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  • 香港不同地區的氣溫差異

  • 星期一, 2017年 1月 23日

香港是一個人口稠密的沿海城市,地形複雜,城市化程度各區不同。香港各區自動氣象站錄得的氣象數據顯示,全港不同地區的氣溫有顯著的差別。在某些情況下,受天氣狀況和周圍環境的影響,在同區內(如市區)各站之間的氣溫也可以有明顯差異。

各區氣溫差異的主要原因

在香港各氣象站當中,香港天文台總部位於尖沙咀的心臟地帶,是世界氣象組織亞洲區內,其中一個擁有超過一個世紀連續觀測主要地面氣象數據的氣象站。隨著自動氣象站網絡在 20 世紀 80 年代開始出現及發展,在過去數十年本地氣候統計資料的時間和空間分辨率均有所提高。圖 1(a)和 1(b) 分別顯示出不同氣象站於 2010 年至 2015 年夏天(6 月至 8 月)的平均最高氣溫和冬天(12 月至 2 月)的平均最低氣溫。圖中所觀察到的地區氣溫變化可以歸因於三個主要因素,包括地理位置、場地環境和天氣情況(詳見附表)。這些因素的綜合作用,會影響香港地區氣溫分佈情況的每日或季節性變化。

圖 1(a)

圖 1(a)      2010 年至 2015 年期間夏季(6 月至 8 月)各站平均最高氣溫的地區分佈。高地上的站為綠色。



圖 1(b)

圖 1(b)      2010 年至 2015 年期間冬季(12 月至 2 月)各站平均最低氣溫的地區分佈。高地上的站為綠色。



一些有趣的例子

2016 年 6 月 24 至 27 日的高溫

在副熱帶高壓脊的影響下,香港於 6 月 24 日至 27 日大致天晴及酷熱,天文台總部的最高氣溫上升至 35 度或以上。天文台總部位於九龍市中心,受到顯著城市化的影響,風速有長期的下降趨勢。在日間長時間有陽光及風力微弱的情況下,期間天文台總部錄得非常高的日間氣溫。與此同時,新界北部、西貢部分地區及香港島亦連日有局部地區性驟雨,抑制了該區的日間氣溫上升。在場地環境、地理位置和當地天氣情況的多個因素共同影響下,令這幾天天文台總部的最高氣溫較本港很多地區的氣象站為高。(圖 2 顯示 6 月 25 日的情況作為例子)

圖 2

圖 2      2016 年 6 月 25 日香港各站當日最高氣溫及雨量分佈。高地上的站為綠色。



2010 年 12 月 18 日晴朗及寒冷的早上

受華南的一股大陸氣流所影響,香港於 12 月 17 日大致晴朗。天氣晴朗及風力微弱的情況加強了打鼓嶺晚上的輻射冷卻效應,令其氣溫於 2010 年 12 月 18 日清晨一路下跌至最低的 0.2 度。在市區,因受城市化影響,夜間冷卻速度慢得多,天文台總部錄得的最低氣溫是 10.7 度,比打鼓嶺高出超過10度 (圖 3)。

圖 3

圖 3      2010 年 12 月 18 日從香港市區到郊區的日最低氣溫變化的示意圖。



環境變化與溫度觀測的一致性

香港是一個時常有新發展的高密度城市。天文台總部及其他氣象站,不論是在市區還是郊區的,將隨著時間無可避免地受到不同程度的週邊環境變化所影響 (例如 : 土地使用、建築發展、植物覆蓋等)。自 1884 年以來天文台總部的氣溫觀測一直是香港主要的參考之一。近幾年香港不同地方設立了更多的氣象站,當中不少位於市區,為不同地區提供了更多參考資料。儘管在地理位置及場地環境上有觀測到的地區分別,天文台總部及其鄰近市區站的溫度分析顯示這些市區站的每年及季節變化,以及它們的整體趨勢,基本一致。這些氣象站的長期觀測資料,特別是天文台總部一個多世紀以來的數據,一點一滴地記錄了香港多年來受全球氣候變化和本地城市化影響下的氣候改變,是香港甚至全球的一個十分寶貴的氣候資源。



李子祥 李健威 柳應康


附錄:

觀察到的地區性氣溫變化的三個主要因素

表一



參考資料:

