追踪雷暴、预测闪电---『机场雷暴和闪电预警系统』
追踪雷暴、预测闪电---『机场雷暴和闪电预警系统』
谢淑媚
2012年6月
香港国际机场是世界上最繁忙的机场之一。2011年,在香港国际机场升降的航机便超过30万架次。每年雨季,由雷暴产生的云对地闪电可能会令在机场停机坪工作的人员、和在户外登机的乘客受到电击伤害。为此,香港天文台与香港国际机场合作,研发了『机场雷暴和闪电预警系统』,在保障机场员工和乘客的安全同时,亦尽量把对机场运作的干扰减到最小。
『机场雷暴和闪电预警系统』巧妙地揉合实时闪电位置和天气雷达数据,自动发出黄色或红色闪电警告。其中用以预测闪电未来位置的技术名为『雷达回波相关追踪技术』,能计算出雷达回波图像上每个像素的移动矢量(TREC vector)。此技术的原理是先把雷达图像划分成多张同样大小的小图,然后比对接连两张(时间1及时间2)雷达图像,以时间1为基础,利用相关性找出时间2对应的小图,配对后两张小图在大图的位置就代表了雷达回波在这段时间内的移动矢量(图1),再利用外推法,便可计算闪电影响机场的时间。
『机场雷暴和闪电预警系统』会发出红色和黄色闪电警告。当预计有云对地闪电在机场岛5公里范围内发生、或有强雷达回波在机场15公里内及在机场5公里内探测到云对地闪电,系统就会自动发出黄色闪电警告。当探测或预计云对地闪电在机场岛周围1公里内发生,就会发出红色闪电警告(图 2)。
当黄色闪电警告生效时,停机坪上非必要的工作会停止。而当红色闪电警告生效时,为了保障位处停机坪的人员安全,无论是飞机加油、户外的乘客登机、下机、或者行李、货物的处理等停机坪上的所有户外运作都会暂停,待闪电过后才恢复运作。在这情况下,乘客提取行李的时间亦可能会延迟。

图1:『雷达回波相关追踪技术』

图2:『机场雷暴和闪电预警系统』的预警范围