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早雷不过午

早上的雷暴一般是由于新的天气系统来临而产生的。天气系统是动态的，雷雨会伴随着天气系统一起移动。

民间谚语「早雷不过午」是指在早晨于一个地方出现的雷雨（请参阅《甚么是「雷暴」？》），一般只影响当地数小时，较少持续到午后。要了解这谚语，我们便须先明白早雷的形成机制，这要由雷雨的形成过程说起。雷暴的发展始于温暖和潮湿的空气上升。空气上升的原因很多，主要有地面受太阳照射加热、在低压槽附近和两股不同的气流汇聚等。因空气受太阳照射加热上升而引致的雷雨，必须在高温下才能形成，所以多出现在夏天午后。相反，由天气系统如锋或低压槽所产生的雷雨，在任何时间都有机会发生。锋或锋面是指冷暖气团之间的过度带。由于两团空气的温度、湿度、风向及风速等均有明显的差异，它们相遇时便很容易形成不稳定天气。较轻的暖湿空气会沿锋面上升，造成雷雨。槽是气压较四周为低的地区，空气会由高气压区流向低气压区而汇聚于低压槽，最后被迫向上升，造成雷雨。从以上的讨论可以看到早上的雷暴一般是由于新的天气系统（锋或低压槽）来临而产生的。天气系统是动态的，雷雨会伴随著天气系统一起移动。当天气系统移动快速时，早上的雷雨便会远离，造成「早雷不过午」的现象（见图一及图二）。民间谚语多是某地区人民凭经验得出的看法，并非绝对正确及适用于任何地域，读者们须注意这一点。

https://www.hko.gov.hk/sc/education/weather/folklore/00077-morning-thunder-seldom-lasts-till-noon-explained.html

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「鱼鳞天，不雨也风颠」

「鱼鳞天，不雨也风颠」是形容卷积云出现后天气转坏的状况。

「鱼鳞天」是指在明朗的日子，天空布满了像鱼鳞一样的云。这种云块看起来很小，呈白色，通常成行成群，排列整齐，像微风吹过水面泛起的小波纹。气象学上称这种云为「卷积云」。「卷积云」属于高层云种，云底高度一般在6000米以上，温度是摄氏零下数十度，云朵全部由细小的冰晶构成，薄而透光性高，看起来有蚕丝般的光泽。卷积云所在的高空，水汽含量极少，云内的冰晶不会长到很大，所以能够借助上升气流的支撑而悬浮在空中。即使偶然掉出云外向下堕，也往往在下降途中被蒸发掉，很少能落到地面。卷积云的出现显示远处地方低层有一强辐合带(如低压槽或气旋)或锋面(即暖湿空气碰到冷气团，向上爬升的交界面)形成，强烈的对流和抬升运动将水汽带到高空，在那里水汽直接升华变为冰晶而形成高层云。云朵受高空波状气流所影响，组成行列，并随著高空的风向飘移，形成鱼鳞一样的卷积云。「鱼鳞天，不雨也风颠」是形容卷积云出现后天气转坏的状况，虽然初时天气明朗，但约半天光景后，天气会随气旋或锋面的移近而转坏，风速增强，卷积云也会随著水气增加而逐渐增厚，云层向下伸延转为低层云，产生降雨。观测云的变化是天气预测的重要一环。「鱼鳞天，不雨也风颠」这类天气谚语，正是人们积累并流传下来的生活体验和智慧。

https://www.hko.gov.hk/sc/education/weather/folklore/00080-mackerel-sky-not-twentyfour-hours-dry-explained.html

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「朝霞不出门，暮霞行千里」

日出前后出现偏红的朝霞，说明大气中的水气已经很多，而且云层已经从西方开始侵入，天气将要转为有雨。

日出日落时的天边，偶尔会出现五彩缤纷的霞。日出和日落时，阳光照射角度较低，光线经过厚厚的大气层，被空气中的水汽、水滴、尘埃等散射。阳光中一些波长较短的青光、蓝光、紫光会被大气散射掉，只有红光、橙光、黄光穿透大气，天空出现偏红色。在中纬度的地方，风雨很多时自西向东移动。日出前后出现偏红的朝霞，说明大气中的水气已经很多，而且云层已经从西方开始侵入，天气将要转为有雨，所以「朝霞不出门」。（下图）黄昏看到晚霞，表示在西边的上游地区天气已经转晴，阳光才能透过大气散射和云层反射而造成晚霞，显示上空的雨云已东移，天气将会转晴，所以「暮霞行千里」。（下图）然而，现实生活中，霞与天气的关系是颇复杂的。一个例子是，有时雨后暂晴时出现晚霞。另外，尤其是在低纬度的地方（例如香港），有时天气系统自东至西移动（包括台风），而不是由西至东移。因此，单凭霞光是不能全面了解天气变化的，需要结合其他气象要素进行综合分析，才会有助于更准确地预报天气。

https://www.hko.gov.hk/sc/education/weather/folklore/00082-red-sky-in-the-morning-sailors-take-warning-red-sky-at-night-sailors-delight-explained.html

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高处不胜寒

从水平面每上升一千米，气温就下降约摄氏六度。

终年积雪的高山带给大家一种「高处不胜寒」的感觉，但为什么高的地方天气会较冷呢？这便要从空气的加热过程说起。在地球上使空气加热的天然能量主要来自太阳，包括受太阳直接照射和透过地面吸收太阳能后再释放出来的热。本来，高空中的空气较接近太阳，所受的太阳辐射较多，但由于空气直接吸收太阳能的能力有限，因此气温升高，主要是依靠地面吸收太阳能后，再慢慢地通过不同物理过程（包括辐射、对流、乱流等）形式向空气中传播，将地面上空的空气加热。愈往山上走，气温也就变得愈低，但下降多少呢？从水平面每上升一千米，气温就下降约摄氏六度。例如世界最高的山峰珠穆朗玛峰，山高约8800多米，即使在夏季时地平面气温在摄氏19至28度，但在峰顶却较地面低约50度，只有摄氏零下20至30度之间，而在冬天时，峰顶气温可低至零下50度。谚语说「高处不胜寒」，具其科学解说，确切地印证人们的体验。

https://www.hko.gov.hk/sc/education/weather/folklore/00079-the-higher-you-climb-the-colder-it-gets-explained.html

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有怎么样的云，就有怎么样的雨

有怎么样的云，就有怎么样的雨。

「夏雨隔田生，乌鸦湿半翅」的积云天气：在日间，特别是在盛夏时候，地面吸收大量太阳的热量，引起大气对流运动，将水气带上上空，慢慢形成孤立悬浮的「积云」。这些云，底部平坦，顶部突起，状如棉絮，俗称「馒头云」。初期的积云不会带来雨水，但若继续发展，到某一程度便会下雨。这种云所带来的降雨，称为骤雨。特性是雨区局限在这片云的复盖范围内，为时颇短。遇上骤雨，不妨找有遮蔽的地方稍等一会，让云块飘过，避免成为落汤鸡。文人用夸张的手法去突显这种局部地区特性，喻为「夏雨隔田生，乌鸦湿半翅」。若云块进一步继续发展，到了后期，云的顶部发白炫目，外观如椰菜花，高度可达一万米以上，便成为积雨云。这时候下雨，雨势会很大，并可能有雷暴。「乌云接日头，半夜雨稠稠」的层状云天气：层状云主要由大范围的气流上升运动形成，常见于锋面附近，即暖湿空气碰到冷气团，向上爬升的交界面上。当暖湿空气抬升时，水汽冷却凝结成大范围的层状云。由深厚层状云产生的降水，通常比骤雨持续的时间长，但雨势较小。在香港的冬天，经常受冷空气南下影响。当冷空气接近香港时，一大片蔽光的厚云从地平线上升，逐渐掩盖过来。冷空气到达时可能会下雨，范围广泛，而且还持续一段颇长时间。正正体验了「乌云接日头，半夜雨稠稠」的民间说法。有怎么样的云，就有怎么样的雨。下次遇到这些特别的云，留意它们的形状演变及复盖范围，不妨也来个即兴的天气预测。香港天文台定时发放境内不同地方的实时天气照片，有兴趣观看的市民可以浏览以下网页：https://www.hko.gov.hk/tc/wxinfo/ts/index_webcam.htm

https://www.hko.gov.hk/sc/education/weather/folklore/00081-the-kind-of-cloud-brings-the-kind-of-rain.html

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聊天机械人「度天队长」是如何炼成的？

本文略述「度天队长」聊天机械人背后的运作原理, 从而介绍人工智能技术在公众天气服务中的应用。

天文台「度天队长」聊天机械人服务于2020年2月推出，采用人工智能技术，自动回答一系列天气或天文有关问题，如现时天气、天气警告、天气预测、潮汐、香港标准时间、世界大城市天气预测、日出日落时间等（图一）。该服务自推出以来广受欢迎，平均每月有接近12万次对答，评分则有接近七成达4分或以上（5为满分）。那么， 这一个聊天机械人背后运作的原理是甚么呢？「度天队长」是如何理解和回应问题呢？首先， 度天队长会先对问题进行分类。天文台会预先准备一批问题的样本和对话意图（intent），然后运用电脑程式进行监督式学习（supervised learning） ， 从而建立起一判断模式（learning model）。例如，天文台准备了一批与气温有关的问题，如「铜锣湾几度？」、「几度呀宜家？」、「热唔热？」等等，并标签为「温度」类别。同样，天文台会准备其他常见并与天文台服务相关的问题并事先归类标签，从而建立起一套训练数据集。为了提高训练效率, 在这过程会用自然语言理解（natural language understanding）引擎中的中文分词器（tokenizer）将问题作最合理的句子断词（tokenization）。很明显， 我们会采用第（v）种拆法， 因为在这种拆法下每一个标记都是有意义的。而如何进行断词的技术细节则视乎我们选用哪一种自然语言理解引擎。之后，我们通过使用一系列人工智能的电脑程式，用这一组已拆好词语和已标记好类别的问题，即一套训练数据集来建立一个问题类别判断模式。每当有问题查询时，「度天队长」会使用该判断模式去找出这一个问题最有可能的数个类别，并以最高分者为该问题的类别。例如，有市民问「沙田今日几度？」，「 度天队长」会先找出问题的断词, 再运用预先准备好的判断模式，找出该问题与各类别相关程度的分数，最高分数的类别会是该问题的类别：因为"温度"最高分，所以度天队长会将 「沙田今日几度？」归类为「温度」类别。最后， 聊天机械人会再进一步提取关键词语（entities）内容去理解问题， 并准备答案。在这一例子中，「沙田」，「今日」 和「度」是分别是关键词语「地方」、「时间」及「气温」的内容。由于时间「今日」是一个时段， 所以度天队长会去找当日沙田最高最低气温的资料组织答案回答用户（图二）。

2021年10月

https://www.hko.gov.hk/sc/education/weather/data-and-technology/00569-How-Chatbot-Dr-Tin-is-Trained.html

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「度天队长」聊天机械人的深度学习之旅

本文浅述「度天队长」聊天机械人其背后语言模型的原理和训练方式，以及如何以深度学习的方法优化聊天机械人。

上回向大家解释了聊天机械人「度天队长」是如何炼成的，不知道大家还有印象吗？自从我们的实习生「度天队长」投入工作以来，烦恼越来越多。 例如同事说「你只苹果坏咗啊！」到底是水果变坏，还是手机坏了？ 又或者「星期一就8号，星期三呢就10号！」到底是在说日子，还是热带气旋警告信号呢？ 深度学习的领域日新月异。「度天队长」发现，原来自己的判断模式依然有进步空间。「度天队长」在收到输入的问题后，会首先将句子进行分词（tokenisation），然后根据电脑程式建立的语言模型（language model）为每一个词语配对上一个被称为embedding的向量（vector）。这些由纯数字组成的embedding就有如我们所认知的「词义」，代表著词语的「特征 (feature)」。向量可以图像化成有不同长度、指向不同方向的箭头。假设意思相似的词语会有相似的embedding向量，箭头的长度方向也就越近似。由于向量有「可加可减机制」，极端来说，一个完美的语言模型能够做到以下的计算：<国王>-<男人>+<女人>=<女皇>要留意的是，在这个定义下，一个多义词就会有多个可能的embedding。那如何分辨到底是日历上的「8号」，还是台风天的「8号」呢？这时候，就需要深度学习中的一个概念：注意力（attention）机制。假设「6月8号会唔会挂8号波？」这句句子被分词为：6月 / 8号 / 会唔会 / 挂 / 8号 / 波 / ？想知道前半的「8号」是甚么意思，就需要注意「6月」这个词语，因为他们都是形容日期或时间的。而后半的「8号」的词义则与「挂」和「波」这两个词语更有关系，因为...你懂的。于是，为了训练一个可以反映出这些语意关联的语言模型，「度天队长」选择了名为遮蔽语言模型（Masked Language Modelling）的方法。顾名思义，这个训练方法会随机遮蔽固定比例的词语，然后计算同一句子中哪些词语对于推算被遮蔽的词语影响最大，需要投放更多「注意力」。 例如以下的训练集：6月 / 8号 / 会唔会 / 挂 / [MASK] / 波 / ？几时 / 挂 / [MASK] / 波 / ？快啲 / 挂 / [MASK] / 波 / 啦 / ！就可以令模型学习到「挂」和「波」这两个字对推断被[MASK]遮蔽的词语的embedding更有用，亦代表这些词语的意思更有关连。(至于到底挂几号波...嗯。)而这种将目标词语前后的文字都纳入计算范围的模式被称为双向编码器（bidirectional encoder），也可以想像为我们所谓的前文后理。经过训练后的语言模型，就可以根据整体的句子或文章，为分词后的词语配上更能准确代表其特征的embedding。对「度天队长」来说，就是他终于学会在不同前文后理的情况下，「8号」到底是哪个意思了。其实换个角度解释，遮蔽语言模型和填充题很类似。深度学习就是参考了人类的学习模式而发展的电脑演算法。也就是说，「度天队长」需要更加「贴地」的训练集，才能更好的理解用户的查询。可是，重头建立一个语言模型，动辄需要几千万的句子用作训练，甚至可能要电脑运算超过一个星期。为了节省成本和时间，「微调（fine-tuning）」就成为了一个很好的选择。 现在网络上有很多开源（open source）的预训练模型（pre-trained model）。这些语言模型以大量的数据集预先训练好，对一般的句式、文法等一个有「基础理解」。微调则是以这些预训练模型作为基础，只需要使用少量的训练集，就可以在几个小时内使模型学习到一些更专门的语法或词语，例如广东话和天文气象的专有名词。 打个比喻，如果重头训练语言模型就像教只字不识的婴儿读这篇文章，那微调就像是你现在在读这篇文章一样。在旅途中，「度天队长」更发现有许多不同的深度学习方法，能训练他成为可以对话的语音机械人。说不定，如果用上和遮蔽语言模型类似的学习方法，还可以让他分辨同音字和多音字呢。 希望这场深度学习之旅早日修成正果，让大家一起见证「升呢」的「度天队长」！

2022年10月

https://www.hko.gov.hk/sc/education/weather/data-and-technology/00682-A-Deep-Learning-Journey-of-Chatbot-Dr-Tin.html

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远足天气信息服务是如何炼成的？

2020年初，天文台与渔农自然护理署合作为远足热点提供天气信息，只要扫描郊野公园告示板的天气信息QR码，便可以获取附近远足路线的最新天气信息，包括未来两小时的降雨预报及未来一小时的闪电预报。

2020年初，天文台与渔农自然护理署合作为远足热点提供天气资讯，只要扫描郊野公园告示板的天气资讯QR码，便可以获取附近远足路线的最新天气资讯，包括未来两小时的降雨预报及未来一小时的闪电预报（图一）。这项服务有别于传统九天天气预报只提供每天的概括天气情况，新的香港远足路径服务为用户提供自动化每小时远足行程的天气预报，预报更精细化至本港60多条不同的主要远足路径。要提供贴有QR码的郊野公园告示板附近远足路线的最新天气资讯，需找出附近所有两小时内的可行远足路线。要找出这些路线，我们需要先了解远足路线数据。数据有超过60条远足路线，而每条路线是由多条比较短的直线路段连成。每条路段都有起点和终点的坐标位置资料，而每条路线则有长度、大约行走时间等资料，可是数据中并没有不同路线之间关系的资料，例如重叠的地方，而这个关系对找出所有可行走的远足路线十分重要。以大屿山的远足路线伯公坳附近的一段为例，当我们将凤凰径及南大屿郊游径画在地图上时，会发现它们有重叠的地方（图二（a））。就远足路线数据集的原始数据而言，这两条路线之间是没有关系的，因此可能的路线亦只是两条。但如果考虑重叠的地方，可行路线就多于两条了（例如图二（b）由南大屿郊游径走到凤凰径）。有了重叠位置资料后，我们才可以找出QR码附近所有两小时内可行的远足路线。要找出所有可行路线，其中一个方法就是将所有路线及QR码的位置画在地图上，找出QR码附近所有两小时内的路线，然后在考虑重叠位置的同时，再数一数可行的路线。上述方法是可行的，但不算有效率，尤其当远足路线有更改或新增时，要花费人力重新计算。为了要把这程序自动化，我们可利用图论（Graph Theory）里一些工具去找出所有两小时内的可行远足路线。我们再以上述伯公坳附近的凤凰径及南大屿郊游径为例。由于原始数据中两条路径没有关系，以图（Graph）表达的的话，它们是两条不交叠的线（图三（a））。若考虑重叠，则可看见可行路线多于两条（图三（b））。当我们把伯公坳附近的凤凰径及南大屿郊游径的路线一并画在地图上（图四），需要花人手在地图上找所有可行路线，但若以图（Graph） 表示时（图五），就容易找到可行路线的数目。因此，把数据转成图（Graph） 后再借助图论里的演算法，就可以自动计算出所有两小时内可行走的路线。找到这些行走路线后，加上自动制作的降雨及闪电预报数据，就能够炼成这项「远足天气资讯服务」了。透过上述简单的介绍，希望大家可以对「远足天气资讯服务」背后的制作有更多了解。在远足前，浏览「香港远足路径天气服务」网页以计划行程，以及在远足时扫描郊野公园告示板上的天气资讯QR码，获取最新的天气资讯。

22020年9月

https://www.hko.gov.hk/sc/education/weather/data-and-technology/00551-how-is-the-hiking-trail-weather-service-made.html

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3D动画技术在气象观测之应用

天文台近年在香港国际机场安装了多支高清摄影机，并希望透过计算机立体成像技术，对云相关的观测工作进行自动化。

许多的天气要素现今都可以利用先进的气象仪器测量，但仍然有少部分的要素，例如云属等，还没有全自动观测方法。天文台近年尝试引入电脑立体视觉技术，帮助天气观测员进行对云方面的天气观测工作。人类透过左右双眼同时观察，获得两个影像，并透过脑部处理两者之间些微的差别，产生对物件的立体及空间观感(如深度或距离)，称为视差原理(图一)。读者可以透过以下方法理解视差：将手指放在鼻前一段距离，并轮流张开、闭上左右眼，可发现左右眼看到的两个影像存在些微差别，而且手指距离鼻尖愈近的话，视差愈大(图二)。电脑立体视觉技术，是基于这个视差原理，它模仿人类双眼，利用两支或以上的摄影机从不同的位置获取被测物件的多个图像，并通过计算图像中被测物件上各对应点之间的位置偏差，来获取物件的三维几何信息。3D电影也是利用同一原理，在拍摄时会采用两支摄影机去记录信息，然后借助3D眼镜把图像分开，来展现立体效果。如果两支摄影机相距的距离越远，视差就会越大，对分析较远的物件的三维结构会较准确。天气观测员在观天时，通常透过已知高度的地标作为参考，从而推算云底大约的高度。虽然云幂仪可以提供辅助，但它只可以提供局地的垂直观测，并不复盖该观测点以外的观测范围。除此之外，天气观测员并不能够每分每刻都在观天，即使利用实时的天气照片，照片始终是二维空间，并不能够提供云底高度等重要三维信息。云底高度对于分辨云种极为重要，尤其是识别高影响天气的云种，如积雨云等。另外，当云底非常低时，这可能直接影响飞机师能否看见机场跑道，可见云底高度对航空安全是非常重要。天文台近年在香港国际机场安装了多支高清摄影机，并希望透过电脑立体成像技术，对云相关的观测工作进行自动化。初步试验显示，这种立体成像技术能够将机场附近的山和积雨云，建构出三维几何图像(图三)。现时技术发展还在起步阶段，要应用在观测业务上，仍有待进一步研发及验证。

2021年1月

https://www.hko.gov.hk/sc/education/weather/data-and-technology/00558-Application-of-3-dimensional-animation-technology-in-weather-observation.html

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人工智能俯瞰风云

天文台利用人工智能技术模拟类似雷达的卫星影像，亦即是由卫星生成的雷达反射率,扩阔对强对流天气的监察范围。

雷暴等强对流天气不单有闪电和大骤雨，还可以带来狂风、湍流和冰雹，影响飞行安全。天气雷达是非常有效的工具，用以监测香港附近恶劣天气，包括热带气旋、雷暴和大雨等（图一）。然而，一台雷达一般只能复盖500 公里以内的范围，而航空用户则需要更大区域的天气资讯， 因此有需要扩大雷达网路的复盖范围，特别是海上区域。另一个有用的天气监测工具是地球静止气象卫星，它可以提供持续复盖地球大范围的高解析度影像（图二）。天文台利用人工智能技术模拟类似雷达的卫星影像，亦即是由卫星生成的雷达反射率。天文台基于中国的雷达合成影像开发了人工神经网路模型（图三），利用日本气象厅向日葵九号卫星资料生成相应的雷达反射率，以加强强对流天气的临近预报服务。天文台也将相同的演算法应用于韩国气象厅的新一代地球静止气象卫星GEO-KOMPSAT-2A（GK2A），令卫星生成的雷达反射率能复盖更大的范围（图四）。天文台亦制作了复盖香港飞行情报区的卫星生成雷达反射率图像（图五），提供给民航处航空交通控制中心参考，方便航空交通管制员了解强对流天气对飞行情报区内关键区域的影响，以支援航空交通流量管理。

2024年3月

https://www.hko.gov.hk/sc/education/weather/data-and-technology/00712-Artificial-intelligence-overlooks-the-storm.html

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机器学习与临近预报

近年人工智能、机器学习和深度学习在各个领域迅速发展。对于大雨预测，人工智能又有没有可能取代天气预报员呢？

近年人工智能、机器学习和深度学习在各个领域迅速发展。对于大雨预测，人工智能又有没有可能取代天气预报员呢？天气变化是受物理定律支配，世界各地的气象机构利用各种仪器监测天气 – 譬如地面气象站、探空气球和飞机直接测量风、温度、湿度和气压；多普勒雷达实时测量降雨强度和位置；以及气象卫星多光谱成像仪提供的云图等等。 预报员从大量实时气象数据，分析及监测现时的天气状态和趋势， 而电脑「数值天气预报模式」亦会使用这些观测数据计算天气变化，模式预测数据会供预报员参考或直接制作自动预报产品。可是电脑模式预报的准确度仍受很多因素限制；尤其对大雨和雷暴等变化‌急速并影响范围小的天气现象，模式预报水平仍有不少改进的空间[1]。气象界多年来一直应用人工智能技术辅助分析和预测天气。天文台发展和运作的「小涡旋」临近预报系统，核心运算部分正正是利用人工智能电脑视觉的物件追踪方法，从外推雷达回波，预测未来数小时雨区和雷暴的位置，但计算方法需假设雨区的强度和移动路径维持不变[2]。当然，实况暴雨的发展可以极其迅速，雷雨区移动和强度变化可以在数分钟内显著转变。如果能从过去暴雨情况的雷达图像掌握雷雨区的变化特征，对预测暴雨增强或减弱的趋势会有一定帮助。深度学习方法运用过去多年的雷达图像数据进行训练，分析降雨在空间和时间变化的特征，寻找最优化的演算法来建立一套有效神经网络，记录雷达降雨强度和移动路径在以往各种天气过程中的变化情况。 当有新的实况雷达图像，深度学习模型就根据辨识当前雷达雨区的情况与比较最近几张雷达图像的变化，利用神经网络储存的特征产生未来一两小时的雨量分布和强度预测[3]（图一）。天文台近年与大学合作发展深度学习加强降雨临近预报。由实时运作试验结果显示,深度学习模型对提升未来一两小时预报大雨的表现有相当不错的效果。现时机器学习对暴雨或其他天气现象预测的准确度需要配合适当的计算模型来辨别天气变化的特征，并相当依赖使用大量过去的数据进行训练，培训数据愈丰富和多元化，建立的神经网络能辨别各种天气情景的效用就愈高。而近期的深度学习模型研究，亦积极运用或结合天气变化的物理定律，改善大雨预报，以及应它于预测极端天气。当然，深度学习预报产品是否可靠和表现稳定仍有待验证，但人工智能、机器学习和深度学习无疑能从气象大数据中提供更多具参考价值的资讯或预测工具，帮助预报员提升或发展气象预测和警告服务。

2020年9月

https://www.hko.gov.hk/sc/education/weather/data-and-technology/00552-from-machine-learning-to-nowcasting.html

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21 世纪气象信息共享

全球各地的气象观测、预报及预警产品、气候、水文以至与地震相关的信息都会通过世界气象组织（WMO）的全球电讯系统(GTS) 进行实时交换。 GTS 是 WMO 在 20 世纪 50 年代按照其世界天气监测网计划而建立，以支撑气象信息无偿交换。本文会为大家简单介绍世界气象组织的全球数据交换基础设施。

全球各地的气象观测、预报及预警产品、气候、水文以至与地震相关的信息都会通过世界气象组织（WMO）的全球电讯系统（GTS）进行实时交换。GTS是WMO在 20 世纪 50 年代按照其世界天气监测网计划而建立，以支撑气象信息无偿交换。GTS是一个由全球点对点电讯设施组成的系统，藉著标准化安排和相互协调，令气象信息得以在系统内进行适时的收集和交换。时至今日，气象部门可以利用GTS，以各种电讯方式，如卫星通讯、专用电路和互联网等，进行数据和信息交换。近数十年随著科技进步，到了20 世纪90 年代末，因应天气、气候和水文信息在天气灾害管理、减少灾害风险以及气候监测和研究等业务上的重要性，气象界认同需要建立一个现代化的综合信息系统，支援信息无缝交换。在WMO成员国的共同合作、协商和创新下，于 2000 年代初开始发展WMO信息系统（WIS）。WIS是一个经协调的全球基础设施，能应用到各个WMO 计划，满足计划内对数据和产品的常规收集和自动化传输的要求，亦同时方便了对WMO框架下各成员国及气象中心所制作的天气、气候、水文和相关数据的检索、发现和提取。WIS改革了数据和信息共享的方式，从而改善了天气预报，并为天气预警系统、气候监测和研究活动提供了更好的支援。随著观测数据和数值天气预报系统数据不断增加，要交换和发送到不同用户的数据在流量方面也持续增加，这对电讯网络带来一定的影响。与此同时，气象相关数据与其他社会信息的协同使用已更为普及。更多的用户希望尝试结合移动设备、云端和社交媒体平台以获取更广泛的信息，并以全新和不同的方式进行协作。另一方面，在评估天气灾害影响时，往往需要将气象数据和其他社会经济数据结合，特别是众包数据。因应资讯科技和通信技术在近年的进步，WMO在WIS基础上建立了新一代的版本（WIS 2.0），并采用了最新资讯科技和数据管理技术。在WIS 2.0 中，以用户为中心是关键目标，它考虑到气象的不同范畴，并响应社会对天气信息日益增长的需求。WIS 2.0 使用互联网或基于云端的基础设施为数据共享平台，大大增强了数据的复原力，并确保用户能无间断地访问关键天气信息。另外，系统能和普及的搜索引擎对接，使用户在信息发现方面变得更为容易，对一般公众更为合宜。在数据交换方面，WIS 2.0采用了按业界标准的消息传递协议而制定的应用程序编程接口和网络服务，使数据能有效地通过互联网在电脑系统之间进行处理和交换（图一）。这样的安排不仅可以实现天气、气候和水文信息的无缝发现和交换，更促进了全球在气象和气候方面的共同研究和分析。香港天文台近期在公有云上建立了WIS 2.0系统，并与由中国气象局（CMA）管理的WIS 2.0系统对接。天文台现正伙拍CMA继续开发和实施WIS 2.0的工作。

2023年12月

https://www.hko.gov.hk/sc/education/weather/data-and-technology/00704-Meteorological-information-sharing-in-the-21st-century.html

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探索云端技术于天气服务的应用

本文简述云端技术在处理天气大数据及制作天气产品的潜在应用。

香港天文台通过世界气象组织全球电信系统与世界各地的气象部门合作，交换气象资料。早于1969年，香港天文台与日本气象厅携手建立香港–东京地区性专用电讯网络，双方开展实时气象资料交换工作。随后数年，天文台逐步与国内外多个气象部门，包括中国气象局、泰国气象局和澳门地球物理暨气象局开拓气象资料交换工作，进一步扩展天文台与其他气象部门的联系，支援日益频繁的国际气象资料交换。到了20世纪90年代，互联网逐渐兴起，天文台善用资讯科技，透过互联网进行气象资料交换。随著互联网技术的发展，气象资料的传输也愈来愈方便快捷，资料承载量亦得到明显的提升，为传输资料量庞大的气象资料，例如数值天气预报模式产品和资料、气象卫星资料及天气雷达资料等等带来显著效益。在大数据时代，天文台从不同的渠道可以获得愈来愈多气象以及非气象的数据，而数据的类型及数量亦于近年有显著的增长。现时天文台每天要处理的气象数据量超过20TB，而数据处理涉及多套电脑系统对数据进行加工和处理，并生成各类报告、图表和天气图供天气预报员参考使用（图一﹑二）。因应气象大数据的急速增长、专用电讯网络的流量限制、互联网的稳定性，以及电脑系统的可扩展性及可用性等等的因素，我们需要寻求更有效的方法来处理庞大的气象数据。云端运算服务及技术近年发展迅速，天文台也正积极探讨和应用云端服务于业务运作上，其中一个项目是探讨应用云端技术于数据交换。在2020年底，香港天文台联同中国气象局在云端平台上于香港和北京两地分别架置了云端虚拟机及高效能内部网络，并利用云端虚拟机进行数据交换。经测试后，发现云端服务能有效地支援京港两地的数据交换。除了效能之外，云端平台亦同时具有高扩展性和高可用性等等的特质，这些都是业务系统的重要需求。再者，我们更可以直接利用云端虚拟机对天气数据进行处理及制成各类型的产品，待完成后再把产品传回天文台，这也是我们正在探讨的发展方向之一。

