秋冬本港空氣質素問題

環保署在去年底開始公布空氣質素健康指數(AQHI)，取代以前的空氣污染指數。十二月尾至一月中，指數居高不下，反而一月尾後指數有所下降，至今天大部分站頭的AQHI均下試2，空氣質素已非常適合戶外活動。

一般人都感受到晚秋和初冬的空氣十分混濁，但進入深冬後，空氣質素便開始改善了。其中這和氣象有甚麼關係？當然有！

盛夏時，平流層會經歷降溫過程，其影響在仲夏擴散至地面。中秋以後，大陸反氣旋（冷高壓）影響華南，使本港氣溫下降，天氣漸轉天晴乾燥。西風槽仍未南壓，所以冷高壓移動十分緩慢，其厚度最多可至5000米(500 至700百帕)，使中低層均是吹東北風。歐亞大陸的污染物無論在地面南下，還是上升至對流層中層﹑低層後才南下，都會飄至廣東沿岸上空或地面。此時（9月尾至12月初）對流層中層的副高常覆蓋廣東沿岸至南海北部，有利中層空氣下沉，而低層大氣受副高或／及冷高壓影響亦是下沉，使污染物均聚集在廣東地面。

從反軌跡路線圖可見，秋季時空氣路線多數來自北方，一是經過中原﹑穿過南嶺抵港，一是經京津﹑山東﹑上海﹑福建沿岸吹來香港，兩路冷空氣均經過人口稠密而秋冬少雨之地區，污染物一經產生便會留在大氣，並吹來香港，所以這些氣流即使以偏東氣流抵港，仍然有很多污染物。

 圖一：2012年10月的空氣反軌跡圖

深冬後至初春，西風槽維持在最南的位置，反氣旋移速甚快並十分淺薄，頂層由初時850百帕減少到最後的925百帕甚至只在地面出現(今早昂坪風力甚弱，似未受冷空氣主力影響)。低層至中層主要是西風槽由孟加拉灣(及南海西部)輸送的西風或西南風。 來自大陸的污染物不能在850百帕以上高空吹來香港，即使有污染物亦快速被西風帶走（至日本一帶），而地面的污染物即不利積聚，因為：一﹑深冬後華南漸變潮濕，濛雨帶助污染物墜落地面而非懸浮在空氣中；二﹑深冬後中國西南開始有西南渦形成，華南開始循環不息的冬季風－偏東氣流－回南－冷鋒到臨的冷暖空氣角力，污染物在回南（香港轉為東南風／南風）過程中被吹入內陸，那香港的空氣質素便改善；三﹑南海至西太平洋的副高在二月開始會增強，從西太平洋經呂宋海峽的東或東南風是低污染的，而且把華南的污染物向西北送往內陸。

 圖二：2013年1月的空氣反軌跡圖

 圖三：2013年2月的空氣反軌跡圖

從反軌跡路線圖可見，深冬至春季時不時有孟加拉灣(及南海)西部的空氣吹來香港，即使天文台稱此時香港足北風或東風也好，這些北風或東風其實是在低空西風吹至廣東北部／東部才下沉至地面向相反方向吹。

春季的空氣並非全無危險。雖然華南受濕空氣影響而難以積聚污染物，但華北至蒙古草原卻十分乾燥，由於整個冬季降雨不足，蒙古高原很易吹起沙塵，當有冷高壓東移時，沙塵暴便很易經反氣旋東部向華南吹，此時本港的空氣質素便會惡化。

 圖四：2013年3月的空氣反軌跡圖。留意3月12日的反軌跡經過蒙古草原心臟地帶，是把沙塵帶來本港的典型路線。這種路線也會在四至五月出現。3月4日的路線來自中南半島（未顯示）；3月20/21日的路線來自南海的副熱帶高氣壓。

深秋颱與災難 – 論2013年11月的羅莎(1329)及海燕(1330)

    在2013年5月, 現任天文台台長岑智明與其他氣象預測從業員聯合發表了一篇名為「1900年庚子風災」一文, 指出在深秋時份熱帶氣旋仍具有一定威力並可能對本港構成威脅. 事隔半年他的預測竟然命中, 在這年的深秋時份出了2個頗具標誌性的風暴 – 羅莎(1329)及海燕(1330); 其中羅莎(1329)更為本港再次帶來罕見的於11月發出的一號風球, 亦是自踏入21世紀以來第三次在該段期間發出一號風球. 這兩個風暴的形成, 亦使2013年西太平洋風季的熱帶氣旋命名率仍可維持達100%, 而且在2013年西太平洋風季在某些數據上亦是近年罕見的水平.

