飞 行 气 象
| 航空界通讯 |
第十五期 二零零一年五月 |
你认识政府飞行服务队吗？可能你只会联想到直升机英勇救人的画面，但事实上政府飞行服务队有一批驾驶定翼飞机的机师，除了执行拯救工作外，也为天文台作勘察飞行。
在去年8、9月及今年2至4月，每星期政府飞行服务队均安排一架双引擎捷流式定翼机环绕大屿山飞行，为天文台搜集风和温度数据。我们利用得到的资料，便可更深入了解机场附近由地形引致的风切变现象。
这天我有机会跟其中一位定翼机师关杰华机长谈一谈，身穿深蓝色制服的关机长身形高大健硕，说话充满自信。
「整段勘察飞行最困难是那个部分？」我好奇地问。
「其中一条航线需环绕大屿山作1000呎低飞，要留神一点。其余都没有大困难。」关机长一脸认真地继续解释。
图1 关杰华机长与本文作者摄于双引擎捷流式定翼机前。
「除非有紧急行动，否则勘察飞行会按时间表进行。当然，还要看天气情况，能见度太低时便不能作勘察飞行了。每次飞行约花一小时四十五分，途中副机师/机员负责读取风向风速数据，如遇上风切变或湍流，也会详细记录。当飞机着陆后，只需十分钟左右便能从飞行记录仪下载勘察飞行搜集得来的温度数据。」
「可以看一看『黑盒』吗？」我很有兴趣看看俗称『黑盒』的飞行记录仪。
关机长笑着回答：「这定翼机的『黑盒』是橙色而不是黑色的，在飞机的机尾部份。」
我看着政府飞行服务队的工程人员打开定翼机的尾部，并利用手提电脑从『黑盒』下载数据。我们又得到一些珍贵的天气资料！
图2 政府飞行服务队工程人员从定翼机尾部的『黑盒』（小图箭头所示）下载勘察飞行数据。
温度不仅让我们知道天气是暖或是冷，它随高度的改变，令我们得知更多关于大气的稳定度。例如，冷空气倾向停留在暖空气之下，而形成“逆温层”，令大气处于稳定状态。这种状态有利于产生雾、薄雾或烟霞等现象，令能见度下降。反过来说，冷空气下的暖空气会向上升，造成大气不稳定或对流状态，有时因而产生骤雨和雷暴。
天文台每日两次发放探空气球，把无线电探空仪送上高空量度气温，高度可达10公里或以上。
随着遥感技术日益进步，天文台现时可不断地量度由地面至1公里高的气温，这有赖于今年二月在沙螺湾装设的声波雷达。它利用声波速度会随温度改变的原理运作，即是声波在暖空气中传送较在冷空气中为快。声波雷达向空中发出声波，然后以无线电追踪声波的传送速度，从而确定上空的温度。声波雷达能在预测低能见度和发出风切变预警方面发挥效用。
图3 沙螺湾的气流剖析仪及声波雷达组合。中间的长方形天线作用是发放和接收无线电波，周边的四个圆柱形扩音器则向空中发出声波。
图4 二零零一年二月二十二日在机场观测所得的能见度 (下图)，以及利用声波雷达获得的气温剖析图取样 (上图)。
当日上午10时43分有逆温层出现，能见度因有烟霞而降至4000米左右。
由于日间部分时间有阳光，逆温层至傍晚时(下午6时12分) 已消散。
随着近年环保意识的提高，越来越多机构在内部推行环保政策，天文台的机场气象所亦不例外。
以往机场气象所会将从世界各地收集得来的天气资料，都一一列印出来，再经专人分类后传递至预报员手上。每天上万的信息都是以此等方式处理，既花时间和人力，又耗用大量纸张。
为此，天文台自行开发了一套天气资讯显示系统。此系统的作用是将资讯搜集，经网络传送至一个伺服器上加以分类及处理，然后再以网页形式展现出来，并经由天文台的内联网提供给预报员使用。
自去年五月这套系统正式投入运作以来，大大减省纸张用量超过八成。既达至环保的目的，也提高了工作效率。
图5 机场气象所同事正在使用天气资讯显示系统。
今年二月，天文台在大屿山二东山上添置了一部风力发电机，使全港装有风力发电机的自动气象站增至四个。
图6 二东山自动气象站同时利用风能和太阳能。
香港天文台设有维修组在赤鱲角机场工作，组员包括两位技工，叶景雄先生是其中之一，他在天文台工作已超过五年。藉着今次访问，让叶先生告诉我们在机场工作的感受。
问 : 叶先生，可否简单介绍你在机场的日常工作包括些甚么？
答 : 我的日常工作包括保养及协助维修机场的各类气象仪器，例如定时清洁跑道视程透射表，修理机场范围内众多自动气象站的百叶箱等。另外也会设计及制造一些仪器的配件。
问 : 听起来，你的工作是经常在户外进行吗？
答 : 大约有一半时间在户外工作。为了进行紧急维修，有时更要攀山越岭前往偏远的自动气象站。
问 : 刚才你提到需要定时清洁跑道旁的视程透射表，可否谈一谈详细的工作情况？