[1] 秋風夜雨
https://www.youtube.com/watch?v=1tRJjlhJEDY

[2] 為何我家特別冷?
http://www.hko.gov.hk/blog/b5/archives/00000153.htm

[3] 地方越高,風勢越大?
http://www.hko.gov.hk/education/article_uc.htm?title=ele_00449

[4] 什麼是重力風?
http://www.hko.gov.hk/education/article_uc.htm?title=ele_00008

[5] 熱夜
http://www.weather.gov.hk/blog/b5/archives/00000076.htm

[6] 例子:啟德測風站的開敞程度
http://www.hko.gov.hk/wxinfo/ts/sec_anemometer_c.htm


  • 一山還有一山高:1889年的世紀大暴雨

  • 星期二, 2016年 12月 20日

香港在過去一個世紀曾經歷過多場嚴重暴雨。我們之前談及過 1926 年 7 月 19 日那場驚人暴雨[1],在香港天文台一天下了 534.1 毫米的雨,但原來一山還有一山高 ─ 1889 年 5 月 29 至 30 日的世紀大暴雨所保持的雨量紀錄比 1926 年的更多,24 小時內竟然錄得 697.1 毫米,即全年的三分之一雨量!

破紀錄的雨量

根據香港天文台的氣象記錄[2, 3],這場世紀大暴雨始於 1889 年 5 月 29 日凌晨,雷暴連續不斷地由西南往東北影響香港。在下午 2 時至 3 時平靜過後,中等強度的降雨重臨,並一直持續至午夜。之後另一場強烈雷暴於 5 月 30 日凌晨 1 時至 5 時期間在香港境內肆虐。除了暴雨,閃電亦閃個不停,雷聲徹夜轟鳴。雖然暴雨於早上 6 時後稍為減弱,但雨一直維持到當天下午較後時間才停止。

這場暴雨至今仍然保持著香港天文台多項最高雨量紀錄,包括連續 3 小時雨量、連續 4 小時雨量、連續 24 小時雨量、連續兩天至連續七天雨量等 (詳情請參考表一)。考慮到當時天文台的 30 年 (1884 至 1913) 平均年雨量為 2,113 毫米,這場世紀大暴雨在短短 24 小時內下了一年總雨量的三之一!這本身也是一個紀錄。

根據當時量地官 (即後來的工務司) 布朗 (Samuel Brown) 先生就這場暴雨所撰寫的報告[4],港島區的雨量,特別是在山坡上,很可能比位於九龍的天文台更高。可惜的是,太平山頂的雨量計在暴雨期間滿瀉,在天文台文獻中[2]只記錄了一個 24 小時雨量估算 ─ 約 707 毫米 (5 月 30 日上午 10 時為止)。

圖一

圖一      香港天文台在 1889 年 5 月 28 至 30 日錄得的每小時雨量。


表一

表一      1889 年 5 月 暴雨期間,香港天文台在不同時段內錄得的最大雨量。



暴雨的成因

由於這場暴雨發生在晚清,事隔已久,現在只能以有限的天氣觀測資料 (主要來自九龍尖沙咀天文台總部)來分析當時的天氣形勢。天文台日平均氣壓由 5 月 26 日的 1007.9 百帕斯卡逐漸下降至 5 月 30 日的 1003.2 百帕斯卡。海平面氣壓再分析資料顯示[5],當時一個廣闊的低壓槽支配著中國中、南部,5 月 29 日及 30 日沿岸地區的等壓線較密集。當 5 月 29 日大雨開始時,天文台風向由東風轉為西南風。太平山頂於 5 月 29 至 30 日亦錄得達清勁至強風程度的西南風。由於當時沒有任何熱帶氣旋活動的報告,相信不穩定天氣是源於廣闊低壓槽,同時西南季候風的增強亦為華南沿岸地區帶來充足的水汽,令該區的暴雨得以維持發展。

圖二

圖二      1889 年 5 月 30 日海平面氣壓再分析資料 (資料來源: 美國國家海洋和大氣總署,地球系統研究實驗室,物理科學組)。



圖三

圖三      香港天文台在 1889 年 5 月 26 至 31 日錄得的日平均風速和風向。



破壞及傷亡

根據報章[6]和量地官的報告[4],1889 年 5 月 29 至 30 日的特大暴雨是香港歷史上最具破壞力的暴雨之一,引致多宗水浸和山泥傾瀉報告。市內交通、電報通訊和大潭水塘食水供應一度中斷。因此,部分市民不得不使用流入分支渠道和河流的泥水作為供水來源[3],對社會及民生帶來嚴重影響。