    而這兩個風暴的相同之處就是它們發展週期很有傳奇色彩, 在論述它們之前, 我們先回顧它倆的生命史. 在這個段落中會先論羅莎, 後再論海燕.


羅莎(1329)的路徑圖(Image Credit: Kitkat)

風暴資料大概(經調整後的數據) – 羅莎
國際編號: 1329
提供名字的國家: 柬埔寨
活躍日期: 10月29日至11月4日
生成地點: 菲律賓以東西太平洋
風暴特徵: 子彈型, 環流細小而且風場十分緊密
曾達到的巔峰強度: 強颱風
最大中心風力: 47m/s
中心最低氣壓: 938hPa
八級大風風場半徑範圍: 180公里
最接近本港時間: 11月2日下午至11月3日下午(當時中心位於香港天文台以南200公里附近徘徊)
登陸處: 無
路徑型式: 西進北上型; 惟帶有罕見近海增強及停滯, 後在海上消散之特徵

    一個熱帶低氣壓在本港時間2013年10月25日晚上在菲律賓以東西太平洋生成, 其後在10月27日升為熱帶低氣壓, 再在10月30日的早上發展成熱帶風暴, 日本氣象廳隨即命名為羅莎. 及後它持續向偏西北方向移動, 於翌日下午掠過菲律賓東北角並進入南海. 於11月1日凌晨進入本港800公里警戒範圍, 天文台在當日的下午3時20分發出一號戒備信號. 其後它持續逼近本港並持續增強, 惟它在距離本港200公里左右時因受引導氣流減弱影響而停滯徘徊, 但當時它亦受東北季候風的支援下已達強颱風上限的強度, 而位於風眼牆一帶的海域更錄得的高達每秒70米的最大陣風, 但因為它的環流細小故本港並未受其明顯影響, 惟本港外海當時的風浪頗大. 其後因為南海的海水能量被耗盡, 加上東北季候風加強的影響下, 它的結構開始被撕裂並受低層氣流影響下在11月3日轉向西南方向移動, 最後在翌日在三沙市的南海中西部海面減弱為一低壓區.

海燕(1330)的路徑圖(Image Credit: 香港天氣觀測站)

風暴資料大概(經調整後的數據) – 海燕
國際編號: 1330
提供名字的國家: 中國
活躍日期: 11月3日至11月11日
生成地點: 楚克島附近西太平洋
風暴特徵: 環流勻稱, 中心密集雲層區極度成熟而且可造成強大氣壓差
曾達到的巔峰強度: 超強颱風
最大中心風力: 75m/s
中心最低氣壓: 880hPa
八級大風風場半徑範圍: 350公里
最接近本港時間: 無
登陸處: 菲律賓米沙鄢群島杜拉格(第一次並開始穿島), 越南下龍灣(第二次)
路徑型式: 低緯度西進北上型

    一個熱帶低氣壓在本港時間11月2日在楚克島附近西太平洋形成, 在11月4日早上發展成熱帶風暴, 日本氣象廳隨即命名為海燕. 其後它持續為偏西北方向移動並持續增強, 在11月6日發展成一級颱風, 在當日它急速發展並於當晚11時升為五級颱風. 在翌日它仍持續快速增強, 最終在當日晚上打破了多個在西太平洋所錄得的氣象紀錄, 並與1978年薇達(Rita)列為西太平洋最強的風暴之一, 當時它的最大陣風可達每小時近380公里. 它在11月8日凌晨以最強姿態蹂躪菲律賓米沙鄢群島(Visayas Island), 並於當晚進入南海東部, 當時它的強度仍達五級颱風的級別. 越南氣象局曾一度向世界氣象組織求助, 其後世界氣象組織曾指派本港天文台協助越南防風. 其後它向西北移動橫過南海, 強度明顯減弱並進入北部灣, 於11月11日凌晨在越南下龍灣一帶沿海登陸並深入廣西, 其後轉向於翌日轉化為溫帶氣旋, 其相關的雲雨帶在11月12日及13日為華南帶來反常天氣.

