溫黛或正面襲港

颱風溫黛過去 24 小時繼續穩定向西北偏西方向移動, 在下午二時, 集結在東沙附近海域. 預料溫黛將繼續接近, 並有可能於明日正面吹襲香港.

超颱襲港可能性

要附合以下幾點:

1) 在進入南中國海前達到超過超颱下限的水平(幾乎是廢話).
2) 副熱帶高壓深厚而強大, 垂直風切偏低
3) 避開呂宋和台灣陸地. 靠近香港時, 緯度盡可能偏低以避開華南沿岸, 並在香港南面 50 公里左右掠過
4) 與 2) 相關, 移動速度至少每小時 25 公里, 冷水上翻效應減少

如遇上以上情況, 請放棄所有防風措施, 不應停留在室外或室內(樓宇能否抵受???), 最佳方法是往內陸暫避.

溫黛即將入南海

在下午二時, 颱風溫黛集結在呂宋海峽, 即在北緯 20 度, 東經 121.5 度附近. 預料未來 24 小時將繼續採取西北偏西方向移動, 進入南中國海北部. 按照目前預測路徑, 溫黛將於華南沿岸登陸, 本港明早風勢增強, 天氣轉壞.

溫黛之最新消息

在下午二時, 溫黛集結在呂宋以東, 約在北緯 18 度, 東經 127.5 度附近. 受太平洋副熱帶高壓帶動, 預測溫黛將採取西北偏西方向進入南中國海. 雖然高空 200 hPa 高壓帶來強盛偏東風, 但中低層副熱帶高壓亦強, 西南季風偏弱, 較低的風切對溫黛強度不會構成重大影響.

畫東亞氣候圖集

到 CDC 網站 http://www.cdc.noaa.gov/data/gridded/data.ncep.reanalysis2.pressure.html 下載高度資料 hgt.mon.mean.nc

用以下 GRADS script 便可繪畫 30 年氣候圖:
'reinit'
'sdfopen c:\hgt.mon.mean.nc'
'set lat 10 50'
'set lon 100 140'
'set lev 500'
'define mean=ave(hgt,t=9,t=360,12)'
'set t 1'
'set cint 10'
'set grads off'
'd mean'
'draw title Sep 500 hPa'
'printim c:\sep500.png white'


產品如下:

八, 九月的另外幾張:
http://s774.photobucket.com/albums/yy25/MartinWong_2009/?action=view&current=aug200.png
http://s774.photobucket.com/albums/yy25/MartinWong_2009/?action=view&current=aug500.png
http://s774.photobucket.com/albums/yy25/MartinWong_2009/?action=view&current=aug925.png
http://s774.photobucket.com/albums/yy25/MartinWong_2009/?action=view&current=sep200.png
http://s774.photobucket.com/albums/yy25/MartinWong_2009/?action=view&current=sep500.png
http://s774.photobucket.com/albums/yy25/MartinWong_2009/?action=view&current=sep925.png

不畫不知, 原來 500 上八月無脊, 九月反而有. 另外, 九月 200 脊剛好在沿岸附近, 故南海北部風切較低.

南海垂直風切二

今回看看風切隨年的變化.

上圖為七至十月風切隨年的變化. 不用計算也能看出年與年之間的差別可以很大. 七月(紅色線)在 90 年前後出現一年高下一年低的情況. 不論是以月還是以季數據做統計試驗, t-test(前十五年一組, 後十五年一組)還是線性回歸分析, 都沒有明顯的長期上升或下降趨勢.

以下抽一些例子來看. 從上圖可見, 在七月, 90(99) 年風切最低(高); 在九月, 96(81)年風切最低(高).

90 年低風切年, 850 hPa 上華南吹偏南風, 副熱帶高壓伸展至台灣附近, 西南季風沒有穿越菲律賓. 99 年, 華南一帶吹西南風, 南海中部西南季風明顯較強, 並穿過菲律賓一直到東經 135 度左右才北上. 200 hPa 上, 90 年南海北部風速亦遠較 99 年時為低. 在 99 年, 呂宋以東到東經 130 度左右風切仍超過每小時 30 海浬, 完全不適合熱帶氣旋發展.


