從啟德(1213)襲港論述天文台八個參考站理論的缺陷

在2012年7月, 室友Kitkat 在本網誌發表了名為「檢討熱帶氣旋警告發出制度．美麗的謊言」一文, 論述了天文台在發出風球時的新制度下基準. 在此文發表後, 筆者亦想借這個機會在這方面作出補充及批判, 去年啟德襲港正為筆者在這方面帶來題材. 自從2006年派比安(0606)事件發生後, 天文台開始著手檢討沿用多時的熱帶氣旋警告制度, 而這個制度乃建基於倚賴維港所測的風力並一直沿用. 其後在2007年天文台公佈以八個參考測風站作為日後發波的基準, 雖然這個制度的參考覆蓋面比舊制闊得多, 但仍存在了一些缺陷. 而這些缺陷是當我在2012年年末翻查啟德襲港所測得並分析的風力數據後所得出的, 但在論述這個理論前先回顧一下啟德的生命史.

啟德(1213)路徑圖 – 整個生命過程

啟德(1213)路徑圖 – 逼近華南沿岸時

啟德是2012年西太平洋第13個形成的熱帶氣旋, 它的一生由菲律賓以東西太平洋開始. 在2012年8月12日下午, 一個低壓區在菲律賓以東的西太平洋形成, 初期移動方向極不穩定, 後來受氣流引導向偏西方向移動. 在2012年8月14日掠過呂宋東北角, 翌日早上進入南海東北部. 本港天文台在2012年8月15日下午8時10分發出一號戒備信號, 其後它以一個比平均速度較快的移速向華南沿岸靠近, 三號強風信號在8月16日下午1時40分發出, 當時它的中心平均風力已達每小時120公里. 到當日夜間時段它仍向華南沿岸靠近, 當時本港外圍地區已錄得烈風, 天文台在當日晚上10時15分發出八號東南烈風或暴風信號. 它在8月17日凌晨時段在本港西南方掠過並遠離, 當日早上6時20分發出3號強風信號, 當日中午啟德在湛江市坡頭區登陸後減弱, 天文台在當日下午3時20分發出一號戒備信號至當日下午4時25分完全取消所有熱帶氣旋警告. 啟德在當日下午於中越邊境附近作第二次登陸並快速減弱, 最終它在翌日於老撾北部減弱為一低壓區, 整個生命週期為6日.

當筆者查閱過當時啟德影響本港的資料後, 不禁會問: 一個中心風力只有120km/h的一級颱風, 在路徑上長期偏西而且離「豬腰」區仍有一段距離, 為何也會使天文台發出八號風球? 無疑在過去的經驗而言, 這類的熱帶氣旋強度以至路徑導致天文台發出八號風球的案例較少, 最盡都是發出三號風球便結案了事. 不過我們也不能一部通書看到老就說天文台不應該發出八號風球, 這個也是不科學的表現. 最重要的是究竟當時的數據是否令一個八號風球有明顯的預警價值? 在這裡我嘗試以當時本港境內氣象站所錄得的風力及當時八個測風基準站所錄得的風力作一個分析. (有關圖片較細, 懇請見諒)

如從上表的資料看來, 這個八號風球是應該發出的. 在8月16日接近傍晚時段本港風力無疑是有明顯加強的趨勢, 而且在當日接近凌晨時段是有氣象站錄得暴風程度的風力, 從這角度去判斷天文台的決定無疑是正確的. 只是再詳細去看上表資料, 在錄得最高平均風力一欄的數據為何全部打星附註? 原來當時啟德襲港期間本港境內錄得最高平均風力的氣象站大多是在高地, 是需要以折算為海平面風力才可以準確推論. 在這個情況下雖本港境內大致上仍吹烈風, 只是錄得暴風威力的時間實際只僅得2-3個小時甚至乎是0小時. 更有趣的是當天文台發出八號烈風或暴風信號後錄得烈風風力氣象站的數目竟然不增反減, 當完成這個分析之後我要問這個八號風球是否在當時仍存在一個具預警價值的意義嗎?

