飛 行 氣象 Weather On Wings

航空界通訊

第十六期   二零零一年十一 月

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為了更有效監測地形對赤鱲角機場上空氣流造成的影響，以及加深了解飛機在機場附近上空遇到風切變及湍流時的天氣情況，天文台最近在大嶼山的伯公、大風及昂坪設立了三個臨時氣象站。

該三個氣象站都位處偏遠地點，既無電力供應，也無通訊網絡。為了解決這些難題，我們在氣象站裝置風力發電機提供電力，非常環保，而且風力發電機還可以為無線電通訊和無線GSM技術設備提供足夠電力，把天氣數據傳送回天文台。

圖1 伯公臨時氣象站 (左為測風儀，右為風力發電機)

天文台於2001年7月推出在互聯網上利用寬頻接達航空氣象資料發送系統 (AMIDS)，現已有15家航空公司使用這項服務。用戶利用寬頻下載大部份天氣資料所需的時間，由以前的數分鐘縮短至現時的數秒鐘。AMIDS為航空用戶提供最新的天氣觀測數據、預報及警告、最新的熱帶氣旋資料、天氣圖，還有供離港航機使用的飛行文件。

圖2  航空氣象資料發送系統的新產品 (尚在試驗階段)：中國內地機場的最新天氣報告和預報

香港天文台自今年年中開始試用倫敦世界航空區域預報中心 (WAFC) 的二進制格式天氣圖。

在航空界中，衛星通訊是傳送天氣資料的重要途徑。正如其他氣象中心一樣，香港天文台也利用WAFC 經衛星發放的重要天氣圖來編製飛行文件。目前，這些天氣圖以圖像檔案形式傳送，故此檔案往往頗大。以倫敦WAFC的重要天氣圖為例，一般情況下每天數據達到14MB左右。此外，這些圖像收到時已有固定格式，不能按各地氣象中心的需要作出更改。

倫敦WAFC為了提升衛星傳送的質素，從今年年初起試驗發放以二進制格式編碼的重要天氣圖。數據經編碼後大為縮小，一套涵蓋全球每天天氣圖的數據只有1MB左右。這些天氣圖還可以用特別電腦軟件修改，例如加插文字或修改天氣系統以反映最新情況，解决了以前不能更改的麻煩。

圖3 倫敦世界航空區域預報中心的二進制格式天氣圖樣本
　 　

在澳洲和美國當局協助下，現時澳洲及美國數家航空公司的航機在進出香港時，均按照飛機氣象數據下傳 (AMDAR) 計劃，進行自動天氣觀測，並利用飛機上的系統自動傳送風速、風向和氣溫資料。在二零零一年十月，香港天文台每天收到超過150份航機在香港國際機場升降時的天氣報告。另一方面，天文台自二零零零年底起便著手計劃，與本地航空公司開展香港本身的AMDAR計劃。在國泰航空公司協助下，目前已有一部空中巴士裝設AMDAR報告軟件，準備進行試驗觀測。

圖4 航機按照飛機氣象數據下傳 (AMDAR) 計劃自動傳送天氣報告

一艘飛船在八月至十一月間在本港上空翱翔，推廣商務。期間天文台在機場氣象所的預報員透過電話向飛船提供風速、風向及與飛行相關的重要天氣資料。

圖5 香港天文台為照片中的飛船提供天氣資料 (照片蒙機長M. Nerandzic提供)
　

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機場天氣觀測
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你面前下著絲絲微雨，太陽在你背後，這時你或會看到彩虹，這是陽光射進雨點後遇到折射和反射，分成不同顏色光線後所產生的現象。

彩虹有時會以兩條同心圓弧形態出現。內弧稱為主虹，外弧稱為副虹或霓。副虹是光線經兩重內部反射而產生的，顏色較主虹淡，排列次序與主虹呈相反。

你可能會發現，主虹圓弧內的天空看起來比較明亮，這也是彩虹產生過程中光線折射和反射的結果。

香港國際機場出現霧∕薄霧∕毛毛雨的情况在上半年較多，而煙霞則在下半年比較常見。圖7顯示在一九九七年四月至二零零一年三月期間機場出現霧∕薄霧∕毛毛雨 (綠色條柱) 及煙霞 (紅色條柱) 時段 (以小時為單位) 的按月分布情況。霧∕薄霧∕毛毛雨通常在潮濕天氣中出現，而煙霞則在較乾燥的天氣出現。