9 月為平均風切最低的月份. 在 96 年, 200 hPa 高壓較偏南, 脊線剛好在風切的計算範圍上(17.5-22.5 N; 112.5- 122.5 E), 計算出來的風切值也偏低, 850 hPa 季風槽明顯. 81 年, 200 hPa 上噴射氣流較強, 高壓仍為南中國海中北部帶來強勁偏東風及較大風切.

在沒有明顯長期趨勢下, 下一回將集中看看能否從 ENSO/QBO 對南海季風的影響解釋年與年之間的風切變化.

南海垂直風切一

今日再到美方 CDC 網站下載再分析資料: http://www.cdc.noaa.gov/data/gridded/data.ncep.reanalysis2.pressure.html

我想取得的是 u-wind 和 v-wind 的 monthly 資料. 由於兩個檔案都超過 100 Mb, 要減少下載時間, 可點選 create-subset, 只選擇下載 850, 200 hPa, 北緯 0-45, 東經 90-135. 30 年的月資料(79 年 1 月至 08 年 12 月), 檔案才不過 2 Mb 大小左右.

我選了"黃金路線", 即在北緯 17.5-22.5 度, 東經 112.5-122.5 度的資料作為分析計算的範圍. 對於在太平洋進入南中國海北部並登陸華南的颱風來說這選擇應該是不錯的. 今日先貼出 30 年氣候值:



作點解說. 冬季時高空吹西風低空吹東北風, 所以一月的 zonal shear (200 百帕的西風減去 850 百帕的西風)為正數, 高達 55 海浬, 就算海溫不太低, 也不可能有熱帶氣旋接近. 南北向帶來的風切相對很少可以忽略. 風切到五月才明顯降低, 並逐漸從正數轉為負數, 顯示該區受季候風影響. 七月達到夏季高峰值, 偏東北的風切稍稍超過 20 海浬, 平均來說也應該對熱帶氣旋強度有負面影響. 到九月轉季之時, 風切到達全年最低值.

下回將探討風切是否有明顯年變化或氣候變化.

氣象繪圖DIY

今天示範用 GRADS 繪圖軟件畫圖. 我敢告訴大家, 這個步驟是大多數做氣象研究的學生開工後第一個星期內必學的軟件.

先到 GRADS 的網站下載適用於 windows 環境下的版本 ftp://grads.iges.org/grads/1.8/grads-1.8sl11-win32e.exe 並執行安裝.

到美方 CDC 網站 http://www.cdc.noaa.gov/data/gridded/, 可以找到很多格點資料. 請點選 GPCP V2 PRECIPITATION. 進入下一頁後, 會發現有四個檔案可供下載. 請下載第一個 precip.mon.mean.nc, 並放到 C:\ 目錄下.

操作 GRADS 主要有兩個方式, 一個是 interactive, 另一個是行 script. 先從程式集中選取 Grads, 順利打開軟件並選取顯示模式後總共會有兩個視窗, 一個是輸入名令, 另一個顯示圖.

對於 *.nc 類的文件, 開檔的名令是: sdfopen c:\precip.mon.mean.nc

如能開檔, 己成功了一大半. 開檔後常做的是看看裏面有那些變數: q file 1 (q 是 query 的意思)
剛才下載的檔案只有一個變數 precip

輸入: d precip (d 是 display/顯示的意思)
可以顯示雨量, 由於並沒有其他設定值, 顯示的是 1979 年 1 月的全球雨量.

要選擇其他時間和繪畫範圍, 可輸入以下命令:
1) c (clear 的意思, 將剛才的畫面清除)
2) set lat 0 40 (將緯度設為 0 - 40)
3) set lon 100 140 (將經度設為 100 - 140)
4) set t 8 (由於是 79 年 1 月開始的月資料, t=8 是 1979 年 8 月)
5) d precip
6) quit (離開 grads)


要用 script 來執行繪圖(例如執行一些重覆或自動的工作), 先將以下數行連所有標點抄到新檔 c:\test.gs
'sdfopen c:\precip.mon.mean.nc'
'set lat 0 40'
'set lon 100 140'
'set t 8'
'set grads off'
'set gxout shaded'
'd precip'
'run cbarn'
'printim c:\test.png white'
'quit'


再次進入 grads 後, 只需輸入: run c:\test 便可繪圖並將結果輸出至 c:\test.png

在 unix/linux 環境下只需在 shell 執行(windows 好像不行): grads -bc "run c:\test.gs" 便可.

