不過，可能不是每個人都知道強對流天氣可以為航空交通帶來重大的影響。伴隨雷暴的不單只有閃電和大驟雨，雷暴更可以帶來狂風、冰雹和湍流。電擊和冰雹也可能會令飛機駕駛室的玻璃窗及飛機外殼受到破損；當飛機在雷暴中飛行時，航空交通管制員跟機師之間的無線電通訊也會遭受嚴重干擾；此外，由強雷暴引發的湍流及微下擊暴流（雲底下小尺度但高速的下沉氣流）會對起飛和降落中的飛機構成嚴重威脅。為了避免在飛行途中碰到強對流天氣，每位機師都會在起飛前細看飛行計劃。除了氣溫、風向、風速等天氣資料外，飛行計劃也包含雷暴的預報位置。機師會特別留意在航線上或目的地的雷暴天氣預報，如有需要，他們甚至會和目的地的氣象機構聯絡，查詢有關雷暴天氣預報的情況。若然航機有可能會遇到雷暴阻塞而需要改變航線、或要等待目的地機場的天氣好轉而需要在空中盤旋，機師會按需要為航機增添燃料以應付這些情況。跟雷暴有關的雲種稱為積雨雲，簡稱"CB"。它可由單體雲團或多單體雲團發展形成，雲團可由接近地面延伸至十公里或以上(圖一)的高度。大範圍天氣系統例如梅雨槽的積雨雲，可組成群體或排列成行，水平距離可以長達一百公里或以上。積雨雲的雲頂可穿越民航客機一般的飛行高度，因此它好像天空中的巨塔或高聳的牆，造成空中交通路障。為了避開這些空中路障，飛行路線必須修改，飛機為此需要增添附加的燃料。筆者曾有機會在回港航機的駕駛室內觀看機師操作飛機。途中發現有一巨大積雨雲出現在飛機的左舷位置(圖二)，當時的飛行高度是三萬英呎，積雨雲的雲頂呈現砧狀(圖三)，表示它的高度已達至對流層頂部，即對流層的最高邊界。幸好該積雨雲並非在航線前方發展，它逐漸向飛機的左舷移動(即向東移)並遠離我們的航線。2010年9月9日是一個典型雷暴堵塞飛行的例子。當時大約是凌晨時份，一架客機飛進香港飛行情報區並進入機場北跑道，飛機在著地前一刻遇到由雷暴產生的微下擊暴流，第一次嘗試降落失敗，機師決定"復飛"並嘗試第二次降落。不過，當飛機再度飛近距離機場西南面約二十海浬時，一雷暴帶已移至飛機正前方(圖四)，該雷暴帶橫跨南北約六十海浬，如同一堵巨大的牆，全無缺口可讓飛機穿過，機師最後決定轉飛澳門機場。

2013年6月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/aviation-and-marine/aviation/00209-roadblocks-in-the-sky-convective-weather-impact-on-aircraft.html

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飛機上的聖艾爾摩之火

"聖艾爾摩之火"並不是真正的火焰，而是在大氣帶電的情況下﹙例如雷暴或者附近有火山爆發時﹚所發生的天氣現象。帶電的雲透過電場使地面和物體產生感應，使物體表面帶有電荷，從而令到在雲底和物體兩個電極之間的空氣承受很高的電壓。

自從人們建造船隻航行，有時會在船上觀測到神秘藍色或紫色的發光球體，如同火焰一般。船員把這些光當成是神靈的顯現，並且相信會帶來好兆頭。在西方國家，人們認為這位神靈是在三世紀守護船員的意大利聖人—聖艾爾摩，因此將這個“顯靈”的現象稱為"聖艾爾摩之火"。而在中國，由於海上的守護神是媽祖，於是人們把同樣的現象稱作"媽祖火"。 事實上，"聖艾爾摩之火"並不是真正的火焰，而是在大氣帶電的情況下﹙例如雷暴或者附近有火山爆發時﹚所發生的天氣現象。帶電的雲透過電場使地面和物體產生感應，使物體表面帶有電荷，從而令到在雲底和物體兩個電極之間的空氣承受很高的電壓。假如這個物體的形狀尖銳而凸出，如同船的桅杆那樣，受到感應產生的表面電荷會變得更為集中，而電壓也會變得更為強烈。這個原理被稱為尖端效應（詳見"勿做避雷針"）。當電壓變得足夠大的時候，物體周圍的空氣分子會被離子化，形成等離子體，讓電流通過。等離子體放電的時候，電壓的能量以發光的方式釋放出來。由於氮氣和氧氣是大氣中的主要成分，發出來的光通常為紫色和藍色，看起來很像火焰。 除了船舶之外，"聖艾爾摩之火"也很常發生在飛機的翼尖和前錐上。圖一的照片是在飛機駕駛艙內所攝，當時飛機正在雷暴附近飛行，擋風玻璃上出現了"聖艾爾摩之火"。雖然外表上看起來比較駭人，但其實"聖艾爾摩之火"本身通常是無害的，附近的空氣溫度也不高。在背後導致"聖艾爾摩之火"現象的大氣狀況（例如雷暴和火山灰）才是影響飛行安全的主要因素（詳見"空中路障 - 對流天氣對飛機的影響"和"監測火山灰"）。雖然如此，由於等離子體中的電流會產生磁場，如果磁場太強，會對飛機上的一些儀器造成短暫性的干擾，可能會造成測量的結果不準確或無線電傳輸出現故障。 為保障飛行安全，香港天文台的機場氣象所為香港飛行情報區內的航班提供危險天氣警告(SIGMET)和重要天氣圖，讓飛行人員能夠避免靠近危險（如雷暴和火山灰）區域。

2019年12月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/aviation-and-marine/aviation/00534-st-elmos-fire-as-seen-from-aircraft.html

tc

小心地滑！

大雨中機場跑道積水深度的監測及跑道情況報告。

國際民用航空組織在2021年11月開始，要求世界各地機場提供實時的跑道狀態報告予機師，例如跑道是否濕滑、有否積水或者結冰等對飛機在著陸並高速滑行時有機會構成危險的狀態，使機師可以及早準備，有需要時啟動反向推力等協助飛機安全煞停，而民航處空管人員亦可以適時安排較大的航班間距。在香港機場管理局（機管局）的邀請下，天文台為香港國際機場研發了一套24小時自動監測降雨及計算跑道積水的系統，應用九個位於三條跑道兩端及中段的能見度觀測儀器（圖一）測量降雨率，換算成跑道表面的積水深度及覆蓋面積的百分比，實時為機管局提供跑道屬於乾、濕、或有超過3毫米積水的狀態報告。香港夏天經常受大雨影響，而大雨往往驟始驟終。當引發大雨的積雨雲尺度較小時，大雨可能只限於局部地區並維持很短時間（如圖二所示）。如果跑道狀態報告只根據實時雨量發出，報告內容可能在數分鐘內多次變動，對空管人員及機師在掌握跑道實際情況造成不方便。天文台設計的跑道狀態報告系統利用了天文台小渦旋臨近預報系統的演算結果，根據機場範圍未來大約15至20分鐘的預測雨量判斷雨勢會否持續，再經由機管局人員核實後轉送民航處的空管人員通知機師。隨着各國間逐漸恢復通關，機場亦慢慢變得繁忙。當大家下次在機場遇上大雨的時候，不妨想起天文台和機場人員正密切監測並就濕滑的跑道作出應變，為提升航空安全而努力。

2023年1月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/aviation-and-marine/aviation/00690-caution-slippery-road.html

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強雷暴影響航空安全

強烈的風切變可能導致飛機升降時嚴重偏離預定航道。雷暴和強風亦可能會影響機場的設施、及在空曠地方工作人員的安全。為確保航空安全，機場氣象所會就跑道端三海里範圍內可能出現風切變及湍流而發出風切變警報；此外亦會因應情況，就雷暴、地面的強風及陣風發出機場天氣警報。

強雷暴可能會嚴重影響機場運作、危害航機安全。2009年4月16日凌晨時份，一道強雷雨帶從廣東內陸向南移動，並影響沿岸地區。天文台需要發出雷暴警告及黃色暴雨警告信號。上午1時30分至2時期間，香港國際機場受該強雷雨帶影響。當雨帶經過機場時，風向驟然由南轉北，風速亦從約5米/秒飆升至25米/ 秒，陣風風速更高達約38米/秒。風向及風速急速地轉變導致機場出現強烈的風切變。風切變及湍流警報系統顯示跑道上有強烈的風切變。 強烈的風切變可能導致飛機升降時嚴重偏離預定航道。雷暴和強風亦可能會影響機場的設施、及在空曠地方工作人員的安全。為確保航空安全，機場氣象所會就跑道端三海里範圍內可能出現風切變及湍流而發出風切變警報；此外亦會因應情況，就雷暴、地面的強風及陣風發出機場天氣警報。有關香港天文台提供的航空氣象服務詳情，可瀏覽網頁《航空天氣服務》。

2011年6月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/aviation-and-marine/aviation/00206-severe-thunderstorms-bringing-hazard-to-aviation.html

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夜間低空急流

夜間低空急流是指晚間大氣低層的一道急速氣流，通常在晴空無雲的晚上出現。日落後靠近地面的空氣溫度下降，低空產生「逆溫層」情況，即氣溫隨著高度增加而上升，大氣的穩定度亦隨之而增強，抑制大氣的垂直運動。

夜間低空急流是指晚間大氣低層的一道急速氣流，通常在晴空無雲的晚上出現。日落後靠近地面的空氣溫度下降，低空產生「逆溫層」情況，即氣溫隨著高度增加而上升，大氣的穩定度亦隨之而增強，抑制大氣的垂直運動。日間因日照地面受熱而引發的湍流和對流活動在夜間消減，少了這些干擾，空氣可以順暢地趨向以水平方向流動。不少文獻已記載了在歐洲、美國大平原和非洲等地所觀測到的夜間低空急流。以下一個實例顯示香港秋季的天氣條件亦頗有利於夜間低空急流的形成。2010年10月底，一股乾燥的東北季候風為香港帶來晴朗的天氣。從天文台在長洲的風廓線儀10月30-31日的記錄可以見到夜間低空急流的發展和消散過程﹙圖一﹚。日間接近地面氣溫因日照受熱而上升至攝氏20度以上，引發空氣混合的湍流，令低空風速減弱。10月30日14時52分的垂直風速廓線﹙藍線﹚顯示1,800米以下的風速都低於10米/秒，風速的垂直變化普遍較小。日落後，最高風速超過20米/秒的急流在1,600米至1,800米的高度出現﹙紫線﹚，午夜後急流的軸心下降到800米至 1,000米之間的高度﹙綠線﹚，急流形成亦導致風切變﹙即風速隨著高度的急劇變化﹚增強。翌日早上日出後，急流減弱，急流軸心的風速少於15米/秒﹙粉紅線﹚。當天下午，風速垂直廓線回復到類似前一天的情況﹙橙線﹚。天文台位於海拔950米以上的大帽山測風站也記錄了那兩天夜間低空急流的發生﹙圖二﹚。風速時間序列顯示風速在10月30日接近黃昏時開始明顯上升，風速達12米/秒以上，急流大致上維持至翌日上午八時左右，隨後風速在日間顯著下降，直至傍晚再出現另一次升勢。夜間低空急流與其相關的垂直風切變對飛行安全會構成威脅。在秋高氣爽的季節到高地露營，強風的出現可能會吹翻營幕或吹走鬆散的物件。

2012年3月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/aviation-and-marine/aviation/00210-nocturnal-jet.html

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熱帶氣旋的強風對航空運作的影響

在各種與熱帶氣旋相關的惡劣天氣中，影響機場運作時間最長的往往是強風。機場出現強風，對在機場戶外工作的員工，不論是停泊在地面裝卸的飛機或是其他機場設施，都會構成威脅。香港天文台為航空界發出機場強風警告，以便他們可以採取必要措施保護機場的戶外工作人員。

在各種與熱帶氣旋相關的惡劣天氣中，影響機場運作時間最長的往往是強風。2011年9月29日早上颱風納沙在香港以南約380公里，強風至烈風程度的偏東風普遍影響香港國際機場及附近地區（圖1）。在跑道向東北偏東方向降落或起飛的飛機，面對強逆風的情況。逆風通常會增加浮力，機師一般喜歡在逆風情況下降落或起飛。然而，如此高風速的偏東氣流，穿越山峽後經常會引起顯著的風切變和湍流（圖2），令控制飛機升降出現一定的困難。香港天文台因此向在香港國際機場升降的航機，發出風切變及湍流預警及警告。當天下午納沙進一步移離香港及在海南島登陸，機場風速亦從強風至烈風程度逐漸減弱至清勁至強風程度（圖3）。當時納沙位處香港西南面，本港風向轉為東南風，導致在機場升降的航機，無論是朝東北偏東或西南偏西方向，都會在強側風（從飛機兩側吹來的風）情況下進行，控制飛機更加困難。航空公司和機師通常會參考目的地機場的天氣預報，以計算降落或轉飛其他地方所需的額外燃料。視乎飛機的類型、負載和其他因素，飛機可能無法在超過某些風速限制的側風情況下降落。納沙掠過期間，香港國際機場共有超過40班航班被取消，約490班航班延誤，44航班轉飛其他機場。機場出現強風，對在機場戶外工作的員工，不論是停泊在地面裝卸的飛機或是其他機場設施，都會構成威脅。香港天文台為航空界發出機場強風警告，以便他們可以採取必要措施保護機場的戶外工作人員。有關香港天文台提供的航空氣象服務詳情，可瀏覽天文台網頁《航空天氣服務》。