2021年10月

https://www.hko.gov.hk/sc/education/weather/data-and-technology/00660-Exploring-Potential-Applications-of-Cloud-Technology-on-Weather-Services.html

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从大数据探索天气对社会的影响

香港天文台一直在利用大数据来联系天气及其影响，有助天气预报员评估恶劣天气对社会的影响。

香港天文台一直在利用大数据来联系天气及其影响，有助天气预报员评估恶劣天气对社会的影响。2018年9月超强台风山竹来袭时便是一个好例子。政府发布的事故报告中有关影响的资讯，比如塌树或水浸等报告，会被自动解码并在天气图上和天气资料叠加起来，这提供一个更全面的影像，方便预报员分析天气的影响。热带气旋山竹于2018年9月7日在西北太平洋上形成，四日后增强为超强台风，其后在9月15日横过吕宋北部并进入南海。山竹在9月16日迅速靠近广东沿岸地区。山竹非常接近香港，其中心离香港天文台仅约100公里。当山竹在广东台山附近登陆时，本地的风向由东北逐渐转为东南。香港的山势成了一道有效的屏障。在9月16日上午，当香港吹北至东北风时，位于山势背风一侧的市区（图一红圈位置）风势较弱。然而，当时部分高地和离岸地区正受到烈风或以上的大风影响，个别地点出现塌树情况。当下午本地逐渐转吹东风，风势进一步增强，大部分原本受地形屏蔽的地方开始暴露在风势猛烈的环境下。在短短的四小时内，累积的塌树报告急速增多(图二)。图三显示了每小时塌树报告的时间序列。比较图一和图二，以及东风增强导致塌树数目大幅上升，均清楚显示香港的地形对北至东北风来说是一个有效的屏障。值得留意的是更多塌树（9月17日8时左右）报告出现在风势减弱之后，这意味著纵然台风离开香港，公众仍然要留意大风带来的影响。

2018年9月

https://www.hko.gov.hk/sc/education/weather/data-and-technology/00515-exploring-big-data-for-weatherrelated-societal-impact-assessment.html

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天气服务与信息科技保安

一套安全稳妥的信息科技系统能确保优质服务，向公众发布和及时而准确的天气预测和警报。

香港天文台的使命是透过科学、创新和多元合作，提供以人为本的气象及相关范畴的优质服务，提高社会防御天灾及应变的能力。肩负著这个使命，天文台已于一九六八年开始使用电脑，用以支援天文台提供的各项服务。在一九九九年，天文台更引进了先进的资讯技术系统，例如利用高性能电脑来处理大量气象及地球物理数据，以提升天气及相关服务的质素。现时使用流动通讯设备从互联网上获取最新的资讯已是十分普及。天文台推出了一系列在互联网上使用的服务，例如「我的天文台」手机应用程式、「天气精灵」、「天气报板」、「网上时钟」、「SWIdget」，还有利用推特、新浪微博和RSS等渠道发布天气和地球物理资料给广大市民。天文台网站在2010年、2011年和2013年以".hk"为域名排居前10名。而天文台的「地理信息系统天气服务」亦于2014年获得「香港资讯及通讯科技奖」中的「最佳生活时尚（学习与生活）铜奖」。资讯科技日新月异，发展一日千里，特别是新兴资讯科技，例如: 云端技术、社交媒体及其相关服务。资讯科技一方面提升生活水平，但在资讯保安方面却为开发者带来挑战。香港天文台与其他行业一样，在应用先进资讯科技，开发应用系统及提供服务时，同样面对着资讯保安的问题。事实上，一套安全稳妥的资讯科技系统能确保优质服务，向公众发布和及时而准确的天气预测和警报。资讯保安的根本理念在于资讯的「保密性」、「完整性」及「可用性」的保障。「保密性」是一套规则，用以限制存取或使用某些特殊类型的资讯，例如控制已被分类为受限或机密文件的资讯的存取。「完整性」是指资讯在整个使用周期中，得到维护和保持其准确性及一致性，确保障资讯没有因系统错误或遭人为恶意破坏等而受到损毁。「可用性」是指资讯须在适当时间可被存取，避免资讯系统因停电、硬件故障、系统升级或受到恶意攻击等事件而影响资讯的存取。香港天文台根据政府资讯保安守则及指引，定期为资讯系统进行资讯保安风险评估及审核，以确保系统有足够的安全保护。天文台亦会采用香港政府的资讯保安事故应对程序，当出现突发资讯保安事故时，与其他政府部门互相协调，保障资讯安全。

2014年12月

https://www.hko.gov.hk/sc/education/weather/data-and-technology/00450-weather-services-and-it-security.html

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智能气象监察助理

天文台开展了一个内部项目去研发一套「智能气象监察助理」系统，以提示预报员一些正在酝酿中的天气情况。

随著大数据时代的来临，我们每天都可感受到接收大量信息所带来的压力。作为互联网上的一个活跃用户，您可能每天都会收到数以百计的电子邮件、WhatsApp信息、Twitter推文及在Instagram上的照片。此外，在YouTube上有数不尽的有趣视频片段您想观看，以及许多Facebook帖子每天等待著您评论或给“Like”。香港天文台天气预报中心的预报员亦正面对著类似的信息超载的挑战，例如高密度自动气象站数据、高分辨率数值天气预报模式的产品、气象雷达和卫星频繁扫描的影像数据等等。目前，天文台每天要处理的数据量相等于1亿5000万页以上的文字资料！在2013年，天文台开展了一个内部项目去研发一套「智能气象监察助理（IMMA）」系统，以提示预报员一些正在酝酿中的天气情况。该系统现已投入运作。IMMA是一套知识型的专家系统，用来模拟特定领域或学科（在我们的情况为天气预报）的专家在解决问题时所作出的行为而设计的电脑程序。它根据给定的事实和明确的规则，将专家的知识应用于现实世界的问题中。事实只是一些信息，例如：「香港以南的水域检测到闪电信号」。单靠它们所能提供的用途有限，我们必须应用一些规则来展现整体事实的效用和当中的价值，例如当闪电信号足够接近香港时，系统会提醒预报员考虑发出雷暴警告。目前，IMMA每分钟处理超过53万个数据点。它不仅收集数据并在有需要时显示出来，同时它还将数据转换为可执行的建议，帮助预报员进行天气监察和预报工作。该系统成为预报员在忙碌和铺天盖地的信息环境中一个永不言休的助手，大大减少预报员用于天气监察和相关决策过程的时间。在IMMA 的协助下，我们能更有效地保存和管理天气预报的知识和经验。展望未来，我们还可以应用相关技术开发新服务，结合移动设备上的定位和社交网络服务，为移动用户在不同天气情况下提供身处地点的个人化提示。

2017年8月

https://www.hko.gov.hk/sc/education/weather/data-and-technology/00497-intelligent-meteorological-monitoring-assistant.html

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气象数据库的特质

气象数据库相对于一般商业用数据库需要有较优良的运作性能才能避免数据丢失和延迟。

香港地理面积虽小，却拥有一个非常稠密的天气观测网络(图一)。在香港约1,100平方公里的陆地上[1]，就有超过三百个自动气象站和雨量站，大部分由香港天文台所建立。由于自动气象站一般都会同时测量多种不同的气象数据，所以每分钟约有2,500多组自动观测数据由本港各区透过通讯网路传到天文台。这些原始数据经过整理后会存入天文台其中一个专责处理本地及邻近地区观测数据的数据库中，成为预报及观测报告的重要数据来源之一。或许你会问，每分钟3,000组也不到的数据量，何需用上复杂的数据库呢？其实在演算及品质管理这些数据的过程中，需要多次从数据库提取及修改，而产生多达20,000组的衍生数据及成品数据，亦需存入数据库中。因此，数据的处理量在短时间内以倍数增加，而数据更被数十个应用程式不断地提取以制作不同的气象报告及预报产品。还有，该数据库亦需同时处理邻近地区数量庞大的天气数据，所以天文台确实有需要利用数据库出色的效能来处理气象数据。为方便气象人员理解及分析天气状况，技术支援人员会尽量提供同一观测时间的气象数据给他们参考。因此在一般情况下，各气象站都会同时测量气象元素，并把数据实时传送到天文台，导致气象数据库每每需要在数十秒内同时处理大量原始数据、衍生数据和成品数据。当高峰期过后，数据库的工作量会显著回落，直至下一次数据收集周期。换句话说，气象数据库处理的工作量在同一周期内的不同时段都有显著的分别(图二)。气象数据库需要处理这种具爆发性的数据潮，跟一般商业数据库的日常运作颇不相同，因此，气象数据库相对于一般商业用数据库需要有较优良的运作性能才能避免数据丢失和延迟。其实这种气象数据库工作量起伏的特点在金融业的数据处理上也很常见，但天气系统跟金融市场最大的分别大概是天气系统没有停下来的一刻，而金融市场却有「休市」的时候。尽管全球不同时区的金融市场已高度连结起来，但关系还远不及处理全球天气数据的系统那样紧密。在气象的世界裹，气象数据「7x24」的在流转，实难找到「休市」的时间可供气象数据库作出定期维修。因此，气象数据库对于硬体及软体的可用程度以至灾难恢复的准备都有严格要求。科技日新月异，数据库技术亦推陈出新，天文台会继续致力采用先进及最合适的技术为市民提供服务。

2017年8月

https://www.hko.gov.hk/sc/education/weather/data-and-technology/00498-characteristics-of-meteorological-databases.html

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浅谈气象数据编码

大部分的气象观测 报告均按照世界气象组织制定的特定编码方式编制。

在世界气象组织（WMO）的框架下，全球各地的气象中心以及时、可靠和具成本效益的方法交换气象数据，这些数据对香港天文台在预测和警告业务上是非常重要及必需的。现时，大部分的气象观测 报告均按照世界气象组织制定的特定编码方式编制，即「传统字符代码」（TAC）及「表格驱动代码」（TDCF），再传送至各地的气象中心。两种编码方式皆适用于全球实时气象数据交换的操作上。由于通信线路的带宽限制，气象数据交换时必须被编码以缩减数据量。TAC编码于数十年前制订，以英文字母和数字字符组合形式在当时的低带宽通信线路设备，如电报机上传送。为了减低传输数据对线路的负载，TAC编码采用缩写编码及翻译代码两种基本编码方式来编译数据，而不是以精确的数值码编译。此方法无可避免地影响了数据表达的精确性。例如，在地面观测报告中，当能见度为5公里以上时，TAC编码只容许数值以1公里的增减幅度来编译（图一）。「二进制通用数据表示格式」（BUFR）是世界气象组织于80年代末期当电脑开始普遍地运用于处理气象观测数据时所发展的一种TDCF编码格式，并希望利用它取代TAC。BUFR为二进制码，具精简、灵活及可扩展的特性，因此它非常适用于传输及存储大量气象数据。现今，更高分辨率和测量精确度的气象数据正不断增加并在各气象中心之间交换，传统的TAC编码方法已不能有效地处理这些新数据以满足不断增长的需求。BUFR编码则可支援更多新类型的数据、元数据、更高时间或空间分辨率的数据，以及更高精确度的数据如气象卫星数据、飞机观测和热带气旋信息等等（图二）。现时，BUFR编码已在气象信息交换中扮演著重要的角色。使用BUFR的好处渐渐为人知悉及得到各气象中心的认同。香港天文台在2010年开始使用BUFR格式编制日常观测报告，所有报告同时以TAC和BUFR两种格式编制并传送至其他气象中心。

2015年12月

https://www.hko.gov.hk/sc/education/weather/data-and-technology/00479-abc-of-meteorological-data-encoding.html

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处理及保存天气观测数据

经过数代的改进，现今天文台有四个主要的数据库，数据库是采用数据分区模式运作。

大家是否想知道自己出生当天，或过去某一个重要日子的天气是怎样的?是寒风刺骨的日子，还是横风横雨的台风天? 天文台网站内的「天气资料室」网页可以帮你找出这一天的天气状况。这些资料，其实是来自香港天文台自开台以来，日积月累了上百年所得来的天气观测数据。早于1884 年，天文台已经开始定时作天气观测。受当时技术与人手所限，所有天气观测数据都是由人手抄写的纸本纪录，所得的数据也相对有限。随著科技的进步，天气观测数据不断增多，天文台亦开始采用电脑取代人手，以文本文件方式记录天气观测数据。1984年开始建立的自动气象站网络更令天文台每天所得的观测数据量急速增长，加上其后与其他地区的气象单位交换更多数据，以文本文件方式储存数据开始显得不合时宜。于90年代中期，天文台采用了关联式数据库储存天气观测数据，并沿用至今。经过数代的改进，现今天文台有四个主要的数据库，按不同业务需要分为： - 自动气象站数据库 — 处理本地及周边地区自动气象站的天气观测数据 - 全球电信系统数据库 — 处理世界其他气象中心经全球电信系统(GTS)传来的报文及数据 - 气象数据库 — 处理并非由自动气象站得来的一些其他天气数据 - 气候数据库 — 处理本地气候数据 现今所采用的关联式数据库每天能处理数以百万计的天气观测数据，以支援天气预报和警告服务，同时天文台人员亦利用这些数据进行研究工作。为方便处理大量数据，数据库是采用资料分区模式运作。而较旧的数据亦会被传送到磁带及其他电子储存媒介作永久保存。资讯科技日新月异，发展一日千里，日益增加的天气观测数据亦为天文台带来新的挑战。我们正积极探讨和采用新的数据处理与保存方式，以应付「大数据」时代所带来的机遇和挑战。

2015年12月

https://www.hko.gov.hk/sc/education/weather/data-and-technology/00476-processing-and-preservation-of-meteorological-observation-data.html

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热带气旋分类

热带气旋的分类有多少个等级？为何引入新的台风分级?

热带气旋的分类有多少个等级？不同强度的热带气旋有不同的称为。依照世界气象组织之建议，热带气旋是根据接近中心之最高持续风力加以分类的。香港采用的分类定义以10分钟平均风速为根据，从2009年开始分为以下六种： 新修订的热带气旋分类与以前有甚么分别？首三种分类：热带低气压、热带风暴与强烈热带风暴跟过去没有分别。台风类别现则再细分为三级：台风、强台风和超强台风。在新的台风分级下，各级台风出现的频率为何？由1950至2008年，接近香港而需发出8号或以上警告信号的台风中，75% 属台风、15% 属强台风、10% 属超强台风。 有多少强台风及超强台风正面吹袭香港？在1956至2008年的53年中，有12个热带气旋正面吹袭香港而需发出10号警告信号。在它们的生命期之中，其中4个属超强台风﹙1962年温黛; 1964年 露比; 1971年 露丝 及 1979年 荷贝﹚，2个属强台风﹙1957年 姬罗莉亚 及 1983年爱伦﹚。为何引入新的台风分级？引入新的台风分类是为了让公众辨识较强的台风，以便公众特别提高警觉。新的台风分类，会否影响热带气旋警告系统？热带气旋警告系统将会维持不变。天文台预期新的台风分级并不影响现有热带气旋应变计划。

分类、命名与特性

https://www.hko.gov.hk/sc/education/tropical-cyclone/classification-naming-characteristics/00145-tropical-cyclone-classification.html

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「台风」与「飓风」

新闻或天气报告中往往会提及「台风」和「飓风」两个名词。究竟两者有何分别？

新闻或天气报告中往往会提及「台风」和「飓风」两个名词。究竟两者有何分别？热带海洋上产生的气旋统称为「热带气旋」。但在不同海洋上也各自有地区性的名称(表一)，例如北太平洋西部的「台风」、北大西洋的「飓风」和北印度洋的「气旋风暴」。中文「台风」一词的根源众说纷纭，本文末段会有简述。有趣的是，台风的英译为「typhoon」，发音跟汉语的「大风」或「打风」类近。根据牛津英文字典的注释，「typhoon」一词在16世纪末出现，经葡萄牙人传入，可能源自阿拉伯语中的「ṭūfān」或希腊语中的「tuphōn」，意指「卷动的风」，也可能来自中文方言中的「tai fung」，即「大风」一词 (参考[1])。依照世界气象组织的建议，热带气旋的分类是根据接近中心之最高持续风速。在北太平洋西部及南海上，中心风速达到每小时118公里或以上的热带气旋称为「台风」，而风力较弱的热带气旋则归类为「强烈热带风暴」、「热带风暴」和「热带低气压」。为了让市民对较强的台风提高警觉，天文台在2009风季开始将「台风」进一步分为三级，即「台风」、「强台风」和「超强台风」。在北大西洋和北太平洋中部及东部，「飓风」的字根源自中美洲的土语「huracan」，即「魔王」的意思。根据萨菲尔-辛普森飓风风力等级划分，飓风再分为一至五级。一级飓风的一分钟平均风速介乎每小时119-153公里，而五级飓风的一分钟平均风速则为每小时252公里或以上。2012年的飓风桑廸和2005年的飓风卡特里娜是当中较知名的例子，其最高强度分别达到三级及五级飓风。「飓风」一词也有其它用法，用作表示某一地点的风力达到「蒲福氏风级表」上12风级的飓风程度风力，即是风速每小时118公里或以上(表二及参考[2]；香港天文台业务上采用了十分钟的平均风速作为指标)。香港在陆地上产生如此强劲持续风力的情况较为罕见，通常只会在台风中心于近距离掠过时出现，天文台也会在预料近海平面出现这般风力的情况下考虑发出十号飓风信号(图一)，而阵风甚至可能显著高于平均风速，超过每小时220公里。例如1962年台风温黛袭港期间，天文台总部录得的最高60分钟平均风速为每小时133公里，而最高阵风则达到每小时259公里。飑线或强烈雷暴也会为本港带来猛烈阵风，但受这些比较短暂的天气系统影响而持续出现飓风的情况却是十分罕见。在世界上其它地方，高山地区是飓风风力经常出现的地方，而温带气旋或低压区也会间中带来飓风的风力。2011年12月8日，一股强烈的大西洋低压系统为英国北部带来烈风至暴风程度的风速，山顶最高每小时平均风速更达到飓风程度 (参考[3])。澳洲塔斯曼尼亚的威灵顿山山顶经常受到大风吹袭，最高阵风风速达到每小时200公里(参考[4]) 。在美国及加拿大东岸，当地称为「东北风暴」的低压区也会引发飓风程度的风力和水浸事件[5]。历史文献显示，古时「台风」及「飓风」的分别并不明确。参考「中国气象史」的记载[6]，仍很难准确地断定中国气象史上何时开始使用「台风」一词。明代或以前的文献都是采用「飓风」，并没有使用「台风」。清代开始有文献以「飓风」来描述春季出现的短暂狂风，并以「台风」来形容夏季较为持续的强风。香港方面，历史文献显示「台风」及「飓风」曾一度相通互用。例如从天文台于一九五零年出版的「本地风暴讯号资料册」(图二)可以看到当时十号风球的名称为「飓风或台风」讯号，表示风力将达到飓风或台风程度，风速每小时64海里（118公里）或以上。自一九六零代中期至一九七零年代开始，天文台统一采用「台风」作为热带气旋强度的分类，而「飓风」则用来描述某一地点所感受的风力。

分类、命名与特性

2014年9月

https://www.hko.gov.hk/sc/education/tropical-cyclone/classification-naming-characteristics/00445-typhoon-and-hurricane.html

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「温带气旋」与「热带气旋」

我们常提到热带气旋，但大家都可能知道有其他种类的气旋，其中最常见的可谓温带气旋。甚么是温带气旋？它们和热带气旋有甚么分别？ 温带气旋这种低压系统的能量，是由于气旋内水平温度不均(气象学称为温度

我们常提到热带气旋，但大家都可能知道有其他种类的气旋，其中最常见的可谓温带气旋。甚么是温带气旋？它们和热带气旋有甚么分别？温带气旋这种低压系统的能量，是由于气旋内水平温度不均(气象学称为温度梯度)诱发而来。它们有锋面特性，即与冷锋、暖锋和锢囚锋相关联。结构上，它们属于「冷心」，即其中心温度比在相同高度周边的温度要低。温带气旋或其相关的锋面可在冬天影响香港 (图 1)。相反，热带气旋内基本没有明显水平面温度差别，它们的能量是由温暖潮湿的热带空气内云或雨形成时放出的。结构上，它们属于「暖心」。热带气旋通常在夏天影响香港 (图 2)。热带气旋在向北(在南半球向南)转向后一般会转化成温带气旋。间中，温带气旋会失去其锋面性质，在其中心附近发展对流而转化为热带气旋。

分类、命名与特性

https://www.hko.gov.hk/sc/education/tropical-cyclone/classification-naming-characteristics/00146-extratropical-cyclone-vs-tropical-cyclone.html

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台风的结构

根据热带气旋的云系，可把一个成熟的台风约略分为三个区域，即风眼、眼壁及螺旋雨带等。

当香港受热带气旋影响时，我们常在香港天文台发出的风暴消息见到「风眼」及「螺旋雨带」等名词，它们到底是什么呢？其实根据热带气旋的云系，可把一个成熟的台风约略分为三个区域，即风眼、眼壁及螺旋雨带等（请参看图一）。风眼是台风中心一个约略为圆形的区域，其大小不一，直径可小至10公里以下，亦可大至200公里，但一般约为30至60公里。风眼内风势相对轻微而天气较为良好，雨势轻微或甚至于没有下雨，有时可看见蓝天或星星。风眼内是整个台风内气压最低（图二、三）而温度最高的地方，其海平面的温度比周边地方高2℃以内，而在高空12公里处，比周边地方可高10℃或以上。风眼受眼壁包围，眼壁是圆环形的厚云，风眼内是下沉的空气，而眼壁内有很强的对流 （即上升气流）。眼壁是整个台风内风力最强的地方，有很强的降雨。图四显示2003年台风杜鹃袭港时，流浮山的风速变化，当杜鹃的眼壁接近时，风力显著上升，但眼壁经过后，风力急速下跌。热带气旋风眼以外的其他对流一般都集中在一条条窄长的雨带，其走向约略与地面风一致，由于这些雨带好像螺旋一样卷进热带气旋的中心，所以亦叫螺旋雨带。

分类、命名与特性

https://www.hko.gov.hk/sc/education/tropical-cyclone/classification-naming-characteristics/00147-structure-of-typhoons.html

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西北太平洋的热带气旋名字

2000年1月1日开始，西北太平洋的热带气旋使用新的名单。新名单内皆为亚洲或太平洋岛国的名字，由世界气象组织的台风委员会的会员提供，14个国家或地区各自提供10个名字，组成了共140个名字的名单。日本气象厅的东京台风中心负责为区内达到热带风暴强度的热带气旋按名单加上名字。

在超过半个世纪之前，美国军方的天气预报员曾为西北太平洋的热带气旋命名。最初，这些名字皆为女性的英文名字，但自1979年起，男女英文名字交替应用。2000年1月1日开始，西北太平洋的热带气旋使用新的名单。新名单内皆为亚洲或太平洋岛国的名字，由世界气象组织的台风委员会的会员提供，14个国家或地区各自提供10个名字，组成了共140个名字的名单。日本气象厅的东京台风中心负责为区内达到热带风暴强度的热带气旋按名单加上名字。新名单与以前有两大分别。首先，新名字大多数并不是人名，当中有几个男女名字，但主要是花卉、动物、鸟类、树木或甚至食物的名称，更有少数的形容词；其次，名字并不是根据其英文字母的次序而排列，而是根据提供国家或地区的英文字母的次序而排列。根据台风委员会惯例，对于一些造成重大人命伤亡和经济损失的热带气旋，其名字可由受影响的国家或地区建议停用；有时，名字亦会因其他原因如文化原因而停用。例如，「榴槤」就是因为它带来的损失而被停用。台风「榴槤」于2006年11月横过菲律宾中部，暴雨引起广泛地区山泥倾泻，超过570人丧生，746 人失踪。其后，「榴槤」被新名字「山竹」所取代。

分类、命名与特性

2009年9月

https://www.hko.gov.hk/sc/education/tropical-cyclone/classification-naming-characteristics/00144-tropical-cyclone-names-in-the-western-north-pacific.html

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三号强风信号下可会有烈风？

本文说明当三号强风信号生效时，各区风力可能出现差异，离岸海域，高地或较接近热带气旋中心的地方有可能吹烈风。

影响香港的热带气旋一般会在五月至十一月（2021年12月的超强台风雷伊例外）出现，当中以七月至九月最为频密。每当有热带气旋在香港约800公里范围内集结并可能影响本港，天文台会根据该热带气旋的预测路径和强度，评估其对本港风力的影响，并在适当时间发出相应的热带气旋警告信号。一般而言，当香港近海平面处现正或预料普遍吹强风（即持续风力达每小时41至62公里），且风势可能持续时，天文台便会考虑发出三号强风信号。以热带气旋暹芭为例，天文台于2022年6月30日晚上10时40分发出三号强风信号。图一显示2022年7月1日下午1时正本港各区的十分钟平均风向及风速。在三号强风信号生效期间，本港普遍吹强风，而在长洲泳滩及昂坪的气象站更录得烈风（即持续风力达每小时63至87公里）或以上的风力。为什么在三号强风信号下香港部分地区会吹烈风呢?空气从气压较高的地方流向气压较低的地方便形成风，而空气流动的速度（即风速）会因摩擦力影响而减慢。由于海面的摩擦力一般比陆地少，加上没有建筑物及复杂地形阻挡，因此离岸海域的风力会较陆地的普遍风力特别是市区的为高。此外，由于高地远离建筑物，受到的摩擦力亦会较少。一般而言，地势越高，风力越大。撇除「高地」和「离岸」两因素，香港复杂的地形（图二）、建筑物坐向及密度影响，都可以导致陆地上各区风力出现显著差异。此外，热带气旋的大风区一般分布在靠近其环流中心的地方（台风的风眼除外），而风力会随与中心的距离增加而减弱。如图一所示，当时暹芭集结在香港之西南偏南约400公里，本港南部如长洲及大屿山等地相对较为接近暹芭的中心，风力也因此较北部地区更大。因此，即使在三号强风信号下，当香港境内普遍吹强风时，个别位处离岸海域、高地或较接近热带气旋中心的地方可达更高的风力。市民应留意热带气旋警报中提及的地区风势资料（或直接查看「分区天气」网页上各区平均风向及风速，和最高阵风的实时资讯），采取适当的应变措施，包括远离岸边、停止所有水上活动、避免身处高地或当风位置等等。

强度

2022年10月

https://www.hko.gov.hk/sc/education/tropical-cyclone/intensity/00681-Will-we-find-gales-under-Strong-Wind-Signal-No-3.html

sc

垂直风切变怎样影响热带气旋的发展？

本文介绍垂直风切变如何影响热带气旋的发展

热带气旋的形成和发展一般需要多个大气及海洋环境因素配合，比如温暖的海水[1]和处于距离赤道纬度5度以外的水域[2]等，其中大气中垂直风切变的强弱对热带气旋的发展也十分关键。究竟什麽是垂直风切变，它如何影响热带气旋的发展呢？垂直风切变是指大气中风速及风向随著高度而改变的差（图一），如果风速或风向随高度改变得越多，即垂直风切变越强，相反改变得越少则垂直风切变越弱。热带气旋发展所需的巨大能量主要来自于水气凝结时释放的潜热，这些热能一般集中于热带气旋的中心区域，所以热带气旋中心的温度通常较外围高，称为暖心结构。若暖心结构遭到破坏，热带气旋的发展便会受到影响。偏强的垂直风切变会令热带气旋中心的对流群变得倾斜，减弱上升动力，亦令水气和热能移离中心区域，不利维持风暴的暖心结构，最终影响热带气旋的发展。若长时间受偏强的垂直风切变影响，热带气旋的风暴结构会受破坏，其低层环流中心会逐渐脱离主要对流群（图二），令风暴进一步减弱甚至可能消散。

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2022年10月

https://www.hko.gov.hk/sc/education/tropical-cyclone/intensity/00685-How-does-vertical-wind-shear-affect-the-development-of-Tropical-Cyclone.html