圖7 按月分布圖表顯示在一九九七年四月至二零零一年三月期間赤鱲角能見度低的情況

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二零零一年七月初，颱風尤特吹襲香港，其後於七月六日在香港東面登陸，不久減弱為強烈熱帶風暴。隨著尤特逐漸遠離，香港不再受到其中心一帶的烈風威脅，風勢漸趨緩和，天文台遂於下午除下8號烈風及暴風信號，改掛3號強風信號。

當日晚上，尤特已深入內陸，距離本港約200公里，但尤特外圍的一條強烈雨帶卻在這時開始影響香港機場。

當晚主要吹南風，強度達烈風程度，為機場帶來強烈風切變和湍流。當這些烈風程度的南風吹越大嶼山上東北走向西南的山脈時，在山脈及山谷的下游分別形成條紋狀的弱氣流及強氣流。這些氣流以脈衝的形式橫過機場的升降航道，不時造成強烈的風切變和湍流。機場多普勒天氣雷達 (TDWR) 探測到這些脈衝後，在二零零一年七月六日整晚間歇地發出微下擊暴流警告。在情況最惡劣的時候，TDWR曾探測到時速高達50海里的風切變 (見圖8)。此外，由於南跑道較北跑道接近大嶼山上的高山，故此南跑道上由強勁南風引起的地形風切變比北跑道的強烈。

尤特與其他熱帶氣旋不同，在登陸後超過40小時才消散，打破一九七九年颱風荷貝所創的30小時記錄。

圖 8 TDWR於二零零一年七月六日晚上十時零九分探測到的低空徑向風

隱藏在天空中，衹待時機成熟就衝向地面，造成顯著的下沉氣流和逆風變化，這就是微下擊暴流。微下擊暴流這個現象的名稱由籐田首創。因為其危險的緣故，任何機師在起飛和降落的時候都避免遇到微下擊暴流。經過科學家多年來的研究，監測微下擊暴流的系統性能大為提高，更可以在地面或飛機上進行監測。在香港，除了設於大欖涌的機場多普勒天氣雷達 (TDWR) 密切監測距離機場3海里內的微下擊暴流外，大帽山的多普勒天氣雷達也在一九九九年開始運作，加強監測距離機場較遠地區的惡劣天氣。

二零零一年六月二十三日，颱風飛燕前端出現下沉現象 (較大範圍的空氣下降現象)，導致廣東內陸地區產生熱驟雨，並在晚上南移影響香港。這些熱驟雨後來更發展成颮線，從西北延向東南。與此同時，潮濕的西南氣流進入珠江口上空另一個對流暴雨區，急劇引發另一道颮線。這道颮線向東南移向流浮山，並與主颮線滙合 (成為“L”形，見圖9)。後來，爛角咀 (BP) 錄得陣風，時速高達36海里。

　

圖9 二零零一年六月二十三日協調世界時12時 (本港時間下午8時) 的雷達影像

圖10 二零零一年六月二十三日協調世界時12時30分 (本港時間下午8時30分) 的雷達影像

兩道颮線交接之處就是雨勢最大的地方。颮線群繼續向東南方移動，在大約協調世界時12時30分 (本港時間下午8時30分)，一個降雨率超過每小時100毫米的大雨區剛好移到汀九 (TK，位置見 圖9) 南面，橫過25R跑道 (北跑道) 的降落航道，而這時正有一架航機以儀表導航方式準備降落25R跑道 (圖10)。我們利用航機資料重組當時的垂直風場，估計當時的下沉氣流時速超過30海里。

圖11展示雷達圖中沿降落航線的垂直切面 (圖10中的A至B) 以及航機遇到的風向和風速。飛機順利飛過從西北走向東南的颮線，逆風的轉變也不算劇烈。但是當航機接近大雨區時，風向突然轉為北風，並出現急劇加速的下沉氣流，時速超過 30海里。其後航機飛出暴雨區進入盛行西南風帶時，逆風和上升氣流均迅速加強。飛機幸未遇上暴雨的主力，但亦以每分鐘超過2000呎 (見圖11) 的速度急降！因此，切勿對這類風暴掉以輕心。

圖11 綜合圖表所展示包括協調世界時12時30分 (本港時間下午8時30分)雷達影像垂直切面(圖10中A至B點)
、航機的垂直速度、由航機參數計算所得的垂直風速度、機上測風儀量度的逆風速度及航機在降落時遇到的風場變化。

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香港機場管理局行政總裁彭定中博士及其同事在二零零一年九月二十五日到訪天文台機場氣象所，商討雙方如何在提供天氣資料事宜上加強合作。

圖12 香港天文台台長林鴻鋆博士向香港機場管理局行政總裁彭定中博士介紹機場氣象所的工作

　