2011年12月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/aviation-and-marine/aviation/00175-impact-of-strong-wind-associated-with-tropical-cyclones-on-aviation-operation.html

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什麼是晴空湍流？

飛機正在高空翱翔，你卻察見「請扣上安全帶」的紅燈亮着。你望出窗外，發覺最接近的雲也在幾公里以外，你可能覺得奇怪，在這個高度會遇上甚麼呢？是晴空湍流–一種看不到但卻可以影響飛機運作的天氣現象。

飛機正在高空翱翔，你卻察見「請扣上安全帶」的紅燈亮着。你望出窗外，發覺最接近的雲也在幾公里以外，你可能覺得奇怪，在這個高度會遇上甚麼呢？是晴空湍流–一種看不到但卻可以影響飛機運作的天氣現象。甚麼是湍流？湍流是由大氣不規則的流動所引起的，它使到飛機急速顛簸，嚴重時，飛機可能會短暫失控。湍流大多是發生在不同速度、方向或溫度的氣流相遇之處。甚麼導致湍流？及晴空湍流？湍流有時和雷暴及冷暖鋒有關，這些情況下的湍流一般都是有跡可尋，相關的雲團和天氣皆可成為捕捉湍流的線索。但湍流也可發生在沒有雲的情況下，顧名思義這就是晴空湍流。晴空湍流通常出現在二萬呎（約6公里）或以上的高空。典型的晴空湍流多產生在高空急流（狹窄強風帶）或風在垂直方向有顯著變化的區域附近。遇有強風吹過山嶺時，也可能產生晴空湍流。在香港鄰近區域出現晴空湍流有多少？一年中那些時間最多晴空湍流發生？在過去數年，在香港鄰近區域每年約有15天收到晴空湍流報告，其中有一天出現強烈晴空湍流。晴空湍流大多在冬季12月至2月份期間發生。香港天文台怎樣向航機預警晴空湍流的出現？天文台機場氣象所的預報員不斷密切監察香港鄰近區域的天氣狀況，從衛星影像、氣球測風及大氣電腦模擬等途徑，找尋晴空湍流的線索。為了向飛機師預警航道上可能出現晴空湍流，預報員發放下列產品：(一) 對航行中的飛機發出危險天氣警告，及(二) 為航空公司人員及飛機師提供重要天氣圖，方便他們策劃飛行。乘客應怎樣避免受傷？世界上大部份因湍流而受傷的乘客，受傷原因都是沒有扣上安全帶。因此乘客在任何時候均應扣上安全帶，並妥善放置手提行李。當飛機遇上湍流時，乘客須保持冷靜，聽從機組人員的指示。注：這裡的晴空湍流界定為在飛機位置附近一個 經緯度範圍 內沒有對流雲和層雲，但容許有卷雲的情況下遇到的湍流。

https://www.hko.gov.hk/tc/education/aviation-and-marine/aviation/00221-what-is-clearair-turbulence.html

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守護航空安全：香港附近的火山灰事件

簡介火山灰引起的航空安全威脅及介紹香港附近的火山灰事件。

自從一九八二及一九八九年分別在印度尼西亞和阿拉斯加上空涉及兩架波音 747 客機的火山灰事件後，火山灰對航空安全的威脅變得更為人所知。慶幸的是，雖然當時該兩班飛機的引擎都遭受嚴重破壞，它們最終均安全著陸。火山爆發會將大量岩石粉末、礦物、晶體及玻璃粒子（統稱為火山灰）噴發到大氣中。倘若飛機飛進火山灰雲，細微的火山灰粒子會熔化並融合在渦輪葉片上，阻礙空氣流動，進而減低引擎的性能。若情況嚴重，堆積的火山灰可導致引擎熄火。火山灰亦可能阻塞傳感器，令負責量度飛行速度的空速管靜壓傳感系統失靈。因此，飛機師都學會要避免飛進觀測或預測會受到火山灰影響的區域。二零二一年八月十三日，日本小笠原群島的「福德岡之場」海底火山爆發，大量蒸汽及火山灰衝上海拔五萬英呎以上的高空，當時火山灰受高層偏東氣流影響向西移動。由於「福德岡之場」火山距離香港超過二千七百公里，爆發當日火山灰並未威脅香港及其鄰近地區。然而，火山灰隨後進一步向南海北部擴散。天文台機場氣象所利用衛星數據主動監測火山灰的擴散情況，同時與鄰近地區的氣象監視台緊密溝通。火山灰在八月十四日擴散至香港飛行情報區，對區內的航班構成威脅。機場氣象所的預報員於火山灰進入香港飛行情報區前及時發出危險天氣警告 (SIGMET)，根據國際民用航空組織的規定，詳細說明了火山灰的預測位置和高度。是次事件為自一九九一年菲律賓皮納圖博火山爆發三十年以來，再度有火山灰進入香港飛行情報區，引致天文台需要發出危險天氣警告。

2022年1月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/aviation-and-marine/aviation/00668-A-rare-occurrence-of-volcanic-ash-near-Hong-Kong.html

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沙塵天氣對航空安全的影響

沙塵天氣捲起的沙粒或塵粒主要造成低能見度的情況，航班未能在受影響的機場正常升降，導致航班延誤、取消或轉飛往其他機場。另外，沙粒摩擦產生的靜電會干擾儀器，可能造成通訊失效。而當沙粒被吸進飛機內部，會令引擎或其他機械部件造成損壞，可能引發飛行事故。

中國西部、北部和蒙古，有不少著名的沙漠。在春季三月至五月左右，當出現大風再加上大氣不穩定的情況，例如強烈冷鋒經過，天氣乾燥及地面植被疏落會容易導致沙塵暴出現。有時候，揚起的沙塵高達數千米，隨高空氣流送到幾千公里之外，受影響範圍甚廣，過程可能長達一整星期，直至風勢減弱，情況才減退。2020年4月10日至11日新疆南疆盆地出現的沙塵暴就是由冷空氣活動過程所引起。沙塵天氣捲起的沙粒或塵粒主要造成低能見度的情況，航班未能在受影響的機場正常升降，導致航班延誤、取消或轉飛往其他機場。另外，沙粒摩擦產生的靜電會干擾儀器，可能造成通訊失效。而當沙粒被吸進飛機內部，會令引擎或其他機械部件造成損壞，可能引發飛行事故。由於沙塵天氣會對航空安全構成威脅，各地的機場氣象所會密切監察沙塵天氣。沙塵天氣可分為4級：浮塵、揚沙、沙塵暴及強沙塵暴。當發生強沙塵暴時，機場氣象所會適時發出強沙塵暴危險天氣警報及/或機場天氣警報，以確保航班安全。香港天文台亦利用天氣觀測，衛星圖像及氣團軌跡路線來監測沙塵天氣，詳情可參閱沙塵天氣資訊網頁。

2021年1月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/aviation-and-marine/aviation/00556-impact-of-sand-and-dust-storms-on-aviation-safety.html

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評估機場跑道視程以支援飛機起飛和著陸

香港天文台均採用透射儀和前向散射儀這兩類能見度探測器來評估「跑道視程」,將即時的數據傳送到空中交通管制員，再轉送到飛行員。

飛行員和空中交通管制員，在低能見度期間必須掌握即時的跑道能見度資訊，以評估是否適合飛機著陸和起飛，而「跑道視程」便是其中一項最關鍵的資訊。「跑道視程」的英語名詞是Runway Visual Range，業界簡稱為RVR。國際民航組織將「跑道視程」定義為飛行員在跑道中線上能看到跑道的標誌、跑道邊界燈或中線燈的距離。但實際上，「跑道視程」不是直接測量的， 它是根據跑道能見度、背景亮度和跑道燈光強度評估出來的，目的是要盡量代表到飛行員在跑道上將會看到的情況。。根據國際民航組織標準和建議，評估「跑道視程」應使用透射儀（圖一（A））或前向散射儀（圖二（A））作為能見度探測器。這兩類設備的運作原理詳情見圖一（B）和圖二（B）。在香港國際機場，香港天文台均採用透射儀和前向散射儀這兩類能見度探測器來評估「跑道視程」。 探測器安裝在每條跑道旁的三個地點，包括接地帶（即是著陸位置）、跑道中間點和跑道末端，位置要盡量靠近跑道但又不可以影響飛機運行。由於跑道燈光接近地面，而飛行員的平均視線高度約為跑道上方 5 米，因此安裝能見度探測器的高度，應盡可能在距離跑道中心線約 2.5 米的高度，這樣評估出來的「跑道視程」便可以更好地代表飛行員的觀察高度。除了探測能見度外，裝置亦會探測背景亮度，和取得當時跑道燈光強度數據，來評估「跑道視程」，並將即時的數據傳送到空中交通管制員，再轉送到飛行員。

2024年3月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/aviation-and-marine/aviation/00711-Assessing-airport-runway-visual-range-to-support-aircraft-landing-and-take-off.html

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能見度降低影響航班運作

濃霧令能見度降低，會對航空交通造成嚴重影響，甚至可能導致航空意外。機場先進的「儀錶著陸系統」可以協助航機在能見度低的情況下安全降落。但一般在降落的最後階段，飛機師必須看到跑道，以操作飛機降落。

不少驚嚇電影會利用幽靈船在濃霧中航行，營造出神秘莫測的氣氛，令觀眾對被濃霧掩蓋的景象產生恐懼感。在現實生活中，濃霧令能見度降低，會對航空交通造成嚴重影響，甚至可能導致航空意外。機場先進的「儀錶著陸系統」可以協助航機在能見度低的情況下安全降落。但一般在降落的最後階段，飛機師必須看到跑道，以操作飛機降落。跑道視程是指機師在跑道中線的飛機上能看到跑道面上標誌或跑道邊界燈或中線燈的距離。降落時跑道視程的最低要求，要視乎機場的設備、飛機的裝備、飛機師的培訓及航空公司的政策等。跑道視程是由跑道上的透射表或前散射儀量度出來的。不同類別的「儀錶著陸系統」在降落操作時，可接受的最低跑道視程都不同，詳情見附表一。如果飛機即將著地時，能見度突如其來轉差，會給飛機師帶來巨大的挑戰。有時飛機會在空中盤旋待能見度改善後才降落，若能見度持續偏低，飛機可能因燃料考慮而要轉飛到其他地方。航機著陸後，飛機在濃霧中會花更多時間駛往泊位，以免跟停機坪上的其他飛機、車輛或器材碰撞，機場運作因而要減慢下來，乘客落機和取回行李都可能要延遲。二零一一年二月二十八日早上，珠三角各機場都出現濃霧，香港國際機場能見度最低約只有二百米，而澳門和深圳機場的能見度更只有一百米，部分航班須轉飛其他地方。日出後濃霧開始消散，機場才逐漸恢復正常運作。

2012年6月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/weather/visibility/00083-effects-of-low-visibility-to-aviation.html

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短程激光雷達應用於風切變預警的好處

天文台現時運用一系列氣象儀器，包括長程激光雷達，為香港國際機場提供風切變預警服務。這些儀器對於由地形或雷暴引起的風切變有顯著的成效。可是，對於一些空間尺度更為細小，例如與建築物或人工結構相關的風切變／湍流，需要使用更高空間分辨率的氣象儀器。

天文台現時運用一系列氣象儀器，包括長程激光雷達，為香港國際機場提供風切變預警服務。這些儀器對於由地形或雷暴引起的風切變有顯著的成效。可是，對於一些空間尺度更為細小，例如與建築物或人工結構相關的風切變 / 湍流，需要使用更高空間分辨率的氣象儀器。為此，天文台在2009年-2012年的夏季均於亞洲博覽館屋頂上裝設短程激光雷達，對增強機場北跑道東面的抵埗跑道（即跑道 25RA）風切變預警的可能性作實地研究。結果顯示，短程激光雷達在空間及時間分辨率上，較現時沿用之長程激光雷達分別提高約百分之 29（長程激光雷達為 105 米，短程激光雷達為 75 米）及百分之 83（長程激光雷達為 120 秒，短程激光雷達為 20 秒）。天文台在實地研究期間，曾對利用短程激光雷達預警風切變的算法作出不同嘗試。過去四個夏季在2009年-2012年的研究結果顯示，使用短程激光雷達，對基於飛行員報告之風切變的成功捕捉率帶來約百分之 11 的改善（在總共 240 次風切變報告中，加入短程激光雷達後能成功捕捉 214 次，而天文台現行之風切變及湍流預警系統則能捕捉 193 次）。同時，總預警時間相應增加百分之 13。此外，短程激光雷達亦展現了新的能力，能偵測現行的風切變及湍流預警系統中所未見的風切變特徵。圖中的風切變案例，正為短程激光雷達成功捕捉而風切變及湍流預警系統所漏報。天文台正考慮於香港國際機場長期安裝一台短程激光雷達。

2013年1月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/aviation-and-marine/aviation/00212-advantages-of-short-range-lidar-in-windshear-alerting.html