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怎样评估热带气旋的强度？

在天文台的天气报告中，有时会提到热带气旋的强度变化（例如：热带风暴洛坦已增强为强烈热带风暴）。在业务运作中，预报员是怎样评估热带气旋的强度呢？

在天文台的天气报告中，有时会提到热带气旋的强度变化（例如：热带风暴洛坦已增强为强烈热带风暴）。在业务运作中，预报员是怎样评估热带气旋的强度呢？利用地面观测资料要准确评估热带气旋的强度，最佳的方法是收集和分析风暴中心附近的风力资料。可是，由于大部分热带气旋在海洋上发展，该处气象站和船舶观察数据稀疏，预报员要取得可靠的地面风力资料并不容易。一般来说，当热带气旋靠近岛屿或海岸时，地面气象站所提供的数据会发挥较大的作用。其中一个例子是热带气旋帕布，当帕布在2007年8月10日集结在本港西部时，天文台的长洲和横澜岛气象站显示本港水域持续受到烈风影响，表示帕布当时已达热带风暴的强度(图一)。 利用卫星观测资料由于地面气象站的局限，卫星观察资料是预报员评估热带气旋强度的重要工具，其好处是接收和复盖范围广阔。当中一个常用的方法是德沃夏克分析法，至今仍为世界不少气象中心所采用。简单来说，德沃夏克分析法是透过分析热带气旋云顶温度的分布和形态，再结合德沃夏克多年的经验和统计数据，从而对热带气旋的强度作出间接推断。其中一个例子可参考图二及图三，热带气旋凡亚比在2010年9月15日的结构仍颇为松散，但在9月18日中心明显地被紧密的螺旋云带所包围，形成风眼。德沃夏克分析法可量化凡亚比的云团演变，评估它由一热带低气压逐渐增强为强台风。这个方法的好处是没有地域上的限制，预报员能藉此评估远至数千公里外热带气旋的强度。缺点是预报员在判断云团的形态时有一定的主观性。由于德沃夏克分析法是基于过往热带气旋强度的统计结果，对处理一些极端个案(如增强速度甚快的热带气旋)会有较大的误差。利用雷达数据分析当热带气旋进入天文台多普勒雷达的监察范围时，预报员会参考雷达由雨区移动所探测的最高风速，藉此分析风暴的强度。从图四可见，雷达探测到热带气旋莫拉菲在本港时间2009年7月18日21时风眼附近的风速达飓风程度(风速33m/s或以上的区域)，但单凭这一点不能判断莫拉菲是否已达台风级数。原因是雷达所探测的风速离地面有一定距离，其数值需经过换算才能反映地面风速。研究显示雷达探测的最高风速与热带气旋的强度存在一定的比例的关系，这些结果对分析热带气旋的强度有正面的帮助。飞机侦察在1987年或以前，美国会派出飞机为西北太平洋的热带气旋作出侦测。该项计划终止十多年后，台湾自2003年起推行侵台台风之飞机侦察及投放下投式探空仪观测实验(DOTSTAR)，对西北太平洋个别的热带气旋进行飞机侦察。虽然利用飞机侦察的资料来评估热带气旋的强度仍在研究阶段，但其数据在某程度上是预报员有用的参考资料。总结在评估热带气旋的强度时，以上各种方法均有其优点和缺点。预报员需要分析各种数据的可靠性，从而作出及时和准确的判断。

强度

2011年9月

https://www.hko.gov.hk/sc/education/tropical-cyclone/intensity/00152-how-to-assess-the-intensity-of-tropical-cyclones.html

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为何热带气旋总是在离赤道纬度5度以外形成？

根据过往观测表明，由于在离赤道纬度5度或以内地方的科氏力相当小，并不有利涡旋的产生，因此热带气旋较难形成。然而，热带气旋的形成仍须视乎其他环境因素的配合。在其他相当有利的情况下，热带气旋仍然有机会在较接近赤道的地方形成。

热带气旋的形成，需要多个合适的环境条件配合。其中一个环境条件是合适的纬度，絶大多数的热带气旋均在离赤道纬度5度以外的地区形成，而很小机会出现在赤道附近地方。要解释此现象，首先要了解在大气中有什么类型的力对热带气旋的形成起著关键作用。它们主要有三种，首先是摩擦力、其次是气压梯度力，以及由于地球自转而产生的科里奥利力(Coriolis force)。以下介绍这三种力的特征：摩擦力：当空气粒子在移动时与周围环境中的物质(例如地面)互相磨擦时而产生的。摩擦力会使空气粒子失去动能，并导致其速度下降。气压梯度力：这是由两个地点之间存在的气压差异而产生的。空气粒子由较高气压的地区被推向较低气压的区域。当两地气压差异愈大，气流的速度则愈快。科里奥利力：地球的自转可引致移动中的空气出现方向偏移现象。简单来说，地球表面的任何地方会随著地球自转由西向东移动。当离开赤道愈远，地球表面上的一点在一天之内移动的距离会愈小，即它的移动速度愈慢。当空气在北半球向北流动时，由于惯性作用，这团空气会保持著原有由西向东的移动速度，但它所接触的地表移动速度却较慢。因此，相对地球表面来说，在北半球移动的空气会出现向右偏移的现象(见图一)。在南半球时情况则相反，即移动的空气会向左偏移(见图二)。情况就如同有一种力把气团推右(北半球)或推左(南半球)。在气象学上，此假想力被称为科里奥利力(简称科氏力)。随著纬度增加，科氏力会加大；而接近赤道，科氏力会接近零。因此，在纬度愈高的地区，由科氏力引致的气流方向偏移的现象便愈见明显。我们都知道一个低压区的气压是愈往内愈低的。如果大气中只有气压梯度力和摩擦力，空气会从周围气压较高的地方直接流向低压区中心，而不会出现旋转的气流(见图三)。若加上科氏力的作用，则气流不单会从周围流向低压区中心，更会出现偏移而形成一个涡旋(见图四)，有利于热带气旋的形成。根据过往观测表明，由于在离赤道纬度5度或以内地方的科氏力相当小，并不有利涡旋的产生，因此热带气旋较难形成。然而，热带气旋的形成仍须视乎其他环境因素的配合。在其他相当有利的情况下，热带气旋仍然有机会在较接近赤道的地方形成。在2001年12月出现的热带气旋「画眉」[1]，便是在有纪录以来首个离赤道纬度1.5度以内形成的热带气旋[2]。

强度

2013年12月

https://www.hko.gov.hk/sc/education/tropical-cyclone/intensity/00150-why-do-tropical-cyclones-always-form-more-than-5-degrees-of-latitude-away-from-the-equator.html

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为何热带气旋总是在摄氏26度或以上的海面上形成？

大家都知道热带气旋总是在26°C或以上的洋面上生成，研究更显示这层温暖海水需要延伸至约50米的深度。 26°C这个温度是与热带和副热带地区大气的热力特性有关，在这个温度以上，可产生强对流；而这个温度以下，则较少或甚至于没有对流可形成。

大家都知道热带气旋总是在26°C或以上的洋面上生成，研究更显示这层温暖海水需要延伸至约50米的深度。这个有关海水温度的形成条件与热带气旋的能量来源是密不可分的。我们可以视热带气旋为一个引擎，温暖潮湿的空气为它的燃料，当温暖潮湿的空气在雨带或眼璧内因对流上升时，空气内的水汽会凝结成水点，并释放热能（即潜热），为热带气旋提供能量。26°C这个温度是与热带和副热带地区大气的热力特性有关，在这个温度以上，可产生强对流；而这个温度以下，则较少或甚至于没有对流可形成。

强度

https://www.hko.gov.hk/sc/education/tropical-cyclone/intensity/00151-why-do-tropical-cyclones-require-sea-surface-temperatures-of-26suposupc-to-form.html

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使用船舶报告确定热带气旋强度

船舶天气报告由装置了气象仪器的志愿观测船舶提供，船上人员在航程中定时将天气报告经卫星传送至各气象中心。虽然卫星遥感科技先进，但志愿观测船舶所提供的天气报告对航运界在恶劣天气下的海上安全，仍然极为重要。

要确定一个热带气旋的强度，就需要知道风暴中心附近的风力资料。在衆多气象观测中，由热带气旋附近的船舶作出的天气报告，提供了直接与其强度相关的风速观测，所以至为重要。由于这些在海洋上的风速观测相当稀少，自1970年代后期有卫星图像起，已广泛地使用分析由气象卫星接收到的遥感数据的方法，以估计风暴的强度。可是有些时候，尤其在热带气旋的发展初期，由于其云团的组织还比较差，未必能够应用卫星图像以估计风暴的强度。在这些情况下，热带气旋附近的船舶报告便再度发挥其对航海安全的重要性。以下有一个例子。在2004年7月27日凌晨，一个位于香港东南偏东约200公里南海上的低压区在发展中。香港天文台正密切监测其发展。由于它的云团组织还是较为松散，分析在2004年7月26日18 UTC左右的卫星图像并未能确定其是否已发展为热带低气压（图一）。幸运地，当时在低压区附近一艘船只报告了一个29海里/小时的强风观测（图二）。根据这个船舶报告，当值预报员将低压区升格为热带低气压（中心最高持续风速为22-33海里/小时的热带气旋），并发出为船舶提供的热带气旋警告，提醒航海人士有关的风暴消息。船舶天气报告由装置了气象仪器的志愿观测船舶提供，船上人员在航程中定时将天气报告经卫星传送至各气象中心。虽然卫星遥感科技先进，但志愿观测船舶所提供的天气报告对航运界在恶劣天气下的海上安全，仍然极为重要。

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2011年9月

https://www.hko.gov.hk/sc/education/tropical-cyclone/intensity/00153-the-use-of-ship-reports-in-determining-the-intensity-of-a-tropical-cyclone.html

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飞机作前哨，观测热带气旋－现况与将来

天文台一直以来都与航空界紧密合作，收集气象数据以加强天气服务，例如为研究机场范围的低空风切变及湍流而进行的勘察飞行。在2009年，天文台与政府飞行服务队开展定期的勘察飞行任务，在政府飞行服务队的捷流41定翼机上安装专属的气象数据量度系统，以

天文台一直以来都与航空界紧密合作，收集气象数据以加强天气服务，例如为研究机场范围的低空风切变及湍流而进行的勘察飞行。在2009年，天文台与政府飞行服务队开展定期的勘察飞行任务，在政府飞行服务队的捷流41定翼机上安装专属的气象数据量度系统，以每秒20次的高频率量度水平风与垂直风、气温、气压及湿度等数据。这些高分辨率的资料用于加强风切变及湍流预警系统（WTWS）的湍流预警法则，以及验证风切变及湍流预警。2011年，天文台与政府飞行服务队的合作扩展至飞近南中国海的热带气旋中心收集天气数据，提升过往单靠有限观测数据和卫星图像监测热带气旋的位置和强度的能力。为进一步加强收集热带气旋的天气数据，天文台与政府飞行服务队已计划在将来新一代的飞机上安装一套发射器，以投放称为下投式探空仪的量度仪器。类似的下投式探空仪量度计划已经在西北太平洋与大西洋进行实时研究运作。下投式探空仪包括一组悬挂于微型降伞的天气探测仪，当探空仪下降时，测量的天气数据会经由飞机传送至天文台，提供热带气旋附近大气的气象资料垂直廓线，特别是近海面的风向风速数据以改进测定风暴强度。此外，飞机也可以在更高的地方投放探空仪，避免碰上热带气旋相关的强烈对流，令量度更安全地进行。

强度

2013年1月

https://www.hko.gov.hk/sc/education/tropical-cyclone/intensity/00115-aircraft-meteorological-observation-for-tropical-cyclones.html

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热带气旋的监察数据

预报员利用气象卫星数据来估算热带气旋的位置和强度。物理量如海面温度和衍生的热带气旋潜热对热带气旋的发展有指导作用。同时，预报员亦会一并参考经各种途径传送到天文台气象数据库的观测数据

2018年9月超强台风山竹袭港的情景记忆犹新，当时伴随山竹而至的狂风暴雨、风暴潮及巨浪提醒了人们大自然慑人的威力。每当风季来临，天气预报员会密切监察西北太平洋及南海热带气旋的生成及发展，尤其那些对本港可能构成威胁的热带气旋，因此收集及处理热带气旋相关的数据和资料便成为了监察和预测热带气旋的前哨工作。天气瞬息万变，但个中演变的规律其实是有迹可寻。要知道天气系统始终具混沌的特性，数值天气预报未必能尽测天机，有时可能与实际发生的情况有很大差别，因此密集的天气观测是十分重要。在茫茫的西北太平洋及南海上，预报员利用气象卫星数据来估算热带气旋的位置和强度。物理量如海面温度和衍生的热带气旋潜热对热带气旋的发展有指导作用。同时，预报员亦会一并参考经各种途径传送到天文台气象数据库的观测数据，当中包括︰ • 从全球电信系统（GTS）接收得来的 - 船舶报告； - 地面气象站观察数据（SYNOP）； - 雷达观察数据（RADOB）； - 不同气象中心发出有关热带气旋的报文； • 本地及周边地区自动气象站观察数据； • 雷达影像； • 飘移浮标；及 • 下投式探空系统。 整合各种气象观测数据和资料后，预报员可透过内部开发的综合气象信息显示的地理信息系统（MET-GIS）平台分析评估及监测热带气旋的发展和动向，再配合「智能气象监察助理」，预报员在监察天气方面更是如虎添翼。监察是预测过程中的第一步，下次再谈谈预测热带气旋的各种技术。

路径追踪

2019年11月

https://www.hko.gov.hk/sc/education/tropical-cyclone/tracking/00527-data-for-tracking-tropical-cyclones.html

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天气系统扭计骰之热带气旋路径

热带气旋路径受副热带高压脊、西风槽、季风槽等多个天气系统影响，有关这些系统的概念模型为预报员预测热带气旋路径提供了参考。

五月至十一月是本港的风季。那么在西北太平洋生成的热带气旋之中，为何一些会移近香港，一些会转向北呢？热带气旋的路径受很多不同因素影响，移近香港与否，需天气系统间相互配合。当中引导气流是决定热带气旋如何移动的一个重要因素，引导气流一般可以用某高度的风场或由多层高空风的平均风场代表。影响西北太平洋热带气旋路径的路径包括以下几个主要天气系统：（1） 副热带高压脊（简称副高）：位于副热带地区，复盖范围最大。（2） 西风槽：处于中纬度的西风带之中的扰动，复盖范围较小。（3） 季风槽：延伸自热带辐合带，在东南亚地区的季风槽的复盖范围介乎在副高和西风槽之间。一般而言，副高引导热带气旋沿著其外围移动。若果副高的复盖范围偏东，热带气旋会在西北太平洋上转向，移向日本一带。相反，若果副高复盖至华东地区，热带气旋则有机会进入南海（图一的概念模型1）。然而，副高的强度、位置及形态等会受其他天气系统影响。如果有深的西风槽移近副高的西北侧，副高可能会受打击，分裂成东西两个单体，令热带气旋转向北[1]（图一的概念模型2）。另一方面，季风槽也会影响热带气旋路径，如果季风槽较强，向东延伸并与热带气旋组成一个大型低压环流，副高的形态便会变成南北向[2]，热带气旋可能会在较东位置转为偏北方向移动（图一的概念模型3）。值得一提的是热带气旋路径变化多样，有时还会打圈、急转（如2018年的贝碧嘉、山神，2020年的黄蜂），上述概念模型只是一个参考。预报员还要综合实测、经验和数值天气模式的结果，来预测充满挑战的热带气旋路径。

路径追踪

2023年12月

https://www.hko.gov.hk/sc/education/tropical-cyclone/tracking/00707-Weather-Systems-Mix-and-Match-Tropical-Cyclone-Track.html

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热带气旋预测路径信息

每逢台风季节，相信公众和媒体最关心的天气信息之一便是热带气旋预测路径。为配合市民和媒体不同的需要，有关信息以多种方式提供。本文旨在介绍各种获取热带气旋路径信息的途径。

每逢台风季节，相信公众和媒体最关心的天气资讯之一便是热带气旋预测路径。为配合市民和媒体不同的需要，有关资讯以多种方式提供。本文旨在介绍各种获取热带气旋路径资讯的途径。「热带气旋路径资讯」网页网页分别设有固定范围地图版（图一）和地理信息系统版（图二）。除桌面版网页外，两个版本都可以通过手机应用程式「我的天文台」浏览。「固定范围地图版」显示热带气旋预测路径，并用不同颜色标示热带气旋的强度，方便大家查看和分享最新的风暴消息。如需要同时浏览详细的地理资讯，例如可能受到热带气旋影响的城市或地区，则可使用「地理信息系统版」上的互动地图，移动及放大至有兴趣的范围。此外，大家亦可在桌面版网页上选择叠加最新的卫星或雷达图像，查看当时受热带气旋相关的云团和雨带所影响的范围。「地球天气」「地球天气」最近在天文台网站及「我的天文台」推出。除了显示天文台最新的热带气旋预测路径外，「地球天气」亦提供以流线动画显示电脑预报模式的风向预报，及以叠加颜色图层显示风速或雨量，方便大家同时参考与热带气旋相关的风场和雨量在未来不同时段的预测（图三）。要留意的是，电脑模式的预报展示不经人手修订，因此有时可能与天文台的热带气旋预测路径不完全一致。热带气旋路径数据集除直接查看热带气旋预测路径的图像外，大家可能有兴趣下载有关数据。天文台最近在其网站和「资料一线通」网站提供机器可读以XML格式存取的热带气旋路径数据档案。档案内容包括热带气旋过去及预测的位置、强度级别和热带气旋接近中心的最高持续风速（图四）。有关档案的详情，可参阅在「资料一线通」网站上的数据字典。无论以上述哪种方式取得资讯，请注意预测路径及强度通常会存在误差注，而误差一般会随著预报时效增加而递增。大家可同时浏览热带气旋概率预报网页，得知热带气旋移动趋势和可能出现不同情况的机会，亦要留意天文台发出的最新热带气旋警告。

路径追踪

2019年11月

https://www.hko.gov.hk/sc/education/tropical-cyclone/tracking/00528-tropical-cyclone-forecast-track-information.html

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热带气旋路径的概率预报

天文台自2017年8月推出「热带气旋路径概率预报」服务。路径概率预报图是根据计算机模式集合预报计算出来的后处理产品。

每年西北太平洋平均约有三十个热带气旋生成，当中一般约有六个会影响香港而需要发出热带气旋警告。由热带气旋所引致的大风、暴雨及风暴潮往往带来严重影响，因此准确地预测热带气旋路径向来是各大气象机构的挑战。随著电脑运算能力不断提升和数值天气模式的持续发展，现时很多人会根据电脑模式直接输出的结果来预测风暴路径，讨论会否在未来几天正面吹袭香港云云。不过，由于天气系统存在混沌特性，些微天气条件的变化可能都能令电脑模式对未来几天的预报有明显的影响，预报的准确度随时间也相应降低。就算各大气象机构用上高效能电脑来模拟大气的演变，但由于使用的观测资料及电脑预报模式不同，不同电脑模式的热带气旋路径预测可能会是南辕北辙。预报员在预测热带气旋路径时，会详细分析所有观测数据，了解实际的天气形势，并综合多个电脑模式的预报，根据预报员的经验，制订出一条预测路径。现时天文台的热带气旋路径资讯网页，提供未来五天的热带气旋预测路径及强度。这些有明确预测路径及强度预报资料被称为确定性预报，但随著预报时效递增，其预测路径与强度的误差也一般相应增加。如果只依靠单一的确定性预报，就会忽略其他可能发生的情况。概率预报就可以弥补确定性预报的不足。天文台自2017年8月推出「热带气旋路径概率预报」服务。路径概率预报图是根据电脑模式集合预报计算出来的后处理产品。集合预报利用数值天气模式，同一时间作多次运行，模拟出多个情景下热带气旋未来九天的路径，然后计算不同路径经过地图上各个地点半径120公里范围的频率。就以2018年9月热带气旋山竹为例，图一显示电脑数值模式集合预报成员在9月11日的路径预测。由预报图所显示的各个可能情景，山竹预计会移向吕宋海峡一带，并随后快速靠近华南沿岸地区，对香港以及广东地区构成严重威胁；山竹有机会登陆的登陆位置复盖整个华南沿岸以至越南北部，表示其预报走势还存在一定的不确定性。图二是经过运算处理的路径概率预报图，显示山竹有较大机会在珠江口附近登陆。最后山竹于9月16日日间在香港天文台西南偏南约一百公里掠过，并在广东台山附近登陆，与上述数天前的路径概率预报趋势大致相符。路径概率预报图除了显示热带气旋移动趋势和可能情况的机会外，我们可以怎样更好地利用当中的预报信息呢？就以2018年强台风苏力为例，根据图三的2018年8 月19日路径概率预报，苏力约有五成机会在之后未来数天吹袭韩国一带。所以准备出发到当地或已在该地的旅客可以根据自己的情况及需要调整行程或提早离开。另一方面，苏力吹袭华东地区包括上海，以及日本九州等地的机会相对较低，但如果计划到当地的活动比较容易受天气影响，也应该准备相应的后备或应急安排以策万全。天文台除了提供热带气旋路径概率预报外，还推出了未来十四天每日最低和最高温度的「延伸展望」预报。天文台正研发更多的概率预报，希望能进一步帮助市民、政府部门及公共服务机构尽早掌握天气变化，在恶劣天气来临前及早做好风险管理，希望更有效预防天灾，减低自然灾害带来的影响。

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2018年9月

https://www.hko.gov.hk/sc/education/tropical-cyclone/tracking/00518-tropical-cyclone-track-probability-forecast.html

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《超级计算机超级准？》

不同气象机构观测同一个天气系统，不论是使用的仪器、观测范围、收集数据方式都不尽相同，分析及推算方法亦有差异，由于数值模式采用的初始数据有差别，即使差别相当小，「差之毫厘、谬以千里」，得出的预测结果亦可能南辕北辙。

近年坊间不时出现一些言之凿凿的标题：「台风下周可能直扑香港」，到天文台网站查阅，却发现那个「风」无影无踪。到底「风从何来」？全球很多具规模的气象机构，均利用超级电脑运算数值预报模式预测天气，一些与数值预报有关的手机应用程式亦应运而生，大众「一机在手」便可参考未来天气变化，传媒也喜欢「兴风作浪」大造文章。但这些预报是否每次都那么可靠呢？不同气象机构观测同一个天气系统，不论是使用的仪器、观测范围、收集数据方式都不尽相同，分析及推算方法亦有差异，由于数值模式采用的初始数据有差别，即使差别相当小，「差之毫厘、谬以千里」，得出的预测结果亦可能南辕北辙。一般来説，预报时间越长，不确定性越大，偏差便会相应地增加。以2017年9月超强台风「泰利」为例，起初曾有电脑数值模式预测「泰利」穿越吕宋海峡或台湾，趋向粤闽沿岸，但「泰利」最终却在台湾以东海域转向，横过东海，吹袭日本。对于暴雨这些更复杂细致、瞬息万变的天气系统，即使相隔短时间，数值预报的运算结果亦可能大相迳庭。因此大家不宜过份信赖电脑数值模式个别一、两次的预报结果，应多参考每个地方官方气象机构对当地及整体形势判断而作出的预测，并经常留意最新的预报及警告信息。

路径追踪

2018年4月

https://www.hko.gov.hk/sc/education/tropical-cyclone/tracking/00508-super-computer-super-accurate.html

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追踪热带气旋（1）

天文台以每半小时接收的卫星图片作为观测基础，接近实时地追踪热带气旋。综合其他追踪热带气旋中心位置的方法，将风暴中心位置描绘于天气图上来显示热带气旋的移动途径。

热带气旋在海洋上生成，并大部分时间活动于洋面上。由于广阔的海洋上缺乏气象观测，要确定风暴中心位置，卫星云图分析担当了一个重要的角色。清晰的风眼清楚标记热带气旋的中心位置（图一）。但假如没有风眼的话，就要根据螺旋雨带的形状（图二），或是风暴中心附近云块的相对移动（图三），来推断热带气旋中心的位置。 天文台以每半小时接收的卫星图片作为观测基础，接近实时地追踪热带气旋。综合其他追踪热带气旋中心位置的方法，将风暴中心位置描绘于天气图上来显示热带气旋的移动途径（图四）。

路径追踪

2010年6月

https://www.hko.gov.hk/sc/education/tropical-cyclone/tracking/00159-tracking-by-satellite-observations.html

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追踪热带气旋（2）

气象雷达因为波长、功率以及扫描天线的高度各有差异，有效的探测距离亦各有不同。天文台的气象雷达可观测及追踪在香港500公里以内的热带气旋。

对上一篇文章介绍利用卫星云图确定风暴中心位置。当热带气旋进入了气象雷达的有效探测范围，也可以套用上述方法来分析雷达屏上的雨回波，测定热带气旋中心的位置。雷达不停发出微波脉冲，当碰到大气中的雨点时会被反射，通过量度这些反射回来的讯号，就能探测到大气中的降雨。一般来说，反射回来的讯号越强，雨势就越大。至于雨区与雷达之间的距离，则可利用微波往返雨区所需的时间而计算出来。 与分析卫星云图一样，清晰的风眼标记热带气旋的中心位置（图一）。但假如没有风眼的话，就要根据风暴中心附近回波块的相对移动（图二），来推断热带气旋中心的位置。 气象雷达因为波长、功率以及扫描天线的高度各有差异，有效的探测距离亦各有不同。天文台的气象雷达可观测及追踪在香港500公里以内的热带气旋。 近年来多普勒天气雷达越趋普及，除雨的强度外，它亦能够量度雨点移近(或远离)雷达的速度，一般称为径向速度。原理是：雨点移近雷达的速度越快，反射回来的微波频率就越高。雨点移近雷达的速度，是乘载这些雨点的风力很好的估算。 从图三，我们不难理解在连接热带气旋中心与雷达的直线上，径向速度是零﹝即雨点既非移近，又不是远离雷达﹞，这条线称为零径速线。可见，热带气旋中心永远在零径速线上。图四中的白线就是零径速线。

路径追踪

2010年9月

https://www.hko.gov.hk/sc/education/tropical-cyclone/tracking/00158-tracking-by-radar-observations.html

sc

追踪热带气旋（3）

除卫星和雷达外，地面观测亦是追踪热带气旋的有用资料，特别是追踪一些较弱而其中心在卫星云 图上不是清晰可辨的气旋。热带气旋附近的船舶和陆上观测均有用。流入角方法最为常用。

除卫星和雷达外，地面观测亦是追踪热带气旋的有用资料，特别是追踪一些较弱而其中心在卫星云 图上不是清晰可辨的气旋。热带气旋附近的船舶和陆上观测均有用。流入角方法最为常用，此方法假设热带气旋是圆形对称的 天气系统，原理是︰由于气流和地表表面的磨擦，气旋中心以外的空气以一个流入角流向气旋中心，流入角介于15至30度之间，为方便使用，通常当作20度。当热带气旋环流内有3个(或以上)风速风向的观测时，方法是﹙1﹚于每一个观测划一条与风向成流 入角的直线，﹙2﹚再划与﹙1﹚成直角的线，所形成的多边形的中心即为热带气旋中心。由于海上观测稀少，热带气旋附近并不常有船舶观测，此方法并非所有时间都可以使用。而且，使 用风向观测时，小心它可能受其他气压系统如东北季风或西南季风的影响。

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2010年12月

https://www.hko.gov.hk/sc/education/tropical-cyclone/tracking/00157-tracking-by-actual-observations.html

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为何热带气旋会转向？

热带气旋的移动受到多个因素共同影响，其中包括由环境风及附近范围出现的热带气旋所带来的影响。在众多因素中，环境风是决定热带气旋如何移动的一个很重要因素，环境风一般可以用某高度的风场或由多层高空风的平均风场代表。

在香港每逢风季，市民都会特别留意热带气旋的动向。热带气旋的强弱固然重要，但热带气旋对香港的影响跟其移动路径有更密切 的关系。在北半球，热带气旋转向一般被定义为热带气旋由原来采取偏西移动路径改为向北、甚至向东的路径。为了预报热带气旋的移动路径，特别是会否转向，我 们需要了解热带气旋怎样移动及不同因素对其移动路径的影响。热带气旋的移动受到多个因素共同影响，其中包括由环境风及附近范围出现的热带气旋所带来的影响。在众多因素中，环境风是决 定热带气旋如何移动的一个很重要因素，环境风一般可以用某高度的风场或由多层高空风的平均风场代表。那么，环境风是如何变化呢?天气尺度的系统在决定环境风担当了重要角色，当中以中纬度的高空槽及副热带高压脊为表表者。高空 槽可以改变环境风，使其流向带有更多北或东北的分量，这些改变会导致气旋采取一个较为偏北的移动方向。此外，强高压脊能够驱使热带气旋沿著其外围移动。 当高压脊向东撤走时，热带气旋便很有可能沿著其西侧或西南侧移动，继采取一个偏北的移动路径。除了以上所述之外，热带气旋的移动方向还会受其他因素影响，例如热带气旋与地形或与附近另一热带气旋的相互作用等等。这些 因素亦会互相影响，使预报热带气旋移动路径的工作更具挑战。

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2011年9月

https://www.hko.gov.hk/sc/education/tropical-cyclone/tracking/00155-why-tropical-cyclone-recurves.html

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热带气旋间的相互作用

每当有两个或以上热带气旋发生相互作用时，它们会互相牵引、旋转、使其一减弱、吞并或逃离等，再迭加在天气尺度环境的引导气流上，它们的路径便会变得相当复杂，令到预测更为困难。

今年踏入七月，在西北太平洋的热带气旋活动转趋活跃，卫星图上（图一）显示在南海东北部和西北太平洋共有三股热带气旋。大家可能会问：如果灿鸿继续靠近莲花，会对后者有什么影响？ 以往也曾同时出现三个热带气旋的情况，但为数不多，较近年的例子可参阅天文台教育资源文章。早在上世纪二三十年代，藤原咲平博士（Sakuhei Fujiwhara，1884 - 1950年） 已发现当两股热带气旋互相靠近时，两股热带气旋会倾向围绕它们之间的一点，以反时针方向旋转。这现象一般称为藤原效应。有研究指出当两股热带气旋靠近至距离约一千二百公里时，相互作用便变得明显，距离越近，相互作用便越大[1]，而开始发生相互作用的分隔距离跟热带气旋的大小有关[2]。另有研究亦指出，两股热带气旋的相互作用，取决于热带气旋的强度、范围的大小，以及环境的引导气流; 而两股不同大小的热带气旋，很有可能比两股大小相当的热带气旋有较大的相互作用[3]。当两股热带气旋互相靠近时，可以出现以下几种不同的情况: 1. 两股热带气旋跟著一个稳定的旋转轨迹移动（即藤原效应），随后释放及逃离互相的影响（图二），例如在2009年的热带气旋芭玛在菲律宾附近受到另一热带气旋茉莉的牵引，在10月5至7日的路径出现了绕圈的情况（图三、四）； 2. 其中一股热带气旋被另一热带气旋吞并，或较小的热带气旋减弱并消散，又或两者合并（图五）。这情况通常发生在其中一股热带气旋明显较大及较强的时候[4]，例如1998年的谢柏和雅历士（图六），及 2010年位于台湾海峡附近的南川被位于南海东北部的狮子山牵引，随后减弱并消散（图七、八）；3. 两股热带气旋只发生间接的相互作用，它们的移动路径主要受到其他天气尺度系统的引导气流影响[4][5]（图九）。每当有两个或以上热带气旋发生相互作用时，它们会互相牵引、旋转、使其一减弱、吞并或逃离等，再叠加在天气尺度环境的引导气流上，它们的路径便会变得相当复杂，令到预测更为困难。现今虽然我们能掌握基本的概念模型，而电脑数值模式亦大致能处理热带气旋间相互作用的过程，但在多变数的情况下（包括热带气旋的强度、大小及相对位置的变化等），不同模式的预测亦会有所分别，对预报员仍然带来很大的挑战。无论如何，市民应密切留意天文台发出的最新热带气旋消息及天气预报。