 

故此筆者退回基本步, 再次擷取由8月16日天文台發出3號風球起至8月17日改發一號風球為止期間, 以天文台在2007年八個指定參考風力氣象站所錄得風力合乎發出熱帶氣旋警告信號基準數量再作分析. (有關圖片較細, 懇請見諒)



再從上表的資料看來, 這個八號風球的預警價值明顯大為降低, 而這種大為降低的結果竟是出在這個制度下的失誤. 首先我要問天文台在制訂這八個指定參考風力氣象站發出風球制度的時候, 有無考慮它們提供的資料會否與當時的情況有落差? 如天文台在長洲島有2個氣象站, 當時有無考慮利用長洲泳灘所錄得數據作為其中一個參考標準? 雖本人明白設置氣象站的過程並不容易. 因從上表的資料所知, 在啟德吹襲期間大部分時間只有長洲島內2個氣象站錄得符合發出八號風球的風力, 亦即是這個只是一個「八中一」的八號風球, 與符合達標基準的四個仍相差甚遠. 但問題是在當啟德吹襲期間, 這些風力的最高值是大多由位於長洲泳灘氣象站所把持, 儘管長洲氣象站在該段期間錄得風力也是位於三甲之列, 但因為它是在實際上已屬一高地氣象站(長洲氣象站的實際所處高度比橫瀾島更高), 往往需要折算為海平面風力才可反映實際情況, 使其可參考的價值大為降低. 再者在這段期間合乎發出3號風球的參考站數目最多也只有3個. 基本上一個系統要令本港境內其中四個風力參考站吹烈風根本是近乎零可能, 再者要考慮當時系統結構及地型效應環境下, 若硬以一個原教旨的思維去執行這個標準也是草菅人命的表現. 只是在今次的案例中反映了這個制度未能盡善盡美, 如當出現類似情況時導致要緊急避險時對市民所造成的影響, 而在風力參考站中缺少了南丫島及南區等人口密集或交通不便的地方也是未能全面反映本港在受熱帶氣旋影響時的情況.

總括而言, 這次啟德影響本港而發出的八號風球雖在數據上屬正確, 儘管本港當時是有地區錄得烈風, 但筆者只可將它介入一個邊緣個案, 而筆者在分析有關數據之後亦發現這個制度是有缺陷. 雖然這些的制度的本意往往是出於從善如流的效果, 但在實際上執行起來實困難重重, 儘管日後加以完善在客觀因素的影響下也未必做到100%的準確, 也為估計熱帶氣旋所帶來的破壞帶來了局限. 只是當我們無可能用原教旨思維單以一個理論去發出風球的時候, 一些民間的氣象迷在過去也研究出一些的指數去彌補天文台在這方面的不足, 如本港風力指數或破壞指數等. 只是誠如筆者認識的一位前輩所言: 我們這類業餘人士所知道的知識極其量也只達一個從事有關行業人員的基本水平, 每一行業也是如此. 如從這番說話的角度而言, 有關指數是否有足夠學理去支撐亦是一個疑問, 儘管有關的數據是有一定的參考價值, 但這方面的發展也要靠民間的氣象迷本身對這方面的知識是否足夠及能否擁有學習上進及求真創新的素養.

天文台已在2013年3月的記者會中公布了優化發出風球時的新制度下基準, 而在目前資訊發達的環境下, 天文台也應與學術界以外的大氣學研究者多加溝通以彌補自身不足及改進, 才可達至如天文台在今年提出的口號「科學創新, 服務用心」的效果.

(本文的路徑圖乃取自影響香港熱帶氣旋800公里及300公里路徑圖資料庫, 特此鳴謝製作者兼室友Kitkat批准筆者使用有關圖片)

二零一三年香港風季預測

隨著位於西太平洋的副熱帶高壓脊西伸北移，熱帶氣旋季節即將來臨。

預料本年將有五至八個熱帶氣旋進入香港天文台的800公里範圍並為本港帶來熱帶氣旋警告，其中至少50%是颱風或以上強度。多年沒有熱帶低氣壓吹襲本港，今年也許會出現影響香港的熱帶低氣壓。