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全球變暖對航空的影響

飛機能夠起飛的原因是抬升力大於它的重量而空氣密度是決定抬升力的一個重要因素。由於空氣的溫度越高，密度則越低，因此較暖的空氣會使飛機的抬升力減少。結果當氣溫升高時，飛機需要滑行較長的距離才能加速至足夠的速度起飛，有時甚至需要臨時卸下一部分貨物以減輕重量。

香港的夏天非常炎熱。由於香港國際機場面積大但植被少，其氣溫在夏季時很容易升至攝氏33度或以上。高溫除了令到室外工作人員，和在較遠停機位上落機的乘客不適外，還會影響離港飛機的裝載能力。飛機能夠起飛的原因是抬升力大於它的重量而空氣密度是決定抬升力的一個重要因素。由於空氣的溫度越高，密度則越低，因此較暖的空氣會使飛機的抬升力減少。結果當氣溫升高時，飛機需要滑行較長的距離才能加速至足夠的速度起飛，有時甚至需要臨時卸下一部分貨物以減輕重量。世界氣象組織已確認2014年是有記錄以來最熱的年份，這是全球持續暖化趨勢的一部分。香港在2014年的夏季月份亦經歷了破纪錄的高溫，6月至9月的平均氣溫是自1884年有記錄以來最高。而香港國際機場之統計數字也顯示酷熱天數（日最高溫度≥33.0°C）有增多的趨勢：從2000年至2007年的每年平均約60日，增至2008年至2014年約70日（圖一）。預計天氣酷熱的日數會因全球暖化而進一步增加，而飛機裝載量受影響的機會也增大。此外，政府間氣候變化專門委員會最新發表的第五份評估報告（IPCC AR5）預測全球平均海平面會因全球暖化影響而上升。天文台的研究亦指出在高溫室氣體濃度情景下，香港及其鄰近水域的年平均海平面會在本世紀末（2081-2100）比 1986-2005年的平均值上升0.63至1.07米。另外，在全球暖化的背景下，大部分的氣候預報模式都推算廿一世紀西北太平洋的熱帶氣旋強度會有所增加。香港國際機場跑道的高度約為平均海平面以上6.7米（22英尺）。將來強熱帶氣旋引致的較高風暴潮因而淹沒跑道的風險或會因全球暖化而增加。

2015年7月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/aviation-and-marine/aviation/00462-the-impact-of-global-warming-on-aviation.html

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為什麼不同類型的飛機機翼形狀會有所不同？

當飛機產生升力以飛行時，尤其是在機翼末端周圍，會形成小型渦旋，這些渦旋其實是偷取飛機動力的小偷。不同機翼的形狀以巧妙的設計,利用白努利原理的氣壓差產生升力,幫助飛機起飛。

機翼如何產生升力？圖一展示典型飛機機翼在跑道上加速時空氣流動的情景，而藍色線條代表空氣粒子在飛行時從機翼上下流過的路徑。這種機翼的巧妙設計在於頂部的彎曲形狀，使得機翼頂部的橫切面（線段CD）比機翼進氣口與出氣口的橫切面（線段AB和EF）更窄。由於機翼頂部橫切面較窄，空氣在頂部表面的流動速度必須比通過進氣口與出氣口的較寬部分的空氣更快，以保持質量守恆。這就像擠壓水管令水流速度增加的原理一致。空氣在機翼頂部快速移動而創造了壓力較低的區域。根據白努利原理，這種壓力差產生的升力幫助飛機起飛。錐形翼與矩形翼當飛機產生升力以飛行時，尤其是在機翼末端周圍，會形成小型渦旋。（見「飛機的尾巴」）這些渦旋其實是偷取飛機動力的小偷。因此，具有逐漸變窄錐形翼尖的設計（圖二）可減少機翼的表面積，從而減少形成旋渦。總體而言，錐形翼可減少旋渦，減低阻力，使飛行更高效。可是錐形翼的生產成本較高，這就是訓練飛機仍然採用傳統矩形翼的原因之一。（圖三）後掠翼氣流經過機翼的特別設計時可以比飛機本身的速度更快。因此，在飛機達到音速之前，氣流因突破音速而產生衝擊波，衝擊波的巨大阻力會使飛機減速。後掠翼把機翼上的部分氣流轉向來延遲衝擊波的形成。從圖四中可以看到，氣流（箭頭A）撞擊機翼時會分為兩部分。其中一部分橫越機翼（箭頭B），部分則沿著機翼向側面流動（箭頭C）。這種分離有效地減低了橫越機翼的氣流速度來延遲衝擊波的出現。此外，後掠翼亦有助於保持飛機直線飛行。有機會再跟大家談談機翼設計的其他考量。

2024年3月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/aviation-and-marine/aviation/00708-Why-do-wing-shapes-vary-across-different-types-of-aircraft.html

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飛機的尾巴

「飛機尾流」主要由一對呈相反方向旋轉的渦旋組成。由於渦旋中隱含強烈湍流及下沉氣流，在同一航道上尾隨的航機必須與前機保持適當的距離(即「飛行間距」)，以避免遇上其尾流，影響飛行安全。

2013年6月的文章（水過鴨背）跟大家介紹過，當鴨子在水中暢泳(或任何物體利用流體的反作用力向前推進)時，其後方會自然留下一連串的波紋（圖一）。飛機在空中遨翔時亦如是。當飛機飛行時，由於翼底的氣壓要比翼面為高（這為飛機提供浮力），位於翼尖的氣壓差會產生渦旋。這些渦旋疊加在一起，便形成一條尾流，在航空界一般稱為「飛機尾流」或「飛機尾渦」。「飛機尾流」主要由一對呈相反方向旋轉的渦旋組成（圖二）。由於渦旋中隱含強烈湍流及下沉氣流，在同一航道上尾隨的航機必須與前機保持適當的距離(即「飛行間距」)，以避免遇上其尾流，影響飛行安全。值得一提，「飛機尾流」在晴空之下一般是不能用肉眼看見的，這與「凝結尾跡」不同（後者主要是由飛機引擎噴出的氣體內的水汽凝結成冰晶而成，因此亦較易看見）。尾流中的渦旋寬度甚為細小[1]，而且在接近地面的大氣中的停留時間往往只有一兩分鐘（或更短）。要有效觀察這些肉眼看不見的氣流，必須借助高時空分辨率的遙感觀測儀器，如短程激光雷達（圖三）。由於一對渦旋以相反方向旋轉，在探測風速的激光雷達圖像上會出現其獨有的特徵，與背景風場迴異。從圖四的平面風速分佈圖看來，就像剛降落的飛機所留下的兩條長長的尾巴呢!註︰ [1] 尾渦寬度一般與飛機翼展相約。以波音747-400客機為例，翼展約65米，因此左右兩邊渦旋的直徑在接近機身時約為30至40米。

2015年7月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/aviation-and-marine/aviation/00463-the-tail-of-an-aircraft.html

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在香港國際機場觀測飛機尾渦

尾流擾動的探測及研究。

香港天文台教育資源裡的「飛機的尾巴」一文簡介了飛機尾渦的原理和觀測。當飛機飛行時，氣流在機翼後方和尖端捲起，形成一對呈相反方向旋轉的渦旋，即飛機尾渦 (圖一)。飛機尾渦的寛度一般與飛機翼展相若，並會在大氣中下沉及逐漸消散，維持約一到三分鐘；而在微風和穩定的大氣環境下，渦旋的壽命可能會更長。飛機尾渦會對大氣造成擾動，一般稱之為尾流擾動。當飛機遇上另一飛機產生的尾流擾動時，會急速顛簸；嚴重時更可能會短暫失控。如果此時飛機正在起飛或降落，由於機師可能缺乏足夠的飛行高度或時間作出反應，情況會更加危險。因此，飛機必須遵守最短飛行間距要求，即是與其他飛行中的飛機保持距離，以盡量減低遇上尾流擾動的機會和其對飛行安全所帶來的影響。另一方面，此最短飛行間距要求亦限制了跑道的升降頻率和容量，探測和研究尾流擾動有助評估最短飛行間距要求，保障飛行安全及讓跑道更有效率地運作。天文台早在2014年試驗利用短程激光雷達 (下稱「儀器」) 對香港國際機場的升降航道進行垂直掃描 (圖二)，成功探測飛機尾渦的二維結構 (詳見參考資料)。為進一步探測和研究尾流擾動，天文台於2022 年中在機場新的北跑道兩端各安裝了一套儀器。在初步調校儀器的掃描配置後，從高時空分辨率的垂直掃描量度到的徑向風速可以觀察和追蹤引致尾流擾動的飛機尾渦。圖三至五展示了某天一架降落中的飛機經過前後，新北跑道儀器量度到的徑向風速的垂直切面圖。當中黃和紅等暖色 (綠和藍等冷色) 表示風吹離 (向) 儀器。圖三是飛機經過前一刻的情況，其中淺灰和淺黃色代表當時風正吹離儀器。飛機經過後，掃描圖像 (圖四) 中出現四片徑向風向交替相反的色塊，顯示空中有一對呈相反方向旋轉的渦旋 (即飛機尾渦)。從隨後的掃描圖像 (圖五) 可以觀察到此飛機尾渦的演變：渦旋下沉至地面，同時隨背景風飄離儀器並逐漸消散。相比2014年的試驗，當時儀器的徑向分辨率只有30米，垂直分辨率約為7米；而新北跑道儀器運用新的信號處理技術，徑向分辨率可達1.5米。是次案例 (圖三至五) 所用的徑向分辨率為1.5米，垂直分辨率為約2.7米。由於徑向和垂直分辨率的提高，新儀器能更清晰顯示飛機尾渦的特徵，並能捕捉較細小的尾渦和提供更精細的數據，將有助天文台對尾流擾動的探測和研究。

2023年1月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/aviation-and-marine/aviation/00691-observation-of-aircraft-wake-vortices-at-hong-kong-international-airport.html

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機場跑道的磁性

在香港國際機場（HKIA），跑道命名亦是使用上述根據磁北定向的做法。 例如，07L 是指當飛機從磁北向大約 70 度的方向飛行時左側的跑道，而 07R 則是指右側的跑道。

機場跑道命名的約定 一般情況下，機場跑道的名稱 (從01至36) 會取自指南針上的讀數，做法是以磁北方向為起點，選取最接近 10 度單位的讀數，並丟棄在最後的個數位。大型機場的跑道會有一些附加指示代號，例如利用 L或R分別代表左或右邊的跑道。 在香港國際機場（HKIA），跑道命名亦是使用上述根據磁北定向的做法。 例如，07L 是指當飛機從磁北向大約 70 度的方向飛行時左側的跑道，而 07R 則是指右側的跑道。 指南針是測量方向最便捷的工具。為了方便應用，航空圖表和儀器都會使用磁方向，而所有跑道也通常用磁北定向來命名。 什麼是地理北極（Geographic North）和磁性北極（Magnetic North）？ 地球的自轉軸指向地理上的南北兩極（又名"真北"和"真南"）。 真北位於北冰洋的中部，而真南則位於南極洲。在一般應用中，它們可以視為靜止不動的。 磁北是指磁性北極。地球的磁極之所以存在，是因為它的磁場。磁場由在地心流動的液體所產生的電流而造成。液體在地球外核（位於地球表面以下約2,800至5,000公里的熔融金屬區域）複雜的流動會導致磁場隨時間緩慢地變化。 通常指南針與地球磁場是對齊的，並指向磁北極。真北與磁北之間的水平角差稱為"磁變化"或"磁偏角"，它會隨時間和地理位置變化。 使用磁北讀數約定帶來的問題 大自然中的磁性異常 磁場會在地球表面緩慢漂移，磁性向也會不斷變化。磁北極每年移動可能多達65公里，並正從加拿大某處穩定地移向俄羅斯方向。在預先規劃飛行路線時，小型飛機的飛行員會在航空導航地圖上使用真北來繪製航線。真北方位會轉換為磁北, 以便使用羅盤進行平面導航。然後，在航線圖上再加上或減去這些局部地區性磁變化來微調。 周邊環境人為的影響 根據英國航空事故調查局（AAIB）一份關於2006年10月31日的案例審查，一架從倫敦城市機場（LCY）出發前往布魯塞爾的航機(Raytheon Hawker 800XP)，機上兩個主飛行顯示器（PFD 1和PFD 2）顯示有很大的方向差異，而PFD 1與備用儀器亦然。即使將緊急程式切換至航姿参考系统 (AHRS)，問題仍然持續，讀數並不可靠。最終，機長要求航空交通管制協助折返倫敦城市機場。 AAIB追溯了LCY 的前身。機場在1987年曾經是一個航運碼頭，同時在倉庫區的周圍也有鐵路運行。碼頭牆壁上還有大型的鑄鐵護欄，用於捆紮船隻。調查發現，修建機場時，鐵軌並沒有完全拆除，碼頭牆上的護欄亦只有外露的部份被拆除。此外，在飛機存放區的地下，還發現了一個用鋼筋網包裹的混凝土樁，這是一些已廢棄了的石油管道。 當AAIB 檢查員在繞過28號跑道的飛機存放區時，手持指南針所顯示的方向偏差可高達 +/- 60 度。調查報告的結論指出，羅盤出現的較大偏差是由幾個鐵磁特徵異常所引起的，主要來自地下的堆梁結構（柱子）、鋼筋包裹的混凝土、以及地下還未拆除的鐵路線。 有見磁北所帶來的上述問題，為何機場的跑道仍然使用磁北命名? 請留意「機場跑道的磁性」下集。

