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天文台於報章刊登的文章 Newspaper Articles by Hong Kong Observatory


『臨近預報』探測天氣

李炳華

大家也許有個疑問,既然天文台有能力將冷鋒、寒潮、颱風等的預報做好,為什麼在另一些惡劣天氣譬如暴雨等的預報還是強差人意呢?面對這類的天氣現象,氣象學家究竟又有什麼對策?

首先,天氣現象其實與各種大小不一的天氣系統相關連。冷鋒、寒潮以至颱風等屬於較大尺度的天氣系統,它們的影響範圍廣闊,壽命亦較長。經過長期的觀察研究,我們對這類天氣系統的結構已經頗為了解,對預測它們的移動和變化可說十拿九穩。

另一方面,暴雨、雷暴、冰雹、颮線、龍卷風等則屬於所謂『中尺度』的天氣系統。『中尺度』天氣系統的特色是空間尺度細小、發展迅速、壽命又特別短。譬如雷暴和暴雨,從發展到消失,一般只有兩三小時,並集中影響局部地區。龍卷風的壽命更短,平均只有十數分鐘,水平直徑一般在一公里以下。由於受到高山的阻擋,龍卷風在香港陸地出現的機會比較少,但在海面發生的『水龍卷』則並不罕見。

由於『中尺度』天氣系統這樣『神出鬼歿』,連先進國家的氣象部門亦經常束手無策。它們之所以這麼難預測,一方面是因為我們對它們的結構還有很多未明瞭的地方,另一方面是因為傳統的大氣探測及分析技術不足以應付『中尺度』天氣系統這類『神秘莫測』的對手。針對『中尺度』天氣系統的特殊性,一個稱為『臨近預報』的預報分支在八十年代初應運而生。

『臨近預報』早期亦曾被翻譯成『現時預報』,這個名稱驟看起來頗為奇怪,其實它是指從大量的實時資料中,特別是遙感資料,追蹤個別的『中尺度』天氣系統的移動和變化,推測它們未來的位置,為局部地區作短時間的天氣預報,同時以最迅速的方法將警報通知市民。

很明顯,要捕捉『中尺度』天氣系統,分秒必爭,在大氣探測及分析技術來說要求都十分高。『臨近預報』在這方面可謂無所不用其亟。以香港為例,天文台在境內平均每六公里左右便設置一個自動氣象站,最快每一分鐘便更新資料一次,是現時全球擁有最高密度自動氣象站網絡的地區之一。在高空方面,天文台擁有的多普勒天氣雷達每六分鐘便收集大氣層中雨滴含量及移動速度等數據,空間分辨率達數百米的水平。另外,我們每小時接收從氣象人造衛星拍攝到的圖像,分析大氣層內雲量和水汽的分佈。還有透過氣流剖析儀,每十分鐘便收集從地面到十公里高的氣流流動的數據。近年氣象學家更成功從『全球衛星定位系統』(GPS)信號中提取大氣水汽分佈的信息。由於信號不受天氣影嚮,故可二十四小時不停監測大氣層的變化。

大家可以想像,要處理這麼龐大的觀測資料,談何容易。幸好近年電腦及資訊科技發展迅速,特別是資料壓縮、傳輸、圖像處理、人功智能等技術,讓我們可以迅速地從大量的資訊中提取『中尺度』天氣系統的時空特徵,包括水汽的匯集,氣旋的發展等。沒有這些技術的配合,『臨近預報』根本不可能有這樣長足的發展。

『臨近預報』在今天是一個炙手可熱的課題,世界各地的氣象部門都正在發展研製適合自己應用的系統。大家相信憑著日益精湛的遙感及資訊科技,它的準確度將不斷提高。我們期望,市民渴望以久的『分區暴雨』終有一天得以實現,到時大家將可利用這些預報,在暴雨來臨之前作好充分準備。

臨近預報』利用遙感資料預測『中尺度』天氣系統的發展

『臨近預報』利用遙感資料預測『中尺度』天氣系統的發展



﹝文匯報 1999年12月17日﹞


※ 多謝文匯報之允許,轉載以上的文章。

最近修訂日期: <2014年4月1日>