飛行氣象
飛行氣象
在許多人心目中，海和天雖然都是大自然的一部分，但卻截然不同，互不相干。他們可能只會在外出時或計劃到海邊暢泳或垂釣時，才留意香港天文台所提供的天氣預報及海面溫度。不過，對天氣預報員來說，大氣及海洋是息息相關的。海面溫度資料十分重要，尤其用於預報霧及海風等現象的時候。在更闊一些的層面上，廣為人知的厄爾尼諾現象，事實上與全世界的海面溫度分佈有莫大關連。
自今年七月開始，得到消防處的同事襄助，義務在機場內的兩個海上救援停泊區量度海面溫度。駐守赤鱲角機場的高級消防區長周榮德先生說：「量度工作頗為簡單，需時約5分鐘，同事只須利用一個特製提桶，在海水約1米深位置收集樣本，然後讀取它的溫度便可。」
現時，消防處每天量度海面溫度兩次。周榮德先生說：「除非有緊急事故，否則我們定必按時量度。即使有時面對炎炎酷日或傾盤大雨，我們仍樂意執行這項工作，因為我們明白水溫對天氣預報非常有用。」
圖1 量度海面溫度 - 消防處同事利用提桶提取海水樣本
圖2 讀取海水溫度
太陽能在環保活動中扮演重要角色。天文台已於多年前在偏遠的自動氣象站安裝太陽能板，提供電力給自動氣象站的儀器使用。太陽能板並不是新事物，但在大帽山天氣雷達站內裝置太陽能發電設施是建築署一項新的嘗試。太陽能發電裝置為雷達站內的設施提供電力，包括部份房間的空調。讓我們善用太陽能，為環保作一分努力吧！
圖3 大帽山天氣雷達站內的太陽能發電設施
二零零零年年初，天文台在沙洲自動氣象站首次裝設風力系統取用風能後，再於二零零零年五月在彌勒山自動氣象站設置風車，使氣象站得到更穩定的能源供應。
彌勒山自動氣象站位於海拔約七百米的山頂上，遙望香港國際機場，作用是監測大嶼山山頂上的風，以評估由地型引起的風切變。
彌勒山經常被雲層遮蓋，因此氣象站未能有效取用太陽能。不過，由於該處頗為當風，風力是另一理想能源。只要風速達到每小時18公里，便足以提供整個氣象站所需的能源。自裝設了風車之後，這個氣象站的能源供應穩定性大為提高。天文台擬在來年於另外三個自動氣象站裝設風車取用風能。
圖 4 彌勒山自動氣象站同時裝有太陽能吸光板及風車，能源供應相當穩定。
根據天文台人員所進行的天氣觀測，在一九七九至一九八三年期間，赤鱲角平均每年發生雷暴的日數為45.5日，比啟德的37日為高(見表一)。
過去兩年，天文台的機場多普勒天氣雷達已證實能夠有效探測赤鱲角的雷暴和相關現象。
表一 發生雷暴的平均日數
(一九七九年七月至一九八三年六月)
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機場 | ||
|---|---|---|
| 月份 |
赤鱲角 |
啟德 |
| 一月 | - | - |
| 二月 | 2.25 | 2.00 |
| 三月 | 4.50 | 4.00 |
| 四月 | 6.75 | 4.75 |
| 五月 | 6.75 | 5.50 |
| 六月 | 2.50 | 3.00 |
| 七月 | 6.00 | 5.25 |
| 八月 | 8.25 | 6.75 |
| 九月 | 7.25 | 4.75 |
| 十月 | 1.00 | 0.75 |
| 十一月 | 0.25 | 0.25 |
| 十二月 | - | - |
| 全年 | 45.50 | 37.00 |
圖5 機場多普勒天氣雷達
今年七月底，天文台邀請兩名知名專家來港，分別為新西蘭的Neil Gordon博士及美國的Michael Eilts博士，檢討香港國際機場的風切變及湍流警告服務。
兩位專家除了視察天文台的氣象設備外，更乘坐直升機環繞大嶼山，了解地型和設置在機場周圍的各種氣象設施，其後又與航空公司及民航處代表會談。
兩位專家在進行檢討後，均正面認同現有設施的價值和天文台在風切變方面的工作，並提出建議，以助天文台進一步提升有關服務。
圖6 Neil Gordon 博士(前)及Michael Eilts博士攝於大欖涌機場多普勒天氣雷達站