2019年12月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/aviation-and-marine/aviation/00535-magnetism-of-airport-runways.html

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機場跑道的磁性（接續篇）

為什麼機場跑道仍然使用磁性北極（Magnetic North）命名的約定?磁變對香港有什麼影響？

為什麼機場跑道仍然使用磁性北極（Magnetic North）命名的約定？ 上一節，我們討論過使用磁北讀數約定所帶來的問題，亦即"大自然中的磁性異常"和"周邊環境人為的影響"。 這次就讓我們看看它帶來的後果和仍然使用它的原因。 1. 磁變化的後果 更改機場跑道名稱 由於機場跑道名稱是以磁北約定來表示航向，如果磁北變化太大，跑道名稱有可能與當時磁航的方向並不一致。 在極北某些機場並沒有使用磁北約定作為跑道名稱。例如，在加拿大的雷索盧特灣機場（國際民航組織指定代號"YRB"）， 跑道名稱是 17T/35T，他們是使用真北方向讀數約定，而不是磁北讀數約定。該區的磁向變化曾經錄得有多達西移30度以上的記錄。 更新標牌、手冊、文件 假如更改跑道名稱，便需要重塗跑道末端的跑道號碼和更換所有跑道相關的標牌。所有參考手冊和文檔，也需要更新，供飛行員及空中交通管制員清楚地查閱，參考及使用。 地圖讀數 由於磁北極和磁南極不斷移動，地區性的磁變化也因應而有所改變。 地圖上編印的數據偏差也日益增加，因此地圖也需要重印，智能手機上使用的數位地圖，以及軍事和政府機構使用的地圖軟體也必須更新。 要更新數位和編印地圖的相關資料，這就會用上World Magnetic Model （WMM） 的分析 。WMM是由美國和英國的測繪機構共同開發。每當需要用到磁場來作導航參考系統運算時, 它就常會被政府機構和民航組織廣泛地參考和使用，最新版本是WMM 2020。 它會預測在該時段內磁極點將移動多少，以及其他與磁場相關部分的變化。 2. 為什麼仍然使用磁北約定？ 磁偏角在航空飛行中有著重要的作用。大多數簡單的飛機導航儀器仍在通過羅盤裝置而取得磁北的航向資訊，這確保縱使只配備基本羅盤的飛機仍然可以導航。 因此，一種用於航空器的短程無線電導航系統VOR，使用無線電信標傳輸用於導航的信號，廣播其以磁度做量度的"徑向"資訊，以便人們可繼續以磁性航向，飛近或飛離VOR。 儘管GPS系統現時已普遍使用，但指南針仍作備用。相反地，如果整個導航方案都使用"真北"約定，那麼如果在GPS發生故障的情況下，要恢復為指南針及VOR的回退過程將會非常複雜。 對於一些作長時間水上飛行，夜間飛行或在地圖上還未有規劃的地域飛行，使用指南針導航仍然是有所必須的。 3. 磁變對香港的影響 在香港的磁力變化是很小的。香港天文台 （HKO） 一般每隔五年委託承辦商在香港國際機場測量磁場，以滿足國際民航組織 （ICAO） 的要求。上一次在2015年於機場磁羅經校正場（CCP）測得的磁偏角為真北以西2°36'51.4"，下一次測量會在2020年進行 。

2020年6月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/aviation-and-marine/aviation/00543-Magnetism-of-Airport-Runways-Sequel.html

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風暴潮與海浪

風吹過海面產生波浪並沿著風吹的方向傳播，波浪隨著風力的增強而增長。風暴潮則為與熱帶氣旋相關的低氣壓及大風的共同影響下而導致海平面上升的現象。

風吹過海面產生波浪並沿著風吹的方向傳播，波浪隨著風力的增強而增長。颱風可在外海上產生超過10米高的巨浪。風暴潮則為與熱帶氣旋相關的低氣壓及大風的共同影響下而導致海平面上升的現象。主要機制為熱帶氣旋的大風將海水推向岸邊，並於沿岸地區堆高而產生風暴潮（圖一）。2018年超強颱風山竹除了為香港帶來嚴重的風暴潮之外，還引發了巨浪(圖二）。這些海浪泊岸時的高度甚至可以超過海堤的高度而成為越堤浪。越堤是一個複雜的過程，它在大浪泊岸時間歇地發生。越堤浪加上颱風引發的風暴潮可導致沿海地區嚴重水浸（圖三）。至於海浪有多高並導致多大的水浸程度就取決於多個氣象以外的因素，例如海岸線的形狀、座向、海床深度和海堤結構等。就如山竹的例子般，香港在不同地點所經歷的海浪高度可以出現極大的差異。目前，香港天文台、海事處、渠務署及香港機場管理局共運作12個潮汐站以監測香港不同地點的實時潮汐變化。土木工程拓展署亦在交椅洲及西博寮海峽附近運作兩個設於海床的波浪記錄儀，以進行長期波浪監測（圖四）。2018年山竹吹襲期間，鰂魚涌的最高水位上升至海圖基準面以上3.88米及最大風暴潮2.35米，而在交椅洲及西博寮海峽錄得的最高波浪高度則約為6.8米。

2019年5月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/aviation-and-marine/marine/00524-storm-surge-and-sea-waves.html

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淺談香港海平面上升及海平面異常

全球變暖的影響導致氣溫上升、冰雪融化、平均海平面上升等現象。平均海平面上升是由於海水受熱膨脹，加上陸地冰雪融化流入海洋。全球海平面上升速度自19世紀中葉起明顯加快。

全球變暖的影響導致氣溫上升、冰雪融化、平均海平面上升等現象。平均海平面上升是由於海水受熱膨脹，加上陸地冰雪融化流入海洋。全球海平面上升速度自19世紀中葉起明顯加快。香港方面，根據安装在北角/鰂魚涌的驗潮儀記錄，在1954 - 2017年期間，維多利亞港的海平面平均每十年上升約3厘米（圖一）。本港其他地區，例如吐露港內大埔滘的海平面升幅大致相若。根據聯合國政府間氣候變化專門委員會的第五份評估報告，天文台針對二十一世紀氣溫及海平面上升對香港可能造成的影響作出評估。在高溫室氣體排放的情景下，預計本世紀末（2081 - 2100）香港附近的海平面比1986 - 2005年的平均海平面將會上升0.63至1.07米[1]。隨著海平面上升，熱帶氣旋吹襲時香港受到風暴潮的威脅將會增加。風暴潮是熱帶氣旋氣壓偏低和與其相關的強風共同效應下所引發的海平面上升情况。當風暴潮遇上天文大潮（靠近新月或滿月時期），極端海平面可能會出現，導致低窪地區出現水浸。自1954年有儀器記錄以來，風暴潮影響維多利亞港的最高海平面高度是1962年超強颱風溫黛吹襲期間所錄得的海圖基準面以上3.96米（mCD）。相比而言2017年超強颱風天鴿吹襲期間維多利亞港的最高海平面3.57 mCD祇是僅次於溫黛所締造的紀錄（表一）。除了熱帶氣旋誘發的風暴潮外，香港也會出現另一類海平面異常情況，通常在秋季或冬季天文大潮期間發生，成因是冬季季候風為華南沿岸海域帶來強風，導致海平面顯著上升。近期一個例子是2017年11月5日晚上大埔滘的海平面高達2.99 mCD，比正常的天文潮汐高出約半米（圖二），引致沙田城門河沿岸發生輕微水浸[2]。值得注意的是在天文大潮期間，若熱帶氣旋遇上冬季季候風，儘管熱帶氣旋在香港較遠的距離掠過，風暴潮的影響仍然可能十分嚴重，表一所示的比絲、尼格及伊蘭便是當中的典型例子，這些個案皆發生於10月，熱帶氣旋仍在南海興風作浪，而冬季季候風亦愈趨活躍。

2018年4月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/aviation-and-marine/marine/00505-on-sea-level-rise-and-abnormal-sea-level-in-hong-kong.html

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為什麼海浪拍岸時總是與海岸平行？

我們知道海浪主要是由風引起的。但風並非常常向著海岸方向直吹，在海洋上可以有不同方向的風。我們在岸上看到的浪，是那些向我們方向移動的浪，我們不會看到其他方向的浪。因此我們看到的浪一般都不是筆直地移近，它們是以一個斜角度移向海岸線的。問題是當海浪移近岸時，怎麼會改變方向，變為與海岸平行？

為什麼海浪拍岸時總是與海岸平行（不論海岸線的方向）？我們知道海浪主要是由風引起的。但風並非常常向著海岸方向直吹，在海洋上可以有不同方向的風。我們在岸上看到的浪，是那些向我們方向移動的浪，我們不會看到其他方向的浪。因此我們看到的浪一般都不是筆直地移近，它們是以一個斜角度移向海岸線的。問題是當海浪移近岸時，怎麼會改變方向，變為與海岸平行？假設浪從某一角度移近，而海岸線位於它的左面。左面部份的浪會接觸到淺水的地方和海岸底部。因受到摩擦力的影響，這部份的移動速度會減慢，海浪的中部及右面部份則會以原來的速度移動。因此浪會左轉，移向著海岸。當浪的中部及右面部份接觸到淺水時，它們亦會因摩擦力而減慢速度。所以，總的來說，整個浪會向左轉，直至它與海岸平行。海浪近岸時會受到同一的摩擦力效應而分解。海浪移近岸時，其底部的移動速度會減慢，頂部會因此超前並塌下來，碰擊之下產生一道浪花。

https://www.hko.gov.hk/tc/education/earth-science/physics-in-daily-life/00232-why-are-waves-always-parallel-to-the-shore-on-approaching-the-seashore.html

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什麼是風暴潮？

風暴潮是熱帶氣旋引致的海水上升。熱帶氣旋的風力是水位上升的主因，它的低氣壓是次因。由於香港的地理位置，吹東風或南風時香港較易受風暴潮影響。這從我們知道熱帶氣旋的風總是向逆時針方向吹，便可以想像得到。

當強颱風鮎魚上月接近香港時，有人擔憂它會否帶來風暴潮。簡單來說，風暴潮是熱帶氣旋引致的海水上升。熱帶氣旋的風力（圖 1）是水位上升的主因，它的低氣壓（圖 2）是次因。過去一百年左右，曾有兩次風暴潮造成嚴重傷亡，一次在 1906 年，另一次在 1937 年，分別造成 15,000 人和 11,000 人死亡。風暴潮的水位高度視乎水深和海岸線形狀而定。若風暴潮遇上天文大潮，後果會較為嚴重。由於香港的地理位置，吹東風或南風時香港較易受風暴潮影響。這從我們知道熱帶氣旋的風總是向逆時針方向吹，便可以想像得到。看看圖 3，這幅圖根據現存數據，顯示導致香港出現最高 20 次風暴潮的熱帶氣旋路徑。紀錄保持者是 1979 年的颱風荷貝，那次在新界東的大埔滘水位上升了 3.2 米。總的來說，圖中的熱帶氣旋路徑，要不是直接或幾乎襲港，便是在香港西方或南方掠過。比較上述路徑，可見鮎魚的路徑（圖 4）頗為不同。鮎魚一直與香港維持 400 公里的距離，期間港內水位僅上升了 0.7 米（圖 5），當中有 0.5 米是與東北季候風有關。換言之，鮎魚的風暴潮實際只有 0.2 米。說起來，過去東北季候風亦曾造成輕微水浸。在冬天，強烈東北季候風加上天文大潮會將水位推高，曾令港島西區上環的低窪地區出現水浸。基礎建設改善後，這個問題基本消失。由於風暴潮可以造成嚴重破壞，香港天文台於 70 年代曾進行計算和推演，以減輕風暴潮對新市鎮的威脅。為此，位於新界東的沙田等地區在填海時便額外填高了 3 米。在天氣預測中，每當有熱帶氣旋移近華南沿岸時，天文台會運行一個風暴潮模式，若發現有威脅的話，會預先提醒市民特別注意風暴潮的危險。

2010年11月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/aviation-and-marine/marine/00168-what-is-a-storm-surge.html

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如何測量潮汐與風暴潮

要準確量度潮水的高度，可以使用不同的測量儀器。以往天文台採用的驗潮儀是利用一個能浮於水面的浮標，例如一個空心的金屬球被置於潮汐站中的水井內。金屬球隨著水位變化而升降，帶動連接金屬球的機械組件，從金屬球的移動幅度來測量海水高度。