六月熱帶氣旋襲港的機會中等，可能有零至一個熱帶氣旋吹襲本港。

七月熱帶氣旋襲港的機會偏高，可能有一至兩個熱帶氣旋吹襲本港。

八月熱帶氣旋襲港的機會偏高，可能有一至三個熱帶氣旋吹襲本港。熱門分別在八月二十日左右。

九月熱帶氣旋襲港的機會甚高，可能有一至兩個熱帶氣旋吹襲本港。

十月及十一月均可能有熱帶氣旋移近本港。

襲港的熱帶氣旋約有75%以傳統的路徑（沿副熱帶高氣壓）南沿移近華南，其中六至七月，以及九月的熱帶氣旋路徑規則的可能性較高。

襲港的熱帶氣旋有25%會和東北季候風共伴，帶來大風和可觀的雨量，此類氣旋將在九月底至十一月出現。

料帶來八號或以上信號的熱帶氣旋為一至兩個，其中八號西北烈風或暴風信號也許會在絕跡四年後重新出現。

感謝雨帶，為香港帶來13年來第一個十號颶風信號

         2012年7月24日凌晨12時45分，強颱風韋森特為香港帶來13年來第一個十號颶風信號。相信沒有多少人，包括氣象迷，能料到十號波，居然是由於韋森特而發出的。

        十號風球過後，香港市面多處出現塌樹，多條道路因此而出現擠塞。巴士玻璃碎裂、電燈柱壓毀的士、大風把冷氣機吹進屋內、強烈陣風能令人雙手抓着燈柱，雙腳不著地，整個身體和地面平行地懸掛着……這些景象，都讓市民稱道這才是真正的十號風球。而多年不遇的十號風球，氣象迷無比興奮，相信不少氣象迷已經執筆想要記下韋森特的回顧。

        相信不久後，網上將會出現大量韋森特的回顧文章，因此筆者希望藉這文章探討一下韋森特帶來的一點學術問題，而不是單純把重點放在回顧身上。

        若以最接近香港天文台的距離來算，韋森特是戰後最遠的十號風球；它在香港西南100公里掠過，比1946年7月襲港的颱風英格烈特還要遠30公里。一般而言，以這個距離掠過的颱風，由於風眼離香港仍有一段距離，較難為香港帶來持續颶風，然而韋森特卻為長洲帶來持續颶風。還有，韋森特的路徑較近澳門，在澳門西南50公里內掠過，然而澳門的氣象部門僅掛了九號風球，反而距離颱風中心100公里的香港卻發出了十號颶風信號，這更是令人稱奇的。

        有關韋森特離香港尚遠但仍能為香港帶來颶風的問題，筆者認為有以下兩個原因：

1.      韋森特在珠江口南面海域迅速增強

        7月22日開始，韋森特在香港以南350公里左右徘徊，移動速度十分緩慢，強度呈加強趨勢。7月23日下午，韋森特已經發展出一個雲捲風眼，強度開始颷升。此時，南亞高壓東伸幅度不大，南海北部出現小範圍弱風切區，有利韋森特發展。同時，韋森特成功接上西南氣流，加強了極向流出，幅散變得良好。受惠於以上因素和高海溫之下，7月23日晚上，韋森特迅速加強成強颱風，天文台速報中心持續風速每小時為155公里。（2008年黑格比中心風力每小時175公里；1999年約克中心風力每小時130公里）韋森特的颶風圈也不斷擴大（見圖一、圖二），在7月24日凌晨時分，颶風圈半徑達83公里，剛好覆蓋大嶼山西南部，因此香港西南部吹持續颶風。

圖一：7月23日晚上八時韋森特的風圈（紅：颶；橙：暴；黃：烈；按圖放大）

圖二：7月24日凌晨二時韋森特的風圈（紅：颶；橙：暴；黃：烈；按圖放大）

2.      韋森特的強烈雨帶不斷影響香港

        眾所周知，強雨帶可帶來強烈陣風。韋森特襲港期間，長洲風力十分可觀，持續達到颶風程度。然而，韋森特的颶風圈半徑雖然有83公里，可是卻仍未覆蓋（或只是間中覆蓋）長洲（見圖二）。長洲能錄得持續颶風，韋森特的強烈雨帶其實幫忙不少。（見圖三）

圖三：韋森特的強雨帶不斷影響香港（按圖放大）

        關於韋森特能為香港帶來十號風球，卻澳門只掛九號風球，筆者總結了網上的討論，歸納出兩點我認同的：

1.      韋森特的強烈雨帶不斷影響香港，卻沒有影響澳門

        在天文台發出十號信號期間，香港不斷受韋森特的強雨帶襲擊，因此在強雨帶的共伴強風下，長洲成功吹持續颶風（見圖四）。不過，韋森特的強雨帶卻始終沒有影響澳門（見圖三），因此澳門錄得的颶風並不持續。（以下為澳門三條跨海大橋所錄得的風速。由於風暴當晚澳門地球物理暨氣象局的網頁伺服器不穩定，以致部分時間未能登入記錄風速。不過，以僅餘的數據推測，澳門雖然曾錄得颶風，但並不持續，三條大橋主要維持在暴風水平。）