厄爾尼諾答問二

本來上星期就有第二回, 怎料 International Research Institute for Climate and and Society (IRI) 一直都沒有更新預測圖(可能是網頁出錯, 八月的報告仍然是七月的圖), 反而在美方昨天的週報告內出現:

我己經把 IRI 網頁加到我的最愛. 裏面除了有季預測和 ENSO 預測外, 還發現有各 basin 的熱帶氣旋個數和 "ACE" 的機率預測. 不過由於這熱帶氣旋預測純粹根據 ECHAM 模式的結果, 由於水平分辨率低, 大家目前還是視它為試驗性產品好了:

回到正題. 第一回介紹了美方的 ENSO 產品, 今回到澳洲氣象局. 澳洲氣象局的報局(http://www.bom.gov.au/climate/enso/) 每兩星期出一次, 最新(19日)的一次指出南方濤動指數(SOI)正常, 海水溫度下降而且模式的預測亦有所修正, 表示 El Nino 的勢頭比起先前估計已大大降低.

澳方並沒有像美方以 Nino3.4 SST 來定義 El Nino/La Nina. 似乎美方不太看重 SOI, 亦沒有把 Indian Ocean Dipole (IOD) 對氣候的作用考慮在內. 美方 NCEP CPC 網頁亦找不到 IOD.

澳方選作參考的七個模式(來自澳美歐中日), 除了國產外, 其餘的都在 IRI 的圖上. 還是直接到 IRI 網站比較方便. 有關大氣海洋常用指數(如 IOD 的指數 DMI), 熱帶氣旋強度的量度(如 ACE), IOD 對華南的影響, 將於稍後各另開題目介紹. 下回將回到 82-83 年.

N年一遇的降水

對於氣象災害, 我們常常聽說百年一遇之類的描述, 像這次台灣水災, 便有指是五十年一遇. 其實這樣的結果是根據甚麼算出來的呢? 今天明報刊登了一篇關於最大降水的新聞, 文中提到根據九十年代的研究, 香港最大的二十四小時總雨量為 580 毫米, 引起了我的興趣.

到天文台的網站搜索文章, 找到一篇關於降水的"tn086". 文中細節未有細閱, 但主要是將過往的雨量 fit 向一些統計分佈, 然後便可求得一些總雨量和重覆出現年份的關係, 如元朗的雨量(文中圖 6d):

不過, 似乎明報所說的並非我所看的文章, 因為如根據 tn086 的統計分析, 基本上雨量是沒有頂(upper bound)的, N 越大雨量便越大. 要算出雨量的頂, 至少應該要以水汽輸送量(風速 x 水汽)和山高(還記得溫熵圖上, 上升空氣的凝結量和高度有關)求出.

氣象部門的角色

最近在天文台的主頁看到國際氣候轉變會議的 logo, 便進去看看 http://www.iccc2009.org/
本次會議將於十月六日至九日在會展舉行, 由 Hong Kong Climate Change Forum 及 The Climate Group 負責安排.

大家可以留意會議的流程 http://www.iccc2009.org/en/programme/, 關於"硬科學"的部份只有八日早上九時至十時半的一節, 其餘的都是關於工商, 能源, 政策, 低碳. 兩位 co-chair 以及負責開場白和結尾亦都不是"大氣海洋人".

網友們對天氣和氣候的興趣可能純綷出於對大自然的好奇, 但現實情況是我們對天氣氣候的研究和預測都不可能完全脫離社會和經濟(至少在伸請經費時也要附合某些公眾利益的), 氣象部門的定位是一個支援的角色, 隸屬經濟局並無不妥.