(照片蒙陳柏緯先生提供)
圖7 二零零零年五月一日上午九時左右，後備航空交通管制大樓四周霧氣茫茫。
圖8 機場上空有淺霧籠罩，但背景中大嶼山上的高山仍清楚可見。(拍攝時間與圖7相同)
密集風切變及湍流報告第二輪活動已於二零零零年八月十四日至九月十七日舉行，該段期間共收到逾 5000個由商用飛機機師發出的報告。此外，政府飛行服務隊為進一步了解赤鱲角附近的氣流，亦在該段期間利用一架雙引擎捷流型 (Jetstream) J-41定翼飛機進行飛行勘察。
其實，政府飛行服務隊與天文台合作良久。早在一九八零年代，政府飛行服務隊(前身為皇家香港輔助空軍)曾利用一款小型飛機 -- 老虎狗型飛機 (Bulldog)，進行飛行勘察。在每次飛行中，飛機師均對赤鱲角新機場擬設的跑道及下滑航道上空的湍流強度作出性質評估。
由於現時採用的捷流型J-41飛機設備較以前先進，故此在飛行期間，飛機除了能夠沿途蒐集風切變及湍流資料之外，更可蒐集不同高度風向、風速和溫度的資料。
在此謹向參與該活動的各間航空公司、政府飛行服務隊及民航處致衷心謝意。
圖9 政府飛行服務隊的捷流型J-41飛機
圖10 J-41飛機座艙內貌
氣流經過山峰時會遇到干擾，一如流水遭到石頭阻擋一般。當氣流吹向山巒起伏的大嶼山時，機場有時會受到群山所引起的風切變影響。
新機場啟用後的兩年內，錄得最多由地型引起風切變事件的月份是三月，當時地面清涼的東風被上空強烈的東南風覆蓋。一九九九年三月八日所發生的風切變事件便是典型的例子。
一九九九年三月八日早上，一道冷鋒橫過華南沿岸，冷鋒過後華東的高壓脊伸展至華南沿岸地區 (圖11)。結果，香港國際機場全日均受到清勁至強烈的地面東風所影響。
當日地面吹東風，不過隨著高度上升，風向和風速亦有轉變，上空吹的為強烈東南風。大嶼山的二東山山頂上的風速表在早上錄得時速25海里的東南風，至黃昏時風速已增強至每小時30海里。
當日降落香港國際機場的航機中，有數名機師報告在12UTC (本地時間下午八時)後遇到風切變。其中一名機師報告在約1230UTC，飛機接近 RWY 07RA (即南跑道，由西南面著陸)時遇到風切變增加20海里 / 小時，然後又減少20海里 / 小時，因而須要復飛。該飛機最終在1243UTC左右著陸。尾隨的飛機最初嘗試在1232UTC降落，但因為在最後著陸前遇到20海里 / 小時的風切變，結果要轉飛澳門。
機場多普勒天氣雷達對香港國際機場及西面著陸區的0.6度仰角掃描顯示，多普勒徑向風大致離開雷達(正徑向風速－暖色)，與低空東南偏東氣流吻合(圖12)。不過，在RWY 07R 入口對開約3海里位置，離開雷達的徑向風明顯較弱。在彌勒山及象山的下風位置，不時見到約一公里寬的狹長徑向風朝向雷達(反徑向風－冷色)。
這些資料與1252UTC抵港飛機上所錄得的情況吻合。該班航機由2,300呎下降至1,350呎時錄得東南風(圖13)，然後風向大幅度改變，首先轉為西南，再轉為西北，而風速則顯著減至低於每小時5海里。飛機繼續下降時，風向再次在約800呎高度大幅度轉為東北，然後才轉為東南，而風速則增加到每小時10至15海里。該班航機所錄得的資料證實，在彌勒山西南面的東北至西南山脊的下風位置，有高山尾流及伴隨的反向氣流出現。
除了上文所談論由冬季季候風引致的地型風切變之外，香港國際機場在有熱帶氣旋經過時，也曾錄得由地型引起的風切變。
圖11 一九九九年三月八日 00UTC 的地面天氣圖
圖12 一九九九年三月八日
1243UTC 機場多普勒天氣雷達在0.6度掃描所得的徑向風
圖13 飛機在不同高度錄得的風向和風速，資料每4秒記錄一次
根據天文台和中國民航總局空管局早前達成的航空氣象服務長期技術合作備忘錄，本人和另一位同事陳世倜於九月初參加了由空管局氣象處舉辦的一個關於航空氣象服務的學術交流研討會。會議在山東省煙台市召開。
抵步當日，剛巧有一道冷鋒橫過煙台地區，在冷鋒下，天色變得陰暗及有雨，傍晚更開始刮起強烈的北風。第二天早上，北風依然凜冽，但天色卻轉為晴朗及非常乾燥，天空上萬里無雲，會議亦在這個天公造美的環境下召開。