    在上述的回顧中, 我們可以發現這兩個在2013年11月活躍的颱風在該年度生成的熱帶氣旋中算是頗為傳奇的. 先論羅莎, 它在東北季風的支援下可以在離岸只有200公里左右的近海持續加強, 並在11月2日傍晚前後加強至中心風力近50米/秒的強颱風, 這是在11月的氣候上甚為罕見的. 而它的環流細小對本港境內的天氣近乎全無影響, 但只要它接近多100公里左右卻是另一個天地, 這亦是說明了子彈型颱風之危險性的最佳範例. 另一方面, 羅莎的中心風力可以高達每秒近50米, 是否也是証明了南海的海面在風暴活躍季節也可以支援中心風力高於每秒45米的颱風, 這個也是我們氣象界日後值得深究的問題.

海燕最強時的衛星圖片

    至於海燕, 相信這個風暴將會永留菲律賓歷史以至世界氣象史的史冊上. 因為海燕是踏入21世紀以來, 第一個挑戰當今氣象理論規範的熱帶氣旋. 首先它是突破了一些現今分析颱風的方法規限的熱帶氣旋; 第二是它的環流形態十分勻稱並甚具精密組織, 而且它的維持時間也十分長, 近中心眼牆一帶所伴隨的氣壓變化也十分強烈; 第三它的移動速度亦十分快速, 曾有一段時間移速高達接近每小時50公里; 第四它在登陸前仍持續快速增強, 最終它以最強的姿態橫掃菲律賓中部, 使當地遇上自她們發展以來前所未有的災難. 即使它已高速橫過菲律賓,  但由於海燕橫過菲律賓的區域多數是島嶼為主, 再者當地的基建設施甚為落後, 故不但使當地的城鎮在一夜之間變成一無所有的人間煉獄, 亦因此引發大規模人道危機, 至今為止仍未消除.

    只是羅莎與海燕引申出一個命題: 究竟全球是否正在暖化使大氣阻塞有利它們的發展? 還是只是機緣巧合下使它們變成一個兇狠風暴? 而海燕的災難, 有論者認為它能成為超級風暴的其中一個原因是月下點當時靠近海燕身處的海域導致它能持續快速加強. 而月球與地球之間的互動在一般大眾心所想到會是加強海面的潮汐運動, 究竟當時海燕是否得到月下點之幫助使它可以更易汲收水汽持續形成強烈熱塔, 而在它當時橫掃菲律賓中部島嶼時是否會使當地的本身的強烈風暴潮得以加劇? 這個將會是氣象界日後研究的課題.

    總括而言, 羅莎及海燕是2013年西太平洋風季甚具傳奇色彩的風暴. 它倆的生成再一次証明筆者一直以來的想法: 我們根本不應該以一個原教旨或「一部通書看到老」的思維去看待氣象這門科學(註六). 它倆在深秋能發展成強烈颱風, 它必有其氣象上的因素主導, 而海燕襲菲更反映了菲律賓的內政及民防水平. 只是它倆的一生是否是氣候變化的寫照? 到現在仍處於一個辯論的階段. 而月下點能否有助一個風暴的發展更是氣象界的嶄新題材, 相信要用多於一代人的時間才可証明這個命題的可信性. 儘管如此, 我還是要引用同行Kitkat在某篇文章的結語: 「我們是否已準備好應對下一個深秋風暴？」, 而這個命題在當前全球暖化議題甚為熾熱下, 恐怕是日後每一個氣象研究者在每年西太平洋風季活躍期開始前其中一個要問的命題了.