要當一個傑出的科學家, 需要對硬科學埋頭苦幹, 但又可能忽略了社會整體的視野, 忘了大茶飯在哪裡. 魚與熊掌, 可兼得嗎?

冷空氣漸趨活躍

日本氣象廳的預報圖顯示西風帶出現了明顯的槽脊(右上), 地面圖上亦有相應的高低壓系統(左上). 冷空氣的活動已經肖肖開始.

星期二早上, 南海東北部可能有低壓區出現(左下), 地面高壓的影響亦從東北面一直伸入南海東北部, 香港偏東風將加強. 雖然日間溫度不會有明顯變化, 但大風可抒緩炎熱帶來的不適, 香港漸漸進入類似秋涼的天氣. 初秋期間, 微弱的東北季候風往往會加強南海的水平風切, 有利熱帶氣旋的發生, 看看這次能否偷雞成功.

龍捲風與水龍捲

先做個界定上的區別. 根據維基百科提供的資料, 龍捲風可歸為兩類, 一種是威力強大, 在電影裏看到的那種 tornado; 另一類是較弱, 可在陸上或水上發生的龍捲, 我們另給它們名字 waterspout/landspout. 為何要作這樣的區別呢? 除了是因為威力, 大小, 持續時間的不同外, 兩類龍捲發生的天氣環境是不一樣的.

雖然龍捲發生的機制未完全了解, 但較為一致的看法是先要有水平渦度(horizontal vorticity). 對於 tornado, 渦度源於大尺度的風切, 和海水無關. 對於 waterspout/landspout, 有觀測指出容易於暖水和冷水分界出現, 因較容易有渦度產生, 另外亦有指 waterspout 可能是受到像熱帶氣旋一樣的海面加熱和蒸發影響. 這或許是 waterspout 較 landspout 多的原因.

根據天文台的記錄, waterspout 在香港水域並不罕見. 由於難以預測 waterspout 的發生, 又因其範圍太小又在海上, 要觀測其結構比 tornado 更難. 不過, 美方於 93 年 8 月便有觀測任務在佛羅里達州南端 Key West 進行, 運用直昇機, 煙霧和相機捕捉 waterspout. 在五天觀測時間內, 平均每天約發現一至兩個:
http://ams.allenpress.com/archive/1520-0477/75/12/pdf/i1520-0477-75-12-2281.pdf

氣象大師系列二

因為小弟孤陋寡聞, 認識的氣象人和事都只是皮毛, 昨天寫完第一回便立即要想想第二回要寫誰, 以免辜負讀者對我的期待. 不用想就想起郭曉嵐(1915-2006)先生. 事有巧合, 剛才上網看看美國氣象學會羅斯貝(Rossby)獎的得主, 郭先生得獎年剛好是跟在昨天第一回 Lorenz 先生之後.

郭先生於青華大學學士畢業, 在浙江大學讀碩士, 導師是竺可楨先生. 後來到美國芝加哥大學讀博士, 導師是 Rossby 先生. 這些名字(包括他自己)都是氣象界萬人景仰, 舉足輕重的泰山北斗.

我剛讀氣象不久便碰到這個名字, 那是因為看書看到有個"郭曉嵐定理". 運行數值模式的朋友對 Kuo 也應該不陌生, 因為 Kuo 的績雲對流參數方案在很多模式中都有應用.

不要說我偷懶, 他的貢獻實在太多, 以我的資質和見識不可能一一列出來. 就讓我們再一次為這些偉大氣象學家致最崇高的敬意!


參考:
http://en.wikipedia.org/wiki/Carl-Gustaf_Rossby_Research_Medal
http://en.wikipedia.org/wiki/Hsiao-Lan_Kuo

氣象大師系列一

大氣科學一般來說是古典物理學的一個分支, 相關工作反倒影響現代物理, 數學等學科發展便顯得更難能可貴.