潮汐就如一首優美的交響曲，主旋律跟隨著太陽及月球的引力而出現高低起伏，但當中亦有各種由氣象因素引起的變奏，例如風暴潮的洪水突如其來地來臨，就如一下鼓聲突然響起，令人心神震動。要準確量度潮水的高度，可以使用不同的測量儀器。以往天文台採用的驗潮儀是利用一個能浮於水面的浮標，例如一個空心的金屬球被置於潮汐站中的水井內。金屬球隨著水位變化而升降，帶動連接金屬球的機械組件，從金屬球的移動幅度來測量海水高度。隨著科技不斷發展，測量的方法亦不斷進步。一些近代的測量儀器利用聲納回波的反射來計算海面與測量儀器之間的距離，從而推算海面的實際高度。而有些測量儀器則利用放置於水底的壓力傳感器，量度水壓以及大氣壓力的差別，再換算成海水高度。熱帶氣旋除可帶來風暴潮以外，亦有機會帶來越堤浪，巨浪拍堤岸造成水花四濺。越堤浪與海岸線的形狀、座向、海床深度、及堤構造等有很大關係。為了減低浪對量度潮水高度的影響，驗潮儀會盡量消除由海浪引起的變化。天文台目前負責管理的潮汐站包括鰂魚涌、大埔滘、尖鼻咀、石壁、大廟灣及橫瀾島。另外亦與其他政府部門及機構合作，將潮汐觀測資料實時於天文台「潮汐資料」網頁上發布。直至2018年年底為止，共有12個潮汐站的資料在網頁發布。在2018年強颱風山竹襲港期間，部分潮汐站錄得破紀錄的潮位高度。除了橫瀾島潮汐站因當時無法抵擋大風浪而遭受破壞外，其餘5個天文台管理的潮汐站均錄得有記錄以來最高的風暴潮。在全球氣候變暖的背景下，熱帶氣旋所帶來的風暴潮威脅亦隨之而上升，我們必須居安思危，作好準備應對風暴潮所帶來的威脅。

2019年1月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/aviation-and-marine/marine/00523-how-to-measure-tide-level-and-storm-surge.html

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為潮汐站選址時的考量

其實除了需要有一個已校準的儀器，一個好的選址對準確測量潮水高度亦是同樣重要。以下幾個地點，你認為哪個可考慮作為潮汐站呢？

持續準確監測潮汐變化對預測天文潮汐[1]、監測風暴潮[2]及海嘨是非常重要，在研究海平面長期變化方面，更是無可替代。另外，海員、海岸工程師、輪船公司、垂釣人士及公眾會利用潮汐資料來計劃他們的活動。之前我們介紹過用於測量潮水高度的儀器[3]。其實除了需要有一個已校準的儀器，一個好的選址對準確測量潮水高度亦是同樣重要。以下幾個地點，你認為哪個可考慮作為潮汐站呢？ A. 地形複雜的海灣 B. 會受侵蝕或有鬆軟泥土的地方 C. 河流出口或渠口 D. 有繁忙海事活動或容易有海洋垃圾堆積的地方 A. 地形複雜的海灣 理論上，一缸平靜的水，任何一處的水面高度都是一樣的。但在現實裏海洋並非靜止。潮水流動及不同氣象條件[4]如風及大氣壓力均會令海面高度隨時間及位置而改變。如果地形複雜，則時空變化將更為顯著。相反，在一個能對著廣闊海面的地點量度數據，所收集的數據及預測的天文潮能有效地代表該地點及附近一帶的情況。位於鰂魚涌及大埔滘潮汐站便是個好例子，這兩個站能分別合適地代表維多利亞港及吐露港的情況。B. 會受侵蝕或有鬆軟泥土的地方 假如潮汐站建在受侵蝕影響或是在鬆軟的泥土上的地方，儀器會下沉或傾斜，影響測量潮水高度的準確度。透過定時監測潮汐站沉降的輻度，可以修正由輕微及緩慢的沉降所帶來的影響。假如潮汐站附近有大地測量參考站，就可以定期透過土地測量來修正潮汐站的參考高度。話雖如此，興建潮汐站，首選還是在堅固的岩石上。C. 河流出口或渠口 遇上大雨，雨水會沿著河流或者地面逕流滙集在集水處。集水處附近的水位有機會出現快速波動。同樣，渠口附近亦受到類似不良的影響。此外，雨水和海水的密度有差異，或會影響一些潮汐測量儀器的準確度。D. 有繁忙海事活動或容易有海洋垃圾堆積的地方 輪船會引致海面有大幅度波動。如果所用的儀器是利用聲波或無線電波的反射來量度潮水高度，在儀器下方的船隻或海洋垃圾會影響數據的準確度。再者，螺旋槳所引致的湍流及海洋垃圾可以弄壞儀器，令維修保養的次數相應提高。因此，以上沒有一個是正確答案。除了以上提及的因素，仍有其他因素需要考慮，例如電力及數據傳輸設備的配合、用以面對海浪及極端天氣的防護裝置、及具備方便安裝維修的合適通道等。所以，要找一個好地方來量度潮水並不是易事。事實上，由於位置上的種種限制，通常都找不到一個完美的地點。因此，保存一個又好又有代表性的站是非常重要。

2021年1月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/aviation-and-marine/marine/00557-considerations-when-selecting-a-site-for-tide-gauge-station.html

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遠方颱風帶來的湧浪

香港面向中國南海，受熱帶氣旋影響時，需面對由海洋造成的災難。大多數人都清楚當颱風非常接近時所導致的危險，但卻比較少人知道即使熱帶氣旋在數百公里之遙，仍可為香港帶來湧浪，而湧浪可將在海邊的人士捲出大海。

香港面向中國南海，受熱帶氣旋影響時，需面對由海洋造成的災難。大多數人都清楚當颱風非常接近時所導致的危險，但卻比較少人知道即使熱帶氣旋在數百公里之遙，仍可為香港帶來湧浪，而湧浪可將在海邊的人士捲出大海。風力令海面震動成浪。你所在位置的風所引起的震動稱為浪，風愈大，浪便愈高。在遠處的風為遠處翻起的浪，可向外傳，當這些遠處的海浪傳到你所在的位置時，人們稱它為湧浪。熱帶氣旋的強風令巨浪翻起，在遠處的熱帶氣旋所翻起的巨浪可向香港傳來，形成湧浪﹝圖一﹞。這些湧浪的移動速度比熱帶氣旋快得多，當一個熱帶氣旋仍在數百公里之遠處，本港天氣一般格外天晴而吹微風，人們的警覺因而降低，但熱帶氣旋所產生的巨大湧浪可能己抵達香港，當湧浪進入淺水區時，它的高度會增加，所謂「無風三尺浪」實有其科學根據，湧浪對在岸邊的人士及正在垂釣或進行水上活動的人士構成威脅。香港以往曾有多次湧浪所導致的傷亡，較近期的一個例子是當颱風凱薩娜在本港700公里以外橫過中國南海時﹝圖二﹞，一名大學生在大浪西灣被湧浪捲走。所以，即使熱帶氣旋仍在數百公里之遙，我們仍要留意它可能引致的湧浪，如須在海邊作業，更務必格外小心。

2009年12月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/aviation-and-marine/marine/00171-swells-from-distant-typhoons.html

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應對海嘯來襲

香港面對的海嘯威脅主要來自南中國海，尤其是呂宋以西的馬尼拉海溝，有機會發生大地震並引發海嘯，強大的海嘯波可於約三小時便抵達香港。

在香港這個金融中心，提起地震、海嘯很多人只會聯想到股市或樓市。而真正的海嘯，好像只會出現於遙遠的他方或是災難片中。然而，你是否就完全不會受到地震和海嘯的影響呢？如果你身處地震、海嘯高風險的地方旅遊，一旦海嘯來襲須如何自保？世界大部分地震都發生於地殼板塊邊緣，板塊與板塊之間互相磨擦、擠壓、移動而不時釋放的能量會以地震波形式傳播開去。強烈的海底地震不但導致地動山搖，更有機會引發海嘯。當嚴重的海嘯衝擊沿岸地區時，海水會急速上漲，出現有如水牆般的巨浪。要注意的是海嘯來到前，海平面可能會急速下降，這是前兆現象，隨之而來的猛烈海嘯波會撞擊甚至摧毁沿岸基建設施，漂浮的雜物例如船隻、車輛殘骸等亦會造成破壞，對人命財產帶來巨大損害。 香港並非處於活躍地震帶地區，距離環太平洋地震帶超過六百公里（圖一），加上台灣、菲律賓等猶如天然屏障，令到從太平洋大地震產生的海嘯波傳播至香港時所造成的水位升幅有限。自1952年以來天文台錄得海嘯引致的水位上升都不多於0.3米。然而，香港面對的海嘯威脅主要來自南中國海，尤其是呂宋以西的馬尼拉海溝，有機會發生大地震並引發海嘯，強大的海嘯波可於約三小時便抵達香港。幸好，過去一百多年來馬尼拉海溝最強的地震發生在1934年的7.6級地震，當時香港也感到震動，但沒有接獲海嘯報告。在歷史記錄上，香港從未發生過破壞性海嘯，自1905 年以來香港錄得的有感地震亦從未造成傷亡。良好的地震監測能讓我們有時間準備以應對海嘯。海嘯發生時，如身處於岸邊、海灘或沿岸低窪地區，請留意當地官方發出的海嘯警告，並盡速離開前往內陸地區最少兩公里或地勢較高處暫避。若沒有足夠時間撤離或交通情況不許可，可以棲身於鋼筋混凝土建造的多層高建築物的較高樓層暫避，直至海嘯警告取消。現時，由中國承建的聯合國教科文組織政府間海洋學委員會（IOC-UNESCO）「南中國海區域海嘯預警中心」已於2019年11月投入運作，為南中國海周邊的國家及地區提供全天候海嘯監測預警服務。而天文台在香港亦設有地震台網以監測香港及鄰近地區的地震活動。當預料香港受顯著海嘯（即海嘯高度比正常水位高出0.5米以上）影響，而海嘯會在三小時內抵達香港，天文台會發出海嘯警告，提醒市民採取預防措施。詳情可瀏覽「香港海嘯的監測及警告」。總括而言，香港的地理位置遠離活躍地震帶，過去記錄中海嘯引發的水位異常上升有限，香港受大地震或海嘯侵襲的風險並不高。縱然如此，港人的旅遊足跡遍佈世界各地，包括日本、印尼等地震海嘯高風險的地區，大家都應該居安思危，認識如何應對災難。事實上，過去二十年曾發生的大海嘯有2011年的日本海嘯及2004年的南亞海嘯（圖二、三）。若果想教導小朋友如何應對地震和海嘯災難，可參考由聯合國減少災害風險辦公室發行的 COPE 全球災難繪本系列，其內容本地化的中文譯本《地震！》和《走上高地》可在香港賽馬會災難防護應變教研中心網站瀏覽。

2021年4月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/aviation-and-marine/marine/00560-Response-to-Strike-of-Tsunami.html

tc

香港海嘯的監測

大部分海嘯由海底地震所引致。由於香港的地理位置，菲律賓群島及台灣阻隔了大部分太平洋發生的海嘯，使它們不能直達香港。雖然海嘯可透過折射抵達，但它們的能量會大大減弱。因此，香港受嚴重海嘯影響的機會不大。

香港海嘯的監測 大部分海嘯由海底地震所引致。由於香港的地理位置，菲律賓群島及台灣阻隔了大部分太平洋發生的海嘯，使它們不能直達香港。雖然海嘯可透過折射抵達，但它們的能量會大大減弱。因此，香港受嚴重海嘯影響的機會不大。 當地震發生並可能引發海嘯時，天文台會時刻留意太平洋海嘯警報中心(PTWC)發出的有關消息，並密切注意西北太平洋、南海和本港境內水位監測站所錄得的水位變化。如有需要，會儘快向公眾發出警告。 香港曾經7次記錄得海嘯引發的輕微水位異常： 日期 震中地點 地震矩震級 Mw 香港錄得的水位異常 （正常潮位以上高度）  1952/11/5 堪察加 9.0 0.15 米   1960/5/23 智利 9.5 0.3 米   1985/3/4 智利 7.9 少於 0.1 米   1988/6/24 呂宋海峽 5.7 0.3 米   2006/12/26 台灣南部附近海域 7.1 少於 0.1 米   2010/2/28 智利 8.8 少於 0.1 米   2011/3/11 日本本州以東海域 9.0 0.2 米  大部分海嘯由海底地震所引致。由於香港的地理位置，菲律賓群島及台灣阻隔了大部分太平洋發生的海嘯，使它們不能直達香港。雖然海嘯可透過折射抵達，但它們的能量會大大減弱。因此，香港受嚴重海嘯影響的機會不大。當地震發生並可能引發海嘯時，天文台會時刻留意太平洋海嘯警報中心(PTWC)發出的有關消息，並密切注意西北太平洋、南海和本港境內水位監測站所錄得的水位變化。如有需要，會儘快向公眾發出警告。香港曾經7次記錄得海嘯引發的輕微水位異常：

https://www.hko.gov.hk/tc/education/aviation-and-marine/aviation/00231-tsunami-monitoring-in-hong-kong.html

tc

甚麼是氣候推算？

什麼是氣候推算？人類在本世紀餘下時間須要面對的氣候挑戰是甚麼？由於人為溫室氣體排放量在未來的變化難以預測，科學家必須假設一些可能發生的溫室氣體排放情景，然後在這些情景的前設下透過電腦氣候模式模擬大氣和海洋的未來變化，亦即是氣候推算。

