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3W’s of Weather Forecasting
Scientific Officer Jeffrey Chi Wai Lee 16 Oct 2013
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HY 3 W W W
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WHY 為何 氣象單位 在減災扮演重要角色
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為何 一般市民眼中的天文台
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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
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颱風黑格比路徑(2008年9月)
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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。
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杏花邨海水倒灌、大澳水浸(2008)
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黑雨(2013年5月)
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颱風韋森特路徑(2012年7月)
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W HY W HAT W
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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
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W HY W HAT HO W
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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
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天氣背後的機制 風：氣壓系統
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地轉風形成示意圖 低 高
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磨擦力對地轉風的影響 低 高
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垂直向上伸展 水平輻合 (上升運動)
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垂直向下收縮 (下沉運動) 水平輻散
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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
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風：海陸風 海風 陸風
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海風的形成
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2003年8月3日上午8時 2003年8月3日正午12時
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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
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溫度：日照和輻射冷卻
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能見度：霧
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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
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霧與薄霧 (Fog & Mist) 能見度 霧 1000米以下 薄霧 1000 – 5000 米
霧 米以下 薄霧 – 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。)
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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。
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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)
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平流霧(海霧)形成過程示意圖
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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)
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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)
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掌握現時天氣系統的狀況
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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
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香港自動雨量站網 總數 > 150
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探空儀 自动操作 溫熵圖
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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)
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風廓線儀 (總數 4 個)
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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
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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
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閃電定位資訊系統產品 內部 公眾
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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
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政府飛行服務隊的定翼機
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預測甚麼 高/低溫 + 天色 + 天氣 = 能見度 + 風向/風速 + 降雨 + 雷 + 濕度 + 浪
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有趣的鏡頭
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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
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外推法
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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
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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
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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」
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數值預報(電腦模擬) 天氣預報圖 Weather forecast chart
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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
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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
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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
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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
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模式預報及後處理產品
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集合預報系統網格點預測
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天文台的電視天氣節目
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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
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3) 與電視台溝通及拍攝
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總結 WHY WHAT HOW
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HKO is more than this
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最後想請教大家： 打風時應否在窗戶上貼上膠紙
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