Edward Norton Lorenz (1917-2008) 便是其中一位. 他早年曾當天氣預報員, 後來於 MIT 取得博士學位, 並一直在該學院工作. 最為人所知的研究是於 1963 年發表的文章 Deterministic Nonperiodic Flow, 關於混沌(chaos)對天氣預測構成的預報性(predictability)問題. 和很多學者一樣, 他於過身前仍然有繼續研究工作. 在美國氣象學會的期刊網頁搜索, 於 2006 年接近九十高齡仍然可以找到他的著作.

Lorenz 本人沒有(在我認識當中)做關於熱帶氣旋的工作, 但他的學生 Kevin Trenberth 近年於全球暖化和熱帶氣旋活動關系也發表了一些著作, 包括於 Science 的一篇:
http://www.sciencemag.org/cgi/reprint/308/5729/1753.pdf


參考: http://en.wikipedia.org/wiki/Edward_Lorenz

定量降水預報二

出得黎行, 預左要還. 上回露底連 threat score 都唔識, 又開支票未兌現, 今回先補回 threat score 的定義. 先看下表:

表中 82 代表預測某事件發生而又真的發生的數目, 即 hits(中的意思); 38 代表預測發生但沒有發生的數目, 即 false alarm(虛報); 23 代表預測沒有發生但發生, 即 misses(漏報); 222 為預測沒有發生又真的沒有發生的數目. threat score 定義為 hits/(hits + misses + false alarms), 介乎 0-1 之間. 當沒有虛報和漏報便是全中, threat score 為 1.

注意的是上回提供的圖定義的 threat score 可能是根據面積計出來. 根據該圖, 雨量越高 threat score 越低, 對於六小時下兩吋雨以上的 threat score 還不到 0.1. 表明目前用這種方法來預測大雨未必可靠(先不理當中取了那些案例).

預測評核(可能譯得不好, 英文是 forecast verification)本身便是一個可寫的課題, 其重要性也相當明顯, 但因離題關係暫且不詳談. 在網上隨意 google 一下, 就找到一個最近的工作坊(http://www.bom.gov.au/bmrc/wefor/staff/eee/verif/verif_web_page.html), 大家不妨看看, 最好當然是解讀後和網友們分享.

今回起開始探討關於熱帶氣旋的 QPF, 也是先考慮約一天至數天的預測. 小弟看了地台網友提供的天文台經驗統計方法, 文中主要以路徑(東或西掠過, 直或轉彎)作分類, 當中亦即是考慮了風向和副高/西風槽等因素.

同一個熱帶氣旋, 走得越慢影響時間亦越長, 所以總雨量也必然和移速有關. 這即為 50 年代美方的 Kraft rule:
http://en.wikipedia.org/wiki/United_States_tropical_cyclone_rainfall_climatology
另外, 與臨近預報外推雷達的概念相似, kidder 等人(2005 年的一篇文章)以外推衛星評估的雨量場來評估某地方的 24 小時的總雨量.

熱帶氣旋的結構多變(個例與個例之間; 同一個例亦隨時間改變), 所在的環境包括地形因素亦難一概而論, 根據外推或氣候方法有局限性. 比較新和可發展的方法是根據數值模式. 剛在網上找到一篇 2007 年發表的文章 Validation schemes for tropical cyclone quantitative precipitation forecasts: Evaluation of operational models for U. S. landfalling cases, 作者包括 Robert Tuleya. 文中根據 98-04 年的熱帶氣旋資料, 從三個方面(雨區形態, 平均雨量, 極端雨量)對幾個數值模式的表現作出評級. 解讀需時, 下回繼續.

歐洲月與季預報

前幾天, 我們看到美方的 ENSO 報告參考了全球各地多個模式(注意美方今晚會有最新週報告, 可能包括最新的預測圖). 今天我們到歐洲, 看看歐中(ECMWF)網站提供了哪些月和季預測產品.

網友們都知道 ECMWF 的中期天氣預報向來都是最準, 但卻又非常孤寒. 雖則如此, 網站中也有很多詳盡的學習資源.

