2010年5月29日星期六

梅雨鋒如何變成熱帶氣旋?

 梅雨鋒轉化為熱帶氣旋例子:強烈熱帶風暴泰利(2012年)

自西南季風於本月22日在南海爆發後,華南的低壓槽(亦即梅雨鋒)受更多水汽支援,對流轉趨活躍。受高空系統影響,低壓槽作南北擺動,有時在冷空氣的推進下南移至南海。本月24日,低壓槽進入南海,華南轉晴,但南海北部梅雨鋒的槽線上卻形成低層環流中心,並向東北慢慢移向台灣,聯合颱風警報中心更一度對該系統發出熱帶氣旋形成警告。雖然該擾動終未發展為熱帶氣旋並重新併入溫帶系統,但數值預報模式的結果--南海將在6月初再度出現梅雨鋒生成的擾動,卻使我們關注,一種帶溫帶性質的低壓系統怎樣變成為熱帶系統?

 梅雨鋒結構。

一般人憑經驗認為,梅雨鋒生氣旋應該向東北走,這在平均值而言,是無誤的描述,但也有例外。16年前的差不多時候,一波強冷空氣把南嶺的梅雨鋒南推至南海北部(約北緯20度)。其後,有個活躍擾動在倒向的梅雨鋒末端生成(一如一般的例子)。該擾動一如一般在五至六月位於該區的系統,向東北或偏東的方向移動,並於香港以南或東南300至400公里處(視乎數據來自哪個官台)。本來,如該擾動按一般路徑移動,會慢慢遠離香港(香港天文台在早期亦無為它懸掛任何熱帶氣旋信號)。但當熱帶低氣壓東移至117度時,高空的形勢和系統本身出現變化--系統脫離連接溫帶的梅雨鋒,高空槽亦遠去,而熱帶低氣壓在此時增強為熱帶風暴並被命名為羅士。由於系統在東沙附近趨於停滯並有轉向跡象,天文台懸掛一號戒備信號。

當大陸反氣旋出海後,700百帕駛流場再度出現變化,使此時已再增強為強烈熱帶風暴的羅士西移,在重新回到香港以南之際,本港風力開始增強,吹東北強風,天文台懸掛三號強風信號。一般大陸反氣旋出海後在低層帶來的風向變化均為順時針轉,故駛流場開始有利系統再轉向,而羅士亦先後轉向西北及東北偏北登陸廣東西部。

說回正題,梅雨鋒如果變為熱帶氣旋?根據論文"Mesoscale Features Associated with Tropical Cyclone Formations in the Western North Pacific"(September 2007,monthly weather review),形成熱帶氣旋牽涉很多因素。

熱帶氣旋在生成時需要CISK的條件;高水溫、條件性不穩定及大氣高濕度亦不可或缺。但鋒生熱帶氣旋和低緯生成的熱帶氣旋也有很多不同性質。

論文"Tropical cyclone formations in the South China Sea Associated with the Mei-Yu Front"
(January 2006,Taiwan)為此驗證了5-6月的20個於南海生成的熱帶氣旋(1972-2002),其中55%(11個)是由梅雨鋒產生的,比例不可謂不高。鋒生熱帶氣旋的產生必須經過三個階段:

第一,一個已存在的擾動由華南陸地(跟隨梅雨鋒)移出海;

第二,低層環流中心具足夠渦度及移出開闊的洋面;

第三,東北風(或東北季候風/冷空氣)顯著增強,使南海的水平風切變加強。

當系統脫離梅雨鋒時,就是它增強為熱帶氣旋之時。

讓我們用此三準則審視5月24-27日在梅雨鋒生成的擾動。第一點暫得不到證實,但北部灣及海南一度轉西北風顯示這個可能性不可排除;93W擾動的移動部分符合第三點:它於北緯17度,東經113度形成,屬於開闊的洋面,但很快已移至台灣海峽附近接近陸地的地方了;93W的外圍環境不符合第三點。在熱帶擾動發展的過程中,台灣海峽以至粵東的風力未增強至7級或以上,華東亦無明顯的高壓區(在2000年6月18日形成的擾動例子中,華中氣壓一度達1018百帕,但該系統未被論文視為增強為熱帶氣旋的例子)。該系統離梅雨鋒不遠,雖有脫離梅雨鋒的過程(見衛星雲圖),但終併入梅雨鋒而非變成熱帶氣旋。

梅雨鋒生成的熱帶氣旋一般比同於南海,但因其他原因生成的熱帶氣旋(如季風槽)弱,強度僅為後者的86%(後者平均強度為50海里/小時),生成時間亦比後者長(47小時對32小時),可見梅雨鋒生成熱帶氣旋的大氣環境一般比其他原因差很多。雖然如此,也有例外。2002年的強颱風Noguri 就是由南海北部的梅雨鋒變性的,但它的強度一度達強颱風的強度。

南海鋒生熱帶氣旋形成的緯度比非鋒生熱帶氣旋高4度(北緯18度),而移向亦以東北為主,這是因為梅雨鋒配置一般和倒向季風槽相似。反之,非鋒生熱帶氣旋一般於副高強盛時於南海形成,所以平均向西北移動。怎樣分辨該系統是鋒生還是非鋒生?