會議共有29位全國地區的航空氣象專家發表了專題學術報告，介紹了不同地區的特殊氣象及服務網絡的發展。他們發表的報告都很富開拓性和創新性。我們在會議上發表了關於香港國際機場風切變個案研究及人工神經網絡技術預測海風環流的學術報告。
華東地區的天氣系統移動較快，北風在會議結束時已逐漸緩和下來，並且由一股較為潮濕的氣流所取代。天空上出現了一叢叢雪白的『花球』，彷彿要向即將離開的我們話別。
圖14 中國香港代表介紹香港國際機場風切變個案研究
圖15 與會人士在山東省煙台市會場外合照 (航空氣象服務學術交流研討會 – 山東煙台)
二零零零年七月十七日至二十一日，天文台派出代表，到泰國曼谷出席了國際民用航空組織轄下的通訊∕氣象∕導航∕巡測小組第四次會議。
會議中討論多個氣象課題，包括世界航空區域預報系統(WAFS)的過渡計劃、交換業務氣象(OPMET)資料，以及實施國際航道火山監察計劃(IAVW)。
會議設立了一個工作小組，為亞太區草擬一有關氣象章節，以支援通訊、導航、巡測∕空中交通管理(CNS/ATM)系統中的全球空中導航計劃。天文台其中一名人員將會擔任該工作小組的報告起草人。
第十四次航空氣象服務聯絡組會議於二零零零年六月三十日在天文台舉行，討論事項包括二零零零年的密集風切變觀測期(IOP)、世界航空區域預報系統(WAFS)過渡計劃、航空預報驗證計劃，以及天文台一九九九年∕二零零零年度航空氣象服務調查結果。
世界氣象組織航空氣象委員會屬下的航空氣象培訓、環境及新發展 (TREND) 工作小組第一次會議於二零零零年十月二十四至二十七日在中國香港舉行。討論事項包括機場天氣預報驗證、風切變及航空活動對大氣高層的影響。會上對香港天文台在航空氣象的各項工作予以認同。
圖16 航空氣象培訓、環境及新發展工作小組第一次會議
「外站經理」，一個新的名字、一項新的任務。天文台的電子維修組同事，往常主要負責維修氣象儀器。自今年七月開始，天文台試行「外站經理」計劃，讓電子維修組的同事當上「經理」來，負責管理外站如雷達站及自動氣象站等的工作。他們肩負的並非一般簡單任務。由於部份偏遠的外站沒有車路可達，有關的「經理」便需要與政府飛行服務隊聯絡，安排直升機往返這些外站。另一方面，負責管理大帽山或大灠涌雷達站的「經理」，便經常要與機電工程署及建築署保持緊密聯繫，檢查及維修站內外的設施，確保雷達站得到適當的保養。「外站經理」的計劃，不但擴闊了同事對外的接觸面，還令他們的工作添上了姿彩。
圖17 大帽山天氣雷達站經理盧偉雄先生(前排中)正與有關工程人員商討加強雷達站的設施。
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電話及傳真號碼 |
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(852) 2910 6922 |
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(852) 2910 6300 (852) 2922 5805 |
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傳真 |
(852) 2910 0080 |
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(852) 2926 1133 |
天文台網頁
http://www.weather.gov.hk
http://www.hko.gov.hk/
航空氣象服務網頁
http://www.weather.gov.hk/aviation
http://www.hko.gov.hk/aviation
是期編輯 趙孔儒
香港天文台：香港九龍彌敦道134A 電郵 Email：mailbox@hko.gov.hk