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飛行氣象

 

香港天文台 航空界通訊
第十三期二零零零年五月


香港與內地氣象信息交換研討會

              中國民用航空總局空中交通管理局 (空管局) 於二零零零年一月十八至二十日期間,派出代表團來港到訪香港天文台,並參加航空氣象服務和信息交換研討會。這次活動是根據天文台和空管局早前達成的航空氣象服務長期技術合作備忘錄而安排的。在研討會中,天文台和空管局互相介紹本身的氣象服務,並就未來的合作和資料通訊方面交換意見。代表團還參觀了赤鱲角的機場氣象所。雙方都認為這次交流會成績圓滿,饒具意義。


  圖 1
圖一    空管局代表團到訪


航空氣象服務聯絡組第十三次會議

        航空氣象服務聯絡組第十三次會議於一九九九年十二月二十三日在天文台會議廳舉行,共有十二名會員參加。台長林鴻鋆博士表示,過去六個月來的天氣稱得上風雲變色,香港三度受熱帶氣旋吹襲,其中颱風約克更令天文台十六年來首次懸掛十號風球,而於一九九九年八月二十二日颱風森姆襲港期間更不幸發生航機意外。天文台已提交有關天氣資料協助意外調查。林博士又報告,天文台已獲得撥款購置一套激光雷達 (LIDAR) 系統,用以探測晴天時的低空風切變現象。林博士又感謝各航空公司的支持。他表示LIDAR定於二零零二年裝設,屆時將對天文台預報風切變和湍流方面有重大裨益。


過渡至世界航空區域預報系統 (WAFS)

按照亞太地區而設的WAFS過渡方案,下述各項將分期進行:

(a) 地區航空區域預報中心 (RAFCs) 會把職務移交予世界航空區域預報中心 (WAFCs);

(b) WAFS過渡工作小組將於二零零零年七月評估各締約國對地區性中層重要天氣 (SWM) 圖的需求,並於二零零零年十二月採用地區性SWM圖;

(c) 於二零零一年年底向各國提供解碼BUFR的軟件;

(d) 於二零零二年年初起透過衛星以BUFR密碼發放全球高層重要天氣 (SWH)/SWM產品;

(e) 約於二零零三至二零零四年間停止經衛星發放T4傳真圖;

(f) WAFS的最後階段於二零零四年實施。

為配合這個全球趨勢,香港天文台將於二零零零年六月左右作出下列變動把飛行氣象文件規範化:

(a) 以最合適的WAFS SWH圖取代飛行氣象文件中的高層重要天氣圖。高空風∕溫度圖亦以同一方法處理。

(b) 提供SWM (FL100- 250) 圖以取代現時的中/低層重要天氣 (SWL/M) (<FL250) 圖,直至WAFS提供SWM圖為止。

天文台要求航空公司考慮在亞太地區飛行運作 (如ETOPS) 是否需要額外的WAFS SWM圖。


發放天氣資料予航空公司

        在過去十年, 發放給航空公司用戶的飛行氣象文件每年都有超過百分之五增長。去年有超過8萬份飛行氣象文件通過氣象資料發放系統 (MIDS) 送到航空公司用戶手中 (圖二),佔離港班機所需飛行氣象文件的百分之九十。截至二零零零年四月, MIDS 的登記用戶已達47個。除飛行氣象文件之外,用戶還可以瀏覽多類天氣資料。其中用戶最多查閱的網頁是「機場鄰近風資料」(圖三) 和展示機場即時天氣情況和天氣預報的「機場氣象資料」。為了使用戶可以更快登上MIDS,連接系統的速度現已提升至56,000 bps,高用量的用戶更可登記使用綜合服務數碼網絡 (ISDN)接達。
 
 

