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一觸即發的大氣「火藥庫」

星期一, 2020年6月22日

6月6日至8日,本港連續三天早上出現暴雨,其中6月6日的暴雨更持續了超過七小時,需要發出黑色暴雨警告信號,是自2017年來首次。當日大部分地區錄得超過100毫米雨量,而荃灣、沙田、大埔、西貢及九龍東更超過200毫米(圖一),多處地點出現嚴重水浸。

圖一: 2020年6月6日的雨量圖。

除了雨量偏多,本地錄得的閃電次數亦非常多,三天的雷暴累計為香港境內帶來近30,000次雲對地閃電。其中6月6日早上截至6時已錄得超過13,000次(圖二),而全日的總數更是自2005年有閃電記錄以來六月份的最高紀錄。

圖二: 6月6日午夜12時至早上6時珠江口一帶的閃電分佈。藍色和紅色分別代表正極和負極閃電。
香港位處圖的中央位置,境內錄得超過13,000雲對地閃電。

要了解這次暴雨過程,要從6月5日開始說起。隨著華南沿岸地區的高空反氣旋減弱而高空擾動加強,潛藏在大氣中高層的能量和不穩定性已有所增加,只要能配合上觸發強對流的機制,例如低層的暖濕氣流匯聚抬升,就可以讓潛在的大氣能量釋放出來。前輩們戲稱這種情況為大氣「火藥庫」,每每叮囑預報員要加倍留意。這次觸發6月6日至8日連場暴雨的「元兇」,就是徘徊在華南沿岸的低壓槽(圖三)。在春夏之間,分別處於低壓槽南、北兩側,較暖、較涼的氣團互相角力,提供了低層輻合抬升條件,構成強對流觸發機制。若低壓槽上的「輻合線」(即氣流匯聚的線狀地帶,見圖四)出現移動緩慢甚至停滯不前的情況,加上在華南沿岸的西南季候風在夜間「推波助瀾」,暴雨雲可以在同一地帶持久發展,雨水長時間傾盆下瀉。此外,異常頻密的閃電顯示雲中的上衝氣流特別猛烈,能產生密集的大雨滴,造就出特強的雨勢,導致受災的地方累積異常多的雨水。6月6日的黑色暴雨就是在這些大氣條件下發生。

圖三: 低壓槽(藍線)在6月6日至8日在廣東沿岸徘徊

圖四: 6月6日上午2時30分香港的地面風場及輻合線分析(紅色虛線)。配合其他的大氣條件,強雷暴和大雨在輻合線附近不斷爆發。

回顧黑色暴雨當晚,雨雲的發展過程可說是既突然且迅速(圖五)。在6月5日晚上10時左右開始時,從雷達圖像上可見珠江口一帶只有微弱的降雨信號。但到了接近午夜,短短兩小時之間,珠江口已發展出廣闊的強烈降雨區。同時,青衣、荃灣一帶亦出現一個較小的雨區。話雖如此,由於注意到上述的大氣「火藥庫」及持續強降雨的有利條件,天文台當晚一直密切監察着該雨區的實際情況並利用臨近預報工具盤算着其往後的發展。最終在6月6日凌晨時分,適時先後發出了黃色、紅色及黑色暴雨警告信號。直至黎明後,當「輻合線」稍為移至香港以南的水域,才暫告脫離暴雨危機。

圖五: 6月5日晚上至6日早上的雷達圖像。藍、綠色代表較弱的降雨,而黃、紅色表示較強的降雨。

黑色暴雨過後,大氣中高層其實仍然不穩定,而且低壓槽從未真正遠離華南沿岸,大氣的「火藥味」仍未減退。事實上,在隨後的兩個下午,西南季候風幫助補充了沿岸地區的水汽和熱能,並短暫把低壓槽上的「輻合線」稍為推回內陸。然而在晚間,「輻合線」再度靠近沿岸,加上西南季候風在夜間繼續「推波助瀾」,導致6月7日及8日早上均有暴雨發生。初步分析顯示,「輻合線」恰巧在該兩天早上並沒有長時間停留在香港境內。

現今科技進步,電腦預報模式很大程度上能讓我們提早洞察華南沿岸因低壓槽及高空擾動而出現的不穩定天氣條件。作為天氣預報員,當面對著如黑色暴雨等的嚴重天災,時刻抱著謙卑敬畏的心,謹記前輩們的經驗,分秒必爭監察著天氣實況的變化,適時應變,一切以保障公眾安全為首要原則。

然而暴雨的生成無論在位置、時間及爆發程度往往有很大隨機性,其演變過程更是瞬息萬變,而且每次都有其獨特性。要完全掌握暴雨的發展及在香港這個細小地域上準確預測有多少降水,難度非常大,一直以來都是預報業務上其中的一項頭號挑戰。儘管預報員在每次的降雨過程中都迎難而上,希望預早提醒市民大雨的來臨並盡早發出警告,但暴雨與我們擦肩而過的例子,其實也是屢見不鮮。似乎,時間性與準確度,就如「魚與熊掌」,有時候兩者不可同時兼得。

莊民諾 譚曉晴 楊漢賢