進入網站主頁 http://www.ecmwf.int/, 接著按 Products 下的 Forecasts, 便進入了預報產品列表, 月預測季預測都在這頁. 別要開心得太早, 月預測打了星星, 要伸請戶口才可看到, 季預測倒是有. 這也附合 ECMWF 的風格, 遠的讓你看, 近的不讓你看. 進入季預測, 發現有兩個不同的產品, 一個是只根據一套模式算出來的, 另一個是 EUROSIP, 是個多模式(multi-model)產品, 由三個模式組成. 網站中還提及另外兩個歐洲的多模式計劃 DEMETER 和 ENSEMBLES, 有機會稍後介紹.

做用家最方便, 只需看結果. 先貼七月時 ASO (august-september-october) 的海平面氣壓預測:

歐中(上)和 EUROSIP(下) 的預測都顯示受到厄爾尼諾現象影響, 東太平洋赤道地區氣壓偏低 (注意兩圖的單位不一樣的), 但西北太平洋亦有偏低中心在東經 135 度附近(這是典型發展中的厄爾尼諾型態嗎? 留待厄爾尼諾答問篇再看吧). 假如我的解讀沒錯, 配合南海較低雨量預測(請自行查閱)及目前太平洋的熱帶氣旋情況, 估計風季餘下時間香港都不會受很大影響. 冬季風情況又會怎樣呢? 下次看吧.

注意 EUROSIP 八月的預測已出, 粗略看年底 NINO3.4 的預測比七月時的要低. 請自行查閱:

http://www.ecmwf.int/products/forecasts/d/charts/seasonal/forecast/eurosip/nino_plumes_euro_public!3.4!200908!/

http://www.ecmwf.int/products/forecasts/d/charts/seasonal/forecast/eurosip/nino_plumes_euro_public!3.4!200907!/

莫拉菲打破紀錄

莫拉菲的報告已出，最有興趣還是各站錄得的風速（亦是唯一看的一頁）． 現列舉其中幾個站的最高一小時平均風速和陣風：

九龍天星碼頭： 72/103
京士柏： 40/96
啟德： 54/88
長洲： 63/103
橫瀾： 92/122

哪裏破了紀錄？ 各網友都留意到九龍天星的風速神奇地高（電視台真牛！），過往即使是在偏東或東南風的情況下也難錄得如此高的一小時風速，約克時亦只得 70．更神奇的是其他站的風速都平平無奇．

由於天星站的數據沒放上網，大家想知 72 是否陣風引起比較困難．有興趣的朋友或可配合當時的雷達和其他站的數據看看可不可找出答案．

厄爾尼諾答問一

這是一個很大的題目. 厄爾尼諾拉尼娜現象的影響, 機理, 監測與診斷, 預報與發佈, 每一個分支都可以出一本書. 可惜本地討論區一直都沒有較詳細地探討, 令人遺憾. 今回希望能起到拋磚引玉的目的, 讓各討論區作出相關討論, 那我可以省了功夫. 若果有這樣的討論區, 我第一個爭住參加, 只需做讀者, 不需要銜頭. 對學問這門東西, 多問之餘更要多疑, 不要妄自菲薄, 很多答案可以自己找到.

今回只看看由美國發出的 ENSO 情況和預測. 先提供連結: http://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/analysis_monitoring/enso_advisory/ 各位可以從以上連結找到月報告和週報告. 週報告比月報告詳盡, 而且每張圖都有詳細的註解.

美方對厄爾尼諾/拉尼娜的定義主要是根據 ONI (Oceanic Nino Index), 即三個月平均 Nino 3.4 的海表溫度距平. 當 ONI 超過 +- 0.5 又預料會持續, 並有相應大氣環流支持下, 便會"確診"為厄/拉狀態. 最新 MJJ (May-June-July) 的 ONI 為 0.6, 已附合 El Nino 定義. 對上一個月 AMJ 的 ONI 才 0.2.

最新的預測:



半年前的預測:

由於我還是新手, 目前難以評論各方法的準確性. 根據一月時的預測, 只有少數能預測到目前的 El Nino 狀態, 包括 NASA 的模式, 當時預測 MJJ 的 ONI 為 0.8, 比實測的 0.6 要高. NASA 模式最新預測未來最高 ONI 值約 2.2, 若相信有高估的趨勢, 要挑戰 82-83 年最高 ONI 2.3 或 97-98 年的 2.5 看來有點難度.