以下是嘉樂庇總督大橋錄得的持續風速（公里/小時）：
0020   嘉樂庇總督大橋   91.3  
0100   嘉樂庇總督大橋   132.0
0110   嘉樂庇總督大橋   130.4
0120   嘉樂庇總督大橋   112.9
0130   嘉樂庇總督大橋   114.6
0140   嘉樂庇總督大橋   110.2
0210   嘉樂庇總督大橋   106.4
0220   嘉樂庇總督大橋   108.4
0230   嘉樂庇總督大橋   118.3
0340   嘉樂庇總督大橋   86.8


以下是友誼大橋錄得的持續風速（公里/小時）：
0020   友誼大橋         62.5
0100   友誼大橋         120.2
0110   友誼大橋         120.5
0120   友誼大橋         113.2
0140   友誼大橋         122.1
0210   友誼大橋         97.2
0220   友誼大橋         108.8
0230   友誼大橋         108.1
0340   友誼大橋         96.6


以下是西灣大橋錄得的持續風速（公里/小時）：
0020   西灣大橋         69.1
0110   西灣大橋         115.5
0110   西灣大橋         111.2

0120   西灣大橋         115.7

0130   西灣大橋         113.1

0140   西灣大橋         124.8
0210   西灣大橋         109.4
0220   西灣大橋         106.2

0230   西灣大橋         122.0
0340   西灣大橋         72.6

圖四：韋森特襲港期間，長洲的風力變化（按圖可放大）

2.      東北眼牆結構鬆散

        從雷達上可看到，韋森特的眼牆西南部對流強烈，而東北部對流較弱，甚至出現缺口（見圖五）。出現這種情況，可能使眼牆西南部風力較強，東北部則較弱，而澳門則處於眼牆東北部，加上澳門沒有受強雨帶影響，也有可能是澳門沒有持續颶風的原因。

圖五：韋森特的眼牆結構（按圖放大）

3.      香港行政範圍比澳門大

        也許你會質疑，行政範圍和天氣是風馬牛不相及的事。不過，請暫緩你的想法。根據天文台的網頁，十號信號的定義是本地持續風力現正或預料達到每小時118公里或以上。換言之，只要本地一出現持續颶風，天文台便可以發出十號風球。香港行政範圍大，因此出現持續颶風的機會比較大；就算只是一個站有持續颶風，天文台亦會發出十號風球。相反，澳門行政範圍小，颶風有可能影響澳門行政範圍以外的海域而不影響澳門，所以澳門錄得持續颶風的機會亦會較小。

        無論如何，能令天文台發出十號風球的風暴，就是傳奇。筆者才疏學淺，如有錯誤，請及時指正。

另附上：

1.      韋森特接近香港時的路徑圖（利用雷達自行定位；按圖放大）

    

2.      韋森特的雷達動畫（按圖放大）

    

3.     韋森特襲港期間長洲的海平面氣壓變化（十分鐘最低：981.8hPa；按圖放大）

4.     韋森特襲港期間長洲泳灘的風力變化（十分鐘最高：127公里/小時；按圖放大）

5.     韋森特襲港期間大風坳的風力變化（按圖放大）

檢討熱帶氣旋警告發出制度．美麗的謊言

        2006年，颱風派比安吹襲香港，為香港帶來大風。有一定經驗的氣象迷依照當時本港的風力估計，本港風力強勁程度達八號烈風或暴風信號，然而天文台堅持不發出八號信號，只維持三號信號，惹來不少氣象迷和市民批評。

        事後，天文台解釋，當時不發出八號信號是根據沿用了近三十年八號信號的定義：「維多利亞港內現正或預料會有烈風或暴風從信號所示方向吹襲，持續風力達每小時63至117公里，陣風更可能超過每小時180公里。」作出的決定。的確，派比安吹襲香港期間，維多利亞港內並沒有出現烈風，當時啟德的最高每小時平均風速僅為58公里。當天文台作出這樣的解釋後，立法會議員和市民質疑為何天文台沒有因應香港發展情況對熱帶氣旋警告發出制度作出改進，反而繼續用一套已經是三十年前制定的系統。事件促使天文台在2006年底檢討熱帶氣旋警告制度，並在2007年公佈已制定8個測風站作為日後發警告的指標，不只倚賴維港。