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2015年7月

https://www.hko.gov.hk/sc/education/tropical-cyclone/tracking/00460-interactions-between-tropical-cyclones.html

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什么是「藤原效应」？

「藤原效应」应用于双热带气旋的相互作用上。一般来说，两个热带气旋相距约12纬距（约1350公里）时便可能产生相互影响。当这效应出现时，两热带气旋会沿着轴心依逆时针方向（在北半球）相互旋转。轴心并非一定在轴线的中间位置，较强的热带气旋会支配着较弱的热带气旋的路径。

「藤原效应」源于日本藤原（Fujiwhara）博士于1921至23年一系列的涡旋实验及观测。他发现两个距离很近的气旋性涡旋会受到对方的影响，互相沿著两者中心所形成的轴线心，呈气旋性方向移动。两个涡旋并有彼此接近及合并的趋势。在气象学上，「藤原效应」应用于双热带气旋的相互作用上。一般来说，两个热带气旋相距约12纬距（约1350公里）时便可能产生相互影响。当这效应出现时，两热带气旋会沿著轴心依逆时针方向（在北半球）相互旋转（图一）。轴心并非一定在轴线的中间位置，较强的热带气旋会支配著较弱的热带气旋的路径。双热带气旋的相互作用会因受外围大尺度天气系统更强的影响、其中一方减弱或被合并而结束。天文台的研究显示若双热带气旋维持在1200公里以上的距离，其合并的机会不大。「藤原效应」一个例子是2006年8月热带气旋悟空和清松的相互影响（图二及三）。从图中可见悟空受到清松的影响，于14及15日有明显的逆时针方向移动路径。每年夏季，西北太平洋均会有热带气旋出现，而两个热带气旋同时出现的情况并非罕见。当「藤原效应」发生时，热带气旋往往会改变移动方向及速度，令预测其移动路径难度增加。

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https://www.hko.gov.hk/sc/education/tropical-cyclone/tracking/00160-what-is-fujiwhara-effect.html

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如何监察和预测热带气旋？

要确定一个热带气旋的强度，就需要知道风暴中心附近的风力数据。可是，除非在中心附近有地面气象站，或在个别情况下，有船舶在附近水域作气象观测，否则中心风力的资料不是容易得到的。

要确定一个热带气旋的强度，就需要知道风暴中心附近的风力资料。可是，除非在中心附近有地面气象站，或在个别情况下，有船舶在附近水域作气象观测，否则中心风力的资料不是容易得到的。1987年8月后，北太平洋西部再没有飞机作气象侦察飞行，因此更少了一个重要资料来源。由于直接的数据有限，热带气旋的强度分析就只有倚靠经加工处理的红外线卫星图片，藉著云顶温度的分布和变化而作出间接推断。在广阔的海洋上要确定风暴中心位置，卫星云图担当了一个重要的角色。每小时收到的卫星图片成为对热带气旋步步追踪的观测基础。有清晰的风眼标记风暴中心的位置，事情倒易办。但假如没有风眼的话，就要根据螺旋雨带的形状，或是风暴中心附近云块的相对移动，来推断风暴中心的位置。当热带气旋进入了气象雷达的有效探测范围，也可以套用上述方法来分析雷达屏上的雨回波，测定风暴中心的位置。气象雷达因为波长、功率以及扫描天线的高度各有差异，有效的探测距离亦各有不同。天文台在大老山的气象雷达可观测及追踪在香港500公里以内的热带气旋。虽然卫星及雷达科技不断改进，传统的气象图分析仍然是天气预报员的基本工具。当有热带气旋接近本港的时候，地面气象图每小时分析一次，而高空气象图则每6小时绘画一次。分析气象图不但能够提供风暴位置、移动趋势和风暴强度等资料，而且让天气预报员对当前大尺度天气形势的转变有更深切的了解。这些转变与风暴的动向有密切的关系，如果能够准确判断及预测这些变化，天气预报员就能够更准确地预测风暴的未来动向及强度的转变了。在北半球，若是任由一个热带气旋自由移动，它是有向西北飘移的惯性倾向。不过，风暴移动通常是受外力操纵居多的。所谓外力主要是指环境流场对热带气旋的引导作用，这就好比一个在河里转动的旋涡随著河流的方向漂移一样。在北太平洋西部，大部分的风暴是在副热带高压脊的南侧或西南侧形成，受到向西北的气流操纵，这与风暴移动的惯性趋势相符，正好解释为何大部份风暴的移动路径都是趋向西北方。风暴的路径，亦显示了太平洋高压脊的重要引导作用。例如，当太平洋高压脊未能西伸至台湾时，热带气旋就会绕过高压脊的西端而走向东北，这就是一般所说的「转向」。如果高压脊能够一直向西伸展，风暴便会保持在东风流场的引导下，直趋华南。要是脊线南移，风暴则会在低纬度向西掠过。假若太平洋高压脊能控制大局，大尺度天气形势变化不大，热带气旋的移动路径就较为简单。但实际情况并没有这么简单！在热带气旋短短的一生里，大尺度天气形势往往会出现多次改变及波动，其他引导因素的比重可能出现变化，产生此消彼长的效果，风暴的路径便会变得飘忽不定及没有规则了。1986年台风韦恩(Wayne)就是其中一个极端的例子。以下是一些预测风暴移动路径时需要考虑的因素： - 太平洋高压脊向西伸展的幅度； - 脊线的南北迁徙； - 高压脊中的弱点； - 与中纬度天气系统的相互作用； - 与其他热带气旋的相互作用； - 地形的影响； - 引导气流不明确的弱流区域。 凭过去及现时的天气状况去预测热带气旋路径，天气预报员必须有足够的技巧和丰富的经验。除此之外，还有很多客观方法给预报员提供指引。预报热带气旋移动路径的主流客观方法是基于气候学及统计学，其本概念是归纳过往的资料去预测未来。当中的假设是：一个热带气旋的变化和过去在相似环境下（以月份、地点和盛行大气状况划分）的风暴比较，应相差不远。最后的产品离不开一些平均值、概率、外推路径、列线图或是一些相关公式。这些方法除了提供风暴的变化外，也会对地区性天气给予有用的提示。另一类较重要的方法是综合利用统计学和动力学，这些方法考虑到引导风暴移动的有关动力学因子。用一个数值模式去模拟真实的大气是一个较复杂但却日趋普遍的方法。原始数据经过小心筛选后被仔细地纳入电脑模式内，个中「数学大气层」便依循既定的物理定律及经验法则来演变。运算过程中涉及的庞大计算量，要倚靠高速电脑来完成，可是，只有一些主要的气象中心才配备有这类高速电脑。除了收取这些气象中心所发出的全球性数值天气预报资料外，天文台在业务预报上亦采用一套区域性的数值模式。在处理大尺度环流和较高纬度的天气系统方面，各数值模式的表现都不错。但是，在预测热带地区的天气以及较小尺度的天气系统方面，例如热带气旋，成效并不显著，连贯性和可靠性一般也未如理想。数值天气预报仍是热门的学术研究领域，气象学家们都务求提高这些预报方法的精确度。随著预报模式的不断改良，相信预报技巧亦会相应提高。热带气旋预测这门学问还有漫长的路要走。影响风暴路径的因素多而繁复，当中有些机制还未能够完全掌握，有些机制亦只能粗略地代进各个预测方法中（很多时候受制于业务上的可行性）。此外，热带气旋反复无常的特性，以及在移动及强度方面固有的波动性，亦令预测工作更加困难。订定热带气旋初始位置难免有误差，很多气象专家认为这是预测错误的其中一个主要原因。风暴现时的位置，除了是热带气旋警告中出现的数字外，对预测风暴未来的动向亦起相当大的作用。道理其实很简单，因为无论用任何预测方法，假如输入不准确的数据（例如现时位置），怎能盼望会有准确的输出数据呢（例如风暴的预测位置）？在估计风暴的初始位置时，并不是所有风暴都有明确的风眼方便定位的，有些甚至欠缺明显的螺旋云带来确定环流中心。组织不完整的风暴，水平结构会有不对称及不规则的现象，而垂直结构也可能出现扭曲的情况。另一个难题是和香港的地理位置有关的。大部份移向华南海岸的热带气旋，是按西北偏西路径移动的，海岸线的走向和风暴路径形成一个狭窄的斜角，而香港只是弹丸之地，风暴路径只要偏差十度，便足以使本应正面吹袭香港的风暴移到海南岛去了。面对不明确和不断改变的情况，天气预报员必须细心观察，按需要作出恰当的修正和明智的决定。同样地，市民亦应明白其中所涉及的可能误差，根据最新的热带气旋警告而采取适当的预防措施。

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https://www.hko.gov.hk/sc/education/tropical-cyclone/tracking/00156-tracking-and-forecasting-tropical-cyclones.html

sc

「事后孔明」的「最佳」路径？

「打风」过后，天文台会将所有收集得到的数据，包括一些非常规的资料，重新整理及进一步跟实时收集的数据作比对及核实。故此风暴过后，天文台会进行鉴证式分析，务求重组热带气旋动作路径及强度变化的一幅整合图画，编制「最佳路径分析(Best Track Analysis)」，作为日后气候及个案研究的参考资源。

「打风」过后一段时间，天文台便会发布影响香港的热带气旋的临时报告，包括热带气旋的路径及强度和影响香港期间本港的风力、雨量、水位等资料。大家或会发现热带气旋报告内的资料或分析结果，有时与风暴袭港期间公布的有所差异。这是因为「打风」时所收集的气象数据，因种种的问题，未必可以每次均能在有限时间内传送到天文台，当值预报员往往只能基于当时可掌握的资料作出专业的判断，适时地发放预报及警告。「打风」过后，天文台会将所有收集得到的数据，包括一些非常规的资料，重新整理及进一步跟实时收集的数据作比对及核实。故此风暴过后，天文台会进行鉴证式分析，务求重组热带气旋移动路径及强度变化的一幅整合图画，编制「最佳路径分析(Best Track Analysis)」，作为日后气候及个案研究的参考资源。在电脑还未普及的年代，「最佳路径」由人手绘制，风暴定位、强度、气压等资料，在地图上排得密密麻麻，几乎要用放大镜才能看得清楚呢！这些路径的分析，被称为「最佳路径」，当然是因为在制作过程中包含了「事后孔明」的智慧在内。由于热带气旋大部分时间在海上，资料有限，有些时候确实需要掌握「事后的实况」，才能更准确地还原「事前的真相」。不过纵然是「最佳路径」亦可能会因应随后发现更新的资料或研究分析的结果再作修订。一言以蔽之，本著科学追求真相的精神，没有「最佳」，只有不断追求「更佳」！

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2018年2月

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

sc

天文台的热带气旋预报系统

本文会为大家简单介绍天气预报员会如何利用不同的数据和工具对热带气旋作出分析和预报。

每当有热带气旋可能对香港构成威胁时，天文台预报员会全日二十四小时密切监察和分析其动向及发展，并评估对本港可能造成的影响。相关的监察和预报工作牵涉大量的气象数据和预报工具。天文台早在2000年开发一套「热带气旋资讯处理系统」，以地理信息系统技术把相关的资讯整合，并展示在一个信息平台上，支援天气预报员进行分析和制订决策。为应付日益繁多的天气资讯，新一代的「热带气旋资讯处理系统」在2022年正式投入运作。天气预报员日常会如何利用不同的数据和工具对风暴作出分析和预报呢？本文会为大家简单介绍一下。热带气旋分析要预测热带气旋未来的动向和发展，必须先掌握其最新的位置和强度。由于海洋上的观测资料严重不足，预报员一般会从卫星云图或雷达图像辨认与热带气旋相关的螺旋云带或雨带，从而判断其中心位置。虽然卫星及雷达资料亦会用来分析热带气旋的强度，但这些资讯始终不及地面或海面上的观测资料精细。香港天文台除了透过全球电信系统定时接收来自世界各地的观测资料和船舶报告外，亦与广东省气象局及国家海洋局合作，取得自动气象站的实时观测资料。这些资料对评估靠近华南沿岸的热带气旋之强度变化及位置十分有帮助。在「热带气旋资讯处理系统」上，预报员可在数码地图上同时显示上述各种观测资料，并叠加热带气旋的路径，以全面地评估风暴的最新发展（图一）。热带气旋路径预报随著数值天气预报技术提升，近年热带气旋路径预测的准确度整体上有所进步。可是，由于全球各个电脑模式的空间分辨率以及对大气物理过程的模拟有所不同，再加上天气系统的演变存有不确定性，不同电脑模式对同一个热带气旋的预报路径有时会有显著差异。天文台和区内其他气象中心一样，在预测热带气旋路径时会参考多个电脑模式的产品。「热带气旋资讯处理系统」会自动收集和处理全球各主要电脑模式的热带气旋路径预报，以及区内气象中心的警报报文，并把各模式和气象中心的风暴预测路径在地图上显示，方便预报员进行比较（图二）。系统亦支援以加权平均法，计算综合多个电脑模式的预报路径，并制成「集成路径」。预报员会参考此「集成路径」、其他电脑模式产品（例如路径概率预报），以及实测资料，制作热带气旋预报路径，并在天文台网站和手机应用程式发布。本地天气影响评估制定预报路径后，预报员接著便须评估与热带气旋相关的大风会否影响香港和发生的时间，这对决定是否及何时发出热带气旋警告信号相当重要。过去预报员多会参考根据以往影响香港的热带气旋的统计纪录而制作的预报工具（预报员俗称的「猪腰」）。不过，这些工具有其局限性，例如未必能反映在热带气旋与其他天气系统的共同影响下为本港所带来的大风。因此「热带气旋资讯处理系统」除了提供这些工具外，亦让预报员叠加各电脑模式的风速预报作额外的参考（图三）。预报员参考以上资料，再配合之前提及香港与邻近地方的实测风速数据，便可以更有效估算「起风」的时间。除了大风外，因风暴潮引起的海水上涨也是热带气旋袭港时预报员需要关注的重点。「热带气旋资讯处理系统」的另一个功能是提供预报路径资料给天文台的风暴潮预报系统，计算各区水位的变化。预报员会根据运算结果，向公众和相关的政府部门发出预警。总结热带气旋的分析和预测是一项艰巨的挑战。预报员除了要紧盯各种观测资料外，亦要分析不断更新的电脑模式的预报，再利用预报工具和经验，评估风暴对香港的影响，适时发出预报和警告。因此，「热带气旋资讯处理系统」是天文台热带气旋业务运作的一个重要工具。随著气象观测和预报数据不断增加，开发团队会继续努力提升系统，以更好地支援预报员。

预测

2022年10月

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

sc

运用多模式集成技术预测热带气旋路径

利用数值预报模式可以预测热带气旋的路径，然而各模式的预测每每各有不同，故此需要一套科学方法以决定预测路径。根据过往验证结果，集成预报平均表现比单一模式的预报好。这方法的基础版本是采用各模式预测热带气旋位置的平均经纬度作为预测位置。

利用数值预报模式可以预测热带气旋的路径，然而各模式的预测每每各有不同（见图一），故此需要一套科学方法以决定预测路径。天文台自2002年开始在业务运作上运用多模式集成预报，至今已有差不多十年时间。根据过往验证结果，集成预报平均表现比单一模式的预报好。这方法的基础版本是采用各模式预测热带气旋位置的平均经纬度作为预测位置。现时天文台使用的集成预报由日本气象厅（JMA）、欧洲中期预报中心（ECMWF）、英国气象局（UKMO）及美国国家环境预报中心（NCEP）的全球数值预报模式所组成，各模式的权数相等，若个别模式的预报路径与其他模式预报路径出现颇大差别，则其角色可能会被剔除。虽然使用集成预报有助提高预测热带气旋路径的准确度，但在业务运作上仍有一定限制：为解决第三点问题，天文台在2009年引入向量移动平均法，此方法是把预报模式每24小时热带气旋的移动方向及距离视作一个向量，计算集成预报位置时先将各预报模式的24小时预测向量平均，然后加上实况分析位置以成为24小时预测位置，再将其后24小时间的平均向量加在24小时预测位置上，成为48小时预测位置，如此类推。除能消除因个别模式未能提供预报位置而造成的不合理预报路径外，向量移动集成法亦有助提高预测的准确度。不同数值预报模式的预测不时存在著很大差别，亦往往分成不同丛集，盲目使用平均经纬度作预报可能会导致不合理的预报路径。预报员会根据各预报模式的主流意见及大气状况，主观判断是否需要剔除个别模式。 由于集成预报由多个预报的平均而成，当大部分预报模式出现向同一方向的错误倾向时，集成预报位置亦难免出现较大误差。 在业务运作上，往往有一个或多个模式未能提供所有24小时、48小时及72小时的预测位置。在较长时间后的预报，如 72小时的预报，由于参与集成预报的模式数目比24及48小时少，使用经纬度平均值可能会导致不合理的移动路径。

预测

2011年9月

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

sc

「猪腰」与「沙滩球」

天文台同事在发出警告信号前数天，已经开始监察热带气旋的发展。这些工作牵涉长时间的紧密监察及24小时的详细分析。为此，天文台在过去数十年发展了一些分析工具，供预报员使用。

请不要怪我用了这个标奇立异的题目。每有坏天气来袭，天文台需要发出警告时，时常受到一定的压力，台风情况下尤甚。如果太早发出热带气旋信号，可能会有一两天风和日丽、阳光灿烂的天气，市民才开始感受风雨的影响。如果信号发出太迟，预警不足，便会冒生命财产损失的风险。事实上，天文台同事在发出警告信号前数天，已经开始监察热带气旋的发展。这些工作牵涉长时间的紧密监察及24小时的详细分析。为此，天文台在过去数十年发展了一些分析工具，供预报员使用。在风雨来临紧迫的气氛下，天文台同事苦中作乐之余，为这些工具起了有趣的名字，纾缓一下。本网志介绍天文台预报员所熟悉的「猪腰」和「沙滩球」，作为对员工们的致意。为了分享这些科学知识，我们曾经在天文台一年一度的开放日及研讨会中介绍过一些工具给市民，同时也触发了互联网论坛上一些有趣讨论。什么是「猪腰」？为何有此命名？简单来说，它代表了地图上的一个特定区域：当热带气旋进入这个区域时，香港某地点便可能会吹起大风。图一是一个台风(本文所指的台风是泛指台风，强台风或超强台风)袭港时有五成机会于横澜岛引起强风(即六级风力)的「区域」。台风属热带气旋中最强的级数。上一段提及的50%概率的意义是，根据以往影响香港的台风纪录，其中一半的台风于概率曲线内曾为横澜岛带来强风。横澜岛是香港中环东南约20公里的一个外岛。图一中曲线的形状就是这个工具名字的由来。曲线往西南方面伸延的意义是，当一个风暴集结在香港西南时，横澜岛(及整体上香港而言)会较为当风。那么预报员怎样利用这一个工具呢？只要把曲线放在风暴的预测路径之上，正如图一(b) 所示，我们便可以估计风暴何时会为横澜岛带来强风，以及风势何时开始减弱。图二是30%、50%及70%的曲线。其中70%的概率曲线表示当有台风进入该区域时，横澜岛会有70%机会吹强风。顺理成章，这一条曲线复盖面积比50%的曲线为少，后者也比30%的曲线为少。如何取舍这些曲线？预报员会评估风暴本身范围的大小，当风暴范围大时会采用一个较少概率的曲线，而面积范围较少的风暴则采用一个较大概率的曲线。对于不同级别的风暴，例如热带低气压、热带风暴或强烈热带风暴，需要采用另外一套不同的概率曲线。当风暴有迹象增强或减弱时，预报员可能需要使用超过一套的曲线作参考。此外，亦有为其它地点而设的曲线，例如维多利亚港及机场等地。图一及图二带出了一个信息，当风暴集结在香港的西南时，横澜岛是比较当风的。不过，这些曲线并没有告诉我们风会从甚么方向吹来。为了断定风向，需要使用一个称为「沙滩球」的工具。图三是一个例子。图三清楚表达这个工具被称为「沙滩球」的理由。当一个风暴集结在香港的西南时，例如在海南岛附近，横澜岛会吹东至东南风。以上的工具是经过多年的经验及长时间的观察累积所得。举例，横澜岛气象站是1952年建立的，距今差不多六十年。这些工具是本土知识累积沉淀的成果。故此，我们不能忽视本土知识。以全球天气预测为例，现时有很多便宜的天气模式正在运行，而此类模式仅需要一台个人电脑便可运作。这些模式是否准确？答案是不一定。事实上，这些模式曾经预测香港会有摄氏40度的高温，但香港有记录以来录得的最高气温，不外是天文台总部的36度，以及本港境内其它地方录得的38度。由于这个原因，自2000年起天文台为联合国世界气象组织开发了世界天气信息服务(WWIS）。天文台的电脑每天收集了世界上超过 1300个城市的最新天气预测，并自动将资料放在网站上，供全世界人士免费浏览。这些天气预测来自世界上超过120个气象机构，同时设有八种语言。它们是官方发出的预测，也是利用当地本土知识作出的，即使现今世界上最好的天气预测模型也无法媲美。今年，WWIS有了新的「未来版本」，是以地理信息系统作平台开发的。这个版本目前正在上海2010世界博览会中展出。它允许用户在一个虚拟地球上毫无拘束地平移，滚动，放大和缩小，迅速抵达心仪的城市，并且瞬间显示未来三至七天的天气预报。下次出外旅游时，记著使用这服务：https://worldweather.wmo.int/tc/home.html。

预测

2010年9月

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

sc

预报影响香港的全年热带气旋数目

天文台尝试以CPC提供的模式数据来预报香港年N500，研究时段为1982至2009年。为了公正地评估这个「统计-动力」方法的预报技巧，我们进行了交叉验证。在这个交叉验证过程中，我们每次遮蔽或删除一个数据，然后利用余下的数据来寻找因子、建立预报模型和预测被遮蔽/删除的数据。

自2001年开始，香港天文台已透过互联网向公众发布每年影响香港的热带气旋数目预测。这预测通常会以一组连续数字来表达，如5至7个热带气旋，并会早于香港的热带气旋季节（以下简称风季）前发表。热带气旋长期预报除满足了公众和传媒的兴趣外，亦可为决策者提供有用的参考资料。例如，有关部门可利用这些资讯在风季来临前做好防灾减灾的计划和准备。昔日全年热带气旋预报的制定是建基于一个概念模型，这模型以该年预期的厄尔尼诺或拉尼娜状态为因子。经过多年的实践和经验，我们发现这个概念模型的预报技巧与气候平均法相约。近年来，天文台探讨利用主要气候预报中心发出的动力气候模式输出来改善全年热带气旋预报。这些动力气候模式输出可用来预报地区性的季度温度、雨量及热带气旋活动。目前，影响香港的热带气旋活动定义为进入香港500公里范围内的热带气旋数目（N500）。这个定义既客观亦有意义：香港每年N500的长期平均与每年引致发出本地警告信号的热带气旋数目的气候平均值相约。也就是说，进入香港500公里范围的热带气旋意味着对香港有一定的影响，不论是天气或社会方面。图1 显示1971至2000年期间N500的月平均数目。香港的风季可大概定义为6至10月，因为这段时间内每个月份的平均N500均高于0.5。影响香港的热带气旋活动在7至9月期间最为活跃。一般情况下，全年热带气旋预测在每年3月发布，即风季开始前2个月。天文台正探讨一个「统计-动力」的方法来预报香港的年N500。很多研究都使用Poisson分布来模拟在某段时间（例如：夏季）、某个地区（例如：南中国海）出现的热带气旋数目的分布。Poisson分布全由一个参数 -「平均出现次数」- 来决定，这个参数一般为未知数而须要从历史数据估计。因此，一个简单的预测热带气旋出现次数的方法就是基于历史数据的平均值。但这个恒常不变的预测是绝不能捕捉观测实况的年际变化。一个较好的预测是假设平均出现次数与一些随时间变化的环境因子（例如：风、海温）有关。这个假设颇为合理，因为热带气旋在某地区的出现要视乎它生成的位置及大气环流是否有利把它带到该区。这些环境因子可从全球动力气候模式的输出中抽取。在建立好旧有观测数据与相对应的环境因子之间的统计关系后，我们便可利用这统计关系来进行预报。美国国家海洋及大气管理局气候预测中心（CPC）为世界气象组织指定的全球长期预报制作中心之一，在其网站提供以动力气候模式为基础的全球长期预报产品，包括预报及后报数据。天文台尝试以CPC提供的模式数据来预报香港年N500，研究时段为1982至2009年。为了公正地评估这个「统计-动力」方法的预报技巧，我们进行了交叉验证。在这个交叉验证过程中，我们每次遮蔽或删除一个数据，然后利用余下的数据来寻找因子、建立预报模型和预测被遮蔽/删除的数据。我们验证这些预测来评估这个方法的技巧。图2显示香港年N500的实况观测和新方法给出的预报的时间序列。我们以气候平均为参考预报，其根均方误差为1.87。「统计-动力」的方法能把误差减少 30%至1.28。交叉验证的结果显示这预报方法有高实用潜力。为了更进一步提高预报技巧，我们须要尝试利用其他动力模式的输出并研究改良抽取环境因子的方法。

预测

2011年6月

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

sc

台风「5-6」

香港的热带气旋纪录显示，影响香港的热带气旋数目有很大的年际和十年际变化。最少的一年只有两个热带气旋影响香港(1997 年及 2007 年)，而最多的一年有 11 个 (1974 年)。表一提供了不同时段的热带气旋平均数目。

对很多人来说，这网志标题似乎有点古怪。台风「5-6」绝对不是北太平洋西部热带气旋的新名称。事实上，「5」和「6」是过去五十年间每年影响香港[注] 的热带气旋数目中出现次数最多的两个数字。（参考图一）香港的热带气旋纪录显示，影响香港的热带气旋数目有很大的年际和十年际变化。最少的一年只有两个热带气旋影响香港（1997 年及 2007 年)，而最多的一年有 11 个 （1974 年）。表一提供了不同时段的热带气旋平均数目。虽然所有平均数字均在5至7个的范围内，但 30 年平均数由 1961-1990 年及 1971-2000 年的 6 至 7 个减少至在 1981-2010 年的平均每年 5 至 6 个。而 1961 至 2010 年的 50 年长期平均约为 6 个。30 年平均数目在近数十年有所下降是一个有趣的议题。在北太平洋西部，热带气旋频率之年际和十年际波动可能与多个影响区内海面温度和大气环流的因数有关，当中包括厄尔尼诺、拉尼娜和太平洋十年际涛动[1-2]，它们的影响有著数年到数十年的周期。此外，最近一些研究亦指出人为气候变化所引至的长期海面温度上升及有关之大范围大气环流改变[3] 亦有可能影响热带气旋的频率、强度及移动路径。由于引致北太平洋西部及南海的热带气旋频率改变的原因颇为复杂，并可能包括自然及人为因数，科学界仍然需要更多研究，以进一步理解自然（如厄尔尼诺和拉尼娜）及人为因素对过去与未来区内热带气旋活动改变的相对贡献。有鉴于区内热带气旋活动有明显的十年际及甚至数十年际变化，在不同 30 年时段的平均热带气旋数目可能会有明显的差别。所以在描述每年影响香港的热带气旋数目之正常值时，参考 1961 至 2010 年的长期平均数目，即约每年 6 个，可能会较为恰当。注：指进入香港（22.3° N，114.17° E）500 公里范围内的热带气旋。 以 500 公里范围作为热带气旋影响香港的代用指标，是因为进入这个范围内的热带气旋平均数目（约 6 个 ）与香港每年需要发出本地热带气旋警告信号的长期平均数目大致相同。

预测

2012年4月

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

sc

多加提防恶劣天气的共同影响

若多种恶劣天气同时发生，各种灾害的叠加效应有可能超越城市基建的抵御能力。

大风或暴雨等等的自然现象若只是独立出现的话，设计完善的城市基建一般可以承受其带来的灾害，对社会产生的影响可能有限。然而，若多种恶劣天气同时出现的话，各种灾害的叠加效应便有可能超越城市基建的抵御能力，而且持续时间愈长，所构成的风险便愈高，对社会的潜在影响便愈大。举例以一场强度只达黄色暴雨指标的降雨来说，在没有共同影响的情况下，水浸一般只会预期在一些低洼地带及排水情况欠佳的地区出现。但同样强度的降雨，在有热带气旋助力的情况下，引起的水浸风险可以颇不同，而且降雨愈持续的话，累计的水浸风险便会愈高。譬如当三号强风信号生效一段时间后，香港普遍吹强风，个别地区甚至会间中吹烈风，有可能导致大量枯叶、树枝、砂石或杂物等吹到地面。这些物件乘地面流水流动或有机会令不同地点的排水系统进水口出现不同程度的阻塞。此外，当风暴愈来愈接近时，海平面有可能因风暴潮或海浪的起伏而较正常水位显著上升，或会引致沿海较低洼地区被海水倒灌和淹浸（图一）。这个例子说明，热带气旋及长时间暴雨的共同效应带来的水浸影响，比两个现象各自出现时的影响加起来还要更严重。当预期出现这类恶劣天气的叠加效应，大家可能需要更早做准备，也可能要做多「三四重」准备。不妨参考一下「大雨应对锦囊」。出门前亦需留意市面状况，有否交通挤塞，为行程预留足够时间并注意安全。天文台会在有需要时向市民发布实测或预测有关显著风雨共同影响的信息，让公众能及早采取预防措施。

天气影响

2022年5月

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

sc

为何打风爆窗碎片散在室外？

每当有台风袭港，都不时会有新闻报道关于建筑物窗户爆裂的事件。大家若细心可能会留意到，建筑物的玻璃窗不一定在迎风面破碎，并且有时会见到玻璃碎片甚至冷气机坠至室外。到底背后有什么原因？

每当有台风袭港，都不时会有新闻报道关于建筑物窗户爆裂的事件。大家若细心可能会留意到，建筑物的玻璃窗不一定在迎风面破碎，并且有时会见到玻璃碎片甚至冷气机坠至室外（图一）。到底背后有什么原因？其实「打风」时玻璃窗碎裂主要有以下三个原因： （1）一些被风吹起的坚硬物件撞击玻璃窗使之碎裂； （2）建筑物在迎风面直接受到风压（即风荷载[1]）影响，并超过玻璃窗所能承受的； （3）大风吹过建筑物导致室内和室外的气压有差异，造成的力量超过玻璃窗所能承受的。关于最后一点，我们可用白努利原理去理解。白努利原理来自能量守恒定律（即动能、位能、内能的总和保持不变），简单的演绎是: 当流体（例如空气）的流动速度增加时，如果高度不变，其压力会减少。白努利原理有多方面的应用，例如飞机机翼的设计，特别令到经过机翼顶部的气流较经过机翼底部的气流为快。根据白努利原理，机翼顶部所承受的压力会比机翼底部的为低，从而产生向上的升力（图二），让飞机可以抗衡自身的重量而浮在空中。在城市里某些相邻建筑物的外墙距离较小，当气流经过它们之间收窄了的通道，便会产生风洞效应而加速。根据白努利原理，通道内的气压因而下降，从而对两旁的建筑物形成一股吸力，有机会令建筑物表面的物件（如玻璃或冷气机）被扯出室外（图三）。 就算是单座的建筑物，当大风吹过时，在建筑物的迎风面，由于气流减速，会产生一正压区；若建筑物的迎风面有缺口（例如窗户间的空隙），便会连带室内也产生正压力，再加上白努利原理引致的压力差，会令到建筑物的侧面及背风面形成一股向外力（请参看图四），将建筑物表面的物件扯出室外。因此以后「打风」时，对于一些就算不在迎风面的窗户，也切勿掉以轻心啊!