鋒生熱帶氣旋的特徵有三:

第一,在梅雨鋒(靜止鋒)末端有一個閉合等壓線的低壓區;

第二,925百帕的渦度大於10^-5 s^-1 且呈東北/西南向;

第三,在梅雨鋒前後,1000百帕處存有溫度梯。

如三個條件都不符合,那麼系統就一定不是由梅雨鋒生成的。

梅雨鋒形成熱帶氣旋另一例(2000年)。當年初夏冷空氣特別強,影響南及南海北部。


部分梅雨鋒生的擾動不會形成熱帶氣旋,論文總括原因,認為它們不形成熱帶氣旋的原因有三:北面的東風氣流(和冷高壓有關)太弱;南面的副高正在加強,偏南氣流(不是西南氣流)不利熱帶氣旋發展;一般不能形成熱帶氣旋的擾動面對較強(多2-3米/秒)的垂直風切變。

讓我們拭目以待,究竟6月初的擾動會不會能夠符合以上所以條件及特性,得以發展。要應用以上的資料,我們必須於未來幾天多看高空天氣圖,原來我們認為不太重要的925/1000百帕天氣圖其實還是有它的用處。

2010年3月23日星期二

22/3/2010 珀斯冰雹 (Ryu4D)


小弟這天很幸運。
第一,我遇上冰雹,是我第一次看到。
第二,這次冰雹是珀斯幾十多年來最強烈的一次。
第三,我在這次風暴中倖存了。

一道低壓槽在22/3影響西澳洲西南沿岸。
澳洲氣象局(Bureau of Meteorology - BOM)已預測當日會有雷雨。
當日早上已發出 Severe Thunderstorm Warning,指稍後時間會有雷雨及強風,並可能有冰雹

下午3時,據雷達顯示有強烈對流影響珀斯市中心北部近郊市鎮,並向南移動,
大約4時,對流影響珀斯市中心,計而影響南部近郊。


(衛星雲圖-強烈對流發展,影響西澳沿岸)


(當時的雷達圖片,其後雷達失靈近一小時)

由於小弟從未看過冰雹,知道有可能有冰雹,便到後花園靜侯風暴來臨。
當時已聽到很強勁的雷聲,大風,閃電,
其後開始下大雨,並聽到好像有硬物跌落屋頂,
然後看草地,一個如半個乒乓球大的雹跌落草地上

這般大被打中會死嗎?不死都會暈倒了

冰雹持續了20-30分鐘,外面滿地冰雹,有如雪景般。
一個鐘頭後,小弟那一區停電,夜晚漆黑一片,不能煮食,唯有到附近快餐店醫肚。

今天報章新聞已廣泛報導是次風暴,是幾十年最嚴重的一次,
交通癱瘓,有房屋被土石流淹沒,房屋受損,一片混亂,近16萬住戶沒有電力供應(小弟是其中之一)。
最高陣風風速錄得120km/h,全日雨量達40mm,大部分在風暴時錄得。

新聞:
http://hk.news.yahoo.com/article/100323/8/h5cn.html
http://au.news.yahoo.com/queensland/a/-/local/6970908/mid-west-storm-like-a-mini-tornado/
http://au.news.yahoo.com/queensland/a/-/local/6968842/insurance-catastrophe-perth-storm/
http://au.news.yahoo.com/queensland/a/-/local/6968294/landslide-badly-damages-apartment-block/
http://au.news.yahoo.com/thewest/a/-/newshome/6962748/new-storm-warning-for-perth/
http://au.news.yahoo.com/queensland/a/-/local/6966733/storm-cuts-power-dumps-hail-in-perth/

精彩片段:
http://www.youtube.com/watch?v=qOrhsIfd9Ok
http://www.youtube.com/watch?v=7ZATbPdujWc

http://www.facebook.com/pages/Perth-Australia/Perth-Hail-Storm-of-March-22nd-2010/110981658916203?ref=mf#!/pages/Perth-Australia/Perth-Hail-Storm-of-March-22nd-2010/110981658916203?v=photos&ref=mf

(Youtube上還有更多影片,Search "22/3 Perth Hail")
(小弟facebook也有少量影像,歡迎觀看)

2010年3月2日星期二

智利大地震 (David)