答 : 跑道视程透射表是一部很精确的光学仪器，镜面的清洁程度会影响它的准确性，好像眼镜沾了污垢，看东西也不清楚一样。所以，不论烈日当空或北风呼呼，清洁工作必须准时完成。在炎热的天气下，这些工作也颇辛苦，因为仪器贴近特别酷热的跑道，飞机升降时还会喷出热气。但是每当想起准确的数据对航机升降安全的重要性，觉得工作是值得的。
问 : 在你设计及制造的仪器配件里，有没有甚么称心的作品？
答 : 去年初天文台在偏远的自动气象站，开始设置风力发电机。我设计了一套6米高的桅杆连底座，用来装置发电的风车。这枝桅杆虽然由组件并合而成，但可以承受相当强的风力，而且方便由直升机运输。底座的设计令桅杆可容易被放下或竖立起来，以便进行维修。这些都是从工作经验得来的灵感。
问 : 你在赤鱲角机场服务的日子里，有没有一些难忘的事情呢？
答 : 记得九六年天文台在新机场跑道上安装仪器时，四周还像一片沙漠。但是启用两年后，已经绿茵片片，成为世界一流的机场。这些转变，令人难忘！
问 : 在工余的时候，你有甚么消闲活动呢？
答 : 我喜欢在假日相约朋友及同事们登山远足，既可以舒畅身心，也可以锻练体魄。
图7 叶景雄先生正在清理跑道旁的视程透射表。
图8 叶景雄先生正与同事测试用以安装风力发电机的桅杆。
(照片蒙袁仲升先生提供) 
图9 积雨云为照片右面(澳门方向)地区带来大骤雨，与左面(大澳)相对明朗的天色形成对比。
大雨时，能见度一度降至1000米以下。这天气是与一道活跃的冷锋越过本港有关。
(照片摄于二零零一年三月二十五日下午)
图10 2001年4月9日下午5时30分的雷达图像，强烈雷暴正影响香港。 九龙尖沙咀录得大至2.5厘米的雹。
图11 由A点至B点的垂直剖面，显示出雹暴的特征。
赤鱲角位处大屿山以北，群山环抱。当气流受到山脉阻挡，香港国际机场附近有时会出现因地形引致的风切变。1999年台风约克吹袭本港，在强∕烈风影响下，赤鱲角附近出现由地形引致不同类型和强度的风切变。期间大部份航机升降皆因恶劣天气影响而告取消，因此并没有机师报告遇上风切变。但机场多普勒天气雷达的观测资料却揭示了当时风切变影响机场的情况。
1999年9月15日晚上，台风约克集结在香港东南面，当时香港普遍吹北风。受到机场北面的青山阻挡，北风在绕过青山后转向，在下游位置转为稍偏西北﹝见图12﹞。由于赤鱲角与青山相隔一段较远的距离，气流改变的区域集中在青山下游的海域，仅仅触及北跑道的升降区，相信并不会对飞机升降构成太大影响。
在9月16日中午时份，约克移到大屿山南面，香港国际机场转吹偏东并带些微北分量的风。赤鱲角东面没有高山阻挡，雷达的观测显示在升降区内的风向及风速也比较稳定，据此推算由地形引致的风切变并未有出现在升降区上。
下午约克掠过了大屿山的西南部，香港国际机场转吹东南风。此时，雷达探测到大屿山山脉的下游有细小的扰动出现并移向升降区，相信这些扰动是气流绕过大屿山山脊后转向而产生的，这些扰动为跑道升降区带来显著的风切变。其后香港国际机场转吹偏南风，风切变影响机场的情形更为明显。图13的雷达径向风速显示背景气流分别冲过大屿山的多个山谷后，在升降区上产生了数道高速气流。如飞机横过这区域将会受到强度达22米/秒的猛烈风切变，即逆风增加或减少约43海里/小时。
从以上个案可看到当有热带气旋影响香港国际机场时，不同风向跟地形造成不同的配置，由地形引致的风切变也会相应不同。资料显示在背景风为东南风至西南风时，风切变出现并影响飞机升降的机会较大。
图12 1999年9月15 日下午11时20分 机场多普勒天气雷达扫描所得的低空径向风。
图13 1999年9月16日下午3时59分机场多普勒天气雷达扫描所得的低空径向风。
由于南中国海天气观测数目不多，由飞机提供的天气报告对天文台预报工作来说，是一项重要资料来源。时至今日，飞机仍是由专人透过话音通讯向控制塔提供天气报告。天文台每日祗收到约30份报告。
由于空中对地面的通讯技术的革新，例如飞机通讯通话及报告系统(ACARS)、自动从属监视系统(ADS)及二次监察雷达(SSR) S模式的出现，均能促进飞机自动化提供天气报告。机上的电脑可设定定时制备和传送天气报告，而无须依靠机师或地勤人员，因此飞机便可更频密地提供天气报告。天气资料越多，预报的质素可相应得以提升。
香港天文台现正研究利用这些新科技，为航空界提供更佳服务。
香港天文台于一九二零年开始构思提供航空气象服务，从此便与航空事业结下不解之缘。
一九三七年，天文台正式展开航空天气预报，预报员当时是以兼职形式在启德机场提供服务。其后在一九三九年，客运大楼内的机场气象所正式运作。第二次世界大战期间，航空气象服务一度被中断，直至一九四七年八月才恢复。为了配合在战后民航服务的迅速增长，自一九五七年起，预报员开始长驻机场气象所，全职为航空界提供专业气象服务。