圖 2 圖 3
圖二    為航空公司供應飛行氣象文件的統計 圖三    MIDS最受歡迎的網頁之一


一九九九年一月二十二日海風引起的風切變事件

       眾所皆知,海風是引起風切變的其中一個原因。當陸地與海面存有溫差,氣流由海面吹到陸地,便會形成海風。早期在赤鱲角進行的研究顯示,每當赤鱲角和新界氣溫上升令空氣流入,海風通常從西面或西南面吹上陸地。當地面風來自相反方向(即東面)時,便會與臨近的海風形成強烈的輻合,從而產生上升型的風切變現象。

        一九九九年一月二十二日,數班飛抵赤鱲角的航機報告遇到因海風輻合而造成的風切變(表一)。

表一一九九九年一月二十二日的風切變報告

時間(UTC)

強度(海里/小時)

位置(呎)

0555

10 – 15

臨着陸

0657

強烈

臨着陸

0700

20

臨着陸

0740

-15

臨着陸

0957

-10

臨着陸

1234

10 – 15

100

1304

15

200

1308

15

200

1312

10 – 15

100


         一九九九年一月二十二日,華南沿岸地區受到一股和緩至清勁偏東氣流影響。本港清晨多雲,日間雲量逐漸消散。赤鱲角當日的最高氣溫是於0642UTC錄到的攝氏22.9度,比海面溫度高出近6度。

        當日整個上午,赤鱲角接近地面高度吹東風,風速約每小時10海里。於大約0730UTC,由於海風效應,R1W轉吹西風 (圖四)。海風緩慢地吹越赤鱲角,而R1C和R1E分別於0910UTC和1010UTC轉吹西風,但是西風只持續了一段短時間,並於12UTC左右全部轉回東風。

圖 4 圖 5
圖四   於0740UTC跑道上的風速和風向 圖五    五班於0520UTC至0644UTC之間着陸的航機錄得的逆風與高度變化

        表一所載事項可歸納為兩次不同的事件。第一次發生在大約07UTC西風吹越機場的時候,而第二次則發生在大約13UTC西風減弱的時候。圖五所示的逆風,就是當第一次風切變現象出現時,受影響的其中五班航機所錄得的。這些航機全部在臨着陸前的100呎上空遇上逆風增強,風速增強每小時10至15海里。圖六顯示在大約13UTC兩班航機着陸時錄得的逆風和高度變化。根據機上所錄得的逆風資料,當時該兩班航機在100至200呎上空遇到上升型風切變,強度在每小時10海里以下。

        由於一九九九年一月二十二日天氣晴朗,機場多普勒天氣雷達 (TDWR) 收集到的回波訊號相當微弱,而且西風也太淺薄,以致未能根據TDWR數據探測到風切變現象。當日抵港航機報告遇到風切變,天文台隨即發出風切變警告。


圖 6
圖六     兩班於13UTC左右着陸的航機錄得的逆風與高度變化

        雖然跑道上的風速表探測到有海風吹過赤鱲角,但當輻合區貼近機場西面時,卻未能探測到風切變。由於赤鱲角三面環海,要在該地點以西安裝風速表雖然未致於不可能,但也存在相當困難。基於欠缺感應儀器有效地監察海風,故此,很難探測到因海風而引致的風切變。希望計劃在赤鱲角設置的LIDAR能夠提供有用的資料,解決這個問題。


風切變及湍流報告徵集活動(二零零零年三月一日至三十一日)

        風切變及湍流報告徵集活動於二零零零年三月一日至三十一日舉行,成績圓滿。活動期間我們收到許多關於風切變的報告,現正進行詳細研究。我們謹藉此機會向所有參與這次活動的政府部門和航空公司致以衷心謝意。
 

二零零零年四月三日暴雨的雷達影像

二零零零年四月三日凌晨,一度活躍低壓槽橫過廣東沿岸,令香港受到大雨及雷暴影響。天文台於當日發出紅色暴雨警告信號,而機場氣象所亦發出雷暴警告。圖七是大帽山氣象雷達於凌晨3時顯示的3千米高空雨雲影像。圖中可見香港被一條廣闊的雨帶幅蓋着,其中赤鱲角和新界上空的回波尤其強勁 (以黃色和紅色顯示)。圖八顯示赤鱲角西側強勁回波的垂直切面 (對應圖七A點至B點的垂直切面),可見暴雨的對流發展高至14千米高空。天文台在這次暴雨中錄得每小時超過100毫米的雨量記錄 (以紅色和紫色顯示),而赤鱲角則在凌晨3時至4時的一個小時內錄得35毫米的雨量記錄。

