飞行气象
飞行气象
在许多人心目中，海和天虽然都是大自然的一部分，但却截然不同，互不相干。他们可能只会在外出时或计划到海边畅泳或垂钓时，才留意香港天文台所提供的天气预报及海面温度。不过，对天气预报员来说，大气及海洋是息息相关的。海面温度资料十分重要，尤其用于预报雾及海风等现象的时候。在更阔一些的层面上，广为人知的厄尔尼诺现象，事实上与全世界的海面温度分布有莫大关连。
自今年七月开始，得到消防处的同事襄助，义务在机场内的两个海上救援停泊区量度海面温度。驻守赤鱲角机场的高级消防区长周荣德先生说：「量度工作颇为简单，需时约5分钟，同事只须利用一个特制提桶，在海水约1米深位置收集样本，然后读取它的温度便可。」
现时，消防处每天量度海面温度两次。周荣德先生说：「除非有紧急事故，否则我们定必按时量度。即使有时面对炎炎酷日或倾盘大雨，我们仍乐意执行这项工作，因为我们明白水温对天气预报非常有用。」
图1 量度海面温度 - 消防处同事利用提桶提取海水样本
图2 读取海水温度
太阳能在环保活动中扮演重要角色。天文台已于多年前在偏远的自动气象站安装太阳能板，提供电力给自动气象站的仪器使用。太阳能板并不是新事物，但在大帽山天气雷达站内装置太阳能发电设施是建筑署一项新的尝试。太阳能发电装置为雷达站内的设施提供电力，包括部份房间的空调。让我们善用太阳能，为环保作一分努力吧！
图3 大帽山天气雷达站内的太阳能发电设施
二零零零年年初，天文台在沙洲自动气象站首次装设风力系统取用风能后，再于二零零零年五月在弥勒山自动气象站设置风车，使气象站得到更稳定的能源供应。
弥勒山自动气象站位于海拔约七百米的山顶上，遥望香港国际机场，作用是监测大屿山山顶上的风，以评估由地型引起的风切变。
弥勒山经常被云层遮盖，因此气象站未能有效取用太阳能。不过，由于该处颇为当风，风力是另一理想能源。只要风速达到每小时18公里，便足以提供整个气象站所需的能源。自装设了风车之后，这个气象站的能源供应稳定性大为提高。天文台拟在来年于另外三个自动气象站装设风车取用风能。
图 4 弥勒山自动气象站同时装有太阳能吸光板及风车，能源供应相当稳定。
根据天文台人员所进行的天气观测，在一九七九至一九八三年期间，赤鱲角平均每年发生雷暴的日数为45.5日，比启德的37日为高(见表一)。
过去两年，天文台的机场多普勒天气雷达已证实能够有效探测赤鱲角的雷暴和相关现象。
表一 发生雷暴的平均日数
(一九七九年七月至一九八三年六月)
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机场 | ||
|---|---|---|
| 月份 |
赤鱲角 |
启德 |
| 一月 | - | - |
| 二月 | 2.25 | 2.00 |
| 三月 | 4.50 | 4.00 |
| 四月 | 6.75 | 4.75 |
| 五月 | 6.75 | 5.50 |
| 六月 | 2.50 | 3.00 |
| 七月 | 6.00 | 5.25 |
| 八月 | 8.25 | 6.75 |
| 九月 | 7.25 | 4.75 |
| 十月 | 1.00 | 0.75 |
| 十一月 | 0.25 | 0.25 |
| 十二月 | - | - |
| 全年 | 45.50 | 37.00 |
图5 机场多普勒天气雷达
今年七月底，天文台邀请两名知名专家来港，分别为新西兰的Neil Gordon博士及美国的Michael Eilts博士，检讨香港国际机场的风切变及湍流警告服务。
两位专家除了视察天文台的气象设备外，更乘坐直升机环绕大屿山，了解地型和设置在机场周围的各种气象设施，其后又与航空公司及民航处代表会谈。
两位专家在进行检讨后，均正面认同现有设施的价值和天文台在风切变方面的工作，并提出建议，以助天文台进一步提升有关服务。
图6 Neil Gordon 博士(前)及Michael Eilts博士摄于大榄涌机场多普勒天气雷达站