　

香港天文台人員在二零零一年八月到赤鱲角國泰城拜訪國泰航空公司，商討由國泰提供飛行數據給予天文台使用事宜。有關飛行數據可幫助天文台加強其風切變及湍流警報服務。

圖13 攝於天文台人員在八月的訪問。相片中由左至右：Neil Campbell (國泰航空企業安全部) 、李本瀅、劉心怡及李淑明 (香港天文台)

天文台派出高級科學主任岑智明為代表，於二零零一年七月十六至二十日，到泰國曼谷出席國際民用航空組織 (ICAO) 轄下的通訊、導航及巡測∕氣象小組第五次會議。在會上，岑智明獲委任為亞太區世界航空區域預報系統 (WAFS) 過渡專責小組主席，接替離任的澳洲專家。岑智明擔任此職後，將肩負多項新工作，不過他會繼續做好原有工作，確保本港航空界對氣象服務的關注和要求得以向ICAO充分反映。

此外，天文台高級科學主任衛翰戈獲派擔任通訊、導航及巡測∕空中交通管理 (CNS/ATM) 系統下氣象工作小組的報告起草人，就全新CNS/ATM系統亞太區計劃提交了氣象章節的擬稿，而該擬稿亦已獲大會接納。天文台會繼續在這方面出一分力。

第十六次航空氣象服務聯絡組會議於二零零一年八月二日召開，會議場地為赤鱲角國泰城，由國泰航空公司提供。會上討論多項議題，包括風切變警告服務的最新進展、國際民用航空組織 (ICAO) 附件3須作出的第72號修訂、中國南海空域的重組、天文台的周年服務意見調查、世界航空區域預報系統 (WAFS) 過渡事宜、推出寬頻航空氣象資料發送系統 (AMIDS)，以及自動從屬監視系統∕飛行員－管制員數據鏈通訊 (ADS/CPDLC) 和飛機氣象數據下傳 (AMDAR) 計劃的最新進展。

圖14 第十六次航空氣象服務聯絡組會議
　

香港天文台與中國民用航空總局（民航總局）空中交通管理局（空管局）於一九九九年簽署了航空氣象服務長期技術合作備忘錄。二零零一年十一月十二日，香港天文台台長林鴻鋆博士在高級科學主任衛翰戈陪同下到北京空管局總部與民航局空管局的管理層舉行會議，回顧過往兩年雙方的技術合作，並探索未來合作方向。會議上，雙方均對備忘錄簽署以來的合作關係表示滿意，並且達成協議，在三項工作上日後加強合作，包括加強氣象數據交換、處理飛機氣象數據下傳（AMDAR）資料以及就雙方共同關注的氣象課題合作進行研究。

 

圖15 二零零一年十一月十二日在北京與中國民用航空總局空中交通管理局就航空氣象服務舉行會議
　

第1題 下圖的箱子是什麼？ (1) 太空船； (2) 售票處； 或 (3) 模擬飛行器？

1. 太空船
2. 售票處
3. 模擬飛行器

第2題 下圖哪一個是飛機上的‘黑盒’? (1) 左邊箱子；或(2) 右邊箱子？

1. 左邊箱子
2. 右邊箱子

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天文台的機場氣象所位於機場禁區之內。如果市民想前去參觀，除了要提交身份證明文件辦理申請外，還得等上一段時間，頗費周張。但是現在可容易得多了！因為我們已在互聯網上為你安排 "網上暢遊機場氣象所"。你只要進入天文台網站http://www.weather.gov.hk/aviation/ 就可以隨意參觀了。

圖16 網上暢遊天文台機場氣象所

 

我是中文大學數學系二年級學生，是今年天文台的大學生暑期工之一。我投考到航空氣象服務科的機場氣象儀器部工作，為期約兩個月，主要協助編寫電腦程式，讓天氣預報員在網絡上可以互動地觀看氣流剖析儀的資料。

這是我第一份全職工作，最初有點手忙腳亂，更不知道氣流剖析儀為何物。幸好得到同事們的熱心幫忙及詳細解釋，使我的工作能夠順利進行，還豐富了我的天氣和電腦知識呢！

圖17   吳淑菡正在編寫電腦程式

　
天文台亦為我們這群暑期工作者安排了參觀活動，包括天氣預測總部、大帽山雷達站及京士柏氣象站等，讓我們進一步認識天文台的運作及設備。這次參觀令我眼界大開，獲益良多。

圖18  參觀大帽山雷達站

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香港天文台：香港九龍彌敦道134A 電郵 Email：mailbox@hko.gov.hk

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