天气影响

2020年3月

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

sc

在热带气旋影响下飞机还能在香港国际机场升降吗？

侧风越大，对飞机升降的潜在风险也越大。而热带气旋与香港的相对位置与香港国际机场侧风的强度有着密切的关系。还记得天文台网志《「猪腰」与「沙滩球」》中提到的两件工具吗？「沙滩球」能帮助我们预测热带气旋会否为机场带来侧风。

大家可曾有过以下的经历︰当八号烈风或暴风信号发出时，航班仍能顺利在香港国际机场升降；但有时在三号强风信号情况下，航班却延误甚至被取消。为甚么会有这情况呢？机场的风向与风速取决于热带气旋的位置侧风越大，对飞机升降的潜在风险也越大（请参阅《侧风和航空安全》）。而热带气旋与香港的相对位置与香港国际机场侧风的强度有著密切的关系。还记得天文台网志《「猪腰」与「沙滩球」》中提到的两件工具吗？「沙滩球」能帮助我们预测热带气旋会否为机场带来侧风。比如说，热带气旋采取在香港以北掠过的路径(见图一的路径A)，当热带气旋从东面靠近本港时，机场会先吹起由西北方而来的侧风影响航班升降，然后当热带气旋在西北面远离本港时，机场会改吹较接近平行于跑道的西南风。当热带气旋在香港以南掠过时(见图一的路径B)，情况刚好相反，机场会先吹起接近平行于跑道的东北风，然后热带气旋在西南面远离香港时所带来的东南侧风对飞机升降的影响才更大。令侧风较持续的路径再仔细看看图一，你或许发现热带气旋引致香港吹东南风的区域比西北风的区域大。甚至乎当热带气旋远至海南岛时，仍有机会为香港国际机场带来显著的侧风。一般来说，当侧风达20海里或以上，航班升降便可能会受影响。为了让航空预报员能够更容易预测由热带气旋引致的侧风，天文台特别为香港国际机场制作了一套「侧风猪腰」，它其实是热带气旋在香港附近时跑道侧风大于20海里的概率曲线（见图二）。它的「不对称蝴蝶形」曲线反映了当热带气旋在香港以南掠过时(路径B)，机场较容易受到显著的侧风影响。在这情况下，当热带气旋远离时，对香港的威胁减低，但飞机仍有较高机会遇到侧风。『天兔』与『海鸥』大不同2013年9月的超强台风天兔与2014年9月的台风海鸥同样采取西北偏西的路径，但天兔在香港以北掠过，而海鸥则在香港以南掠过(见图三)。如图四的时间序列所示，在天兔最接近香港之前约十小时机场跑道便开始出现来自西北方达20海浬的大侧风。当它远离香港时，由于香港转吹西南风，跑道侧风减弱，对飞机升降的影响亦会随之减少。海鸥的情况则与天兔相反，在海鸥最接近香港之前，起初香港吹东至东北风，跑道的侧风不大。但当它远离香港时，侧风反而会开始增强，在超过十小时之后跑道仍有接近20海浬的大侧风，对航班升降带来较持续的影响。简单来说，采取不同路径横过广东沿岸的热带气旋，对香港航班升降的影响可以有很大差异。在热带气旋警告信号发出下飞机能升降吗？如图四所示，热带气旋警告信号与飞机升降并没有必然关系。飞机能否升降主要取决于侧风以及风切变和湍流的情况(请参阅《热带气旋的强风对航空运作的影响》)。尽管八号信号生效，如果风是沿接近跑道方向吹过来，对飞机升降影响普遍较少。即使因热带气旋远离而八号信号已被三号信号取代，如果风是从跑道侧面吹过来，尤其是越过大屿山山峡的东南风，侧风仍可能超过飞机升降的极限，令到航班延误甚至被取消。除了气象因素，航空公司或会根据其他因素自行决定航班安排，所以建议大家在出发往机场前，尽可能先查询最新航班资讯。

天气影响

2015年7月

https://www.hko.gov.hk/sc/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

sc

热带气旋触发的高温与风暴潮

大家可能会留意到，有时候当热带气旋在台湾或吕宋海峡附近时，香港天气会非常闷热，风势微弱和阳光充沛，这都是由热带气旋外围的下沉气流所造成。

香港天文台进行气象监测已有超过130年历史，由初期主要涵盖气压、温度、湿度、风向风速、雨量等基本气象要素，到后来开展高空气象探测、潮汐测量等工作。持之以恒及定时的测量，是建构香港气候资料库不可缺少的部分，让我们得知各项要素在不同时节的气候平均值，为天气预测及监测气候变化提供基础。这次从天文台的气候资料库选取一些近年出现且与热带气旋相关的「香港气象之最」，并为大家简述它们的成因。直至2020年为止，天文台总部自1884年有记录以来录得的最高气温首两位是2017年8月22日的36.6度和2015年8月8日的36.3度（表一），两者均与热带气旋（2017年天鸽、2015年苏迪罗）外围的下沉气流有关。大家可能会留意到，有时候当热带气旋在台湾或吕宋海峡附近时，香港天气会非常闷热，风势微弱和阳光充沛，这都是由热带气旋外围的下沉气流所造成。热带气旋中心附近有猛烈的上升气流，当气流到达对流层顶时，由于更高层大气（平流层）一般处于稳定状态，气流不能再上升，随之便会往水平方向扩散，最终在热带气旋外围形成下沉气流（图一）。下沉气流既会令气温上升，亦不利云的形成，故受影响地区很多时阳光普照、闷热及有烟霞。当热带气旋逐渐靠近香港，取而代之的往往是狂风暴雨，甚至出现风暴潮。热带气旋中心的低气压会吸起海水，而猛烈风力亦可把海水推往岸边（图二），两项因素都会令热带气旋中心附近的水位高度上升，形成风暴潮。风暴潮的计算方法（图三），是把潮汐站量得的潮位减去天文潮（由月球和太阳引力造成的潮汐高度）。有记录以来在鰂鱼涌/北角录得的最大风暴潮为2018年9月16日的2.35米（表二）[1]，是由超强台风山竹引起[2]。而鰂鱼涌/北角潮汐站录得的最高潮位首两位是1962年9月1日的3.96米和2018年9月16日的3.88米（表三）[3]，分别跟热带气旋温黛以及山竹有关。山竹袭港当日为农历八月初七，接近小潮日子。若山竹于天文大潮时袭港，所带来的破坏必更为厉害！潮位高度还会受如季候风、海岸线形状等因素影响。各种因素叠加起来可能引致不同地区的潮位高度有所不同。热带气旋不仅会带来狂风暴雨，它可能引致的酷热天气和风暴潮亦不容忽视。随著全球暖化及海平面上升，极端天气会出现得更频密，影响亦会更加严峻。大家要透过持续及积极地实行绿色生活，为节能减碳出一分力。

天气影响

2021年4月

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

sc

对风暴潮有更多了解

影响热带气旋在特定地点所引发的风暴潮有几个主要因素，这包括热带气旋的大小及强度、热带气旋相对岸边的移动方向，以及海岸线的形状。风暴潮模式通常可以用来仿真这些因素的影响。

什么是风暴潮?风暴潮是与热带气旋相关的低气压及大风的共同影响而导致海平面上升的现象，而其中热带气旋的强风将海水推向岸边，并于沿岸地区堆高是海平面上升的主要成因(图一)。风暴潮是指由热带气旋所引致在天文潮位以上的水位升幅，故此没有一个特定的参考水平。而风暴总水位则是指在热带气旋的影响下，风暴潮加上天文潮的高度(图三)。与平均海平面一样，风暴总水位也需要一个参考水平。香港现时所用的参考水平为「海图基准面」(请参 考下文「术语」)，由地政总署测绘处制定。当风暴潮发生在天文大潮时，风暴总水位可升至很高水平，并可能导致低洼地区水浸。一般而言，若维多利亚港的风暴总水位上升至海图基准面3米或以上，香港低洼地区可能会出现水浸。影响风暴潮的主要因素影响热带气旋在特定地点所引发的风暴潮有几个主要因素，这包括热带气旋的大小及强度、热带气旋相对岸边的移动方向，以及海岸线的形状。风暴潮模式通常可以用来模拟这些因素的影响。较大的热带气旋(通常以最高风力半径表示)的风场会推动较大片的海洋，而其强风亦会影响一个特定区域较长的时间。风暴潮模式的模拟结 果显示，一个最低中心气压为980百帕斯卡及最高风力半径为100公里的热带气旋在香港以南掠过(图四(a))，其在维多利亚港产生的风暴潮会比一个采取同一路径和相同最低中心气压但最高风力半径为50公里的较小热带气旋所引致的风暴潮为高 (图四 (b))。热带气旋的强度较低的中心气压(较强的风)会产生较大的风暴潮。风暴潮模式的模拟结果显示，一个最低中心气压为920百帕斯卡及最高风力半径为50公里的热带气旋在香港以南掠过(图四(a))，其在维多利亚港产生的风暴潮会比一个采取同一路径和相同大小但最低中心气压为 980百帕斯卡的热带气旋引致的风暴潮为高 (图五)。热带气旋的移动方向当热带气旋移近海岸的时候，一个带来向岸风的热带气旋会 比一个带来离岸风的热带气旋产生较大的风暴潮(图六(a) 及图六(b))。在北半 球，由于风以反时针方向围绕热带气旋转动，在香港南面或西南面掠过的热带气旋 (路径一)会为本港带来东或东南风并把海水挤 向岸边及堆高。相反，在香港东面或北面掠过的热带气旋(路径二)则会为本港带来北或西北风并把海水推离岸边。因此，纵使热带气旋的路径较接近香 港，但产生的风暴潮却明显较细。海岸线的形状在袋形海湾产生的风暴潮会比在海峡的为高。当海水被向岸 风推向岸边时，袋形海湾更易将海水困住而令海平面升得更高。在香港，由于大埔滘有一个袋形的海岸线，所以在该区出现的风暴潮会比在维多利亚港的为高(图 七)。术语天文潮天文潮是由月球和太阳的引力以及地球自转的共同作用而引 起的海平面涨落现象。风暴潮风暴潮是与热带气旋相关的低气压及大风的共同影响而导致 海平面上升的现象。风暴总水位受热带气旋的影响下，风暴潮加上天文潮的高度等于风暴总 水位。香港主水平基准面香港地图及图则上所有的陆上高程及水平，均以「香港主水平基准面」为准。这个基准以前称为「军用基准面」。「香港 主水平基准面」之 前是由香港天文台首任台长杜伯克博士厘定为1887年至1888年「平均海平面」以下1.125米。其后，香港天文台利用维多利亚港北角的十九年(1965年至1983年) 验 潮数据，重新厘定「平均海平面」(1965-1983)，而「香港主水平基准面」则定为 「平均海平面」(1965-1983)以下1.230米。海图基准面香港的「海图基准面」前称为「海军基准面」，它的高度约为最低天文潮汐的潮面，并自一九一七年以来一直用作潮汐表的零点。目前，「海图基准面」位于「平均海平面」(1965-1983)以下1.376米或在「香港主水平基 准面」以下0.146 米。

天气影响

2014年9月

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

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热带气旋的强风对航空运作的影响

在各种与热带气旋相关的恶劣天气中，影响机场运作时间最长的往往是强风。 机场出现强风，对在机场户外工作的员工，不论是停泊在地面装卸的飞机或是其他机场设施，都会构成威胁。香港天文台为航空界发出机场强风警告，以便他们可以采取必要措施保护机场的户外工作人员。

在各种与热带气旋相关的恶劣天气中，影响机场运作时间最长的往往是强风。2011年9月29日早上台风纳沙在香港以南约380公里，强风至烈风程度的偏东风普遍影响香港国际机场及附近地区（图1）。在跑道向东北偏东方向降落或起飞的飞机，面对强逆风的情况。逆风通常会增加浮力，机师一般喜欢在逆风情况下降落或起飞。然而，如此高风速的偏东气流，穿越山峡后经常会引起显著的风切变和湍流（图2），令控制飞机升降出现一定的困难。香港天文台因此向在香港国际机场升降的航机，发出风切变及湍流预警及警告。当天下午纳沙进一步移离香港及在海南岛登陆，机场风速亦从强风至烈风程度逐渐减弱至清劲至强风程度（图3）。当时纳沙位处香港西南面，本港风向转为东南风，导致在机场升降的航机，无论是朝东北偏东或西南偏西方向，都会在强侧风（从飞机两侧吹来的风）情况下进行，控制飞机更加困难。航空公司和机师通常会参考目的地机场的天气预报，以计算降落或转飞其他地方所需的额外燃料。视乎飞机的类型、负载和其他因素，飞机可能无法在超过某些风速限制的侧风情况下降落。纳沙掠过期间，香港国际机场共有超过40班航班被取消，约490班航班延误，44航班转飞其他机场。机场出现强风，对在机场户外工作的员工，不论是停泊在地面装卸的飞机或是其他机场设施，都会构成威胁。香港天文台为航空界发出机场强风警告，以便他们可以采取必要措施保护机场的户外工作人员。有关香港天文台提供的航空气象服务详情，可浏览天文台网页《航空天气服务》。

天气影响

2011年12月

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

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热带气旋对香港能见度的影响

能见度的下降多是由于大气中悬浮粒子吸收和散射可见光引起。香港夏季的能见度虽然较其他季节为佳，但当有热带气旋途经台湾附近时，香港能见度经常会下降。天文台的研究显示，空气来源的转变、水平及垂直气流的汇聚、低风速都是令香港能见度下降的原因。

能见度的下降多是由于大气中悬浮粒子吸收和散射可见光引起。香港夏季的能见度虽然较其他季节为佳，但当有热带气旋途经台湾附近时，香港能见度经常会下降。天文台的研究显示，空气来源的转变、水平及垂直气流的汇聚、低风速都是令香港能见度下降的原因﹙图 1﹚。以2005年的台风海棠为例，海棠于7月19及20日途经台湾附近时，香港的能见度明显下降。图2显示7月14日海棠离香港尚远，香港的空气主要来自较洁净的海洋，但随著海棠的移近，7月19及20日受其外围环流影响，空气来源转为人类活动较多的内陆。在海棠途经台湾期间，香港附近的地面等压线都较疏松，普遍的风速较小。海棠的外围环流亦令香港附近的内陆西至西北气流与海洋的西至西南气流汇聚。在接近海棠的中心气流上升，离中心较远的香港气流则下沉。低风速，水平及垂直气流的汇聚不利悬浮粒子的三维空间扩散，令能见度下降。

天气影响

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

sc

打风前的闷热天气

大家有没有留意当热带气旋移近香港，本地天气一般阳光充沛，非常闷热，但当傍晚时份一场猛烈的雷雨过后，天气又清凉起来。

大家有没有留意当热带气旋移近香港，本地天气一般阳光充沛，非常闷热，但当傍晚时份一场猛烈的雷雨过后，天气又清凉起来。二零零八年七月二十七日和二十八日正正是这类天气。天文台气温于二十八日上升至34.6度，是该月的最高气温。香港在二十七日下午及二十八日傍晚都受到广东内陆发展及向南移动的强烈雷暴影响，七月二十七日更有冰雹报告。当时太平洋西部的台风凤凰在台湾附近﹙图一﹚。台风环流内对流十分强烈，令空气猛烈上升，形成雨带，当空气上升至对流层顶部时，不能再上升，只能向外扩散，在台风四周下沉。受下沉空气影响的地区天气晴朗，风势轻微。当时凤凰前沿的下沉空气为华南地区(包括香港)带来晴朗的天气﹙图二﹚，日照令内陆地区气温急速上升。由于北半球的台风的环流是逆时针转动，所以当凤凰在台湾附近时，香港吹轻微的偏北风，将内陆的热空气带来香港，而下沉空气亦会令气温上升﹙相对来说，空气上升会令气温下降﹚，加上猛烈的阳光及风势轻微，令天气十分闷热。高温的空气亦会在地面附近形成对流，然而上升的对流受凤凰的下沉空气所制约，上升的高度很有限。但到下午，地面的温度持续上升，对流的强度足够猛烈时，上升的空气就能突破凤凰的下沉空气，上升至高空，在内陆形成雷雨﹙图三﹚、甚至冰雹。雷雨冰雹随著北风，移到香港﹙图四、五﹚。其间，沙头角、粉岭及元朗有冰雹报告。雷暴亦将上空较凉的空气带到地面，令气温下降。二零零八年中秋节前后影响台湾的台风森垃克是另一个为香港带来闷热天气的例子﹙图六﹚。天文台在九月十三日录得34.2度的高温，九月十五日的气温则达 33.8度，是有纪录以来在中秋节翌日录得的最高气温。森垃克为香港带来的雷暴没有凤凰的猛烈或广泛，但由于森垃克下沉气流的制约及风势轻微，令空气中的悬浮粒子不易扩散，期间在香港形成烟霞。赤  角在九月十五日的能见度曾一度跌至3600米。

天气影响

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

sc

热带气旋与东北季候风的共同影响

热带气旋可带来强风；同样东北季候风亦会带来强风。一个地方受热带气旋与东北季候风的共同影响是指该地方同一时间受两者影响，其中一个效应是较强的风力。本文采用等压线来解释热带气旋与东北季候风的共同影响。

你曾听过「热带气旋与东北季候风的共同影响」这个词组吗？它间中会在天文台发出的天气报告或热带气旋警告中使用，本文尝试解释这个词组以加强市民对它的理解。热带气旋可带来强风；同样东北季候风亦会带来强风。一个地方受热带气旋与东北季候风的共同影响是指该地方同一时间受两者影响，其中一个效应是较强的风力。本文采用等压线来解释热带气旋与东北季候风的共同影响。等压线这个概念在以前一篇文章介绍过，这里祇需重温我们能从天气图的等压线估算风速：在相同情况下，相邻等压线愈紧密（愈疏），风力也愈强（愈弱）。从技术上来说，两条等压线的距离显示出该地区的气压梯度，相邻等压线愈紧密（愈疏），则气压梯度愈高（愈低），风力愈强（愈弱）。当一个热带气旋影响一个地方时，天气图上该地方附近的等压线紧密（图一），显示气压梯度较高。同样，受东北季候风影响的地方气压梯度亦较高（图二），当该地方受热带气旋与东北季候风的共同影响时，其附近地区的等压线非常紧密，可知其气压梯度很高（图三）。2009年10月11日是一个很好的例子（图四）。当时香港受热带风暴芭玛与东北季候风的共同影响，香港从10月11至14日风势都颇大，而强烈季候风信号更从10月11日2时50分生效至10月12 日16时10分, 前后历时共37小时20分钟。

天气影响

2010年3月

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

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热带气旋：在东边、在西边？

影响香港的天气还取决于热带气旋登陆的地点。一般情况下，热带气旋在香港以西登陆会较在以东登陆为香港带来较恶劣的天气。

通常每年踏入五月，香港便开始受到不同强度的热带气旋影响，而吹袭的次数更会在七月至九月期间达至高峰。一般而言，除了热带气旋本身的强度外，当热带气旋中心或其螺旋雨带越接近香港时，影响本港的风力便越趋猛烈，而雨势也会更加频密和持续。不过，受热带气旋结构和地理因素的影响，原来影响香港的天气还取决于热带气旋登陆的地点。一般情况下，热带气旋在香港以西登陆会较在以东登陆为香港带来较恶劣的天气，原因如下：半圆效应在北半球，热带气旋周边的风呈逆时针方向旋转。如果按前进方向把热带气旋分为左右两个半圆的话，其右方半圆的风向会与前进方向一致，而左方半圆的风向则与前进方向相反。因此，热带气旋右半圆（危险半圆）的风力通常较左半圆（可航半圆）的风力为强[1]。此外，在西北太平洋及南海的热带气旋的东北面通常为副热带高压脊所在，两者之间的气压梯度会较紧密，风力亦因此较强。另一方面，在此区域，大部分风暴的移动路径都是趋向西北方，危险半圆刚好与东北面的紧密气压梯度重叠，进一步增强右半圆的风力(如图一所示)。地理因素香港位处华南沿岸，北面有内陆东西走向的山脉保护，而南面则为无遮无挡的海洋。加上陆地的摩擦力较海洋为大，所以在相同情况下，香港吹偏北风时的风力一般较吹偏南风时为弱。由于北半球的热带气旋周边的风呈逆时针方向旋转，当热带气旋在香港以西登陆时，本港普遍吹东南风，风力因此会较强。相反，当热带气旋在香港以东登陆时，本港普遍吹西北风，风力便会较弱。风暴潮热带气旋的风力和其中心的低气压可以引致沿岸的水位上升，称为风暴潮（详情可参考天文台网志的昔日文章“什么是风暴潮？”)[2]。当热带气旋在香港以西登陆时，东南风会把海水推向岸边，加上热带气旋的低气压中心，可造成严重的风暴潮。相反，当热带气旋在香港以东登陆时，西北风把沿岸的海水推回大海，抵销了低气压的影响，所以风暴潮的情况一般并不明显。综合上述三个原因，热带气旋在香港以西登陆通常较在以东登陆为香港带来较恶劣的天气。表一比较了两个强度相约的热带气旋，但在不同地点登陆时为香港带来的影响。然而，每个热带气旋都有其独特性，不能一概而论说在香港以东登陆的风暴对我们的威胁会较小。除了风暴登陆的地点外，热带气旋对香港的影响还取决于很多因素，包括风暴本身的结构和强度、风暴中心与香港的距离、螺旋雨带的分布等。如在2001年7月，台风尤特虽然于香港以东（即汕尾附近）登陆，但天文台便先后发出八号东北、西北及西南烈风或暴风信号，而各区的风力亦普遍达强劲至烈风程度，多处地区因而发生棚架倒塌及大树被吹倒。另外，受尤特的雨带影响，大部份地区的雨量更达150毫米以上。因此，当有风暴吹袭香港时，即使天文台预测该风暴会在香港以东登陆，大家仍千万不能掉以轻心，低估该风暴所伴随的恶劣天气。

天气影响

2011年6月

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

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远方台风带来的涌浪

香港面向中国南海，受热带气旋影响时，需面对由海洋造成的灾难。大多数人都清楚当台风非常接近时所导致的危险，但却比较少人知道即使热带气旋在数百公里之遥，仍可为香港带来涌浪，而涌浪可将在海边的人士卷出大海。

香港面向中国南海，受热带气旋影响时，需面对由海洋造成的灾难。大多数人都清楚当台风非常接近时所导致的危险，但却比较少人知道即使热带气旋在数百公里之遥，仍可为香港带来涌浪，而涌浪可将在海边的人士卷出大海。风力令海面震动成浪。你所在位置的风所引起的震动称为浪，风愈大，浪便愈高。在远处的风为远处翻起的浪，可向外传，当这些远处的海浪传到你所在的位置时，人们称它为涌浪。热带气旋的强风令巨浪翻起，在远处的热带气旋所翻起的巨浪可向香港传来，形成涌浪﹝图一﹞。这些涌浪的移动速度比热带气旋快得多，当一个热带气旋仍在数百公里之远处，本港天气一般格外天晴而吹微风，人们的警觉因而降低，但热带气旋所产生的巨大涌浪可能己抵达香港，当涌浪进入浅水区时，它的高度会增加，所谓「无风三尺浪」实有其科学根据，涌浪对在岸边的人士及正在垂钓或进行水上活动的人士构成威胁。香港以往曾有多次涌浪所导致的伤亡，较近期的一个例子是当台风凯萨娜在本港700公里以外横过中国南海时﹝图二﹞，一名大学生在大浪西湾被涌浪卷走。所以，即使热带气旋仍在数百公里之遥，我们仍要留意它可能引致的涌浪，如须在海边作业，更务必格外小心。

天气影响

2009年12月

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

sc

热带气旋危险天气警告(TC SIGMET)

每当有热带风暴或以上强度的热带气旋影响香港飞行情报区或将会在12个小时内进入香港飞行情报区时，机场气象所的航空预报员会因应该热带气旋而发出热带气旋危险天气警告（TC SIGMET）。

根据国际民航组织（ICAO）的规订下，气象监察所（MWO）需要负责为可能影响飞行安全的特定航路天气现象的出现或预期出现而发出危险天气警告（SIGMET）。气象监察所必须按照「亚洲/太平洋区域危险天气警告指引」来发出危险天气警告。在香港，香港天文台的机场气象所（AMO）是一所气象监察所，负责为可能影响南中国海北部香港飞行情报区（HKFIR）内的恶劣天气包括热带气旋、雷暴、湍流、结冰和火山灰云等发出危险天气警告。为确保警告信息能及时经特定通讯渠道传递给飞机师，在气象信息传送时会有最高优先权。 每当有热带风暴或以上强度的热带气旋影响香港飞行情报区或将会在12个小时内进入香港飞行情报区时，机场气象所的航空预报员会因应该热带气旋而发出热带气旋危险天气警告（TC SIGMET）。热带气旋危险天气警告内会提供该热带气旋的观测或预测中心位置、相关积雨云的垂直和水平影响范围、移动方向和速度、以及其未来6小时的预测位置。 图一及图二分别显示因应2011年7月热带气旋洛坦而发出的热带气旋危险天气警告的文字和图像格式的例子。 

热带气旋警告

2011年9月

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

sc

2011年热带气旋季节（天文台何时发出八号风球）

每当有热带气旋进入南海或在南海生成时，亲友们皆会询问会否发出八号风球。这是可以理解的，因为在八号风球的日子，一般市民便无需上班或上学，得到一天或半天额外的假期。尽管如此，天文台在决定

