3W’s of Weather Forecasting Scientific Officer Jeffrey Chi Wai Lee 16 Oct 2013

HY 3 W W W

WHY 為何 氣象單位 在減災扮演重要角色

為何 一般市民眼中的天文台

香港天文台 民政事務總署 渠務署 土木工程及拓展署 消防通訊中心 政府新聞署 通訊事務管理局辦公室 其他政府部門及傳媒 其他電訊公司 公共交通

颱風黑格比路徑(2008年9月)

風暴潮之形成 風暴潮是由於熱帶氣旋中心氣壓較低及其強風的共同影響，導致海平面上升的現象。

杏花邨海水倒灌、大澳水浸(2008)

黑雨(2013年5月)

颱風韋森特路徑(2012年7月)

W HY W HAT W

預測甚麼 WHAT 高/低溫 + 天色 + 天氣 = 能見度 + 風向/風速 + 降雨 + 雷 + 濕度 + 浪

W HY W HAT HO W

HOW 如何 掌握現時天氣系統的狀況 明白天氣背後的機制 預測天氣系統的演化 評估對未來天氣的影響

天氣背後的機制 風：氣壓系統

地轉風形成示意圖 低 高

磨擦力對地轉風的影響 低 高

垂直向上伸展 水平輻合 (上升運動)

垂直向下收縮 (下沉運動) 水平輻散

低壓 高壓 空氣按逆時針移動 水平輻合 有上升運動 天氣一般多雲有雨 空氣按順時針移動 水平輻散 有下沉運動 天氣一般良好

風：海陸風 海風 陸風

海風的形成

2003年8月3日上午8時 2003年8月3日正午12時

溫度：冷/暖平流 2001年2月24日上午8時的天氣圖 上游觀測站在冷空氣影響後24小時的變溫

溫度：日照和輻射冷卻

能見度：霧

甚麼是霧 霧是懸浮於近地面空氣中的大量細微水滴(或冰晶)，使能見度下降。 形成霧的基本條件: 近地面空氣中水汽充沛 有使水汽凝結的冷卻過程

霧與薄霧 (Fog & Mist) 能見度 霧 1000米以下 薄霧 1000 – 5000 米 霧 1000米以下 薄霧 1000 – 5000 米 (註:各地氣象機構介定薄霧的準則不盡相同，在香港，令能見度下降到1000至5000米之間，就稱為薄霧。)

煙霞 (Haze) 煙霞是空氣中極小乾燥粒子的懸浮現象。 在香港，當能見度少於5000米時，會在天氣報告中報道煙霞。

霧的種類 平流霧 (Advection Fog) 輻射霧 (Radiation Fog) 鋒面霧 (Frontal Fog) 上坡霧 (Upslope Fog) 蒸汽霧 (Steam Fog)

平流霧(海霧)形成過程示意圖

香港出現海霧時地面氣壓形勢的典型變化過程 （2001年4月26日至29日） 2001年4月26日上午8時 2001年4月27日上午8時 東北季候風影響香港 天文台露點約17度, 能見度16公里 (2001年4月26日上午8時) 冷高壓向東移動 天文台露點約18度, 能見度8公里 (2001年4月27日上午8時)

香港出現海霧時地面氣壓形勢的典型變化過程 （2001年4月26日至29日） 2001年4月28日上午8時 2001年4月29日上午8時 香港有薄霧 天文台露點約22度, 能見度3000米 (2001年4月28日上午8時) 香港有薄霧 天文台露點約24度,能見度3000米 (2001年4月29日上午8時)

掌握現時天氣系統的狀況

地面觀測 香港自動氣象站觀測網路 (總數 > 90) 廣東省自動站 粵、港、澳合作自動站

香港自動雨量站網 總數 > 150

探空儀 自动操作 溫熵圖

天文台多普勒雷達 大帽山多普勒雷達 (1999) 大老山多普勒雷達 (1994) 大欖涌 多普勒雷達 (1996)

風廓線儀 (總數 4 個)

機場觀測站網 天氣浮標 多普勒 天氣雷達 自動氣象站 激光雷達 空中交通管制大樓天臺 Weather buoy (3) (1+2) Sham Wat (2) 天氣浮標 激光雷達 自動氣象站 空中交通管制大樓天臺

閃電定位資訊系統 廣東省氣象局及澳門地球物理暨氣象局分別 提供三水、惠東及澳門的場地 香港天文台負責提供探測儀器 閃電位置資料可供粵港澳三方共用

閃電定位資訊系統產品 內部 公眾

天文台衛星接收系統 地球同步衛星 風雲-2E, 2F MTSAT-1R COMS 極地軌道衛星 POES/NOAA 風雲-1D EOS/MODIS 風雲-1D

政府飛行服務隊的定翼機

預測甚麼 高/低溫 + 天色 + 天氣 = 能見度 + 風向/風速 + 降雨 + 雷 + 濕度 + 浪

有趣的鏡頭

預測天氣系統的演化 臨近預報 (未來數小時) 快 外推法 短、中期預報 (未來一至數天) 數值預報(電腦模擬) 統計學的方法

外推法

臨近預報工具 未來一至三小時雨量預測 即時訂正雷達降雨率 (動態Z-R關係) 風場分析 (回波移動向量) 預測暴雨及山泥傾瀉警告 Operational Mode 風場分析 (回波移動向量) 預測暴雨及山泥傾瀉警告

外推法 優 簡單 -> 更新時間短 劣 沒考慮增強\減弱的可能 外推時間越長，預測能力越低

統計學的方法 在過往的紀錄中尋找關係 從關係推算未來的天氣 例：天文台網誌中提及的「豬腰」與「沙灘波」

數值預報(電腦模擬) 天氣預報圖 Weather forecast chart

天文台新一代數值天氣預報模式 AIR 預報模式系統 (Atmospheric Integrated Rapid cycle forecast model system) 超短期(1-12小時)以至未來三日的高解象度天氣預測資料 水準解析度為 10公里及2公里的 非流體靜力學 數值天氣預報模式

非流體靜力學數值天氣預報模式(NHM) Non-Hydrostatic Numerical Weather Prediction Model Meso-NHM 10公里水準解析度 72 小時預測 每3小時運行一次 RAPIDS-NHM 2公里水準解析度 15 小時預測 每小時運行一次

預報模式系統運算流程 Non-Hydrostatic Model (NHM) 非流體靜力學模式 High-resolution regional weather forecast data 高解象度區域天氣預測資料 Boundary conditions from global model forecast 全球模式預報提供的邊界條件 Non-Hydrostatic Model (NHM) 非流體靜力學模式 Meteorological Observations 氣象觀測資料 Rainstorm forecasts 暴雨預報 Tropical cyclone track and intensity forecasts 熱帶氣旋路徑及強度預報 NICE High Performance Computer System NICE 高效能電腦系統

全球模式的應用 歐洲中期預報中心 (ECMWF) 2.5度解析度; 168小時預報 2.0度解析度; 168小時預報 0.125度解析度; 240小時預報 日本氣象廳(JMA) 1.0度解析度; 192小時預報 0.25度解析度; 216小時預報 美國國家環境預報中心(NCEP) 0.5度解析度; 240小時預報 英國氣象局 (UKMO) 0.25度解析度; 144小時預報

模式預報及後處理產品

集合預報系統網格點預測

天文台的電視天氣節目

天文台的電視天氣節目 1) 參加天氣會商了解當日的天氣情勢 2) 選擇合適的材料，制作簡報

3) 與電視台溝通及拍攝

總結 WHY WHAT HOW

HKO is more than this

最後想請教大家： 打風時應否在窗戶上貼上膠紙