上週六智利中部發生8.8級地震,強度為有紀錄以來第7高,暫時造成超過700人死亡。由於智利處於納斯卡和南美板塊邊緣,板塊活動頻繁,地震對當地來說可算是司空見慣的天然災害。是次地震屬於大逆衝型 (Megathrust),為所有地震分類中釋放最多能量的一種,幾乎所有接近和超過9級的都屬於此類地震。又幸好智利防災意識強烈,且經濟情況不俗,當地能夠投放大量資源於防震方面,所以即使遭受猛烈地震傷亡情況亦遠較海地於一月發生的7級地震為低。

除了地動山搖的影響外,地震更可引發大型海嘯,情況以淺層地震者為甚。相信各位對於2004年尾的南亞大海嘯不會陌生,當時印尼蘇門答臘對開海面發生9.1級地震,震源距離地面30公里,造成的海嘯高度超過15米,將不少沿岸地區淹沒。由於是次地震深度僅得35公里,各地均不敢鬆懈,太平洋海嘯預警中心對全太平洋發出海嘯預警,日本氣象廳更於翌日(2月28日)發出17年來的首個大海嘯警報。雖然最後錄得的海嘯高度比預期為低,但卻可以證明大眾對於海嘯的警惕比從前明顯提高。


上圖:智利地震引發出的海嘯走時圖

由於太平洋中心沒有太多陸地阻擋,具威脅的海嘯是可以橫越萬里汪洋到達大洋的另一面的,這絕不是天方夜譚的故事。1960年智利於差不多地方發生有儀器紀錄以來最猛烈的9.5級地震,於一萬公里外的地方海嘯高度曾達10米,足以證明遠方的地震是可以對本地構成災害。由於香港對開有台灣和菲律賓等天然屏障阻擋,天文台只錄得海面高度比正常高出0.3米,這已是香港錄得最高的海嘯高度了。

至於這次地震,由測潮站的數據可以看到 "海嘯" 的確有影響本港,但其高度則只得10至20厘米,除地勢極端平坦的地方外,大部分地區用肉眼是不能看見潮水高度與預測不同的。




上圖:葵涌和長洲於2月28日的潮水高度

提及地震,其中一個話題是地震震級的量度標準。現時各大傳媒引述智利地震為黎克特制8.8級,但隨科技進步,現在科學家其實已沒有使用當時黎克特所制定的方法來測量地震強度,這是由於當時黎克特制只用來測定中等強度的地震,而對於震級較大的地震,黎克特制會出現飽和現象,即兩次能量釋放明顯不同的地震會得出相同或非常接近的黎克特制強度。現時美國地質調查局對規模較大的地震所公佈的數據主要採用矩震級作為標度。此標準於70年代制定,它被設計至與黎克特制相符的標準,即兩制下相同的數字代表差不多相同的實際強度,而最重要的是它沒有黎克特制飽和的缺點,因而被廣泛使用。所以,現時所公佈的地震"黎克特制"強度,其實只是讓公眾對該次地震的強度指標有一個概念,而不是實際測量的方法 (當然傳媒也很有可能不知道這個含意)。

另外,我們應該分清楚地震的強度和烈度。強度大致標示該次地震所釋放出的能量,而烈度則代表地震對某地構成的實際影響和破壞,這與熱帶氣旋的強度與香港正生效的熱帶氣旋警告信號相似 -- 雖然某熱帶氣旋可能非常猛烈,但如果不對香港構成影響,天文台是沒有必要發出熱帶氣旋警告信號的。現時,世界各地普遍採用修訂麥加利級別作為烈度的指標,該單位由一至十二級,分別代表沒有感覺至全面破壞。是次智利地震,由於震央於海上,陸地烈度普遍較低,智利西部最強的烈度約為八度。1918年於南澳發生的7.5級地震,是有紀錄以來唯一一次對香港構成破壞的地震,當時香港的地震烈度為六至七度。透過烈度表,我們可以利用一個數字總括地震對某地的影響。烈度一般利用羅馬數字表示,如VII度等。這樣,地震烈度與震級便不容易被混淆了。

雖然香港不易受地震影響,但防災的意識是不可少的;如大家到世界其他地方旅遊,則更要注意地震對該地的潛在危險,即使不幸地震發生也懂得作出應變。

2010年2月24日星期三

偏南氣流

在新春影響華南的寒潮退潮後,偏南氣流正影響該區,香港天文台原預計有弱冷空氣南下影響本港,但最後亦不敵數值預報,宣佈未來一周仍然是回南天。但數值預報亦提醒我們冷空氣仍會在8-10日後成功南下,屆時清涼天氣將有可能伴隨著惡劣天氣。

每年一月中至五月初這三分之一年的本港天氣有一定規律:每10天至2周,本地風向由北至東南甚至西南順轉,然後低壓槽或冷鋒過境帶來可觀雨量,本地在短時間轉吹北風。此周期通常不斷持續,直至西南季候風爆發為止。

最後,祝香港氣象交流中心選舉順利舉行!