踏入12月，寒潮已陆续影响华南，本年的热带气旋季节也大抵过去了。回顾全年至今，共有6个热带气旋进入香港500公里范围内，这与早前3月时的预测 (约6至9个) 是一致的，亦与9月中的修订预测 (5至7个) 吻合。在这6个热带气旋当中，有5个是天文台需要发出热带气旋警告信号的。不得不提的是在9月底袭港的台风纳沙。它为香港带来今年第一个，亦极有可能是全年唯一的一个八号风球(即烈风或暴风信号)。它亦是自2009年9月台风巨爵以来首度发出的八号风球。每当有热带气旋进入南海或在南海生成时，亲友们皆会询问会否发出八号风球。这是可以理解的，因为在八号风球的日子，一般市民便无需上班或上学，得到一天或半天额外的假期。尽管如此，天文台在决定应否发出或取消信号时首要顾及的是公众安全。热带气旋警告信号系统是根据客观准则及科学方法来运作的，以香港境内的实时及预测风力为发出信号的基础。那么怎样决定是否需要发出八号风球呢？在这里和大家分享一下当中的考虑因素。当天文台发出八号风球时，这表示香港近海平面处现正或预料会普遍受烈风或暴风影响。而影响香港风力的因素包括：   (甲)      热带气旋的强度；   (乙)      热带气旋与香港的距离；及   (丙)      热带气旋的风力结构。  热带气旋的强度热带气旋是根据其中心附近之最高持续风速加以分类的。现时香港采用的分类为以下六种[1]：从上表可见，若热带气旋只达热带低气压的级别，则无论该热带低气压有多接近香港，甚或在香港上空掠过，也不会为香港带来持续烈风的风力，那便无需发出八号风球。要是热带气旋达到热带风暴或以上的级别，那便要分析及预测其与香港的距离和它风力的结构，才可决定有否机会带来八号风球。热带气旋与香港的距离一般来说，除了在风暴正中心位置 (一般称为风眼[3]) 的风力较弱外，中心附近的风速会最强，而风力会随著与中心的距离增加而减弱。因此，当风暴越接近香港时，我们受到大风影响的机会便越大﹔反之距离较远，大风的机会便较低。虽然很多朋友都希望知道风暴距离有多近才有八号风球，但实际上并没有一个固定距离能断定必需或无需发出八号风球。当然，一般来说热带气旋距离香港越远，需要发出八号风球的机会便越低。事实上，自1957年以来，距离香港最远而需要发出八号风球的是1980年7月的台风乔伊，它最接近香港的距离为350公里。因此，当热带气旋最接近香港时仍与本港保持约400公里或以上的距离，需要发出八号风球的机会一般相当低。热带气旋的风力结构受风暴本身不同的结构及其与周边大气环流的相互影响，风暴的风力分布是可以很不对称的，而风力不对称的情况也是相当之普遍[4]。图一(b)是今年 (2011年) 9月29日位于香港西南面台风纳沙的风力分布。从图中可见，纳沙以东和以北的风势普遍较其西及南面的高，这与当时纳沙和华南的东北季候风的共同影响有关。因此，离开风暴中心同一距离但处于不同地方的风力也可以有很大的差异。我们不单要预测风暴中心与香港的距离，还需要分析及评估风暴的风力分布和变化，来判断是否需要发出八号风球。以图二为例，2001年7月的台风玉兔在香港南面掠过，它最接近香港时的距离为180公里。与其相关的烈风影响香港，主要是南部区域，天文台发出了八号风球。与玉兔比较，纳沙距离香港较远。按照今年9月28日下午8时纳沙的预测路径 (图二虚线)，它会在香港400公里左右掠过。如前面所述，以这距离，历史上香港未曾发出过八号风球。而当时纳沙的烈风范围亦不大 (参考图一 (a) 中大致为黄色的区域)，主要集中在南海北部的海域上。以当时的预计路径来说，烈风普遍影响香港的机会相当低。但纳沙在当晚采取了较西北的方向移动（图二），较为接近香港，最接近香港时的距离约为350公里，比原先预计靠近了50公里。同时，纳沙的烈风范围亦有迹象明显扩大 (图一 (b) 显示在29日上午纳沙的烈风范围已复盖香港)。有见纳沙较预计更逼近本港和香港风力逐渐增强，天文台在29日上午4时40分发出了八号风球。总的来说，上述三个因素，即热带气旋的强度、其与香港的距离及其风力结构，都会随时间而改变，香港的风势[5]也因而不断转变。天文台会时刻监察香港和周遭地区的风力变化及热带气旋的未来发展和动向，以提供及时和有效的信息。由于现今科技仍未能百分之百准确掌握风暴的未来动向[6]，因此预报难免会出现误差及转变。我们计划在将来利用更多渠道和方法，鼓励及方便市民多加留意不断变化的天气情况，对恶劣天气提高警觉，以避免伤亡及损失。

热带气旋警告

2011年12月

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

sc

超强台风妮妲的卫星云图

2009年11月，妮妲于西北太平洋上形成，其后发展成超强台风。它的强度经历所有六种分类。特将它于每种强度时的卫星云图辑录如下，供有兴趣的人士参考。从卫星云图可见，妮妲从热带低气压增强为强烈热带风暴期间，它的云带持续变为较有组织的旋涡。

香港天文台2009年开始，使用新修订的热带气旋分类﹝详情参看先前文章﹞，将热带气旋分为以下六种： 2009年11月，妮妲于西北太平洋上形成，其后发展成超强台风。它的强度经历所有六种分类。特将它于每种强度时的卫星云图辑录如下，供有兴趣的人士参考。从卫星云图可见，妮妲从热带低气压增强为强烈热带风暴期间，它的云带持续变为较有组织的旋涡﹝图一至三﹞。当妮妲增强为台风时，风眼出现﹝图四﹞，及后持续增强成为超强台风期间，风眼变小但愈加清晰。

个案分析

2010年3月

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

sc

台风鹦鹉登陆香港期间的变化

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年以来，约有18个热带气旋在香港境内经过，其中包括1979年的超强台风荷贝。荷贝在新界东部登陆，登陆前其风眼在天文台天气雷达上清晰可见(图1)。另一个例子是2008年的台风鹦鹉。鹦鹉在非常接近天文台总部处经过。2008年8月22日，鹦鹉在香港东部登陆时已减弱为强烈热带风暴，雷达图像显示其风眼不甚完整(图2)。此外，鹦鹉的环流重整，使到其路径出现复杂的变化。这些路径的变化可以从天文台操作的自动气象站网络准确订定。 图3显示台风鹦鹉横过香港时的路径。鹦鹉于8月22日在南海北部向西北移动，下午在西贡区科技大学附近登陆。由于热带气旋中心附近的气压颇低，气流由反时针方向作螺旋式转入中心部份(在南半球，气流则作顺时针方向转动)。当鹦鹉即将登陆前，新界东北部吹东至东北风，港岛东南部附近吹西南风，而本港其它地区吹偏北风(图 4)。鹦鹉登陆后，受到西北面的山脉影响，其环流重整，原有的中心向西北移动并迅速消散。一个新的中心随即在将军澳附近形成(图5)，并由东向西移动横过维多利亚港。将军澳的风向由初时的北风转为微风，然后转为东至东南风。由于鹦鹉的气旋性环流经过香港，多个气象站均录到风向转变及风力暂时减弱的现象。天文台在日常业务中，利用位于大雾山及另一在大老山上的两台多普勒天气雷达监察天气。多普勒天气雷达能够量度雨点移近(或远离)雷达的速度，间接地提供径向风速的资料。当两个雷达同时运作时，可以提供其共同复盖范围内的高层风向及风速资料。鹦鹉登陆前，双多普勒雷达的资料显示在一公里的平面高度的风场上(图6)有两个旋转中心，一个在大老山附近，另一个在香港岛南部。较北的中心只维持了短时间然后消散，在南面的中心一直维持在地面中心西南或以西，显示鹦鹉的中心在横过香港时是随着高度向西或西南倾斜的。所以，鹦鹉并没有一个发展成熟热带气旋常有的清晰及垂直发展的风眼，例如，图1所显示的超强台风荷贝雷达图像的风眼。鹦鹉经过香港时的复杂路径是由于一个正在减弱中的热带气旋与地形相互作用所引致。总括来说，自动气象站每分钟不断提供地面风向及风力、气压等资料，对订定热带气旋经过香港时的路径非常有用，并可以准确地订定强度较弱没有清晰风眼热带气旋的路径。

个案分析

2009年12月

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

sc

台风黑格比带来的风暴潮

海水每日潮退潮涨，是航海人士和钓鱼爱好者关心的自然现象。有时，海平面的变化会远超平日的高度。热带气旋侵袭期间，与其相连的强风会把海水推积于海岸，引致海平面大幅上升；热带气旋的低气压亦会令到其经过的海面升高，虽然作用不及强风的影响大。这现象称为风暴潮。如果风暴潮适逢天文涨潮，海平面可能比平常高出很多，引致沿海低洼地区被海水淹浸。

海水每日潮退潮涨，是航海人士和钓鱼爱好者关心的自然现象。有时，海平面的变化会远超平日的高度。热带气旋侵袭期间，与其相连的强风会把海水推积于海岸，引致海平面大幅上升（见图 1）；热带气旋的低气压亦会令到其经过的海面升高（见图 2），虽然作用不及强风的影响大。这现象称为风暴潮。如果风暴潮适逢天文涨潮，海平面可能比平常高出很多，引致沿海低洼地区被海水淹浸。2008年9月23日晚上，台风黑格比袭港，天文台发出了八号烈风或暴风信号和风暴潮预警。黑格比带来的风暴潮加上天文高潮令本港低漥地区受海水淹浸， 24日接近凌晨1时维多利亚港的最高水位达3.53米（见图 3），是1962年台风温黛袭港以来的最高纪录。如果大家在低洼地区生活或工作，请紧记提高警觉，留心潮水变化及天文台发出的警告，在有需要时移到安全高地暂避，做好防灾工作以保平安。

个案分析

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

sc

多个热带气旋同时出现

在北太平洋西部及南海上，多个热带气旋同时出现的情况通常在夏、秋季节发生。在夏、秋季节，赤道附近的热带辐合带不时会变得活跃，而出现超过一个热带气旋形成的情况。两个热带气旋同时出现的情况并不罕见

你可能留意到，在天气报告中，天文台间中会同时提及两个或以上的热带气旋消息。这个情况在我们身处的区域常见吗？在这情况下，这些热带气旋的动向又如何呢？在北太平洋西部及南海上，多个热带气旋同时出现的情况通常在夏、秋季节发生。在夏、秋季节，赤道附近的热带辐合带不时会变得活跃，而出现超过一个热带气旋形成的情况。两个热带气旋同时出现的情况并不罕见，例如二零一一年七月二十八日分别影响南海北部及北太平洋西部的强烈热带风暴洛坦和热带风暴梅花。三个或以上热带气旋同时出现的情况则较为少有。根据天文台记录，表一列出近年的例子。一般认为当两股热带气旋之间的距离在一千公里以内，「藤原效应」便会变得明显，两股热带气旋会互绕转动（参考1）。基于类似的机制，当多个热带气旋同时出现时，它们的路径也同样会反映互相牵引的作用。我们可以利用以下的一个例子说明。二零零九年八月九日早上，三个热带气旋同时在北太平洋西部及南海上出现 －热带低气压天鹅、台风莫拉克及一股热带低气压（随后增强为热带风暴艾涛（图二））。台风莫拉克正在横过台湾海峡，其环流庞大，中心附近最高风速估计为每小时120公里，是天气图上的主要天气系统（图二）。同时，天鹅集结在海南岛附近，中心附近最高风速估计为每小时55公里，在天气图上是一个较小型的天气系统。受到莫拉克的广阔环流影响，天鹅由原先向西南移动急转为向东移动（图三）。当天早上的卫星云图显示，天鹅的环流颇弱，只可以从可见光的图像（图四）所显示的低空云线追踪其向东飘移的环流中心，而反映深厚对流云层的较光亮云团已飘离其中心，处于海南岛以西。下午天鹅进一步向东移动，并在南海北部上消散。当天傍晚的卫星云图（图五）显示，天鹅的残余环流已经消失于莫拉克的环流内。这个例子显示，除了不规则的移动路径外，较强的热带气旋也有可能把较弱的热带气旋吸纳入其环流内。另一方面，北太平洋西部上空的热带风暴艾涛与台风莫拉克相对地保持足够远的距离，因此它们之间的互动效应并不明显。

个案分析

2011年12月

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

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甚么是「天气雷达」？

什么是天气雷达？多普勒天气雷达的工作原理是什么？RADAR (雷达)一词是RAdio Detection And Ranging的缩写，意思是以无线电波探测及测距。雷达不停发出微波脉冲，经大气中的雨点反射，通过量度这些反射回来的讯号，就能探测到大气中的降雨。

RADAR (雷达)一词是RAdio Detection And Ranging的缩写，意思是以无线电波探测及测距。雷达发明于二次世界大战前夕，最初用于军事上。其后雷达应用涵盖多个领域，其中一项重要的用途是天气监察。透过探测大气中的雨点，天气雷达能非常有效地监察在香港出现的恶劣天气，例如热带气旋、雷暴和大雨。雷达不停发出微波脉冲，经大气中的雨点反射，通过量度这些反射回来的讯号，就能探测到大气中的降雨。一般来说，反射回来的讯号越强，雨势就越大。至于雨区与雷达之间的距离，则可利用微波往返雨区所需的时间而计算出来。近年来多普勒天气雷达越趋普及，它能够量度雨点移近(或远离)雷达的速度。多普勒原理可利用救护车响号的声调转变来解释：当救护车走近时，声调会升高；远离时，声调会降低。换句话说，救护车移近得越快，声调越高。多普勒雷达利用同一原理：雨点移近雷达的速度越快，反射回来的微波频率(即声调)就越高(图1)。透过这个频率转变，可导出雨点移近雷达的速度，从而替乘载这些雨点的风力提供了很好的估算。

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

sc

天气雷达观测

雷达不停发出微波脉冲，经大气中的雨点反射，通过量度这些反射回来的讯号，就能探测到大气中的降雨。一般来说，反射回来的讯号越强，雨势就越大。至于雨区与雷达之间的距离，则可利用微波往返雨区所需的时间而计算出来。

引言RADAR (雷达)一词是RAdio Detection And Ranging的缩写，意思是以无线电波探测及测距。雷达发明于二次世界大战前夕，最初用于军事上。其后雷达应用涵盖多个领域，其中一项重要的用途是天气监察。透过探测大气中的雨点，天气雷达能非常有效地监察在香港出现的恶劣天气，例如热带气旋、雷暴和大雨。天气雷达的工作原理： 雷达不停发出微波脉冲，经大气中的雨点反射，通过量度这些反射回来的讯号，就能探测到大气中的降雨。一般来说，反射回来的讯号越强，雨势就越大。至于雨区与雷达之间的距离，则可利用微波往返雨区所需的时间而计算出来。近年来多普勒天气雷达越趋普及，它能够量度雨点移近(或远离)雷达的速度。多普勒原理可利用救护车响号的声调转变来解释：当救护车走近时，声调会升高；远离时，声调会降低。换句话说，救护车移近得越快，声调越高。多普勒雷达利用同一原理：雨点移近雷达的速度越快，反射回来的微波频率(即声调)就越高(图1)。透过这个频率转变，可导出雨点移近雷达的速度，从而替乘载这些雨点的风力提供了很好的估算。香港天气雷达香港天文台早于1959年在大老山安装了首台天气雷达。当时的雷达为Decca 41型，雨区是透过单色阴极射线管显示出来。1966年，在首台雷达毗邻添置了一台Plessey 43S型雷达。这台雷达除了可对大气作垂直和水平的扫描外，还配备有电子仪器为回波的强度作不同特定灰度的递减，并在阴极射线管显示出来，使预报员能估计降雨的强度及垂直范围。1983年，天文台安装了第一台配备电脑的雷达来替换Decca雷达。这雷达能将降雨的强弱，以不同的颜色显示在雷达图像上，让预报员能更易于使用。除了对大气作立体扫描外，这雷达还有其他产品，如雷达图像动画和利用外推法得出的雷达预报图像。这些功能使预报员能更有效地监测雨区的移动和发展。(这台雷达已在2000年退役。)天文台于1994年设置第一台多普勒天气雷达(图2a)以替换Plessey雷达。这台多普勒雷达不单能够量度降雨的大小，也提供了雨区移动速度的有用资料。当热带气旋出现在雷达监察范围内时，这些资料对热带气旋风力的估算发挥了重大作用。1998年，天文台在位于赤鱲角新机场东北面约12公里的大榄涌，添置了一台机场多普勒天气雷达(TDWR)。这台雷达(图2b)专门探测机场附近出现的恶劣天气，并就对流性风暴引起的微下击暴流和风切变(图3)作出预警，以确保在这种天气情况下航机升降的安全。1999年，天文台在大帽山添置了一台多普勒天气雷达(图2c)，这标志著香港天气雷达史上另一个里程碑。这台雷达配备了大型天线(直径约8.5米)及高稳定度的发射器，矗立于全港最高的山上扫描大气。雷达搜集到的高分辨率数据，令预报员更清楚地掌握风暴结构，有助及时发出恶劣天气的预警。由于受地形和附近建筑物的阻挡，或为避免与其他雷达产生互相干扰，单一雷达的复盖范围在一些区域会受到限制。大帽山和大老山多普勒天气雷达的结合使用，能够综合两台雷达数据的雷达图片(图4)，这在恶劣天气下是特别有用的。此外，结合两台雷达的多普勒风数据，更能算出香港附近的三维风场(图5)。为公众及特别用户提供的雷达资料无论是每日的电视天气节目或是在恶劣天气下举行的特别简报会上，天文台的专业人员不时会利用雷达图像介绍天气情况。此外，天文台亦有向航空界发放雷达图像，供他们计划航线和航班运作上使用。另一方面，公众可从天文台的网页上(网址：https://www.hko.gov.hk/tc/wxinfo/radars/radar.htm) 看到定时更新的雷达图像(图6)。

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

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应用相控阵天气雷达监测恶劣天气

全港首台相控阵天气雷达。

天文台在2021年于沙螺湾安装了全港第一台「相控阵天气雷达」（图一）。「相控阵天气雷达」是「相位控制阵列天气雷达」的简称，它由众多独立控制的小型天线收发单元组成，并排列成天线阵面，通过控制各单元发射无线电波的相位差来改变雷达波束的发射方向。相控阵雷达的优点是体积细小，可同时发射多个波束，利用机械及电子扫描方法在最短1分钟内完成分层最高达68层的立体扫描，比现有的大帽山及大老山天气雷达分别6分钟和12层的扫描加密达5至6倍，可提供时间和空间上更高解像度的雷达图像，帮助监测快速演变的中尺度恶劣天气，如局地暴雨、冰雹和龙卷风等。自2021年10月开始试验性运行，沙螺湾「相控阵天气雷达」在监测多个恶劣天气事件方面发挥了功效，例如在2022年6月8日早上，天文台网络摄影机拍摄到长洲以西水域出现水龙卷（图二a），沙螺湾「相控阵天气雷达」清楚捕捉到水龙卷由发展至消散的过程，约10时18分的多普勒径向风速叠加三维雷达回波图像（图二b）显示出该水龙卷的相关偶极结构，即表明存在旋转中的气柱，而估计在这气旋式涡旋约2公里高处的最大风速超过20米/秒。随著天文台收集更多「相控阵天气雷达」的数据，相信有助预报员更好地掌握中尺度天气系统的变化和特性，亦能够为临近预报业务带来积极影响。

2023年1月

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

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如何解读多普勒天气雷达的风场

多普勒原理探测雨点移近(或远离)雷达的速度。可是此速度是沿着雷达波束方向的风的分量，即径向风速。若风与雷达波束平行，径向风速的值与真实风速相等，若风与雷达波束成垂直方向，径向风速的值会变为零。径向风速为零的线称为零径速线。

香港天文台教育资料里的「香港天气雷达观测」一文简单介绍了利用多普勒原理探测雨点移近(或远离)雷达的速度。由于雨点会被风带动，所以这是一个估算风速值颇好的方法。可是，必须注意的是此速度是沿著雷达波束方向的风的分量，即径向风速(图一)。若风与雷达波束平行，径向风速的值与真实风速相等，若风与雷达波束成垂直方向，径向风速的值会变为零。径向风速为零的线称为零径速线。由雷达影像的径向风速模样可发现一些有趣的现象，如判断旋涡存在与否及台风的风速风向分布等。图二显示一个气旋式旋涡位于雷达不同方向所产生的径向风速的模样。图中最主要的特征为偶极结构，或叫「风的耦合」。沿径向远离雷达(中心)的方向，在零径速线(灰色) 的右边，风吹离雷达(正数，暖色)；在零径速线(灰色) 的左边，风吹向雷达(负数，冷色)。天文台位于大榄角的机场多普勒天气雷达于2018年8月29日早上成功侦察到一个在马湾附近发展的水龙卷。水龙卷形成后向北移动靠近汀九桥，最后在汀九附近消散(图三)。图四显示大榄角机场多普勒天气雷达于该日上午11时26分和11时31分时，雷达扫描仰角为17.0°的径向风速图。图四a至四b红圈显示偶极风场结构，即东北风(蓝色箭咀显示风吹向雷达)及西南风(红色箭咀显示风吹离雷达)结合成一个「风的耦合」，即表示空气气旋式旋转。在香港，水龙卷一般在五月至十月的雨季发生，但它们的出现通常很短暂并非常细小。再者，大帽山天气雷达(海拔高度约970米) 及大老山雷达(海拔高度约580米) 位于山顶，难以观测到这类在低空出现的天气现象。如2018年8月29日的事件，根据图三及天文台于香港国际机场在该日早上11时30分的云底高度观测资料来推断，水龙卷发生约在600米以下高度。由于大榄角机场多普勒天气雷达处于较低高度(海拔高度少于100米)及有较高数据解像度，因此大榄角机场多普勒天气雷达能成功观测到当天的水龙卷。

2019年1月

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

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浅谈机场多普勒天气雷达（TDWR）

机场范围上空出现风切变是造成航空意外的成因之一。自1990年代起不少现代化机场陆续安装了多普勒天气雷达以探测风切变，为刚起飞和准备降落的航班提供风切变信息和预警，提升了航空安全。

机场范围上空出现风切变是造成航空意外的成因之一。自1990年代起不少现代化机场陆续安装了多普勒天气雷达以探测风切变，为刚起飞和准备降落的航班提供风切变信息和预警，提升了航空安全。机场升降区最强烈的风切变多由雷暴活动中的微下击暴流引起。成熟的雷暴中强烈而局部的冷空气突然下沉，在接触地面时向外扩散，形成微下击暴流，其带来的急 速风向和风速改变大大影响了飞机的浮力，因而对航班安全构成危险。关于微下击暴流和风切变的阐释，读者可以参阅天文台的小册子《风切变和湍流》[1]和 教 育资源的专题系列文章[2]。机场多普勒天气雷达的任务是探测机场范围的低空风切变，相比主要用来探测雨区发展和移动的天气雷达其技术更为先进。机场多普勒天气雷达利用多普勒原理[3]， 探测雷达方向的径向风速。对于刚起飞和准备降落的航班来说，沿跑道方向的风速改变可能会影响飞机浮力，因此要有效监测影响机场升降区的风切变，机 场多普勒天气雷达须安装在跑道延伸的方向。对于香港国际机场来说，跑道的偏西方是海域，因此雷达必须安装在跑道的偏东方，即是大榄涌附近地方﹙见图一﹚。微下击暴流的生命周期短，一般只维持约数分钟。在雷暴活跃期间，雷达须作频密扫描，以捕捉雷暴区气流的急速变化。同时，风切变的计算必须快捷准确，由电脑 系统自动进行才可及时把预警信息通知飞机师。因此机场多普勒天气雷达的雷达信号素质要求甚高，这包括精细的雷达波束，先进的软件以排除飞鸟、地形等对雷达 信号的影响，准确而高速转动的马达，以及可在雷暴期间仍能可靠地运作的设计等。雷暴在香港是一种十分常见的天气现象，微下击暴流引起的风切变亦不时发生。随著香港机场的航空交通日益繁重，我们需要机场多普勒天气雷达作为机场的守护 者，以保障航班和乘客的安全。

2012年6月

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

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利用雷达探测雨区的形相态

天气雷达是探测降雨的有效工具。双偏振多普勒雷达跟传统的单偏振雷达不同，新雷达能够发射及接收水平和垂直两个不同偏振方向的电磁波脉冲。由于水滴的大小和冰的形态会导致不同偏振电磁波反射后的特性出现差异，利用水平和垂直偏振回波特性的差别，有助于判断雨区的成分，以及雨量的多少。

天上的浮云，可谓千姿百态，形状变化万千。云里的水滴和冰，会随著温度、湿度及气流的改变而出现变化，水滴和冰的数量会因而有所增减；水滴可以凝结成冰，冰亦可以溶化为水滴。再者，冰的形态更是多式多样：有的是冰晶，有的是形状各异的冰粒。在恶劣天气的强对流活动中，冰粒的体积或会进一步增加，最后成为冰雹。当这些水滴和冰的过重时，便会做成降雨、降雪或降冰雹。（图一显示冰的不同形状）天气雷达是探测降雨的有效工具。雷达向大气层发射电磁波脉冲，然后测量经由雨区中的水滴和冰所反射的脉冲讯号（回波），从回波返回雷达所需时间，可计算出雨区的位置。至于降雨的强度，一般来说，回波的强度（反射率）越强，雨势就越大。但由于冰对电磁波的反射率较水滴强，如果雨区内有冰粒，估算出来的降雨强度便会较实际的雨势大。因此单从回波强度估算雨区中水和冰的成分或者是降雨强度，会有一定的局限和不确定性。天文台于2015年启用新的大老山双偏振多普勒雷达（图二）。跟传统的单偏振（电磁波的电场或磁场在单一平面上变化）雷达不同，新雷达能够发射及接收水平和垂直两个不同偏振方向的电磁波脉冲（图三）。由于水滴的大小和冰的形态会导致不同偏振电磁波反射后的特性出现差异，利用水平和垂直偏振回波特性的差别，有助于判断雨区的成分，以及雨量的多少。例如体积较大的水滴受重力影响，形状会变得较扁，其水平偏振电磁波的反射率会较垂直偏振电磁波的反射率强。偶然，雷达发出的电磁波脉冲被昆虫雀鸟等反射，也可以从双偏振回波讯号辨别出来。有了这些额外资讯，新雷达更能有效地监测冰雹的发展，及更准确地估算降雨量，为香港天气雷达应用打开新的一页。图四是2015年4月20日大老山雷达录得的图像，显示雨区中有较大的冰粒（图中黄色的部分）和冰雹（图中红色的部分）。当日广东沿岸地区受低压槽影响，出现强对流天气，除有狂风雷暴及大雨外，汕头等地区更接获冰雹报告，位置与雷达图像显示吻合。大老山的新天气雷达为天气预报员提供雨区的「形相态」资料，有助预报员更准确地监测雨区的发展和估算各区的雨量，并适时发出天气预报与恶劣天气警告，以保障市民安全。

2015年7月

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

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冰雹与钩状回波

落雹是一种自然现象，在香港并不常见，平均每一至两年才出现一次。较大的冰雹会破坏农作物，打破窗户，温室玻璃和汽车挡风玻璃等。天气雷达是天文台监测冰雹的主要工具，雷达图所显示的回波反射率及其形状为识别冰雹提供了重要线索。

落雹是一种自然现象，在香港并不常见，平均每一至两年才出现一次。较大的冰雹会破坏农作物，打破窗户，温室玻璃和汽车挡风玻璃等。在过去二十年（2000年1月至2020年8月），香港共有11日录得冰雹报告。近年本地较大规模落雹的一次，发生于2014年3月30日晚上。当晚受低压槽影响，香港广泛地区出现滂沱大雨及强烈雷暴并伴随落雹，天文台更需要发出黑色暴雨警告信号。在暴雨期间，天文台收到本港多处地区的冰雹报告，大部分报告的冰雹大小约 20 至 30 毫米（图一）。冰雹是强雷暴中产生的大冰粒。强雷暴出现时，大气的垂直运动十分猛烈。由于大气对流层的温度一般随高度增加而下降，当较暖湿空气上升时，空气中的水分会遇冷凝结。由于上升气流猛烈，水汽会被带到冻结层以上并不断打滚，凝结成冰粒。打滚过程冰粒不断吸收水分，像＂雪球＂般越滚越大，最后当上升气流不能再承托冰粒重量时，这些超重的冰粒便会跌落地面，形成落雹[1]（图二）。天气雷达是天文台监测冰雹的主要工具，雷达图所显示的回波反射率及其形状为识别冰雹提供了重要线索。冰雹形成于强雷暴中，在雷达图中除了有很强的回波反射率外，有时甚至会出现一种呈＂钩＂状的回波结构，称为「钩状回波」，如2014年3月30日晚上的雷达图便出现了清晰可见的钩状回波特征（图三）。钩状回波是超级单体雷暴的一个重要特征，代表与强雷暴相关的积雨云发展已经相当旺盛。此时积雨云中强劲的上升气流甚至令雨水无法落到地面，导致底层出现弱回波区，＂钩＂状的回波结构便因而形成。除了冰雹及强雷暴外，钩状回波有时更伴随龙卷风或水龙卷的出现，是一种代表破坏性极强的回波特征。大家如果以后在雷达图中发现钩状回波有机会影响自己时，切记要避之则吉，特别若是身处户外的话，应立即躲入坚固的建筑物内。钩状回波与冰雹的出现有一定关联性，但亦非必然，不是每次有钩状回波就表示有冰雹，反之亦然。预报员需要综合众多的观测去判断落雹的可能性，例如天文台近年添置的大老山双偏振S波段多普勒天气雷达（图四），便大大提升了监测冰雹的能力[2][3]。

2020年9月

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

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利用建筑信息模型加强天气雷达的维修工作

什么是建筑信息模型？建筑信息模型如何帮助天气雷达的维修？建筑信息模型将对象的物理及功能特性数码化，以便采用三维模型及数据库技术来管理。

什么是建筑信息模型？ 建筑信息模型将物件的物理及功能特性数码化，以便采用三维模型及数据库技术来管理。香港建筑行业正推广这项技术，皆因它在建造过程的不同阶段带来裨益，例如优化规划工作及加强协调沟通 [1]。建筑信息模型包含不同类别的建筑组件(如门、窗)，而每个组件附有某些特性，包括其构造物料和大小等，每个组件的特性都储存在数据库内。利用这些组件，可在虚拟的环境下搭造建筑物。此外，在某项工程所使用的建筑信息模型组件，可在另一个建筑项目内被重用。 建筑信息模型如何帮助天气雷达的维修？ 香港天文台最近完成一个先导项目，利用建筑信息模型来支援知识承传。当中应用建筑信息模型，建立了大老山天气雷达站的三维模型（图一）。透过这模型，维修人员可从三维角度检视雷达系统的不同组件，包括嵌入在雷达系统内或安装在机箱内的组件，另外亦制作动画来显示雷达维修的详细步骤，例如更换「调速管」的步骤（图二）。「调速管」是雷达系统的重要组件，约每年需被更换一次。由于「调速管」藏在容器内，当雷达运作时难以被检视，维修人员只能靠每年维修雷达时，才有机会透过现场训练来学习更换「调速管」的相关知识和技巧。应用建筑信息模型后，维修人员可透过相关动画，深入了解整个更换「调速管」的过程（图三）。利用建筑信息模型所制作的动画，让维修导师透过虚拟的环境向新同事分享他们的雷达操作经验，而不须前往雷达站及影响雷达的运作下进行训练，这提供更有效的方法作知识承传和共享。

2019年12月

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

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天气雷达站的非一般避雷系统

天气雷达作为天文台监察恶劣天气如暴雨及台风的主要工具，是天气预报必不可少的仪器。天气雷达必须全天候运作，以保障香港巿民的生命财产安全。在雷暴等恶劣天气时，正是天气雷达大派用场的时候，绝不能因为雷击而影响雷达的正常运作。