(照片蒙陈柏纬先生提供)
图7 二零零零年五月一日上午九时左右，后备航空交通管制大楼四周雾气茫茫。
图8 机场上空有浅雾笼罩，但背景中大屿山上的高山仍清楚可见。(拍摄时间与图7相同)
密集风切变及湍流报告第二轮活动已于二零零零年八月十四日至九月十七日举行，该段期间共收到逾 5000个由商用飞机机师发出的报告。此外，政府飞行服务队为进一步了解赤鱲角附近的气流，亦在该段期间利用一架双引擎捷流型 (Jetstream) J-41定翼飞机进行飞行勘察。
其实，政府飞行服务队与天文台合作良久。早在一九八零年代，政府飞行服务队(前身为皇家香港辅助空军)曾利用一款小型飞机 -- 老虎狗型飞机 (Bulldog)，进行飞行勘察。在每次飞行中，飞机师均对赤鱲角新机场拟设的跑道及下滑航道上空的湍流强度作出性质评估。
由于现时采用的捷流型J-41飞机设备较以前先进，故此在飞行期间，飞机除了能够沿途搜集风切变及湍流资料之外，更可搜集不同高度风向、风速和温度的资料。
在此谨向参与该活动的各间航空公司、政府飞行服务队及民航处致衷心谢意。
图9 政府飞行服务队的捷流型J-41飞机
图10 J-41飞机座舱内貌
气流经过山峰时会遇到干扰，一如流水遭到石头阻挡一般。当气流吹向山峦起伏的大屿山时，机场有时会受到群山所引起的风切变影响。
新机场启用后的两年内，录得最多由地型引起风切变事件的月份是三月，当时地面清凉的东风被上空强烈的东南风覆盖。一九九九年三月八日所发生的风切变事件便是典型的例子。
一九九九年三月八日早上，一道冷锋横过华南沿岸，冷锋过后华东的高压脊伸展至华南沿岸地区 (图11)。结果，香港国际机场全日均受到清劲至强烈的地面东风所影响。
当日地面吹东风，不过随着高度上升，风向和风速亦有转变，上空吹的为强烈东南风。大屿山的二东山山顶上的风速表在早上录得时速25海里的东南风，至黄昏时风速已增强至每小时30海里。
当日降落香港国际机场的航机中，有数名机师报告在12UTC (本地时间下午八时)后遇到风切变。其中一名机师报告在约1230UTC，飞机接近 RWY 07RA (即南跑道，由西南面着陆)时遇到风切变增加20海里 / 小时，然后又减少20海里 / 小时，因而须要复飞。该飞机最终在1243UTC左右着陆。尾随的飞机最初尝试在1232UTC降落，但因为在最后着陆前遇到20海里 / 小时的风切变，结果要转飞澳门。
机场多普勒天气雷达对香港国际机场及西面着陆区的0.6度仰角扫描显示，多普勒径向风大致离开雷达(正径向风速－暖色)，与低空东南偏东气流吻合(图12)。不过，在RWY 07R 入口对开约3海里位置，离开雷达的径向风明显较弱。在弥勒山及象山的下风位置，不时见到约一公里宽的狭长径向风朝向雷达(反径向风－冷色)。
这些资料与1252UTC抵港飞机上所录得的情况吻合。该班航机由2,300呎下降至1,350呎时录得东南风(图13)，然后风向大幅度改变，首先转为西南，再转为西北，而风速则显著减至低于每小时5海里。飞机继续下降时，风向再次在约800呎高度大幅度转为东北，然后才转为东南，而风速则增加到每小时10至15海里。该班航机所录得的资料证实，在弥勒山西南面的东北至西南山脊的下风位置，有高山尾流及伴随的反向气流出现。
除了上文所谈论由冬季季候风引致的地型风切变之外，香港国际机场在有热带气旋经过时，也曾录得由地型引起的风切变。
图11 一九九九年三月八日 00UTC 的地面天气图
图12 一九九九年三月八日
1243UTC 机场多普勒天气雷达在0.6度扫描所得的径向风
图13 飞机在不同高度录得的风向和风速，资料每4秒记录一次
根据天文台和中国民航总局空管局早前达成的航空气象服务长期技术合作备忘录，本人和另一位同事陈世倜于九月初参加了由空管局气象处举办的一个关于航空气象服务的学术交流研讨会。会议在山东省烟台市召开。
抵步当日，刚巧有一道冷锋横过烟台地区，在冷锋下，天色变得阴暗及有雨，傍晚更开始刮起强烈的北风。第二天早上，北风依然凛冽，但天色却转为晴朗及非常干燥，天空上万里无云，会议亦在这个天公造美的环境下召开。