圖 7

圖 8

圖七 於二零零零年四月三日凌晨3時,大帽山氣象雷達顯示的3千米高空雨雲影像。圖中影像中心是氣象雷達位置,赤鱲角位於B 點。 圖八 於二零零零年四月三日凌晨3時, 位於赤鱲角西側暴雨區的垂直切面 (對應圖七A點至B點的垂直切面)。強勁回波的區域以紅色和紫色顯示。


天文台將購置一套激光雷達 (LIDAR) 系統輔助風切變及湍流警報服務

        香港天文台為加強風切變及湍流警報服務,計劃於赤鱲角香港國際機場添置一套LIDAR系統。

        LIDAR利用紅外線輻射 (波長約萬份之二厘米) 探測空氣中的懸浮粒子,從而得出風速和風切變的資料,運作原理與TDWR相同,唯一不同的是,TDWR利用微波(波長約5)探測雨點的移動從而計算出風速 (圖九)。在晴天使用LIDAR效果最佳,而TDWR則適合在雨天探測風切變現象。

        現有的警報服務利用TDWR和風速表的數據探測風切變。其實早在90年代中期,顧問已為LIDAR進行研究。但當時LIDAR尚屬研究工具,市面上尚未有性能可靠的產品。在過去兩年間,LIDAR技術日趨成熟,市場上亦有較多性能可靠的產品可供選擇。赤鱲角的LIDAR系統定於二零零二年安裝,屆時當可加強我們預報風切變及湍流的能力,提供更準確的預報。

圖 9
圖九    天氣雷達與激光雷達運作的分別

網上航空氣象服務

        天文台現正着手籌備增設網上“航空氣象服務”專頁。初期提供的資訊包括:機場天氣情況、本地航空預報、香港國際機場的氣候,另外還設有一個虛擬旅程,帶領瀏覽者參觀天文台設置在機場以至遠離機場,如山頂及其他偏遠位置的航空氣象設備。網頁還會簡介天文台提供的各種服務。這些資訊預料可於今年年底在網上提供,然後我們會參考瀏覽者的意見增添資訊,令網頁內容更加豐富。

天文台利用風力作為替代能源

        自一九八零年代起,天文台便利用太陽能為設置在山上和偏遠離島而缺乏電力供應的自動氣象站提供能源。雖然太陽板性能可靠,但遇上長時間天陰或下雨,這些自動氣象站的運作便會因太陽能量不足而受到影響。今年年初,我們嘗試在沙洲自動氣象站利用風力提供能源,在該處裝設一座風車 (圖十和十一),其旋轉風葉長一米。這種風車既經濟又環保,使用以來成效良佳,可以與太陽板互相配合,令氣象站得到雙重能源保障,大大提高了氣象站的可靠程度。故此,我們計劃於今年較後時間在其他偏遠的氣象站裝設更多此類風車。
 
 
 

圖 10

圖 11

圖十       位於沙洲自動氣象站的一座風車 圖十一   利用太陽能和風力供應能源的一個自動氣象站


電話及傳真號碼

電話:

機場氣象所主管
(852) 2910 6300,
(852) 2922 5805

當值航空預報員
(852) 2910 6920
(852) 2922 5806

查詢飛行氣象文件
(852) 2910 6921

傳真
(852) 2910 0080

通訊

我們歡迎大家對天文台提供的航空氣象服務提出意見及建議,來函請寄以下地址 :

香港九龍彌敦道134A
香港天文台台長收
(經辦人: 機場氣象所主管 )

最近修訂日期: <2014年3月12日>