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寒潮過三關

星期五, 2020年12月25日

溫度極低且影響持久的強烈寒潮是「高影響天氣」的一種,雖然發生頻率低,但一旦發生便可能會對生命、健康構成嚴重威脅。在香港,過去二十年(2000至2019年)天文台總部只有7天的氣溫降至「嚴寒」水平(在7度或以下),其中3天出現在2016年1月的強烈寒潮北極濤動指數自今年(2020年)十二月初開始處於負位相,代表圍繞極地的西風帶環流減慢及變得波動,極地冷空氣容易向南擴散。極地冷空氣能否南侵至香港市區,還看下文三大「考驗」。

中緯度高空西風帶大幅波動並向南擴展是冷空氣南下的關鍵。從圖一可見,當西風帶往南擴展至青藏高原或以南的緯度時,其氣流會受高原地形阻擋而分裂為南北兩分支。北支是把冷空氣從西伯利亞經華北送至華中或華東的主要推手,其槽軸橫過貝加爾湖上空時的走向和時間是寒潮抵達華南的重要指標。舉例來說,當北支槽軸呈西南、東北走向及有向南伸跡象,伴隨的冷空氣一般都可以向南繼續推進至華中,若能通過「第二重」考驗(見下段),約在兩天後會抵達華南沿岸。相反,如果西風槽軸呈南北走向、較短淺及迅速往東移,伴隨的冷空氣也會隨之而擴展至較東地帶(朝鮮半島至日本)。有部份冷空氣或可沿著地形阻隔較少的中國東南沿岸地區繼續南下,以東風潮的形式抵達香港,但過程中冷空氣的性質往往變得相對較暖、較濕,通常不會帶來強烈寒潮。這是第一重考驗。

第二重考驗其實是指高度平均達一兩千米的南嶺及武夷山脈。如果囤積在華中的冷空氣足夠深厚,便能輕易翻越過這些崇山峻嶺,順利抵達華南沿岸。假若不夠深厚,那便要看看是否有南支西風助攻了。南支西風槽產生的高空擾動可為華中至華南帶來不穩定天氣,包括廣泛降雨甚至降雪。囤積在當地的冷空氣在高空擾動的額外推動下,便有機會翻過南嶺及武夷山脈等天然屏障。在這種環境下,冷空氣縱使能抵達廣東沿岸地區,其厚度一般亦會較為淺薄,能否克服第三重考驗仍是個變數。

第三重亦是最後一重考驗:當冷空氣抵達香港北部後,若要繼續向南侵入市區,仍然要翻過高約數百米的山脈,包括海拔近一千米的大帽山、鳳凰山等。對於淺薄的冷空氣來說仍然是有難度,停滯不前留在新界地區的情況也是時有發生的(圖二)。

2016年1月的強烈寒潮,是南北兩支西風相互配合所促成的。北支西風顯著南伸為整個中國大陸及鄰近區域帶來極高的氣壓和緊密的氣壓梯度(圖三),顯示冷空氣不僅廣泛而且異常深厚。加上南支西風擾動從孟加拉灣引來充沛水汽,使華中至華南內陸廣泛地區產生陰雨降雪天氣,加劇了南侵的寒潮,令香港在當年1月24日那天出現罕有的凍雨和結冰現象。

說了那麼多,究竟2020年除夕至2021年元旦的寒潮會有多冷?此刻(2020年12月25日)較為肯定的是,全球電腦模式頗為一致地預測一道冷鋒會在下週二(2020年12月29日)橫過華南,隨後的強烈寒潮會在除夕及元旦為本港帶來寒冷天氣(圖四),而概率預報顯示屆時香港境內氣溫有機會降至單位數字(圖五)!從電腦模式預測的天氣形勢來看,這次南支西風較不活躍,寒潮能否連過三關並為香港帶來更嚴寒的天氣,仍要拭目以待。

莊民諾 楊漢賢

高空西風帶受青藏高原的地形影響分裂為南北兩支,棕紅色實線表示槽軸

地面冷空氣從華中或華東南下的兩條主要路徑

圖一 (上)高空西風帶受青藏高原的地形影響分裂為南北兩支,棕紅色實線表示槽軸。(下)地面冷空氣從華中或華東南下的兩條主要路徑。

2020年12月17日早上6時正的本港溫度分佈。淺薄的寒冷氣團受本地山脈的阻擋,主要囤積在香港北部

圖二 20201217日早上6時正的本港溫度分佈。淺薄的寒冷氣團受本地山脈的阻擋,主要囤積在香港北部。

2016年1月的強烈寒潮:1月24日早上8時的海平面氣壓天氣圖

圖三 2016年1月的強烈寒潮:1月24日早上8時的海平面氣壓天氣圖。



圖四 電腦模式預測圖動畫:預測一股強烈寒潮(以藍色及紫色表示冷空氣)會在2020年12月29日抵達華南,隨後會影響香港

2020年除夕前後的最低溫度概率預報

圖五 2020年除夕前後的最低溫度概率預報。