酷热天气的预报
酷热天气的预报
何俊杰
2020年9月
香港夏季天气普遍炎热,七、八月份的平均每日最高气温约为摄氏31度,而在晴朗的日子,有时气温会更高。在2010至2019年期间,天文台总部每年录得「酷热天气日数」(即最高气温达摄氏33.0度或以上的日子)普遍超过20日,而在2020年更超过40日。由于酷热天气会增加中暑风险,亦可能令慢性疾病的病情恶化,高温天气是夏季天气预报其中一个重点。
香港位于亚热带,夏季的酷热天气通常与副热带高压脊或与距离香港较远的热带气旋外围的下沉气流有关[1][2]。对于这些较大尺度的天气系统在未来数天有可能出现的变化,电脑天气预报模式往往能提供可靠的预测,可是若要准确地预测香港每日的最高温度,其实也有一定挑战。
图一显示数个主流电脑天气预报模式在2020年7月15日预测随后十日在天文台总部的气温变化(紫色、绿色和红色线),而在这段期间在天文台总部实际录得的气温则以黑色线表示,以便和电脑模式的气温预报进行比对。图中可见各电脑模式的气温预报,可以较实测气温低至少两三度。其中一个原因是由于电脑模式在有限的解像度下未能充分反映及模拟城市化对气温的影响。有见及此,天文台先根据各电脑模式在过去一段时间的预报误差对其最新的预报作出修正,再按照各电脑模式的过往表现,以加权平均法发展了一套气温预报指引给预报员参考[3]。图一所见,这套气温预报指引(蓝色线)整体上明显较各电脑模式的预测更贴近实测数值。此外,预报员也会参考利用电脑集合预报资料制作的概率预报[4]和极端天气预报产品[5]等,评估未来数日出现酷热天气的可能性。

图一 主流电脑天气预报模式(紫色、绿色和红色线)及利用加权平均法(蓝色线)在2020年7月15日预测随后十日天文台总部的气温变化跟同期实际每小时的气温观测作比较。
除了大尺度天气系统的变化,要预报酷热天气,预报员亦须要考虑其他影响气温的因素,骤雨是其中之一。在夏季,当受到前段所述的天气系统影响,华南地区通常普遍天晴,但如果大气状态不稳定,沿岸地区有时会有骤雨发展,令高温天气稍为舒缓。一般而言,在吹偏南风或西南风的日子,骤雨多在早上出现;而当风势微弱,高温触发的骤雨常见在午后发展[6]。可是,骤雨每天实际出现的时间和地点具有相当的随机性,香港境内不同地区的气温变化因而不尽相同。
图二显示2020年7月15至23日每日本港的雨量分布和最高气温。这段期间,本港受副热带高压脊支配,日间大致天晴,但也受局部地区骤雨影响。在市区出现骤雨的日子(例如7月16及20日),天文台总部录得的最高气温比其他日子略低。而在7月21日,虽然新界北部有骤雨,但由于市区没有受骤雨影响,天文台总部的气温飙升至约摄氏35度。以现今的科技,电脑模式难以捕捉这些骤雨在时间与空间上仔细的变化,以及其对个别地点气温的影响。因此,基于过去误差而修正的电脑气温预报,在某些日子仍与实况有一定差异(图一)。

图二 2020年7月15至22日本港雨量分布(上方)和天文台总部及打鼓岭的每日最高气温(摄氏度;下方)。
风势是另一个影响本港各区高温的因素。香港位处华南沿岸,由于海水升温速度比陆地慢,温度差异所带来的海风有助减慢陆地气温的上升速度。这解释了为何日间新界的气温一般较接近海岸的市区高(图二)。但当风势轻微,海风未能有效地调节陆地的气温,新界与市区的温差往往更大。图三显示2020年6月24日及7月24日日间各区的风势和当日的最高气温。虽然两日均长时间有阳光,但6月24日西南风风势稍大,新界气温只比市区高一至两度。相反,在风势较弱的7月24日,新界北部气温达摄氏37度,较市区高三度或以上。

图三 (a)2020年6月24日及(b)2020年7月24日各区录得的最高气温(摄氏度;以红色显示的数字)及当日早上11时的风向风速(黑色风羽标志)。
总括来说,虽然电脑天气预报模式能大致掌握数天内的气温趋势,但预报酷热天气,尤其是不同地区的气温变化,须靠预报员细心分析各种影响高温的因素。受全球暖化及城市化的影响,预料出现酷热天气的次数愈趋频密。在炎炎夏日,大家要留意天文台发出关于高温天气的信息,特别是炎热天气特别提示和酷热天气警告[7],并且采取相应的措施,以防高温天气影响健康。
延伸阅读:
[1] 浅谈酷热天气
[2] 打风前的闷热天气
[3] Objective Consensus Forecast: A site-specific multi-model consensus forecast in the Hong Kong Observatory
[4] 看趋势?知冷热
[5] 极端天气预报
[6] 天气随笔:微风中的骤雨
[7] 酷热天气警告知多点
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