自工業革命以來，人類活動產生的大量溫室氣體導致全球氣候暖化，極端天氣事件愈趨頻繁。人為氣候變化造成的影響已是清晰可見，大家可能會問：人類在本世紀餘下時間須要面對的氣候挑戰是甚麼呢？其實全球氣候科學家已就相關問題做了大量研究工作，並透過政府間氣候變化專門委員會（IPCC）定期發表的評估報告，為地球的未來氣候作出推算。要了解甚麼是氣候推算，就先要了解天氣預測與氣候推算的分別。天氣預測根據現在或短期過去所觀測到的大氣和海洋狀況，透過數值天氣預報模式去預測未來數天逐日以至逐小時的天氣變化，預報內容可包括氣溫、濕度、氣壓、風向、風速、降雨等等。在短期天氣時間尺度上變化較少的參數（如海洋溫度、大氣中溫室氣體濃度）不會對預測結果有大影響。氣候推算全球氣候取決於地球的能量收支平衡，例如進入地球的能量較離開地球的多，地球便會變暖，而影響能量收支平衡的重要因素之一是大氣中溫室氣體濃度。然而，人為排放的溫室氣體量並不受制於物理定律，而是受許多難以預測的因素影響，例如世界各國的發展情況、低碳能源的供應、節能技術的發展、減排政策的制定與執行、生活模式與行為習慣等等。因此科學家必須假設一些可能發生的溫室氣體排放情景，然後在這些情景的前設下透過電腦氣候模式模擬大氣和海洋的未來變化，亦即是氣候推算（圖一）。按照現時的科技水平，電腦氣候模式能模擬大氣及海洋參數長期平均值的變化，但仍未能有效模擬逐年變化，因此氣候推算一般是以20年平均來表達。推算內容可包括氣溫、降雨、海洋溫度、海平面高度、海冰面積等等。IPCC在2021年8月發表了《第六次評估報告》（AR6）第一工作組報告《氣候變化2021：自然科學基礎》，該報告採用了一套5個新的情景（表一及圖二）來製作21世紀全球氣候推算，考慮了不同的溫室氣體濃度的可能趨勢。以溫度為例，在中（SSP2-4.5）及非常高（SSP5-8.5）的溫室氣體排放情景下，2081-2100年的全球表面平均溫度很可能較1850-1900年平均分別高2.1-3.5℃及3.3-5.7℃。氣候推算為適應氣候變化的規劃提供了重要參考數據，例如根據降雨和海平面上升的推算來調整基礎設施的設計標準，以應對未來更強的降雨、更高的海平面、更強熱帶氣旋及其相關風暴潮帶來的威脅。有關推算詳情可參閱天文台網頁的「全球氣候推算」和「香港氣候推算」。

氣候學

2023年5月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/climate/general-climatology/00696-What-is-Climate-Projection.html

tc

何謂氣候平均值？

大家在閱讀天氣報告或摘要（例如香港天文台發布的《每月天氣摘要》）時，有時會看見「本月的平均氣温比正常高」或「去年的雨量比正常少」等句子，究竟什麽為之「正常」呢？

大家在閱讀天氣報告或摘要（例如香港天文台發布的《每月天氣摘要》[1]）時，有時會看見「本月的平均氣温比正常高」或「去年的雨量比正常少」等句子，究竟什麽為之「正常」呢？根據世界氣象組織在2017年的相關指引[2]，標準的氣候平均值是指利用最近30年間（而尾数年為"0"，如1981-2010、1991-2020）觀測所得的氣象數據計算出來的平均值，並建議每10年作出更新。用30年數據的原因是氣候監測需要有一套長期而穩定的氣候平均值作為標準，而30年數據來計算的氣候平均值基本上可以滿足這方面的要求。如果年期不夠長，則一些較短期的氣候現象，如受厄爾尼諾或拉尼娜的影響，會增加這套氣候平均值的不穩定性。氣候平均值用途廣泛，可為農業、能源、工程、水資源管理、交通、旅遊、環境和研究等各領域的規劃、設計和應用提供最新氣候的參考基準。平均值還用作氣候監測和預報的參考值，亦常用於評估當前天氣狀況與相應的長期平均值的偏離程度。在2021年，香港天文台根據天文台總部及其他主要氣象站在1991至2020年期間的氣象資料編制了一套新的香港30年氣候平均值來取代先前的1981至2010年氣候平均值。比較1991至2020年和1981至2010年兩套氣候平均值，可以見到香港的平均氣溫、平均最高氣溫和平均最低氣溫的年平均值在統計上有顯著增加。這與全球變暖和本地城市化引起的香港長期變暖趨勢相稱[3]。對於年降雨量和相對濕度，這兩套氣候平均值之間的差異在統計上並不顯著。市民可於天文台的「氣候資料服務」網頁內獲取有關1991至2020年及過往的氣候平均值資料。 1991-2020年和1981-2010年兩套氣候平均值的比較 氣象要素 1991-2020氣候平均值 1981-2010氣候平均值 相差("1991-2020"–"1981-2010") 年平均氣溫(°C) 23.5 23.3 0.2* 年平均最高氣溫(°C) 26.0 25.6 0.4* 年平均最低氣溫(°C) 21.6 21.4 0.2* 年降雨量(毫米) 2,431.2 2,398.5 32.7 年相對濕度(%) 78 78 0 *在統計上有顯著變化

氣候學

2021年2月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/climate/general-climatology/00559-What-is-Climatological-Normal.html

tc

淺談季節的劃分

「氣象季節」是將一年分為四個長度大致相等的時段。使用「氣象季節」的優點是每年的季節長度和季節開始時間大致不變，在研究分析、結果比較和服務產品發展上較為簡單方便。

香港位於亞熱帶，一年中亦有不同的氣候特徵，例如一、二月較冷，七、八月則較熱，六至八月較為多雨，而十一、十二月則較乾燥及雲量較少。目前，香港天文台採用「氣象季節」來劃分四季，並提供各季節的氣候資料分析和氣候服務，其範圍包括季節預測、趨勢分析、排名計算、氣候變化研究等。「氣象季節」是將一年分為四個長度大致相等的時段（即每三個月為一段），以北半球為例，最溫暖和最冷的時段分別指定為夏季（六月、七月和八月）和冬季（十二月、一月和二月），介乎於夏季和冬季之間就是秋季（九月、十月和十一月）和春季（三月、四月和五月）。這個定義亦與香港30年（1981-2010）月平均氣溫（圖1）所描繪的年度溫度週期大致吻合，即六月、七月和八月通常是最熱的三個月，而十二月、一月和二月是一年中最冷的三個月。 使用「氣象季節」的優點是每年的季節長度和季節開始時間大致不變，在研究分析、結果比較和服務產品發展上較為簡單方便。而公眾和特別用戶亦可以容易理解和使用相關數據和產品。世界上主要的氣候中心，如北京氣候中心、歐洲中期天氣預報中心、日本氣象廳、美國國家海洋和大氣管理局等也基於「氣象季節」來進行氣候分析和提供一些氣候服務。 除了「氣象季節」外，一些研究人員和氣象機構亦會以不同氣象要素和指標來劃分四季及其他特定季節，例如以滑動平均氣溫來計算每年進入四個季節的日期、以降雨量來計算雨季的開始日期、以季候風水文循環的特徵來判斷進入季風季節的日期等。這些以觀測數據為基礎的季節劃分法一般較複雜，較多用於氣候研究之上。而計算出來的季節開始和結束日期每年都有明顯變化，同一套劃分法在不同地區亦不一定完全適用。

氣候學

2020年6月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/climate/general-climatology/00545-definition-of-seasons.html

tc

甲烷 – 全球變暖的二號元凶

甲烷是三大主要溫室氣體之一，它是繼二氧化碳後第二個導致全球變暖的主要因素。

甲烷是三大主要溫室氣體之一，它是繼二氧化碳後第二個導致全球變暖的主要因素。與二氧化碳相比，甲烷的溫室效應更強，但其大氣濃度則顯著較低，而且逗留在大氣中的時間較短。根據政府間氣候變化專門委員會《第六次評估報告》，2010-2019年全球表面平均溫度較工業化前水平高出約1.1℃，當中約0.5℃的升溫是源自甲烷（圖一）。甲烷的最大天然來源包括濕地和淡水湖的缺氧水和沉積物、石油和天然氣滲漏，以及泥火山；最大的人為排放源是畜牧業生產過程中牛羊的腸道發酵、糞肥處理、堆填區、廢物處理、種植水稻，和開採化石燃料。甲烷的排放量在過去兩個世紀幾乎增加一倍，自1900年起，其排放主要是人為的。現時甲烷的大氣濃度是最少80萬年來所未見（圖二）。在全球持續變暖的背景下，預料冰凍圈的凍土會繼續升溫和融化，釋放甲烷和二氧化碳到大氣中，加強溫室效應，繼而造成惡性循環。在2021年的聯合國氣候變化會議，超過一百個國家承諾到2030年將全球甲烷排放量減少30%。要達至《巴黎協定》的目標，提升減排力度實在刻不容緩。

氣候學

2022年4月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/climate/general-climatology/00670-Methane-the-second-culprit-in-global-warming.html

tc

為何二氧化碳是溫室氣體？

二氧化碳是大氣中最重要的溫室氣體，它在2017年的平均濃度再創新高，達405.5 ppm，較工業化前水平高出約46%，最近更有研究指出，現今大氣中二氧化碳的濃度可能是過去三百萬年以來最高，情況實在令人憂慮。

太陽能量以短波輻射形式抵達地球，把地球表面加熱。地球表面透過釋出紅外線（長波輻射）以降溫，但地球大氣中的溫室氣體會吸收部分地球釋放的紅外線，然後再向四方八面釋放紅外線，部分紅外線會射出太空，部分射回地球，為地球表面加熱，造成溫室效應。地球大氣由氮氣（約78%）、氧氣（約21%）、氬氣（約0.9%）以及一些微量氣體如二氧化碳、水汽及甲烷等組成。氮氣和氧氣共佔大氣成份九成以上，卻不是溫室氣體，而二氧化碳只佔約0.04%，卻是大氣中最重要的溫室氣體，並且是地球溫度的主控鈕。為什麼二氧化碳是溫室氣體呢？要回答這個問題，大家首先要認識紅外線是電磁波，而物理定律指出，氣體分子的振動必導致分子內電荷相對分佈的改變，該氣體才能吸收電磁波。讓我們以氮氣作為解釋的例子（見圖一左）。氮氣分子由兩個氮原子（藍色球）組成，這兩個氮原子帶的正電荷是相同的，而且分佈對稱。氮原子沿著它們之間的化學鍵振動不會改變電荷的相對分佈，因此氮氣不能吸收紅外線。那麼，二氧化碳又如何呢？（見圖一右）二氧化碳由兩個氧原子（紅色球）及一個碳原子（灰色球）組成，這個組合可以出現三種不同的振動模式。當碳原子沿著化學鍵移向其中一個氧原子，或碳原子相對於氧原子向上下振動時都會改變電荷的相對分佈，因此二氧化碳能夠吸收紅外線輻射。二氧化碳是大氣中最重要的溫室氣體，它在2017年的平均濃度再創新高，達405.5 ppm，較工業化前水平高出約46%，最近更有研究指出，現今大氣中二氧化碳的濃度可能是過去三百萬年以來最高，情況實在令人憂慮。

氣候學

2019年5月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/climate/general-climatology/00525-why-carbon-dioxide-is-a-greenhouse-gas.html

tc

什麼是碳循環？

什麼是碳循環？碳循環是指碳原素在各個自然的儲存庫﹙包括︰大氣、海洋、生物圈、岩石和化石燃料等﹚之間不斷交換和循環的生物-地質-化學循環。

碳是構成生命的重要原素，亦是所有有機物質﹙從化石燃料到脫氧核糖核酸﹙DNA﹚﹚的基本成份。碳循環是指碳原素在各個自然的儲存庫﹙包括︰大氣、海洋、生物圈、岩石和化石燃料等﹚之間不斷交換和循環的生物-地質-化學循環。透過不同的方式，碳在各個儲存庫間流動。例如︰植物在光合作用過程中從大氣吸收二氧化碳，動植物在呼吸作用時釋出二氧化碳或甲烷﹙在缺氣的情況下﹚至大氣中。這些過程與植物的生命週期息息相關，從大氣中二氧化碳濃度的季節變化，可得知植物的生長季節。在北半球冬季植物凋謝腐化，大氣的二氧化碳濃度因而上升。在春季，植物開始生長，需吸收二氧化碳以作光合作用，這時大氣的二氧化碳濃度則下降。但這種濃度的自然變化幅度，遠小於由人類使用化石燃料所致的濃度升幅﹙圖一﹚。二氧化碳亦會在大氣和海洋之間不停交換。這過程主要受海水表面溫度、海水酸鹼值、海洋環流、海洋生物光合作用和呼吸作用影響。低溫的海水有利於吸收大氣中的二氧化碳。在高緯度地區冬季，密度高且含豐富二氧化碳的冰冷海水從洋面沉入深層海洋﹙請參看什麼是溫鹽環流？﹚；在熱帶地區，上升的洋流將海水從深層海洋送回洋面並把二氧化碳釋回大氣中。此外，海洋生物亦透過光合作用和呼吸作用與海洋交換二氧化碳。部分死去生物含豐富碳原素的遺骸最後會下沉到海床並沉積成石灰岩，移除了大氣中部分碳原素。酸化的海洋會減少海洋的二氧化碳容量，然而海水的酸鹼值和對抗酸化的緩衝能力可籍由石灰岩﹙即碳酸鈣Calcium carbonate﹚溶化得以回復，這些過程需時數十至數千年不等。在更長的時間尺度裏，二氧化碳和水會結合形成碳酸，碳酸又會溶解岩石裏的鈣﹙Calcium﹚和鎂﹙Magnesium﹚形成不可溶的碳酸鹽﹙Carbonates﹚。此外，二氧化碳、雨水和石灰岩亦可發生化學作用形成可溶的碳酸氫鈣﹙Calcium bicarbonates﹚，此過程稱之為風化作用，需時數百萬年。那些不可溶的碳酸化合物最終會被沖進海洋並沉積在海床。而那些可溶的碳酸氫鈣亦會在海底沉澱成沉積岩。地球的板塊運動會令海洋板塊連帶積存在海底的沉積岩 一併隱沒在地球的地幔裏。最後，碳原素會透過火山活動回歸到大氣中。在一個自然或不受干擾的碳循環裏，碳儲存庫之間的碳交換大致是平衡的，換句話說，大氣中的二氧化碳濃度是相對穩定的。事實上，在工業革命發生前的一萬年裏，大氣中的二氧化碳濃度一直維持在260至280 ppm之間。自從工業革命，人類活動如燃燒化石能源、大量砍伐樹木和改變土地用途，已經擾亂了碳循環。為要了解因燃燒化石燃料而大量排進大氣中的二氧化碳到底何去何從，科學家利用全球碳循環模式進行研究，結果發現雖然海洋對吸收此種溫室氣體起重要作用，但大部分的二氧化碳仍會留在大氣中一段時間，等待更慢的移除過程例如風化作用或碳酸化合物的沉積。圖二顯示了90年代的全球碳循環。根據IPCC第四份評估報告，新排放到大氣中的二氧化碳有50%會在30年內從大氣中被移除，有30%會在數世紀內被移除，但有20%的二氧化碳會長留在大氣中數千年。換言之，留在大氣中的二氧化碳所帶來的氣候效應亦會持續一段很長時間。