        事件已經過去6年，究竟天文台的發波制度改善了多少呢，筆者希望借寫此文章作出探討。

        2006年底，天文台收集了市民和專業人士的意見，制定了8個參考測風站，目的是希望參考大部分地區的風力，而不只參考維多利亞港的風力。因為維港兩岸近年發展蓬勃，高樓大廈林立，吹烈風的機會已經很少，因此港內外風力差異較大。根據天文台的網頁，天文台會在8個測風站中4個或以上錄得強風或烈風的情況下，分別發出3號或8號信號；天文台會加強發布風力資訊。

         一般市民都會預期，當8號信號發出後，8站中應該有起碼4站吹起烈風，以下是2007年起令香港出現8號或以上信號的風暴襲港時，8站出現烈風的情況（以風暴襲港的整段時間計算）：

	長洲	機場	啟德	西貢	沙田	打鼓嶺	青衣（蜆殼油庫）	濕地公園	總數（8中X）
2007
帕布	P								1
2008
風神	P	P	P						3
北冕	P			P					2
鸚鵡	P	P		P					3
黑格比	P	P	P	P					4
2009
莫拉菲	P	P							2
天鵝	P								1
巨爵	P	P	P	P					4
2011
納沙	P	P		P					3
2012
杜蘇芮	P								1

從上表可以看到，自2007年新制起，真正達標的八號信號，只有黑格比和巨爵，其餘全部都少於4站吹烈風，就連發出9號信號的鸚鵡和莫拉菲，也達不到8號信號的標準。

        那麼天文台是失職嗎？筆者並不這麼認為，因為在這麼多次風暴中，鮮有聽聞市民批評天文台錯估風力而發出不達標的八號信號，而除了天鵝外，氣象迷亦基本上一致認為其餘的風暴的8號信號都是正確的。筆者認為，8個測風站中要有4個吹烈風，本來是個頗苛刻的要求，而且，沙田、打鼓嶺、青衣蜆殼油庫和濕地公園的測風站，因為地型屏蔽關係，根本很難吹起烈風。在這樣的情況下，若硬要達標才發出8號信號，也是罔顧市民安全的。

        談到這裡，我們不妨看看以新制度下，1999年至2012年令香港出現8號或以上信號的風暴襲港時，8站出現烈風的情況（包括派比安）：

	長洲	機場	啟德	西貢	沙田	打鼓嶺	青衣（青柏樓）	濕地公園	達到烈風的站除以總站數
1999
利奧									0
瑪姬	P			P					0.33
森姆	P	P					P		0.75
約克	P	P		P			P		0.67
錦雯									0
2001
尤特	P	P					P		0.5
玉兔	P								0.17
2002
黑格比	P								0.14
2003
伊布都	P	P					P		0.43
杜鵑	P	P					P		0.43
2004
圓規									0
2006
派比安	P	P					P		0.43
2007
帕布	P								0.13
2008
風神	P	P	P						0.38
北冕	P			P					0.25
鸚鵡	P	P		P					0.38
黑格比	P	P	P	P					0.5
2009
莫拉菲	P	P							0.25
天鵝	P								0.13
巨爵	P	P	P	P					0.5
2011
納沙	P	P		P					0.38
2012
杜蘇芮	P								0.13

雖然8個測風站有些是在二十一世紀才設立，但最右邊的數字仍有一定參考價值。從以上資料可見，1999年至今，甚少熱帶氣旋的數值高於0.5，代表的是一直以來當8號警告生效時，也沒有多少熱帶氣旋能令8個測風站的大部份吹起烈風。再看看1999年至今的8號信號，只有約克、杜鵑、風神、黑格比、莫拉菲、巨爵令維港（啟德或天星碼頭）吹起烈風。由此可見，天文台在2006年以前，其實也沒有嚴格要求維港一定要有烈風才發出8號信號；而2007年以後，天文台亦沒有嚴格執行參考8測風站的準則。

        所謂的檢討熱帶氣旋警告制度，其實只是應付傳媒和市民所作出的功夫。2006年，市民和記者在天文台的誤導下以為天文台一直以維港作為發警告的參考指標。然而，新的制度，並不十分影響天文台日後發出警告所考慮的因素，因為天文台深知使用新準則發警告，根本不可能。香港社會發展迅速，而且市民多在高樓大廈居住，當較地面當風，再定什麼準則、以海平面測風站作為參考站亦都是不設實際的。為彌補天文台制度上的不足，氣象迷一直研究一些指數代表熱帶氣旋影響香港的嚴重程度，例如氣旋破壞指數、香港風力指數等，氣象迷都有參考這些指數，來估計天文台發波的時間和發出幾號風球，這些指數，對於市民來說，其實都有一定參考價值的。