会议共有29位全国地区的航空气象专家发表了专题学术报告，介绍了不同地区的特殊气象及服务网络的发展。他们发表的报告都很富开拓性和创新性。我们在会议上发表了关于香港国际机场风切变个案研究及人工神经网络技术预测海风环流的学术报告。
华东地区的天气系统移动较快，北风在会议结束时已逐渐缓和下来，并且由一股较为潮湿的气流所取代。天空上出现了一丛丛雪白的『花球』，彷佛要向即将离开的我们话别。
图14 中国香港代表介绍香港国际机场风切变个案研究
图15 与会人士在山东省烟台市会场外合照 (航空气象服务学术交流研讨会 – 山东烟台)
二零零零年七月十七日至二十一日，天文台派出代表，到泰国曼谷出席了国际民用航空组织辖下的通讯∕气象∕导航∕巡测小组第四次会议。
会议中讨论多个气象课题，包括世界航空区域预报系统(WAFS)的过渡计划、交换业务气象(OPMET)资料，以及实施国际航道火山监察计划(IAVW)。
会议设立了一个工作小组，为亚太区草拟一有关气象章节，以支援通讯、导航、巡测∕空中交通管理(CNS/ATM)系统中的全球空中导航计划。天文台其中一名人员将会担任该工作小组的报告起草人。
第十四次航空气象服务联络组会议于二零零零年六月三十日在天文台举行，讨论事项包括二零零零年的密集风切变观测期(IOP)、世界航空区域预报系统(WAFS)过渡计划、航空预报验证计划，以及天文台一九九九年∕二零零零年度航空气象服务调查结果。
世界气象组织航空气象委员会属下的航空气象培训、环境及新发展 (TREND) 工作小组第一次会议于二零零零年十月二十四至二十七日在中国香港举行。讨论事项包括机场天气预报验证、风切变及航空活动对大气高层的影响。会上对香港天文台在航空气象的各项工作予以认同。
图16 航空气象培训、环境及新发展工作小组第一次会议
「外站经理」，一个新的名字、一项新的任务。天文台的电子维修组同事，往常主要负责维修气象仪器。自今年七月开始，天文台试行「外站经理」计划，让电子维修组的同事当上「经理」来，负责管理外站如雷达站及自动气象站等的工作。他们肩负的并非一般简单任务。由于部份偏远的外站没有车路可达，有关的「经理」便需要与政府飞行服务队联络，安排直升机往返这些外站。另一方面，负责管理大帽山或大灠涌雷达站的「经理」，便经常要与机电工程署及建筑署保持紧密联系，检查及维修站内外的设施，确保雷达站得到适当的保养。「外站经理」的计划，不但扩阔了同事对外的接触面，还令他们的工作添上了姿彩。
图17 大帽山天气雷达站经理卢伟雄先生(前排中)正与有关工程人员商讨加强雷达站的设施。
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电话及传真号码 |
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(852) 2910 6922 |
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(852) 2910 6300 (852) 2922 5805 |
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传真 |
(852) 2910 0080 |
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(852) 2926 1133 |
天文台网页
http://www.weather.gov.hk
http://www.hko.gov.hk/
航空气象服务网页
http://www.weather.gov.hk/aviation
http://www.hko.gov.hk/aviation
是期编辑 赵孔儒
香港天文台：香港九龙弥敦道134A 电邮 Email：mailbox@hko.gov.hk