雷暴是本港雨季常见的天气现象。每年四月至九月期间，雷暴可能会频密地影响香港。从图一可见，在二零零六至二零一二年的四月至九月期间，香港境内录得的月平均云对地闪电次数达到五千次以上。为免遭受雷击破坏，建筑物须具备良好的避雷系统。有关避雷系统的原理可参考天文台教育资源文章"勿做避雷针"[1]，简单来说避雷针会吸引其附近的雷电，然后透过相连的接地装置将电流引导至地下，保护建筑物不受雷击。接地装置的电阻（下称避雷接地电阻）是避雷系统中重要的基本参数。避雷接地电阻越小，便越有效地引导电流，避雷系统的保护性能也越高。由建筑署出版的香港特区政府建筑物内电力装置的一般规格[2]中指出，一般用途的政府建筑物的避雷接地电阻不可超过10欧姆。然而，此规格并不适用于架空电缆或有特殊用途的建筑物，此类建筑物的避雷接地电阻视乎实际需要而定。天文台的天气雷达站正属于上述有特殊用途的建筑物之一，对避雷接地电阻有更严格的要求，原因如下：特殊使命天气雷达作为天文台监察恶劣天气如暴雨及台风的主要工具，是天气预报必不可少的仪器。天气雷达必须全天候运作，以保障香港巿民的生命财产安全。在雷暴等恶劣天气时，正是天气雷达大派用场的时候，绝不能因为雷击而影响雷达的正常运作。地埋位置天气雷达需要无遮挡的视野以全面监察天气状况，所以天气雷达站一般会鹤立于周遭的环境，例如大帽山天气雷达站便座落在香港最高山峰大帽山的山顶。高耸的位置往往令雷达站更易受到雷击，加上天气雷达是十分精密的电子仪器，容易受雷击所产生的巨大不稳定电流影响而损毁，因此雷达站对避雷接地电阻有更严格的要求。天文台一直遵守天气雷达站避雷接地电阻必须不多于1欧姆的严格要求，以尽量减低受雷击而影响雷达运作的机会。除了香港天文台，国际上也采用同等标准规范天气雷达站的设计，世界气象组织(WMO)辖下的仪器和观测方法委员会(CIMO)在其IOM第88号报告[3]中便指出了这项要求。图二摘录自该报告书，显示外国某雷达站遭雷击后雷达天线罩出现严重焦黑的情况。在上世纪90年代中期，为天文台兴建大榄涌机场多普勒天气雷达站当顾问的美国和澳洲专家明确建议雷达站的避雷接地电阻不能超过1欧姆。雷达站的避雷接地电阻不多于1欧姆，可保障天气雷达站在雷暴交加中仍能正常运作，在恶劣天气中为香港巿民提供可靠的天气信息服务。

2013年6月

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

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虚拟卫星图像的应用

利用深度学习模型加强夜间卫星天气监测热带气旋。

卫星图像对天气监测和预报工作十分重要，而可见光和红外光卫星图像在这方面均被广泛应用。前者具有较高的解像度，有助仔细分析天气系统的特征，但图像只能在日间地球受到阳光的照射下才能被制作出来；至于后者虽然解像度较低，但日间和夜间都能够制作出红外光卫星图像来使用。随著人工智能科技的进步，天文台开发了深度学习模型以生成虚拟夜间可见光卫星图像，协助预报员在晚间厘定热带气旋中心的位置。这模型是一个「条件生成对抗网络」（CGAN）模型，当中包括生成器和判别器（图一）。利用过去向日葵8号（H-8）卫星不同频道的图像来训练模型，以改善生成器和判别器的表现。完成模型训练后，输入实时卫星图像予CGAN模型便可生成虚拟可见光图像。2021年12月热带气旋雷伊是很好的例子，显示CGAN模型生成虚拟可见光图像的效用（图二）。

2023年1月

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

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如何利用气象卫星测量云顶高度？

物理上我们知道所有对象都会发出电磁波，而发出的能量会根据对象自身的温度而定。透过量度由云顶发出的特定波长的电磁波，我们可以根据普朗克定律估算相应的云顶温度。

云可发展的高度取决于大气条件，例如在不稳定的大气情况下，云团一般发展至对流层的上层。知道云顶的高度能帮助了解大气的状态。此外，云顶的高度对于机师决定是否绕过或攀越对流云也是很重要的资讯。 我们可以使用气象卫星从上方观察云层，从而估计云顶的高度。这又是如何做到的呢？物理上我们知道所有物件都会发出电磁波，而发出的能量会根据物件自身的温度而定。透过量度由云顶发出的特定波长的电磁波，我们可以根据普朗克定律[1]估算相应的云顶温度。例如通过地球同步气象卫星的红外光感应器我们就可以探测到云顶所发出的红外线电磁波。由于红外光不能穿透云，由这频度所量度的温度是相当接近云顶表面的温度。有了云顶温度，我们可以从高空探测系统量度的或由数值天气预报模式估计的大气温度垂直廓线找出云顶温度所对应的高度。图一是透过红外线的测量而得出云顶高度的示意图。此外，一些配备了激光雷达的极地轨道气象卫星也能直接测量云顶的高度。激光雷达向下面的云顶发射激光脉冲，该激光脉冲会被云中的粒子如水滴和冰粒反射，卫星上的仪器透过测量发送和接收该脉冲的时间差，便可以计算出云顶的高度。例如，CALIPSO 卫星[2]配备了激光雷达，其中的任务便是测量云层的垂直结构（图二）。

2019年1月

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

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甚么是「气象卫星」？

甚么是气象卫星？气象卫星在地球上空远处运行。它所携带的传感器指向地球，从而拍摄地球的鸟瞰图。气象卫星根据其轨迹可分为两类：地球同步气象卫星和极地轨道气象卫星。

气象卫星在地球上空远处运行。它所携带的感应器指向地球，从而拍摄地球的鸟瞰图。气象卫星根据其轨迹可分为两类：地球同步气象卫星和极地轨道气象卫星(图一)。恰如其名，地球同步气象卫星相对地球是静止不动的。它环绕地球的速度与地球自转的速度相同，固它在任何时刻均逗留在地球上同一地点的上空。这使它能24小时不间断地捕捉同一地方的云图。它离地面约35,800公里，可拍摄到半个地球的影像。极地轨道气象卫星以大致南北方向环绕地球运行。它的轨迹离地面约数百公里。它们大部份一天内经过同一地点一两次。由于较接近地球，它们每次只能拍摄到有限区域的云图。相对地球同步气象卫星，极地轨道气象卫星图像的数目较少，范围亦较小。但此类云图有一优点，就是云图的分辨率较高。

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

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气象卫星接收系统

气象卫星携带探测器从太空拍摄地球的图像。气象卫星按其运行轨迹可以分为两类，分别是地球同步气象卫星及极地轨道气象卫星。

引言气象卫星携带探测器从太空拍摄地球的图像。气象卫星按其运行轨迹可以分为两类，分别是地球同步气象卫星及极地轨道气象卫星（图一）。地球同步气象卫星相对地面是静止不动的，因此可以24小时不断拍摄地球上同一地区的云图。卫星位于赤道的上空约35,800公里，拍摄的图像复盖接近半个地球。极地轨道气象卫星是低飞的卫星，以大致南北的方向在数百公里上空环绕地球运行。大部分的极地轨道气象卫星每天都在同一地区的上空经过一至两次。由于它们距离地面较接近，每次只能拍摄有限面积的图像，但图像的分辨率较地球同步卫星为高，而地球同步卫星每天提供较多同一地区的图像。香港气象卫星接收系统当美国在一九六三年发射第八号电视及红外光观测卫星（TIROS8）后不久，香港天文台即利用一套自制系统接收该卫星的自动图像传送系统发出的信号。初期是使用一副改装过的普通电视机来显示卫星图像的。上述自制系统一直用来接收环境勘测卫星（ESSA）及美国海洋大气局（NOAA）气象卫星两个系列的极地轨道卫星的自动图像传送信号，直至一九六八年天文台添置了一部照片传真机为止。一九七七年，日本发射了首颗地球同步气象卫星（GMS）。该卫星在东经140度赤道上空35,800公里处，并每三小时一次以模拟传真形式传送可见光（VIS）及红外光（IR）频道图像。一九七九年，天文台购置了一套接收系统以接收该卫星的高分辨率图像。这首颗地球同步气象卫星在一九八一年、一九八四年、一九八九及一九九五年先后被第二号卫星（GMS-2）、第三号卫星（GMS-3）、第四号卫星（GMS-4）和第五号卫星（GMS-5）所取代，而传送模式亦由模拟传真形式转为数字形式（数字数据来自可见光和红外光自旋扫描辐射仪的延展信号），并且每小时传送卫星图片一次。为切合这些转变，天文台于一九八八年购置了一套电脑化接收系统。在一九九六年，天文台安装一套更先进、利用Unix作业系统的接收系统来接收和分析GMS-5提供的额外的红外光卫星图像以及新的水汽通道图像。在二零零一年年底天文台安装一台接收系统接收中国气象局风云一号系列和美国国家海洋及大气管理局的NOAA系列的极地轨道气象卫星。在二零零三年中日本的GMS-5卫星的任务由美国的地球同步业务环境卫星-9号（GOES-9）所取代。天文台利用原有接收日本GMS-5的系统接收GOES-9的图像。在二零零四年天文台安装另一台卫星接收系统来接收中分辨率成像光谱仪（MODIS）的直接广播。该仪器是美国太空总署地球观测系统的两颗名为Terra 和Aqua 卫星上的探测器。MODIS拥有36条观察频道，复盖了从可见光至红外光的广阔频率，使它成为一些学科如气象学、海洋学甚至是环境监测的宝贵数据来源。MODIS拍摄出来的高分辨率图像，对监测一些细微的特征或现象如山火及烟霞等尤为有用。在二零零五年中国气象局的第一颗业务应用地球同步气象卫星，即风云二号C（FY-2C）卫星，投入运作。风云二号C卫星位于东经105度的赤道上空，提供五个频道（可见光、红外光-1（IR1）、红外光-2（IR2）、水汽及红外光-4（IR4））的图像。云图复盖大部分亚洲、澳洲、印度洋、西太平洋地区。可见光图像的分辨率为1.25公里，而红外光和水汽图像则为5公里。在热带气旋和暴雨的季节期间，卫星每30分钟提供北半球的图像。日本气象厅于同年发射名为多用途输送卫星-1R（MTSAT-1R）的新一代地球同步气象卫星，以取代美国的GOES-9。MTSAT-1R卫星每30分钟提供更新图像，图像复盖范围与GOES-9相若。卫星除了提供四个频道（可见光、红外光-1（IR1）、红外光-2（IR2）及水汽)的图像外，亦额外提供一个新的红外光-4（IR4）频道图像。可见光的图像分辨率为1公里，而红外光及水汽图像的分辨率为4公里。卫星资料的应用香港天文台直接接收下列卫星的广播，以二十四小时支援天气预测和警报服务： - 中国气象局的FY-1D和FY-2C卫星。 - 日本气象厅的MTSAT-1R卫星。 - 美国海洋大气局（NOAA）系列的极地轨道卫星。 - 美国太空总署地球观测系统（EOS）系列的卫星。 气象卫星资料有下列各项用途： - 卫星图片显示全球云量及天气系统分布情况，是各地区重要的资料来源，尤其在海洋和其他天气观测资料稀少的地区。 - 暴雨的云团会发展及上升到较高的高度，云顶的温度相对较低。利用红外光的卫星云图，分析云顶的温度，对监测暴雨的发展很有帮助。 - 在卫星云图上，热带气旋具独有的特征，较为容易辨认，因此卫星图片对追踪热带气旋的移动及估计其强度有极大的帮助（图二）。 - 在没有云层遮蔽的情况下，红外光图片上可以显示海面温度的变化。这些资料有助预报海雾及热带气旋的发展。 - 除云图外，一些卫星图片提供环境监测的资料，对监测如烟霞分布、山火地点、火山爆发及沙尘暴等尤为有用。

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

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气象卫星新纪元

新一代的地球同步气象卫星与上一代的卫星怎么比较？「风云四号」卫星在技术上还有些什么突破？在哪里可以看到高清的卫星图像？

2016年12月11日凌晨，「风云四号」卫星系列的第一颗星「风云四号A星」在中国西昌卫星中心成功发射升空。在约一个月前的11月2日，日本发射了「向日葵9号」气象卫星，而在11月20日，美国GOES-R气象卫星也顺利升空。今次发射的「风云四号A星」卫星，与「向日葵9号」、GOES-R卫星及欧洲正在研发的MTG卫星均属于新一代地球同步气卫星。进入轨道后，新卫星将经过数个月至约一年的在轨测试才投入服务，当这些卫星投入服务，全球气象卫星服务亦正式进入一个新纪元。这些新一代的地球同步气象卫星与上一代的卫星怎么比较？新一代地球同步气象卫星拥有更多观测通道，并能更快地提供更清晰的图像。以「风云四号A星」卫星为例，它拥有14个观测通道，相比上一代卫星的5个通道，数目大幅度增加，是上一代卫星的2.8倍，观测速度则提升1倍以上，可以每15分钟完成地球圆盘扫描一次及每分钟生成一张1000公里×1000公里的区域观测图像。可见光图像最大分辨率由1.25公里提高至500米，提升幅度达1.5倍。「向日葵9号」气象卫星是2015年中启用的「向日葵8号」的备份卫星，拥有16个观测通道，每10分钟更新图像一次，亦具备每2.5分钟更新一次的区域观测能力，可以用以跟踪台风的发展。图一是「向日葵8号」卫星在2016年8月1日拍摄到的台风「妮妲」的可见光图像，图中清楚显示风眼附近的细致螺旋结构以及眼壁的强对流云团。结合多通道数据及图像分析技术，新一代卫星可提供多种辨认特殊天气或环境现象的图像，包括沙尘暴、火山灰、强对流云、冷暖气团、云团种类分析等，此外卫星数据可以用来反演海水温度和气溶胶浓度。图二是利用「向日葵8号」卫星在2015年7月19日获得的数据经过处理的图像，突出了印尼火山爆发喷出火山灰的情况。天文台的卫星图像网页会不时更新焦点卫星图像，有兴趣的市民可通过本文所列网址观看。「风云四号」卫星在技术上还有些什么突破？「风云四号」卫星除了具备多通道扫描成像辐射计外，更加设了干涉式大气垂直探测仪，是世界上首颗地球同步气象卫星搭载同类仪器。大气垂直探测仪可以对大气结构进行高精度分析，犹如检查身体的电脑扫描切片分析一样，可以获取大气中的温度、湿度，和不稳定指数的分布，为数值预报模式提供重要观测数据，或可提前数小时捕捉到强对流天气将会发展的线索。此外，卫星上的闪电成像仪能够每秒拍摄500张闪电图，可以探测闪电的次数和强度。通过对闪电的实时、连续观测，结合云图等数据，可以监测和跟踪对强对流天气的发展，提供雷暴及恶劣天气的预警。在哪里可以看到这些高清的卫星图像？天文台于2016年3月及2017年2月分阶段更新了卫星网页，使用「向日葵8号」及其他卫星的数据，新增复盖华南及广东沿岸地区的高解像度图像和全球合并卫星图像 (图三)，能更清楚显示香港及邻近地区，以至世界各地的天气状况。复盖东亚地区的卫星图像由原来每三十分钟提升至每十分钟更新一次，黑白可见光卫星图像亦升级为真彩图像(图四)。卫星图像网页：https://www.hko.gov.hk/tc/wxinfo/intersat/satellite/sate.htm

2017年2月

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

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人造卫星如何量度大气的垂直廓线？

人造卫星如何量度大气的垂直廓线？极地轨道气象卫星如何量度大气的垂直廓线?遥感如何测量大气层中的水汽？如何利用红外探测仪测量温度？如何测量水汽在大气层中的高度？

传统上，我们利用高空深测系统，定时每天四次发放带有探空仪的气象气球来量度大气的垂直廓线(图一)。近年，气象部门开始利用风廓线仪及微波辐射计(图二)，加密对高空的监测。但基于运作成本的考虑，这些高空探测系统在空间网络上的分布上是十分疏落的。为了复盖更多空间，气象部门开始利用绕极气象卫星来量度大气的垂直廓线。绕极气象卫星如何量度大气的垂直廓线?部分的绕极气象卫星如METOP及风云3号上，分别安装了可以用来量度大气垂直廓线的仪器(如IASI和AMSU-A，及IRAS等)，以量度大气的温度、湿度及痕量气体浓度等垂直廓线。这类仪器包括红外探测仪或微波探测仪，都是利用遥感的方法来量度垂直廓线。 遥感如何测量大气层中的水汽？大气中各种气体分子会吸收特定频率的电磁波，图三显示水汽的吸收光谱。一个物体对特定频率电磁波的吸收能力越强，它在受热情况下对那频率电磁波的发射效能就越高，这就是基尔霍夫热辐射定律[1]。因此，大气亦会发射电磁波。利用绕极气象卫星量度大气所发出的电磁波，我们便可以计算出大气的垂直廓线。如何利用红外探测仪测量温度？物体的温度越高，它发出的电磁波就会越强，即斯特凡-波兹曼定律[2]。白炽灯就是其中一个例子：白炽灯越热，产生的光就越亮。如何测量水汽在大气层中的高度？大气的垂直廓线可以通过测量大气在多个频率发射的电磁波强度来计算，因为不同频率的电磁波反映大气中不同高度的情况；举例说，当我们量度大气吸收能力强的频率，所量度的电磁波大部分会是来自大气层的顶部，这是因为由底层所发出的电磁波大部分都会被顶层吸收，无法抵达卫星。相反，如果我们量度大气吸收能力弱的频率，就可以测量来自接近地面发出的电磁波，因为大气底层的空气密度远比顶层高，接近地面发出的电磁波即使被大气顶层吸收了一部分，仍足以在强度上盖过由顶层所发出的电磁波。通过量度不同的频率，人造卫星就可以把探测「聚焦」在不同的高度上，再把不同高度的资讯叠加在一起，就成为大气的垂直廓线。

2015年7月

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

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极地轨道天气卫星的图像

极地轨道天气卫星所拍摄到的云图，在分辨率上会较地球同步天气卫星的云图为高，能把较细致的云团结构显示出来，有利监测重要天气如热带气旋或暴雨对香港的影响。

简介 极地轨道天气卫星所拍摄到的云图，在分辨率上会较地球同步天气卫星的云图为高，能把较细致的云团结构显示出来，有利监测重要天气如热带气旋或暴雨对香港的影响。上述两类卫星运作模式的比较可参阅表一。  香港天文台于二零零一年底在京士柏气象站安装了一套地面接收系统(见图一)，能接收极地轨道天气卫星的资料。此等卫星除了能提供高分辨率图像外，本身也拥有多条观测频道，有助预报员观察较细小的天气系统及地球上的现象，例如热带气旋结构、雾、山火及沙尘暴等。 图像的应用热带气旋 由于极地轨道天气卫星云图的分辨率可达约一公里，所以能清楚显示热带气旋的结构，有助估算热带气旋的中心位置和强度。 图二清楚显示台风海燕的风眼中心及其外围环流和云带。此时海燕的中心风力达到每小时一百四十公里。 雾 雾是在较接近地面或海面出现。利用极地轨道天气卫星高分辨率图像的优点及其特别观测频道，以及加强色彩的效果，能把雾从卫星图像中呈现出来。 图三是一个低能见度的好例子，雾在此图像中呈现红色。当日(二零零二年一月十七日)早上，广东沿岸广泛地区有雾(在图三中呈现为红色)，香港的能见度下降至五百米以下。雾虽然在日间逐渐消散，但是图四清楚显示沿岸海域仍有几阵雾(雾在图四中呈现淡黄色)。  山火  由于极地轨道天气卫星其中一观测频道对地面温度的变化较为灵敏，因此它提供的图像能够观察到山火。二零零一年十一月二十六及二十七日华南地区天气干燥，提供了很好的观察机会。当时，香港录得的相对湿度下降至百份之五十左右，部份地区有山火发生。 图五内箭咀指著的红点及黑点显示十一月二十七日有山火发生的地方，其中一处靠近新界荃湾地区。 沙尘暴 极地轨道天气卫星的图像对辨识沙尘暴很有帮助。 图六是二零零二年四月八日下午拍得的卫星图像，显示沙尘暴波及的范围达至上海以东的东海海域。这些沙尘在两三日前大致源于新疆及内蒙古等地。当时，一道雨带正复盖著东海，这道雨带能有效地洗擦掉南下的沙尘。 备注： NOAA 指 National Oceanic and Atmospheric Administration of the United States (美国国家海洋及大气管理局)。 

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

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监测火山灰

火山灰是由细微的玻璃物质和岩石粉末构成 ，非常粗糙。当飞机飞越密布火山灰的云层，火山灰会黏附在飞机引擎内的涡轮等零件上，玻璃物质熔化后会形成涂层，影响空气流动，导致引擎过热甚至熄火。

最近冰岛格里姆火山于5月下旬开始爆发，喷出大量火山灰，令人回想去年4月至5月期间冰岛另一座火山埃亚菲亚德拉火山爆发的情况，担心火山灰会像去年一样大范围扩散，令欧洲大部份航机停飞，再次导致航空交通瘫痪，令大量旅客滞留。火山灰是由细微的玻璃物质和岩石粉末构成 ，非常粗糙。当飞机飞越密布火山灰的云层，火山灰会黏附在飞机引擎内的涡轮等零件上，玻璃物质熔化后会形成涂层，影响空气流动，导致引擎过热甚至熄火。1982年6月24日，英航一架波音747客机从马来西亚吉隆坡飞往澳洲珀斯途中在印尼上空遇上火山灰，机上四台引擎全部先后失去动力，由37,000呎急降至12,000呎，幸而这时飞机上的三台引擎能够重新启动，飞机成功急降在印尼雅加达机场。为了保障民航安全，国际民航组织建立了一个国际航路火山监察系统，由九个火山灰谘询中心组成，监察其负责区内火山灰的出现和预测其扩散情况，并发布有关信息。天文台除了利用火山灰谘询中心的资料外，也利用气象卫星监测火山灰的扩散。图1 是由美国国家航空航天局(NASA)的Aqua极轨卫星上的中分辨率成像仪[MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)] 在2011年5月23日收集的数据绘制而成的真彩图像。图上火山灰的烟羽呈褐黄色，而一般云团是深浅不一的白色到浅灰色。从图中可见火山灰由冰岛的格里姆火山向南扩散，飘向英国北部。天文台亦发展了一些卫星图像产品，以特殊颜色显现火山灰或沙尘的位置，方便预报员进行监测的工作。图2是利用MODIS的红外光通道制作的火山灰及沙尘监测图像，火山灰以黄色及红色显示。由于极轨卫星每天只经过同一地区两次，为加强监测，天文台亦利用地球同步气象卫星的资料观测，图3 是利用日本气象厅的MTSAT地球同步气象卫星的资料制作的火山灰及沙尘监测图像，红色椭圆的位置是今年1月26日日本九州新燃岳火山爆发时火山灰扩散的情况。除了火山灰外，这类图像也可帮助预报员识别沙或尘的范围，大家可在天文台沙尘天气资讯网中浏览。如资料显示香港空域可能受火山灰影响，天文台会按国际民航组织的规定，提供相关的警报及资料给民航处及各航空用户，方便航空公司及飞机师计划飞行路线，减低受火山灰的影响和保障飞行安全。

2011年6月

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

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无线电探空仪升空后的去向

自1949年起，香港天文台每日定时发放搭载探空仪的气象气球，收集不同高度的气象数据，用于天气预报和数值天气预报模式。探空仪有时会被风吹至本港数十至数百公里外，但偶尔也会降落在香港境内被市民拾获。

早于1949年，香港天文台就定时发放搭载无线电探空仪的探空气球，收集大气层不同高度的气象数据。时至今日，天文台每日香港时间上午及晚上八时均从京士柏高空气象站发放携带了探空仪的气象气球。随著填注氦气的气球缓缓上升，探空仪会将不同高度的气温、湿度和其他参数传送回地面，而风速及风向可从全球定位系统信号演算得出。由于大气层越高，空气越稀薄，气球上升时会不断膨胀，一般上升至约30公里高度便会爆破，探空仪则会张开降落伞缓缓降落回地面。在升空过程中，探空仪随环境风而飞行，有时会被吹至远离京士柏数十以至数百公里之外。但世事无绝对，天文台偶尔也收到公众拾获探空仪的报告。在2023年7月30日上午，有市民在机场货运站附近发现一个气象观测探空仪（图一），经核实确认为当天早上在京士柏气象站发放的探空仪。当日的探空数据显示（图二），探空气球受低层偏南气流影响先向北飞。其后，随著高度增加，环境风向转为东北时，气球逐渐被吹向西南方。大约飞行了53分钟后，探空气球最终在大屿山愉景湾上空约20公里爆破，无线电探空仪在降落伞的辅助下徐徐回到地面。高空气象观测对天气预测至关重要。一旦数据传回地面，天气预报员便可以从温熵图分析大气的垂直温度变化及湿度廓线来判断大气稳定度。这有助于评估当日的云量以及发生强对流天气的可能性。全世界的气象单位也会透过世界气象组织的全球电讯系统交换探空数据，让探空数据能够成为数值天气预报模式的初始条件来进行运算。除支援天气预测工作外，探空数据还具有广泛的应用。滑翔运动爱好者可以参考热成指数和低层风来判断当日是否适合进行活动。此外，温熵图亦可显示大气底层是否存在逆温层或等温层，这对于摄影爱好者捕捉壮丽迷人的云海大有帮助。当你看见上升中的气象气球时，你知道它会飞多远吗？

无线电探空仪

2024年3月

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

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二维视频雨滴谱仪的毫秒世界

天文台安装于赤鱲角机场气象站的雨滴谱仪是二维视频雨滴谱仪可由基本物理原理推算出雷达反射率，并与雷达数据作比较，帮助研究不同季节和不同降雨机制下的雨点特性。

大家或多或少经历过落雨没有带备雨伞的时候，并可能感受到夏天与冬天降雨的分别。夏天降雨主要来自大气对流活动引发的积雨云，雨滴因而较大颗；冬天降雨则一般来自层状云，绵绵细雨的情况较常见。现时量度或估算降雨量的两个主要方法分别为雨量计及天气雷达，但它们均未能提供雨滴大小分布的观测数据，而雨滴谱仪正好可以提供这方面的资料。天文台安装于赤鱲角机场气象站的雨滴谱仪是二维视频雨滴谱仪（图一）。仪器最重要的部分是中央长阔各约10厘米貌似「天井」的测量区，两侧安装有高速的扫描摄影机。当雨滴下坠穿过测量区，过程中不同高度的截面会被拍摄，观测数据经软件处理后可得出雨滴的下落速度甚至重构出其三维形状（图二）等资料。降雨过程中雨滴谱仪能够以毫秒级数（千分之一秒）的速度测量每颗雨滴。以2023年9月7日晚上的大雨个案为例，当时位于赤鱲角的香港国际机场正受降雨率达每小时30毫米的雨区影响（图三），而在晚上9时54分至10时00分短短6分钟之间雨滴谱仪便测量得超过14万颗雨滴。将14万多颗雨滴的直径与其下降速度或扁率数据绘制成二维直方图（图四），会发现数据并非随机分布，而是大概遵循特定关系—雨滴愈大颗，下落速度愈高，扁率亦愈少于1（即雨滴呈扁状，垂直高度较小而水平长度较大）。每次降雨过程获得雨滴谱数据后，除了能够得出降雨率及累积降雨量等传统观测资料与地面雨量计作相互比对外，更可由基本物理原理推算出雷达反射率，并与雷达数据作比较，帮助研究不同季节和不同降雨机制下的雨点特性。

雨滴谱仪

2024年3月

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

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暑热压力测量系统测什么？

由天文台自行研发的暑热压力测量系统，由干球温度计、自然湿球温度计和黑球温度计组成，测量出来的香港暑热指数有什么意思？跟气温又有什么分别呢？

适逢夏季，大家除了关注天文台提供的气温和相对湿度等天气资讯外，或许亦会留意香港暑热指数（Hong Kong Heat Index，简称 HKHI）。细心比较，会发现气温和 HKHI 虽呈现相似走势，数值却不尽相同。以2022年9月14日作例子， 京士柏录得当日最高气温为34.5度，同样在京士柏测量到的 HKHI 却只得27.5。为何两个反映炎热天气的指标，数值会有如此大差别？在解开谜团之前，让我们认识一下测量 HKHI 的暑热压力测量系统吧！由天文台自行研发的暑热压力测量系统，早于2009年在香港注册成为专利。天文台最初研发这系统，是为了支援2008年的香港奥运及残奥马术比赛，提供反映马匹在高温情况下所承受压力程度的客观参考指标，让相关单位能采取额外措施预防马匹体温过热。这系统由三支温度计组成：干球温度计、自然湿球温度计和黑球温度计。干球温度计放置在防太阳辐射罩内，所使用的是一枝白金电阻温度计。温度计采用随温度改变电阻的白金丝作元件，根据电阻值便能知道气温。防太阳辐射罩的设计和百叶箱的原理一样，既可让空气自由流通，又能避免温度计受太阳直接照射和雨水影响。自然湿球温度计同样以白金电阻温度计测量温度，与干球温度计的分别在于此温度计被湿布包裹著并曝露在户外，使所测量的温度同时受到气温、湿度、太阳照射和风力影响。当湿布上的水分蒸发时，会将湿布和温度计的热量带走，使湿球温度低于干球温度。若果天气干燥、太阳猛烈或风势强劲，水分更易蒸发，两者的温度差别会特别显著。因此自然湿球温度能反映马匹或人体在户外的排汗状况及散热效率。黑球温度计的设计就是将白金电阻温度计放置在一个黑色暗哑的中空铜球内。当太阳光照射球表面时，大部份热辐射会被吸收并转化成热能。而铜的导热能力高，能迅速地吸热和散热，因此黑球温度计能有效反映太阳热辐射和风力对温度的影响。在阳光充沛及风势较弱的日子，黑球温度可以高于干球温度十多度。当暑热压力测量系统收集到干球温度（Ta）、自然湿球温度（Tnw）和黑球温度（Tg），便能根据它们的数值计算出香港暑热指数，计算公式如下︰HKHI = 0.80 Tnw + 0.05 Tg + 0.15 Ta香港暑热指数是天文台利用气象数据以及本港入院数字，与本地大学合作研发的指数，当京士柏的HKHI在30左右或以上，市民便应采取适当的防暑措施，避免炎热天气带来的健康影响。根据以上资讯，相信大家已理解到香港暑热指数并不是一个温度数据，它并没有单位，是一个综合了气温、湿度、太阳照射和风速等重要因素的指数！炎炎夏日，大家进行户外活动时，请记得留意天文台最新的天气资讯，做好防暑措施啊！