氣候學

2012年9月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/climate/general-climatology/00250-what-is-carbon-cycle.html

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西南季候風的爆發:霧季的終結及雨季的開始

季候風形成的主因是大範圍海洋與陸地之間的溫差。踏入四月，太陽逐漸北移，北半球的日照會增多，亞洲大陸上的空氣會比相鄰海洋上的空氣升溫較快。陸地的空氣因而會變得較輕及上升，最終在大陸上形成低壓中心。海洋上的暖濕氣流便會大致流向該低壓中心，導致西南季候風的爆發。

西南季候風的爆發:霧季的終結及雨季的開始 唐恆偉2011年3月 西南季候風 季候風形成的主因是大範圍海洋與陸地之間的溫差。踏入四月，太陽逐漸北移，北半球的日照會增多，亞洲大陸上的空氣會比相鄰海洋上的空氣升溫較快。陸地的空氣因而會變得較輕及上升，最終在大陸上形成低壓中心。海洋上的暖濕氣流便會大致流向該低壓中心，導致西南季候風的爆發。圖一為1971至2000年橫瀾島的月平均盛行風向，清楚顯示本港的風向會在五、六月之間由偏東風轉為西南風。 圖一  1971- 2000年橫瀾島月平均盛行風向 霧季的終結 香港的霧季一般由二月開始直至四月左右結束。溫暖潮濕的海洋空氣平流流經近岸較涼的海面上，氣溫會逐漸降至露點, 水汽便凝結為微小水點而形成霧(一般稱此為平流霧)。由於海水較涼，而其上的空氣較暖，大氣相對穩定，有助將水汽限制於大氣的最低層。隨着季節變化，海水亦慢慢變暖，海面上的大氣變得較不穩定，容易產生對流活動。因此，五月西南季候風的爆發通常亦標誌着霧季的結束。圖二為1971至2000年香港天文台平均每月觀測到有霧的日數，可見五月出現霧的日子並不多，平均少於0.2日。  圖二  1971-2000年香港天文台平均每月觀測到有霧的日數。 雨季的開始 由於西南季候風會帶來溫暖潮濕的空氣，加上海水升溫，有利對流活動的發展。若然配合其他有利的氣象條件，如低層輻合或高層輻散，西南季候風有時引致大雨。圖三為1971至2000年香港天文台錄得的月平均雨量，顯示五月份雨量明顯增加，跟西南季候風爆發的時間相互吻合。 圖三  1971-2000年香港天文台錄得的月平均雨量 參考文獻 Meteorology Today: An Introduction to Weather, Climate and the Environment. Author: C. D. Ahrens. Brooks/Cole Pub Co. 季候風形成的主因是大範圍海洋與陸地之間的溫差。踏入四月，太陽逐漸北移，北半球的日照會增多，亞洲大陸上的空氣會比相鄰海洋上的空氣升溫較快。陸地的空氣因而會變得較輕及上升，最終在大陸上形成低壓中心。海洋上的暖濕氣流便會大致流向該低壓中心，導致西南季候風的爆發。圖一為1971至2000年橫瀾島的月平均盛行風向，清楚顯示本港的風向會在五、六月之間由偏東風轉為西南風。香港的霧季一般由二月開始直至四月左右結束。溫暖潮濕的海洋空氣平流流經近岸較涼的海面上，氣溫會逐漸降至露點, 水汽便凝結為微小水點而形成霧(一般稱此為平流霧)。由於海水較涼，而其上的空氣較暖，大氣相對穩定，有助將水汽限制於大氣的最低層。隨着季節變化，海水亦慢慢變暖，海面上的大氣變得較不穩定，容易產生對流活動。因此，五月西南季候風的爆發通常亦標誌着霧季的結束。圖二為1971至2000年香港天文台平均每月觀測到有霧的日數，可見五月出現霧的日子並不多，平均少於0.2日。 由於西南季候風會帶來溫暖潮濕的空氣，加上海水升溫，有利對流活動的發展。若然配合其他有利的氣象條件，如低層輻合或高層輻散，西南季候風有時引致大雨。圖三為1971至2000年香港天文台錄得的月平均雨量，顯示五月份雨量明顯增加，跟西南季候風爆發的時間相互吻合。

氣候學

https://www.hko.gov.hk/tc/education/climate/general-climatology/00261-onset-of-southwest-monsoon-end-of-the-fog-season-and-start-of-the-rain-season.html

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淺談標準化降水指數（SPI）

標準化降水指數（Standardized Precipitation Index, SPI）是一個標準化指數，相對於當地雨量的長期氣候狀況，反映某觀測雨量可能出現之機會率。乾旱嚴重程度可根據相應SPI的負值大小來劃分等級，標準化降水指數負值愈大表示乾旱愈嚴重。

某一地點或區域的雨量如果長期不足，可能造成不同程度的乾旱，影響當地的水資源、農業和社會經濟活動。由於不同地區的降雨量差別很大，乾旱的概念亦各有不同。為了更有效地評估乾旱現象，世界氣象組織(WMO)建議採用標準化降水指數（Standardized Precipitation Index, SPI）監測乾旱的嚴重程度。簡單來說，SPI是一個標準化指數，相對於當地雨量的長期氣候狀況，反映某觀測雨量可能出現之機會率。SPI負值代表雨量偏少，而SPI正值則代表雨量偏多 。乾旱嚴重程度可根據相應SPI的負值大小來劃分等級，SPI負值愈大表示乾旱愈嚴重。例如，SPI負值大過2一般被定義為重旱級別。SPI的另一個特點是可應用於不同的時間尺度（如3、6、12、24個月雨量等），以分析乾旱現象對各類水資源需求的影響。例如，SPI-3考慮三個月的雨量狀況，雨量異常一般只影響土壤含水量或農作物收成；而SPI-24則描述持續兩年的雨量狀況，時間相對較長的旱情，可能導致地下水、河川流量和水塘蓄水量不足等情況。SPI的好處是它只需要利用雨量來計算，而且也可用來比較不同氣候區域的旱澇情況。有關SPI的計算和應用詳情可參考世界氣象組織的指引手冊。

氣候學

2013年9月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/climate/general-climatology/00254-a-brief-introduction-to-standardized-precipitation-indexspi.html

tc

天文台的高空臭氧監測

臭氧存在於整個大氣層中，而它的濃度會隨著地點、高度和季節有所變化。天文台自1993年起便測量高空的臭氧濃度，定時在京士柏氣象站發放載有臭氧濃度探測儀器的探空氣球，以監測臭氧濃度在香港上空的變化。

當我們提到「臭氧」時，你會第一時間聯想到什麼？很多人會立刻想到平流層內的「臭氧層」。「臭氧層」是指大部分臭氧積聚的地方，一般位於距離地球表面約20至30公里的高空。「臭氧層」能夠有效阻擋直接使皮膚受傷及增加患皮膚癌風險的紫外線(紫外線C) (圖一)。臭氧其實存在於整個大氣層中，而它的濃度會隨著地點、高度和季節有所變化。天文台自1993年起便測量高空的臭氧濃度，定時在京士柏氣象站發放載有臭氧濃度探測儀器的探空氣球(圖二)，以監測臭氧濃度在香港上空的變化。天文台是世界氣象組織(WMO)全球大氣監測網計劃(GAW)的成員，所得的數據會傳送至世界臭氧和紫外輻射數據中心(WOUDC)，以作監測及分析之用。圖三顯示過往20年(1994-2013年)香港高空臭氧的平均濃度，可以看到臭氧濃度在離地面約20公里起急速上升至大約30公里高度的頂峰水平，這便是臭氧層在熱帶地區典型的高度範圍。臭氧在對流層內的濃度是遠低於在平流層內的，但其在一年當中有著較明顯的變化。一般來說，對流層內的臭氧約佔整個大氣總臭氧量的15%，它的濃度在春季(三月至五月)普遍較高這相信跟全球大氣環流變化有關。此外，一些天氣要素如：風、水汽、日照時間及大氣的穩定度亦會影響臭氧的濃度，而接近地面的臭氧濃度更會受人為的因素影響。舉例說，在大陸氣流影響下的一個陽光普照的日子，大氣低層的臭氧濃度可顯著地上升。圖四顯示了一個熱帶氣旋個案的例子。颱風海葵於2012年8月8日集結在華東，並為香港帶來一股偏北的大陸氣流，當日在3公里高度以下所觀測到的臭氧濃度可上升至超過長期平均值的兩倍以上(圖五)！

氣候學

2015年4月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/climate/general-climatology/00452-upper-air-ozone-monitoring-by-the-observatory.html

tc

現時本港上空的臭氧情況如何？

香港上空的臭氧情況如何？什麼是臭氧？什麼是臭氧層？臭氧層如何保護我們？我們如何保護臭氧層？臭氧對人體有害，還是有益？如何量度高空臭氧含量？

什麼是『臭氧』？什麼是『臭氧層』？ 『氧』元素﹙符號 O﹚在化學週期表內排行第8，其原子質量為16。由2粒氧原子結合而成的『氧氣』﹙符號 O2﹚份子約佔地球大氣五分之一，是人類維持生命的主要元素。『臭氧』﹙符號 O3﹚則由3粒氧原子組成，是紫外線將第 3粒氧原子逼入氧氣份子而形成的。臭氧在大氣中是較為不穩定的，會不斷失去多出的氧原子，而變回較穩定的氧氣份子。另一方面，太陽光中的紫外線卻會不斷製造新的臭氧份子，使大氣層中維持一定濃度的臭氧，在地面以上約20至30公里之間形成『臭氧層』。臭氧層如何保護我們？我們如何保護臭氧層？ 紫外線能夠破壞人類皮膚組織，從而增加患上皮膚癌的機會。紫外線亦會影響免疫系統及對眼睛造成傷害，嚴重的會引致白內瞕，甚至失明。而臭氧層宛如是我們的一塊擋箭牌﹙見圖1﹚，擋住了超過九成的紫外線照射，保護在地面生活的人類及動物。研究指出臭氧的最大敵人是含氯氟烴﹙CFCs或氟氯化碳﹚的氣體。一個CFCs的氯原子就可以毀滅十萬個臭氧分子，使大氣中的臭氧含量減少，令南北兩極出現所謂『臭氧洞』。較多的紫外線便會直接照射地面，傷害地球生態。因此，我們要盡量減少使用含有CFCs的噴霧劑、製冷劑、空調系統及其他相關產品；再者，若使用該類產品時，必須保持定期檢查及適當維修，避免CFCs釋出。臭氧對人體有害，還是有益？ 臭氧是一種無色的氣體，但當濃度升高時會呈現出淡淡藍色，並帶有少許鮮草味。人吸入後初時會有一種清新的感覺，但吸多了便感到有點兒不舒服，甚至有刺喉的感覺。雖然臭氧有淨化、殺菌、消毒、除臭、及漂白等作用，但人體若接觸或吸入過量的臭氧會對眼睛及呼吸道等器官做成侵害，嚴重會傷害肺組織引致肺出血而死亡。大城市裏經常會受到工業和汽車廢氣的污染，在陽光下透過光化作用令低層空氣中產生大量高濃度的臭氧，所以被稱為「有害的」臭氧。相反在大氣高層的臭氧，擋住了破壞地球生態的太陽紫外線輻射。而每逢雷雨過後，空氣中浮現出一層薄薄的臭氧，使人有雨後清新的感覺，所以亦被稱為「有益的」臭氧。如何量度高空臭氧含量？ 香港天文台自1993年開始量度本港上空的臭氧含量。現時每星期會施放一個附帶有測量臭氧濃度儀器的高空氣象氣球﹙見圖2﹚。臭氧測量儀盛載有量度臭氧的溶液﹙見圖3﹚，儀器內的氣泵會將空氣抽入溶液，從而量度臭氧含量。高空氣象氣球一般會上升至約30公里以上，期間不斷量度大氣中臭氧含量。所得的數據會傳送至世界臭氧資料中心﹙World Ozone Data Centre﹚，作為全球臭氧監察及研究之用。現時本港上空的臭氧情況如何？ 圖4顯示2008年7月份量度本港上空臭氧量﹙綠色曲線﹚的高空探測。從圖中可看見在 100 百帕斯卡的高度﹙距離地面約 16 公里高﹚時大氣中的臭氧量便開始顯著增多，臭氧含量最高峰的位置介乎 20 至 30 公里的高度﹙圖中兩條白線之間﹚，即所謂臭氧層。儘管現時臭氧層為我們抵擋紫外線的傷害，但並不代表在未來的日子不會改變。因此，我們都應當愛護環境，保育大自然，保護大家及下一代的健康。