一九七四年，天文台在启德机场跑道旁装设三组透射表，测量跑道视程。后来在一九七九年启用自行研发的低空风切变侦测系统，为九龙城上空这条危机四伏的飞行路线探测低空风切变。
一九九八年七月，随着赤鱲角新机场的启用，天文台为机场气象所添置了新的气象监测系统，兼且引入全新服务形式，以配合航空业界对天气服务日益殷切的需求。此外，早年以人手搜集资料、制作和发送给各航班使用的飞行气象资讯文件的做法亦已成过去，现时是透过网页和互联网技术自动进行。
图14 旧启德机场气象所。
图15 在启德机场跑道西北端的两组风向风速表是低空风切变侦测系统的一部份。
图16 启德机场跑道旁的视程透射表。
香港天文台利用互联网技术的「航空气象资料传送系统」，为航空界提供服务，获评审团颁发嘉许状。
图17 在二零零一年一月十一日颁发嘉许状予卫翰戈先生。
身为航空预报员的总学术主任谢明浩先生于去年完成公务员培训处的自学课程达五个以上，获颁发自学奖励计划奖项。谨此恭贺谢先生。
图18 谢明浩先生(第二行右起第三人)出席二零零一年四月二日的颁奖典礼。
航空气象服务联络组第十五次会议于二零零零年十二月二十八日在天文台举行。讨论事项包括「二零零零年风切变及湍流报告征集活动」、专家对风切变及湍流警报服务的检讨、利用宽频网络传送气象资料、「通讯、导航、巡测∕空中交通管理系统」下提供的气象服务及「飞机气象数据自动下传」观察计划、海风引起的风切变，以及世界航空区域预报系统过渡事宜。
中国民用航空总局空中交通管理局(空管局)与香港天文台定期进行技术交流。空管局最近派出代表团探访天文台，并于二零零一年一月九日至十三日参与有关航空气象服务及信息交换的研讨会。该代表团的成员来自青岛、成都、西安、沈阳及乌鲁木齐。他们今次到港，参观了机场气象所和机场多普勒天气雷达站。研讨会中，双方除讨论日后拓展下传飞机天气报告外，更就提供气象数据予航空公司作航班规划一事交换意见。
图19 空管局及天文台代表在研讨会中就航空气象服务交换意见。
数据化自动航站情报及远航气象情报广播服务于二零零一年四月十九日正式启用。在有适当装置的航机上，机师可即时得到最新的天气资料。
图20 民航处处长林光宇先生(左)及署理香港天文台台长林超英先生(右)展示列印出的空中交通及天气资料表。
我们在2001年3月展开每年一次有关航空气象服务的调查, 得到98%令人满意的评分。藉此感谢有关航空公司的回应, 他们同时也指出我们需要进一步改善的地方。我们会继续努力提供更佳服务。
天文台的外站经理，除了负责在偏远地区的气象站执行技术职务外，往往还会碰上一些料想不到的问题。
今年年初，天文台在沙螺湾设置一组声波雷达，当时曾担心仪器发出的声响会对附近村民造成滋扰。我们的外站经理李照光先生及梁惠明先生，遂前去探访村民以了解情况，结果使他们感到欣喜。因为当仪器运作时，村民并无察觉与平常有异，村民甚至对李先生及梁先生的关怀表示谢意。
另一次，天文台拟在大屿山二东山上的自动气象站装设围栏。该自动气象站靠近一所民居，住户担心围栏的外观或会与周遭的自然风貌格格不入。李先生及梁先生细心聆听住户的意见后向部门反映，结果装设围栏一事予以搁置。该名住户非常高兴这个决定，并主动提出代为看顾气象站的仪器，甚至帮忙清洁太阳板，以确保有足够的太阳能发电。
图21 李照光先生(左) 及梁惠明先生(右) 深明良好的人际关系往往是成功的因素。
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查询飞行气象文件 |
(852) 2910 6922 |
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http://www.weather.gov.hk | |
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航空气象服务网页 | |
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http://www.weather.gov.hk/aviation | |
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是期编辑 何家亮 | |
香港天文台：香港九龙弥敦道134A 电邮 Email：mailbox@hko.gov.hk