冷热天气

2023年7月

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

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浅谈城市内的气温监测与预报

城城市气象监测站能帮助市民了解城市内的微气候和更精细的天气情况，让天文台发展更「贴地」的天气信息服务，加强自动分区天气预报。

香港各区的天气情况和变化常出现明显分别， 炎热天气触发的局部地区骤雨和雷暴就是常见的例子。骤雨以外，气温亦有较大的区域差异，尤其是在夜间，市区的气温往往比郊区高，这现象我们称为「热岛效应」，但大家又曾否感受过在市区更小范围内的微气候变化呢？举例在2022年7月28日11时（图一），位于油尖旺区的天文台总部气象观测坪和旺角城市气象监测站竟录得高达四度的温差。而今年七月中至下旬本港持续晴朗酷热，天文台总部及邻近城市气象监测站录得的平均气温日循环也出现了明显差异（图二）。让我们一起看看造成城市尺度气温差别的原因和定点天气预报的挑战吧！1.  附近建筑物的物料和密度2.  附近的人类活动、城市绿化和调节空气流通的因素

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

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便携式高空探测系统

天文台于2014年年底增设了一套便携式高空探测系统。该系统附有小型接收器、处理器、探空仪检定器、及天线等。以上组件基本上可被放置在一两个行李箱内，方便一至二人携带到不同的地点，以收集气象数据，有助提升高空探测的灵活度和应用范围。

香港天文台利用一套自动高空探测系统（图一），每日定时发放附有探空仪的气象气球以测量及计算大气层不同高度的风向风速、温度、湿度和气压等数据，提供天气预报不可或缺的资料。该自动高空探测系统设置于京士柏气象站，体积接近一个标准货柜箱。随著业务及发展的需要，天文台于2014年年底增设了一套便携式高空探测系统。该系统附有小型接收器、处理器、探空仪检定器、及天线等。以上组件基本上可被放置在一两个行李箱内（图二及图三），方便一至二人携带到不同的地点，甚至到船舶上操作，以收集气象数据（图四），有助提升高空探测的灵活度和应用范围。

2015年4月

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

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浅谈相对湿度

如果你有留意天气报告，相信对「相对湿度」这名词不会陌生。究竟相对湿度究竟是什么？为何要加上「相对」两字？它又是怎样量度呢？这文章介绍甚么是相对湿度、它与绝对湿度的分别、相对湿度的测量以及战后相对湿度记录的恢复。

「干燥的东北季候风正影响广东沿岸。下午本港普遍地区的相对湿度降至百分之四十左右。」如果你有留意天气报告，相信对「相对湿度」这名词不会陌生。相对湿度究竟是甚么？为何要加上「相对」两字？它又是怎样量度呢？绝对湿度及相对湿度绝对湿度是指每单位体积空气中水汽的质量，通常以克/立方米(g/m3)作单位，反映空气的实际水汽量。相对湿度是指空气中的实际水汽压与在相同温度下饱和水汽压的比例，通常以百分比(%)表达。而甚么是饱和水汽压？试想像一个在室温装载著水的密封容器，并假设温度不变。初时，水面部分的分子如有足够动能，便会蒸发成为水汽，并逃逸液态水体。部分水汽会再次凝结为液态水。这个过程会持续，直至达到均衡状态，即返回的分子与逃出的分子数量一样。此时，容器内的空气不能容纳再多的水汽。我们称这种状态为饱和（图一）。而在这情况下，水汽向水面施加的压力就是饱和水汽压。饱和水汽压与温度有关，温度越高，空气中可容纳的水汽越多，而饱和水汽压则越高，反之亦然。简单来说，相对湿度可理解成空气的实际水汽量相对于在相同温度下可存在最高水汽量之比例。假设实际水汽量不变（绝对湿度不变），若气温下降，较冷的空气可以容纳的最高水汽量会减少（即饱和水汽压减少），相对湿度亦会随之而上升。在一些天朗气清的日子，晚间辐射冷却效应显著，气温下降有机会令近地面大气中的水汽饱和而凝结成小水滴（即是露）。而达到饱和所需要降至的气温亦因此称为露点温度。相对湿度的量度常见的相对湿度量度方法主要有以下三种。以干湿球温度计算：干球温度就是日常说的气温。而湿球温度则从球面被湿布罩著的温度计读出。由于湿布水份的蒸发冷却，湿球温度一般较干球温度低。水份的蒸发率取决于空气的水汽量。空气越干燥，水份蒸发越快，干球与湿球温度差距越大。故此，干湿球温度差异反映空气中水汽距离饱和的程度，可藉此计算相对湿度。历史上天文台曾使用不同的计算方法，包括利用湿度换算表、湿度滑尺（图二）及公式。现时天文台采用修订柏氏(Hooper)法[1]来计算相对湿度。电阻式湿度计：利用物料导电性质随湿度改变的特性，量度电阻变化。电容式湿度计：量度电容器之间的电介质层因湿度改变而出现的电容变化。天文台部分自动气象站有使用这类湿度计。恢复战后相对湿度历史纪录以往，天文台网站只提供自1961年起的相对湿度数据。而战后1947至1960年间的相对湿度数据则记载于天文台总部的天气记录簿内（图三）。近年天文台把这些历史相对湿度数据进行品质检定及数码化，并加进天文台的资料库。2023年11月天文台网站新增了1947至1960年在天文台总部录得的每年、每月及每日平均相对湿度数据。战后香港曾经历过一些极端干旱的天气，当中包括1963年香港出现长时间干旱，全年平均相对湿度只有73%，是有记录以来最干燥的一年。该年1月亦是有记录以来最干燥的月份，平均相对湿度只有45%。而1955年1月16日的平均相对湿度为21%，是有记录以来最低的日平均值。以天文台总部每小时观测为基础，最低的绝对最低相对湿度则出现在1959年1月16日，当日下午3时录得的相对湿度只有10%（图四）。

2024年5月

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

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蒸发量与可能蒸散量

蒸发量和蒸散量都是水文观测的其中两个重要元素。 「蒸发量」是水由液态转变成气态而进入大气中的总耗水量。 「可能蒸散量」则是在土壤经常保持湿润的状况下所可能出现的蒸散量。

你可能知道「蒸发」是甚么，但你又听过「蒸散」吗？蒸发量和蒸散量都是水文观测的其中两个重要元素。「蒸发量」是水由液态转变成气态而进入大气中的总耗水量。蒸发跟阳光、风力、温度和湿度有关。而从土壤和植物表面进入大气的耗水量就是「蒸散量」。「可能蒸散量」则是在土壤经常保持湿润的状况下所可能出现的蒸散量。这些数据对研究水文气象及农业、兴建水塘和淡水湖均十分有用。在京士柏气象站，量度水面蒸发量的工作始于1957年，而「可能蒸散量」的观测更早于1951年开始，两者均一直维持到现在。传统上量度蒸发量是用蒸发皿（图一），皿内注入清水，并设有固定针规刻划未蒸发前的水面高度。气象技术员要每日定时注水入皿内并小心量度其分量，直至水面刚刚回复接触到固定针规。这个分量的水即代表过去24小时内的蒸发量。如果曾下雨，水位高于针规，则要从皿内抽水出来量度，雨量减去抽出来的水量便是当天的蒸发量了。但假若雨量太多而令蒸发皿满溢，蒸发量便无法准确计算。而「可能蒸散量」是用砖和水泥建成的蒸散量测定装置来观测，上面载满泥土和种满短草（图二），下面有一条引出管由装置底部伸到另一个承接排水的水缸内。以往气象技术员每日定时在草面洒上定量水分确保泥土饱和湿润，致使翌日引出管有水分流出。假定蒸散量测定装置内的含水量在两次量度时间之间保持不变，则洒上草面的水分和漏出的水分之差即代表「可能蒸散量」。如果过去24小时内有雨，则雨量亦列入计算之内。2016年开始，天文台技术人员陆续把这两个观测自动化，改用电子方式量度和计算，无需再用人手观测，针规、度水尺、量水器皿等悉数退役。现在量度水位高度变化，只需要放一枚电子压力计于蒸发皿或水缸中（图三），装置便能凭水压计算出水位高度和改变，从而计算出「蒸发量」和「可能蒸散量」。在大雨出现时，当水深到达某预设高度，装置亦会记录下来，并把皿中或缸中的水用泵排走，以防因水满而溢出，影响读数。自动化观测除了节省人力外，亦免除了可能因不同人员观测而造成的误差，还增加大雨日子的数据的可用性。

2020年3月

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

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自动气象站的常规观测仪器

自动气象站收集重要的气象数据，以支持天气预测及警告服务。自动气象站一般装设了几种常规的观测仪器，测量气温、湿度、风速风向、雨量及气压。

香港天文台在1984年建立首两个自动气象站，分别位于尖沙咀的天文台总部及沙田。直至2014年年底，天文台设置的自动气象站数目已增加至超过80个，相信是全球最密集的自动气象站网络之一。这自动气象站网络收集重要的气象数据，以支援本港的天气预测及警告服务。自动气象站一般装设了几种常规的观测仪器，测量气温、湿度、风速风向、雨量及气压。量度以上气象元素看似简单，但仍需要适当的工具、地点及符合一定的标准及规格。首先说说气温和湿度，我们利用了白金丝电阻温度表来测量气温（干球温度），而另一支被湿布包裹著的白金丝电阻温度表则用作测量湿球温度（图一）。白金丝的电阻值与温度呈极佳的线性关系，因此白金丝电阻温度表是测量气温的一种非常理想的工具。我们从干球及湿球温度便可计算出相对湿度。这两支白金丝电阻温度表需要放置在一个百叶箱内，离地约1.2米，而最佳测量气温的地点是在平整、空气流通、不受障碍物遮挡阳光的空旷草地上 [1]。大多的自动气象站采用风杯式风速表来测量风速和风向(图二)。风速传感器是由三个风杯组成，在垂直的轴及球轴承上转动[2] 。当风吹动时会转动风杯，而转动的速率显示风力的程度; 风向标则测量风向，尖端所指示的方向便显示出风向。风速表一般需要安装在空旷的地方及离地面十米高。测量雨量通常采用翻斗式雨量器。翻斗式雨量器的中央装置了两个轻便、大小一样的雨斗（图三），状似跷跷板。当其中一个雨斗所收集的雨水达到预设的雨量时，雨斗便会翻侧，把收集到的雨水排走，同时另一雨斗会继续收集雨水。从某段时间内雨斗翻动的次数便可计算出该段时间录得的总雨量。雨量器亦应该安装在离附近障碍物一定距离的地方。测量气压通常采用电容式压力传感器。气压传感器包含两块相近、平行设置、及电绝缘的金属片，其中一块金属片可因应空气压力的变化而变曲。当空气压力有所改变时，金属片的弯曲改变了两块金属片的空隙间距，其效果相等于可变电容器的运作。电容值的变化便可显示气压。气压传感器一般安装在环境较稳定的室内地方。

2015年4月

https://www.hko.gov.hk/sc/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」下的温度计

天文台大楼旁边草地上那个大草棚，正式名称为「温度表棚」，棚内放置了干球温度计与湿球温度计，是量度气温和计算相对湿度的重要工具。温度表棚是热带地区用作遮盖温度计的草棚，天文台总部在一八八零年代后期开始使用。棚上铺有藤席和棕榈叶，一般来说每隔大约5年便会按需要修补或重铺。

每年3月的天文台开放日，很多市民都喜欢在那座历史悠久的1883大楼前驻足观赏与拍摄，同时亦有不少人对大楼旁边草地上那个大草棚感兴趣。这个草棚正式名称为「温度表棚」，棚内放置了干球温度计与湿球温度计，是量度气温和计算相对湿度的重要工具。两款温度计可谓各司其职，其中干球温度计用来直接量度温度，至于相对湿度则是根据干球与湿球温度计的温度差距计算。将温度计放在草棚下是要避免温度计直接受太阳照射或风雨影响，并可让周围的空气自由流通，这样才能反映真实的气温。温度表棚是热带地区用作遮盖温度计的草棚，天文台总部在一八八零年代后期开始使用。棚上铺有藤席和棕榈叶，一般来说每隔大约5年便会按需要修补或重铺。由于温度表棚体积较大，现时只在天文台总部设置，分布于各区的自动气象站则采用较常用的「百叶箱」来放置温度计。

2019年5月

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

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藉飞行体验提升航空气象服务

本文讲述天文台的航空气象顾问在香港国际机场内的机场中央控制中心提供的不同服务。

香港天文台自2005年起派遣员工参与由航空公司安排在机舱驾驶室内体验实际飞行，让从事航空气象服务的同事在过程中与机师及机组人员接触并进行交流。由于疫情关系，体验飞行的安排暂停了数年。至2023年10月，在得到香港国泰航空有限公司的支持下，新一轮的体验飞行再次举行，安排直至2024年1月。藉著与机师的访谈，天文台同事从中了解到他们在飞行期间如何运用天气资讯，包括天文台为香港国际机场航班开发的「我的航班天气」电子飞行包应用程式的实际操作，以及收集他们对天文台现有航空气象服务和产品的意见，并就未来服务和产品的发展作交流（图一）。在体验飞行过程中，天文台同事身处驾驶室内亲眼见证机师如何获取最新的天气资讯，并对不同天气状况作出应对。这使参与同事有深刻的印象及明白到航空气象服务对航空业界的重要性。高品质的航空气象资讯能够让机师和机组人员在应对恶劣天气情况时做好准备，从而提升航班的飞行安全之余，亦确保航空交通运作有秩序和有效率。同事透过亲身体验在飞行中遇到的重要天气，以及与机师的直接交流，有助提升天文台航空气象服务的水平。除了恶劣天气之外，在飞行路线上还会遇上不同的大气状况。因此，途中有机会观察到各种大气现象。例如，当飞机经过由液态水滴形成的云层上空时，若太阳光线的方向配合，可能会见到飞机的影子被交替出现的红环和蓝环所包围。这种「彩光环」是其中一种容易遇见的大气光学现象（图二）。若是在冰点以下的飞行高度遇上，甚至可能是潜在积冰所需要留意的标记。飞行中的各种观测都有助加深参与同事对航空气象的认识。

2024年3月

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

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航空气象顾问在机场中央控制中心提供的服务

本文讲述天文台的航空气象顾问在香港国际机场内的机场中央控制中心提供的不同服务。

天文台由2022年6月底开始，派员常驻香港国际机场的机场中央控制中心担任航空气象顾问，为航空业界提供服务，用户包括香港机场管理局、民航处、各航空公司、地勤服务代理商、货运站营运商、停机坪服务商等。航空气象顾问提供的服务包括每天定时为客户作本地天气及邻近区域高影响恶劣天气的简报、发放简明的综合天气图表，及提供对香港国际机场运作有高影响的天气元素的概率预报等。透过视像进行的简报让客户了解香港国际机场及香港飞行情报区的最新天气情况，促进有效的机场运作安排。航空气象顾问在简报中亦会对邻近区域的机场会否受恶劣天气影响作出评估后通知客户，例如当有热带气旋移近日本，若与香港有频密航班的机场因风暴逼近而令本港出发的航班需要取消和更新编排，相关的持份者可提早通过不同渠道通知旅客暂时无需前往机场，避免大批旅客滞留在机场内等候造成混乱。所以，用户对邻近区域机场天气情况的了解与香港国际机场的运作亦是息息相关的。如用户在航空气象顾问作简报时有任何提问，可即时提出并进一步讨论，这样大大提升了天文台与航空业界用户的彼此沟通。简报的内容会以简明天气图作总结，并上载至专用的网页方便用户参考。航空气象顾问亦会提供对机场运作有高影响的天气元素的概率预报给用户参考，当中包括跑道的大风、侧风、极端高温等，这类预报有助航空业界用户在他们的日常运作中作出相关决策，或啓动不同等级的应变措施。身处机场中央控制中心当值的航空气象顾问能面对面回应客户的各种查询。尤其在热带气旋或强对流等恶劣天气影响机场运作时，天气状况瞬息万变，航空气象顾问更能有效地提供适切的资讯及意见。而在某些不确定性存在的天气情况下，面对面的咨询能有助阐释各项可能影响机场运作的因素，有利客户评估天气变化而作出适当的决策。这种实时并紧贴变化的咨询服务能够协助用户作出相应的飞行计划和运作决策，大大提升航空服务的安全与效率。

2023年1月

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

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机场跑道换新号 气象服务度身做

为配合香港国际机场重置跑道编号的气象服务。

香港国际机场的第三跑道铺设工程经已竣工，未来将会成为新的「北跑道」，旧北跑道已于2021年12月2日被重新编配为「中跑道」，而跑道的编号亦由07L及25R，分别改为07C及25C (图一)。为了能够区分三条平行跑道，中跑道的附加指示代号会以C来表示。为了配合重置跑道编号，天文台在一年多前已著手准备，包括修改相关气象系统及工作程序，让空中交通管制员、飞行员和其他航空用户等，准确又方便地掌握为个别跑道而编制的气象资料(图二)。除了与民航处紧密合作进行系统转换外，天文台还提供天气服务，以支援香港机场管理局在跑道上进行重置跑道编号的户外工程。天文台现正提升气象系统和设备，以提供未来三跑道系统需要的航空气象服务。

2022年1月

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

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航空气象服务合作协调「危险天气警告」

「危险天气警告」分三类，分别针对不同的恶劣天气，它们包括：与热带气旋相关的WC SIGMET、火山灰云的 WV SIGMET ，以及其他天气现象（例如雷暴、湍流、积冰等）的WS SIGMET。

香港天文台辖下的机场气象所负责的其中一项工作是要为在香港飞行情报区（HKFIR）（图一）内的航班提供适时的恶劣天气资讯，保障其飞行安全。当发现或预测危险天气在区内出现时，机场气象所便会按照国际民航组织（ICAO）的规定，向在飞行途中的航班发出相应的信息，称为「危险天气警告」（SIGMET）。「危险天气警告」必须及时通报机师，好让他们能尽早采取应对措施。例如倘若有雷暴正在或预料会影响某飞行情报区，由于与雷暴相关的强烈对流，甚至冰雹，会对航班安全构成威胁，故此机师会在接收「危险天气警告」后采取适当的措施，例如飞机绕道、在等候区盘旋等，以避开潜在的危险。最新发出的「危险天气警告」可在天文台网页上找到。 「危险天气警告」分三类，分别针对不同的恶劣天气，它们包括：与热带气旋相关的WC SIGMET [1]、火山灰云的 WV SIGMET ，以及其他天气现象（例如雷暴、湍流、积冰等）的WS SIGMET。每个「危险天气警告」信息内的天气资料都包含：天气现象的类型、位置、高度、移动方向及速度、强度变化和预测位置 [2] 。为了方便交换，SIGMET以编码发出。在上述网站可以找到由机场气象所发出的SIGMET的自动翻译。 为甚么需要协调「危险天气警告」？ 由于预报员只需对其负责的飞行情报区发出「危险天气警告」，当一种危险天气（例如雷暴云团）伸展至另一飞行情报区，机师便可能接收到在飞行情报区边界附近地区不一致的「危险天气警告」信息。这是由于负责不同飞行情报区的预报员可能有不同的惯常做法，或对同一天气系统有不同的判断。图二为一例示图，显示当一航班飞近雷暴云团时，机师收到飞行情报区甲的「危险天气警告」显示预测该雷暴会向东移动，但飞行情报区乙的「危险天气警告」则预测雷暴云团会停留不动，飞行情报区丙并没有任何「危险天气警告」生效。在这个情况下，机师会因为这些不一致的信息而感到困惑。 为进一步改善「危险天气警告」服务，国际民航组织近年推广跨飞行情报区边界的合作和联系，协调气象相关产品 [3]。 香港天文台为此发展了一套名为「地区危险天气警告协调平台」的网上工具（图三）[4]。预报员可利用平台上的聊天室对危险天气警告交换意见，并对警告的资讯达成共识，平台会就参与讨论的预报员最终的决定自动制作「危险天气警告」给各自有关的飞行情报区。这个网上平台自2017年开始业务运作至今，已提供给数个区内的气象监视台作日常业务运行或试行[5]。 透过危险天气警告协调平台，可以方便地发出无缝并一致的「危险天气警告」信息。机师对区内协调的「危险天气警告」质素提升深表欢迎。

2019年12月

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

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浅谈国际民航组织气象信息交换模型

IWXXM由两部分构成，分别为统一建模语言(Unified Modeling Language, UML)概念模型与可扩展标记语言(eXtensible Markup Language, XML)。在业务运作上，IWXXM可理解成以XML格式表达国际民用航空公约附件 3 (国际航空气象服务)内载列的传统字符代码(TAC)产品，其中包括机场天气报告METAR, 机场天气预报 TAF及危险天气警告SIGMET等等。

在《浅谈气象数据编码》中谈及，随著更高细致度的气象数据正不断增加并在各气象中心之间交换，传统的编码方法已不能有效地处理这些新数据以满足不断增长的需求。这当然也牵涉到航空气象这一范畴，因此国际气象组织(WMO)于2011年成立了航空XML工作组(Task Team on Aviation XML)，与国际民航组织(ICAO)开始联手制定新一代交换航空气象信息的标准 –– 这亦是国际民航组织气象信息交换模式(IWXXM)的由来。什么是IWXXM？IWXXM由两部分构成，分别为统一建模语言(Unified Modeling Language, UML)概念模型与可扩展标记语言(eXtensible Markup Language, XML)。在业务运作上，IWXXM可理解成以XML格式表达国际民用航空公约附件 3 (国际航空气象服务)内载列的传统字符代码(TAC)产品，其中包括机场天气报告METAR, 机场天气预报 TAF及危险天气警告SIGMET等等。采用IWXXM的好处XML格式有利电脑系统之间的资料交换，方便转化成其他格式适合不同的用途。XML具有可扩展的特性，方便处理新增的资料/数据。而XML的结构与元数据(Metadata)亦方便更有效率地验证数据。IWXXM将令航空气象资料更流通，配合ICAO全球空中航行计划下的航空系统组块升级(Aviation System Block Upgrade, ASBU)，以支援未来需要更多精准数据、更先进的航空气象服务。IWXXM版本1.0 已在2013年9月发布，而最新版本3.0会在2019年年中获WMO核准使用，预料IWXXM将会在2020年国际民用航空公约附件 3 的第79次修订中成为必须符合的标准。让我们齐来迎接数据澎湃的世代吧！

2019年1月

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

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飞机总动员：特别空中报告

简介航空气象观测中的由飞机观测作出的特别空中报告。

根据国际民用航空公约附件 3 - 国际空中航行气象服务第5章，如飞机航行时遇上中等至强烈程度的危险天气现象，包括湍流或积冰等，须对该现象作出特别观测。这些观测称为特别空中报告 (Special Air Reports, ARS)，是航空气象预报员发出准确预报及警告的重要参考资料之一。特别空中报告也能警示在同一航道飞行的航机。特别空中报告首先由机师透过语音通讯通知空中交通服务单位 (ATS)。空中交通服务单位收到这些报告后，会尽快传达至其气象监视台 (MWO)。在香港，这些资料会由民航处的航空交通管制员传达至天文台 (HKO) 的机场气象所 (AMO)。机场气象所的航空气象预报员会将资料编码成国际民航组织 (ICAO) 指定的格式，透过航空交通服务信息处理系统 (AMHS) 尽快将空中特别报告发放至世界各地的相关机构，包括空中交通服务单位、世界航空区域天气预报中心 (WAFCs)、气象监视台、航空公司等。这些经过编码的资料亦会通过定期向航机广播气象信息的VOLMET/D-VOLMET发放。航空气象预报员会评估天气现象的强度和持续性，决定是否需要发出危险天气警告(SIGMET)(图一)。天文台亦会经机场控制塔接收来自升降航班的风切变及湍流报告。航空气象预报员会利用这些资料考虑是否需要发出风切变警告或危险天气警告。这些风切变及湍流资料亦会显示在机场天气报告(METAR/SPECI)中。除了实时运作上的用途外，特别空中报告也能用作开发航空危险天气预报产品。这些报告能帮助研究人员了解危险天气的气候，评核预报产品的表现，从而提高预报的准确度。图二为2016年3月的特别空中报告示例。

2023年1月

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

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航空天气观测及报告

天气观测员在香港国际机场控制塔内的机场气象所二十四小时观测天气及制作航空天气报告。自2000年4月起，用作国际交换的香港地面天气观测站由尖沙咀香港天文台总部迁移至赤鱲角的香港国际机场。现时，机场气象所的天气观测员同时为航空业界和气象界发放天气报告。

香港天文台作为香港的指定气象机构，依照国际民航组织﹙ICAO﹚和世界气象组织﹙WMO﹚定下的标准和要求为国际航空航行提供天气服务。天气观测员在香港国际机场控制塔内的机场气象所二十四小时观测天气及制作航空天气报告。自2000年4月起，用作国际交换的香港地面天气观测站由尖沙咀香港天文台总部迁移至赤鱲角的香港国际机场。现时，机场气象所的天气观测员同时为航空业界和气象界发放天气报告。气象观测和报告有什么分别？气象观测是一个或一系列气象要素的评估；而气象报告则是对在某一特定时间和地点观测到的气象要素的说明。什么是SYNOP？国际间议定在标准时间进行和完成地面气象观测，例如在协调世界时00、06、12、18﹙香港时间 = 协调世界时 + 8小时﹚。这些气象要素会被编码成议定的气象报告，称为SYNOP，每隔三小时或六小时在世界各国之间交换，这些数据会应用在天气预测或气候研究上。什么是METAR？METAR 是指航空界的「例行天气报告」，每隔一小时或半小时发出一次。这种报告载述在指定时间内在机场所观测到的气象要素。这些要素包括地面风、能见度、跑道视程、现时天气、对飞行有重要影响的云、气温、露点温度及大气压力。机场天气报告内亦包含趋势预测，即预测未来两小时内天气的转变。 什么是SPECI？SPECI 代表「特殊天气报告」。当机场的天气状况明显恶化或转好时，除例行天气报告外，机场气象所会发出特殊天气报告。这些重要的天气变化包括地面风、能见度、云底高度有明显变化，或有恶劣天气出现等。SPECI 编码方式与 METAR 类似，各元素的意思相同。要分别这两种天气报告，可查看开段所采用的关键字 METAR 或 SPECI。 METAR / SPECI、SYNOP 如何在国际间交换？机场天气报告﹝包括例行天气报告及特殊天气报告﹞经「航空专用电讯网」﹙AFTN﹚在国际间传递交流。此沿用已久的系统正逐步被新的「航空讯息处理系统」﹙AMHS﹚取代。新系统不但具有更广阔的频宽，更可传递二进制数据。在数据格式方面，航空界亦将逐渐从字母格式转至延伸标记语言，后者更适用于自动系统，亦支援航空用户未来以数据为中心的运作模式。SYNOP报告是透过世界气象组织的全球电讯系统﹙GTS﹚来进行国际间交换。观测时间、数据和信息格式、交换时间表及报告站台的职责都是根据世界气象组织的规定进行。为加强地区及全球之间的联系和资讯管理，世界气象组织现正建立新的资讯系统﹙WIS﹚。这套未来的核心资讯系统利用专用的通讯方法﹙例如数据网络、卫星通讯﹚来保证服务质素，以及使用互联网灵活地传送数据；至于数据格式方面，会沿用以表格驱动编码来交换SYNOP报告。

2012年6月

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

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侧风和航空安全

飞机降落时侧风过强，会把飞机吹离跑道中线产生危险。飞机降落遇到侧风时，机师为抵消侧风引起的航线偏离，会采取 "蟹形进场"（机身偏侧，机头指往向风方向使机身与跑道方向成一角度）或 "侧滑进场"（机身转侧使两侧机翼一高一低）两种技巧进行降落。

侧风指从侧面吹来的风。例如当飞机升降时，与机场跑道方向垂直的风便是侧风（图一）。除飞机外，行驶中的船只、汽车都会受到侧风的影响：驾驶风帆时，侧风可转化为让船前行的力量;而在田径场上，比赛选手更会因侧风的大小而影响成绩呢！飞机降落时侧风过强，会把飞机吹离跑道中线产生危险。飞机降落遇到侧风时，机师为抵消侧风引起的航线偏离，会采取 "蟹形进场"（机身偏侧，机头指往向风方向使机身与跑道方向成一角度）或 "侧滑进场"（机身转侧使两侧机翼一高一低）两种技巧进行降落。但前一种方法因起落架没有完全对齐跑道而可能受损，后一种方法翼尖及引擎有可能碰触到地面，故此侧风越大对飞机降落的潜在风险也越大。一般来说，较大型的机种抵御侧风的能力也较好，而侧风超过25海浬被视为显著。香港国际机场的两条跑道粗略来说是东西走向，因此强的北风或南风都会令侧风偏大。而有利于机场出现强侧风的天气情况主要有两类：东北季候风及热带气旋，其中以热带气旋的影响最为显著。当热带气旋集结在本港之西南时，香港会吹南至东南风，机场会受南侧风影响；而当热带气旋集结在本港之东或东南时，香港会吹北至西北风，机场便会受北侧风影响。对于在香港国际机场升降的飞机，南侧风的影响会较北侧风大，主要是当南风吹越大屿山上的山脉后，会在下游形成条纹状的弱气流及强气流。这些气流横过机场的升降航道，除了带来强侧风外，更不时产生强烈的风切变和湍流，进一步影响飞行安全。

2013年6月

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

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