氣候學

https://www.hko.gov.hk/tc/education/climate/general-climatology/00256-what-are-the-ozone-conditions-now-in-hong-kong.html

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香江雪影

當受到強烈冬季季候風所帶來的北方嚴寒天氣影響，新界和高地的氣溫有時會降至攝氏零度以下，並且有結霜、結冰、霧淞或甚至輕微降雪的報告。在1967至1975年間，本港共有4次出現輕微降雪的報告。

香港位於亞熱帶，差不多有半年時間氣候極為溫和。在冬天時，市區氣溫有時會降至攝氏10度以下。天文台總部歷史最低氣溫於1893年1月18日錄得，為攝氏0度。當受到強烈冬季季候風所帶來的北方嚴寒天氣影響，新界和高地的氣溫有時會降至攝氏零度以下，並且有結霜、結冰、霧淞或甚至輕微降雪的報告[1-3]。在1967至1975年間，本港共有4次出現輕微降雪的報告（見表）。自此之後，雖然在冬季間中仍有出現結霜及結冰的情況，但已再沒有降雪的報告。

氣候學

https://www.hko.gov.hk/tc/education/climate/general-climatology/00247-last-time-it-snowed-in-hong-kong.html

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火山、天氣與氣候

由火山爆發釋放到大氣中的二氧化碳，也是造成的古氣候變化的其中一個自然因素。然而，各項研究顯示在過去一個世紀每年由人類活動排放二氧化碳的重量，遠遠超過由陸地和海底火山所釋放的總和。

火山爆發是地球上其中一個最震撼人心的自然現象。雖然蘑菇狀火山灰雲和火山閃電的情景的確是非常壯觀且令人印象深刻，但火山爆發卻對人類有重大影響。火山灰和火山泥流會威脅陸上人類的安全，而火山灰雲亦會嚴重影響航空交通。最近的例子就是2010年在冰島和2011年6月在智利發生的火山爆發。 火山活動也影響天氣和氣候。火山爆發會把大量的氣體和微粒釋放到大氣中，從而影響短期天氣和長期氣候。一般來說，火山爆發對天氣或氣候的影響取決於爆發的强度和持續時間、火山灰煙羽的化學成份及火山的位置（緯度）。對於小規模的火山爆發，火山灰的煙羽通常限於對流層內（從地面延伸到約10-16公里高空的一層大氣，其高度取決於緯度）。對區域天氣的直接影響包括低能見度和晝夜溫差減少。由於大部分噴射到對流層的火山灰和氣體都會在數週內被雨水沖洗並沉積至地表（圖二（a）），它對全球天氣和長期氣候的影響不大[1]。 強烈的火山爆發則能夠將以二氧化硫為主的含硫氣體噴發到平流層(從對流層頂部延伸到離地面約 50公里高空的氣層）。二氧化硫會在陽光下與水分子發生反應，形成硫酸氣溶膠（微小硫酸顆粒）。平流層內的強風會在隨後數星期將氣溶膠擴散到整個半球，甚至散佈全球（取決於火山的緯度）。這層氣溶膠能在穩定的平流層中逗留多年，減少太陽光到達下面的對流層，引致對流層冷卻（圖二（b））。這種冷卻效應在熱帶和處於夏季的半球更為顯著[1]。雖然從全球平均的角度來看，在平流層的火山氣溶膠可造成地面冷卻，但它對北半球冬季的影響是間接而且複雜的。簡單來說，與火山爆發相關的北半球大氣環流變化，有利於北極濤動出現正位相[2]，為北半球部分地區，包括歐亞大陸北部和北美部分地區等帶來暖冬。對這過程有興趣的讀者可以參考相關的文獻[1, 3]。在1991年6月菲律賓皮納圖博火山的爆發，是大型火山爆發令到全球平均溫度下降的其中一個例子。該火山爆發的火山灰煙羽高達約34公里。它的火山灰和氣溶膠在隨後的18個月令全球平均氣溫降低了約0.5oC。全球平均溫度要過了幾年後才回到火山爆發之前的水平（圖三）。其他過去的主要火山爆發事件顯示，與增強溫室效應造成的長期氣候變暖趨勢相比，個別火山爆發對全球氣候的冷卻效應通常是短暫的[4,5]。由火山爆發釋放到大氣中的二氧化碳，也是造成的古氣候變化的其中一個自然因素。然而，各項研究顯示在過去一個世紀每年由人類活動排放二氧化碳的重量，遠遠超過由陸地和海底火山所釋放的總和。在2010年由人類活動引起的二氧化碳排放量估計約為350億噸，是全球火山估計二氧化碳排放量（約每年2.6億噸）的100倍以上[6]。火山爆發對全球氣候影響的研究，讓科學家進一步了解自然因素和人為因素對20世紀觀察到的全球變暖趨勢相對的貢獻。科學家利用最先進的電腦氣候模式來模擬過去的氣候變化。他們的模擬普遍能捕捉到在過去一個世紀大規模火山爆發造成的短期冷卻效應。最重要的是，氣候模式在僅僅考慮自然因素時（如火山活動和太陽活動），無法模擬出20世紀後半葉的迅速升溫現象（圖四（b）中的藍線）。氣候模式要加入人為因素（特別是溫室氣體和氣溶膠的排放）時，才能模擬出氣溫上升趨勢（圖四（a）中的紅線）。所以20世紀的變暖不太可能只用自然因素來解釋。氣候模式模擬結果表明，在過去 50年大部分觀測到的全球氣溫上升很有可能是由人類活動所引致的 [7]。

氣候學

2011年8月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/climate/general-climatology/00246-volcanoes-weather-and-climate.html

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淺談物候

物候學簡稱生物季節學，主要研究植物之生長榮枯、候鳥來往、昆蟲活動等大自然界言語，以了解氣候之變化及其對動植物的影響。隨著溫室效應對地球的影響日益明顯，物候觀測添了重要的意義，它讓人知道全球暖化對生物圈的影響。踏進二十一世紀，隨著溫室效應對地球的影響日益明顯，物候觀測添了重要的意義，它讓人知道全球暖化對生物圈的影響。

"春江水暖鴨先知"；"一葉落知天下秋"，上述兩組詩詞分別表達了冬去春來和夏末秋至的物候現象。自古以來，人類把物候的觀測應用到農業生產上。早於二千多年前的希臘時期，在雅典已開始進行物候觀測。在中國的周、秦時代，已有較完整的物候曆來指揮農奴耕作。在日本，櫻花的開花記錄始於中國唐朝九世紀初，至今超過一千二百年的時間，乃世界最長的物候記錄。十八至二十世紀初，在中國、歐洲、美國和俄羅斯發展了相當有系統的物候觀測網絡，觀測資料成為物候學的基礎。物候學簡稱生物季節學，主要研究植物之生長榮枯、候鳥來往、昆蟲活動等大自然界言語，以了解氣候之變化及其對動植物的影響。物候觀測需按定點、定物和定時進行，物候記錄規格亦須統一以便比對。物候富有地方色彩，南北有差、東西亦異，不單高度不同，而且古今不同，過往研究亦顯示物候是有周期性的波動，甚至與太陽黑子活動有關。踏進二十一世紀，隨著溫室效應對地球的影響日益明顯，物候觀測添了重要的意義，它讓人知道全球暖化對生物圈的影響。環顧四週，幾年前在北極圈附近生活的馴鹿於秋冬季節遷徙時集體淹斃，可能因冰封的湖面冰層結得不夠厚實而突然斷裂所致；日本的櫻花開花時間有提早跡象；中緯度地區受暖冬或炎夏的影響讓松樹甲蟲提前孵化和大量繁殖，使大遍松樹林出現枯萎現象；甚至有觀測指香港木棉樹冬天開花時，樹身還有很多綠葉，不似以往光禿禿的景況(見圖1)。以上的物候現象正提醒我們，地球的自然環境或許已在悄悄地逆轉之中。

氣候學

2013年3月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/climate/general-climatology/00369-an-introduction-to-phenology.html

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航空氣象新疆界---支援空中減碳

香港天文台提供在機場附近空區域（特別是航道或等待點）出現的雷暴強度和移動情況的更精細預測，以協助空管人員可以及早調度航機飛行及安排升降路線，減少受雷暴影響而要轉飛或在空中盤旋等候的時間，從而減少耗油量和排放二氧化碳。

聯合國政府間氣候變化專門委員會於2007 年發表第四份氣候變化評估報告，指出自20 世紀中葉以來的全球平均氣溫上升很有可能是由人類活動產生的溫室氣體上升所引致。二氧化碳是大氣中主要的溫室氣體。最新資料顯示，現時二氧化碳的濃度是過去數十萬年以來最高，較18 世紀工業革命前足足增加了超過三份之一。除了工業、發電廠、汽車等人類活動在陸地上排放二氧化碳外，飛機在飛行中亦會使用化石燃料而排放二氧化碳。根據航空業界的估算，飛行中的航機平均每分鐘排放二氧化碳49公斤，所以一班飛行12小時的長程航機排放的二氧化碳便達35公噸。雖然航空業所排放的二氧化碳目前只佔全球溫室氣體排放的百分之二至三，但隨着航空交通在未來的增長，航空界均認識到必須及早準備面對氣候變化的挑戰。因此，世界氣象組織、國際民航組織和航空界攜手合作，一方面研究給航機使用更環保的能源及更高效率、低排放的引擎，另一方面，亦探討如何提供及使用更準確和精細的航空天氣預報，讓空管人員及機師更有效地使用飛行航道及空域，減少航機因惡劣天氣而需轉飛其他機場，或在空中盤旋等候的時間，達到減少消耗燃料及減少排放二氧化碳的目的。現時，供空管人員、飛機師及航空公司使用的天氣信息主要利用特別編碼的文字傳遞如機場天氣預報（圖一），而機場天氣預報的範圍只包括機場範圍（約8公里之內），這些編碼是早在二十世紀中期受當時的國際訊息傳遞限制下發展出來的。到了近年，業界對氣象服務需求上升，特別是針對機場附近更大範圍的航站區域（一般可達數百公里） 更精細和準確的預報需求，都是現有機場天氣預報的範圍所未能覆蓋的。惡劣天氣對機場及航機的影響越來越顯得重要。舉個例子，當航道（特別是機場附近的升降航道）或航機在空中的指定盤旋等候降落區（又稱「等待點」）受雷暴影響，若未能及早調度飛行路線，航機可能需要轉飛其他機場，亦可能需要在空中盤旋等候一段時間。隨著航班數目不斷增加，這些惡劣天氣對航機的影響亦會倍增，嚴重影響航空交通，不但造成航班延誤，更增加航機在空中飛行的時間，增加耗油量和排放更多二氧化碳，亦增加航空公司的成本。在香港，天文台正與民航處合作發展新的航空預報服務，提供在機場附近空區域（特別是航道或等待點）出現的雷暴強度和移動情況的更精細預測（圖二），以協助空管人員可以及早調度航機飛行及安排升降路線，減少受雷暴影響而要轉飛或在空中盤旋等候的時間，從而減少耗油量和排放二氧化碳。在國際上，天文台亦參與世界氣象組織專家小組的工作。我們得到航空業界的支持，確認進一步推動發展新的航站區域氣象服務的方向，以滿足二十一世紀航空界對增強天氣服務的需求，提高航空交通管理效率，從而減少耗油量和排放二氧化碳。除了發展在機場附近航站區域的強對流預報外，天文台亦研究提供包括其他影響飛行安全及效率的氣象資料，如航站區域的積冰、湍流、更精細的高空風及溫度預報等。歸根究底，無論你是居住在大城市或小鄉鎮，無論身處陸上或空中，氣候變化是影響着每一個人的生活，亦是我們這一代和子孫們要面對的嚴峻考驗。只有透過不同業界、政府和民眾一起努力，各盡所能才能解決氣候問題。航空及氣象界已在減碳行動起步了，希望減碳行動得到更加廣泛及不同界別的支持。就讓我們每人齊心挾力、為地球、為我們的下一代，創造更美好的未來！

氣候學

2012年6月

https://www.hko.gov.hk/tc/education/climate/general-climatology/00251-a-new-frontier-for-aviation-meteorology-support-carbon-reduction-in-the-air.html

tc