山泥傾瀉

在港島,暴雨帶來的雨水夾雜著瓦礫嚴重破壞位於半山的己連拿利和雅賓利明渠。在雅賓利明渠 (圖四, 位置A附近開始) 方面,5 月 29 日大潭食水配水庫和位於寶雲道及花園道之上的濾水床 (圖四, 位置C;圖五照片) 因鄉郊建屋地段第 7 號 (圖四, 位置D) 下方斜坡的山泥傾瀉 (圖六照片) 而被嚴重破壞,並被岩石和瓦礫填塞。再加上該天晚上至 5 月 3 0 日清晨出現更大的降雨,導致更嚴重的山泥傾瀉和洪水。估計有 13,800 立方米的泥土從配水庫及濾水床的斜坡被沖走,另外約有同樣體積的泥土從配水庫下方的明渠兩岸被沖走。結果導致部分連接市區和山頂的纜車路軌和兩條橋被沖毀。洪水波及美利兵房 (圖四, 位置E附近;圖七照片),水浸約 0.6 至 1.2 米高,當時駐紮的軍人及地下倉庫需要撤離。

圖四

圖四      己連拿利明渠、雅賓利明渠、大潭輸水道(沿寶雲道)及跑馬地的主要受破壞位置圖。



圖五

圖五      大潭食水配水庫受損情況 (資料來源: 英國國家檔案館)。



圖六

圖六      大潭食水配水庫上方山泥傾瀉 (資料來源: 英國國家檔案館)。



圖七

圖七      暴雨後美利兵房的鄰近環境 (資料來源: 岑智明)。


在雅賓利明渠西面約 640 米的己連拿利明渠 (圖四, 位置B附近開始;圖八照片),因受到當時上游山坡的樓宇建築工程影響,流入山溝的水量大大增加 (圖四, 位置F附近)。半山及下游其他地區的洪水和山泥傾瀉導致雲咸街 (圖九照片)、皇后大道中及畢打街 (圖四, 位置G附近;圖十照片) 囤積大量瓦礫。在泄蘭街 (圖十一),洪水導致道路出現1.5至1.8米水浸,道路被沖毀,犁出離地面約 1.5 至 1.8 米的深坑。

圖八

圖八      己連拿利明渠受損情況 (資料來源: 英國國家檔案館)。



圖九

圖九      暴雨後,中環雲咸街堆積的瓦礫 (資料來源: 英國國家檔案館)。



圖十

圖十      暴雨後的中環畢打街 (資料來源: 英國國家檔案館)。



圖十一

圖十一      畫家筆下中環泄蘭街洪水的情況 (資料來源: 岑智明)。


沿寶雲道的大潭水道上的斜坡亦發生嚴重山泥傾瀉,水道的磚石有三處地方 (圖四, 位置 H, I, J 附近) 被破壞,涉及約 23,000 立方米瓦礫。其中一場山泥傾瀉約有 3,800 立方米瓦礫由香港墳場一直沖至跑馬地 (圖四, 位置K附近) 的跑道上。山泥傾瀉亦影響柴灣、西區及堅尼地城部分地區。量地官估計在這場世紀大暴雨中,全港出現約數百場不同規模的山泥傾瀉。

傷亡及修復工作

這次暴雨估計共引致 27 人死亡,包括6名在山頂被閃電擊斃的工人,另有 17 人失踪[4, 7]。修復工作主要由量地官布朗先生、署理助理量地官谷柏 (Francis. Alfred Cooper) 先生和皇家工程師 H. Champernowne中校負責。政府財產損失當時估計為 $112,783,佔 1889 年政府年度支出約百分之六[4, 8]

供水

由於大潭水塘供水受阻,市民需要依賴薄扶林水塘供水。但由於泥土流入水塘,水質成為關注重點。當時有立即進行水質測試[9]。供水因此成為量地官當務之急[10]。在 1889 年暴雨之後,政府於 1890 年成立了水務和渠務署 (Water and Drainage Department) 處理食水和污水事務[11]

總結

這場發生於 19 世紀的大暴雨所打破的雨量紀錄和做成的破壞的確相當驚人,至今還有多項雨量紀錄尚未被打破。在氣候變化越演越烈的趨勢下,極端天氣包括暴雨出現的頻率將會愈來愈高,舊的雨量紀錄(包括 1 小時和連續 2 小時的紀錄)在近年已陸續被打破,這場世紀大暴雨再臨只是遲早的問題。

最近,即將退休的土力工程處處長汪學寧先生亦形容山泥傾瀉這隻「睡獅子」已經「醒醒地」,雖然一般人造斜坡的山泥傾瀉風險較大,但當雨量到達某個程度,天然山坡會有較大反應,有可能引致山泥傾瀉發生[12]。當年的量地官估計在 1889 年大暴雨中,全港出現約數百場不同規模的山泥傾瀉,如果在可見的將來這場世紀大暴雨甚至更大的暴雨重臨香港,我們又是否完全準備好呢?面對氣候變化所帶來與日俱增的風險,我們的確需要提高警惕和做好準備,並且加強公眾教育,確保香港具備應變能力。



