天文台首次施放气球以霜点湿度计探测高空水汽含量

2020年12月31日

林学贤   李淑明

香港天文台在2020年于京士柏高空气象站首次施放气球探测高空水汽含量的变化，该站已成为世界气象组织的GRUAN候选成员。GRUAN是「全球气候观测系统基准高空网络」Global Climate Observing System Reference Upper-Air Network的英文简称，世界气象组织建立此网络的目的是为气象界提供长期且高品质的高空气候数据，以供研究高空气象要素的趋势和变化之用。数据亦帮助数值天气模式分析，以及校准和验证卫星观测数据。

GRUAN成员的重要任务是收集准确的高空水汽观测数据，香港天文台为此特别添置「低温霜点湿度计」Cryogenic Frostpoint Hygrometer，系于探空气球作高空观测。相比传统的探空仪，「低温霜点湿度计」纵使在湿度极低的高空，仍能快速和准确地测量大气中的霜点温度，从而计算水汽含量数据（大家常用的「相对湿度」，是反映空气中的水汽含量有多接近饱和程度，其值会随著温度而变化）。惟湿度计需要使用低至摄氏零下80度的冷冻剂保持低温方可正常运作，因此在施放气球前要特别小心地为仪器灌注冷冻剂（视频一）。


在施放探空气球后，「低温霜点湿度计」随气球缓缓上升至离地面约三十公里高的平流层，沿途即时收集霜点数据，经处理后便能得出准确的大气水汽含量数据。

天文台自2020年10月开始按要求每月施放「低温霜点湿度计」探空气球一次。图一为最近一次施放气球所获得的数据。天文台往后会继续每月施放一次载有「低温霜点湿度计」的探空气球，提供长期和可靠的大气水汽含量数据给位于德国的GRUAN总部进行分析和存档。