李子祥、岑智明及馬冠堯*
(*馬冠堯先生是退休政府工程師,亦是一位香港工程歷史愛好者,現為香港大學房地產及建設系客席副教授)


參考資料:

[1] 1926 年的驚人暴雨 http://www.hko.gov.hk/blog/b5/archives/00000135.htm

[2] Hong Kong Observatory, 1890: Observations made at the Hong Kong Observatory in the year of 1889. (以英文發表)

[3] Chan, C. W., 1976: The rainstorms of May 1889 and July 1926, Royal Observatory Occasional Paper No. 33. (以英文發表)

[4] S Brown, 1889: Report on great storm of 29th and 30th May 1889. (以英文發表)

[5] 二十世紀再分析資料(V2), 美國國家海洋和大氣總署,地球系統研究實驗室,物理科學組 (以英文發表) http://www.esrl.noaa.gov/psd/data/composites/subdaily_20thc/index.html

[6] "After the great storm", China Mail, 31 May 1889. (以英文發表)

[7] 何佩然. 《風雲可測 - 香港天文台與社會的變遷》. 364 頁. 香港特別行政區: 香港大學出版社, 2003.

[8] Hong Kong Government, 1890 : Report on the blue book and departmental reports for 1889. (以英文發表)

[9] Hong Kong Telegraph, 30 May 1889. (以英文發表)

[10] China Mail, 1 June 1889. (以英文發表)

[11] Hong Kong Government Gazette No. 215 of 1890. (以英文發表)

[12] 星島日報,2016 年 12 月 19 日


  • 「超級滿月」有多超級?

  • 星期四, 2016年 11月 10日

滿月本是平常不過的天文現象,每年總會出現 12 或 13 次。以往只有中秋節的滿月以及出現月食的滿月而較受關注。近年,隨著市民大眾對天文觀測的興趣增加,以及傳媒和社交媒體的廣泛報導,又圓又大的「超級滿月」[1]已成為公眾關注的天文現象之一。

今年 (2016 年) 最大的「超級滿月」會在 11 月 14 日晚上出現,『今次的「超級滿月」與以往的有何差別?』和『什麼時候會出現更大的「超級滿月」呢?』都必然是大家會問的問題。

先考一考大家的眼力 - 你能從下圖 1901 年至 2050 年最大的 10 個「超級滿月」[1]中分辨出哪幾年的「超級滿月」比今年 (2016 年) 11 月 14 日的「超級滿月」大嗎?

圖一


答案是:1912 年、1930 年、1948 年和 2034 年的「超級滿月」都較 2016 年 11 月 14 日的「超級滿月」大,亦即今年(2016 年)的「超級滿月」是自 1948 年以來最大的,下次更大的「超級滿月」要等到 2034 年才會出現。

事實上,1901 年至 2050 年間最大的 100 個「超級滿月」的大小若以「月球和地球之間的距離」[2] 作比較只介乎 356,375 公里至 357,099 公里;若以「視直徑」[3] 比較則只介乎 0.557° 至 0.559°,不單只肉眼,甚至一般儀器都難以分辨出來。

那今年 (2016 年 11 月 14 日) 的「超級滿月」與平時看見的滿月又有多少分別呢?

以下列出 2016 年 11 月 14 日的「超級滿月」與同年「滿月的平均值」[4] 的比較。從「月球和地球之間的距離」和「視直徑」來看,「超級滿月」比平日看見的滿月約大 7%。

表一


下圖是視覺上 2016 年 11 月 14 日當晚的「超級滿月」(右) 與平日看見的滿月 (左) 的分別。

圖二


但是,在 2016 年 11 月 14 日晚上天空只出現一個月亮時,你可以用肉眼分辨出它與平日看見的滿月的分別嗎?



香港天文台天文小組
(莫慶炎、許大偉、鄭仲材、馮國柱、黃偉光、朱兆中)


註:

[1] 「超級滿月」是指在月球近地點附近時的滿月。
[2] 「視直徑」是指遠方物體最遠兩點與觀察者各自形成的直線之間的夾角。
[3] 「月球和地球之間的距離」是指地球質心點與月球質心點之間的距離。
[4] 「滿月的平均值」是以當年各個滿月時月球參數的平均值來計算。


參考連結:

氣象冷知識 - 中秋超級月亮:http://www.youtube.com/watch?v=Rgeh-u6wBwA
氣象冷知識 - 月亮錯覺:http://www.youtube.com/watch?v=tlqk4J4tFN8