有關澳洲發出的預測和報告, 請看下回分解. 之後將回顧 82-83 和 97-98 兩次厄爾尼諾事件. 暫時不敢開全球變暖這個火頭, 因為沒寫手.

羅斯貝季風渦旋

季風渦旋(monsoon gyre), 是 mark lander 先生於十多年前提出的一種西北太平洋間中出現的環流形態, 主要表現為一大範圍的低壓區(直徑約兩千多三千公里), 只有低壓區南部和東部邊緣有對流. 從這些對流中可能有細小的熱帶氣旋發生, 而渦旋的中心最終亦可能發展為熱帶氣旋. 也就是說渦旋的出現應該和熱帶氣旋生成有關.

熱帶氣旋的形成一直已來都是一個讓人關注的問題. 形成雖帶有隨機性, 但我們都知道大多情況下要有大環境配合(如季風槽)才有熱帶氣旋形成.

既然說季風渦旋可能和熱帶氣旋出現有關, 究竟我們可不可以掌握到當中的一點規律呢? 兩年前 dr. molinari 等人在期刊發表的一篇文章指出 1991 年的季風渦旋對應赤道羅斯貝波, 有明顯的周期性, 而且影響時間比我們想像的要長得多. 以下是文章中的其中一幅圖:

圖中 y 軸是月和日, x 軸是經度, 資料為經濾波後的低緯 850 百帕經向風(南北向). G 點為 mark lander 定義的季風渦旋形成的時間和地點. 我們可看到幾個明顯的特徵: 一, 渦旋或波動影響的時間非常長, 約又八月中旬開始一直到十月尾; 二, 波動向西傳播, 周期約 22 天; 三, 波動發生的位置沒有明顯隨時間變動.

該研究指出在同時期形成的 13 個熱帶氣旋當中至少有 8 個和波動相關. 也就是說, 假如不是巧合的話, 波動的發生可以控制西北太平洋的大範圍環流以及熱帶氣旋的形成, 包括位置和時間.

八號風球的秘密

氣象討論區網友常常討論天文台發出八號風球的準則, 不少網友對"豬腰"都深信不疑. 最終天鵝風力距達標差很遠, 有人歸咎發波後天鵝轉向偏西(不偏西不就立即登陸了?), 亦有人說天文台為了保險才發八號, 得出了"近距八號"之類的說法.

說了快將無數次了, 天文台臨場(幾小時至六小時前)決定發不發八號, 豬腰參考價值很低. 若果按照天鵝為強烈熱帶風暴下限的強度, 必入或已入 50% 豬腰無疑, 為何還要等?

另一說法是天文台經過很多深思熟慮和精密計算才作出決定, 豈是旁人靠估可比? 事實明顯不過, 不用道聽途說, 天文台作出發八決定還不是看著氣象站風速顯著上升才發, 有誰看不見? 還是根本看也沒看?

對於目前本港颱風影響下的風力評估, 我們有何方案可以提出呢? 小弟有兩個. 第一個在地台討論區提過, 據說有關方面亦早有這概念. 當然帶氣旋靠近時, 本地和鄰近的氣象站都提供了連續的數據可以用作評估風速相對於過往案例的大小.只要能加以利用, 必可發展出比豬腰更可靠的客觀工具.

第二個, 概念如下:
海面風場 -> 氣壓場 -> 本地各區風

目前對一個熱帶氣旋風場的分析已漸趨成熟, 給出了風場, 自然可以推算出氣壓場和梯度力(先不管有多準).

關鍵在於怎樣得出氣壓梯度力和本地風的關系. 我們的地面氣壓站多的是, 有很多年的資料可以用, 要計算出氣壓梯度力和各站風的關係還是有可能.



總括而言, 第一個方法可行性較高, 第二個則有點進取. 還有高空雷達風可以用, 我們實在不用太執迷於豬腰呢.

定量降水預報一

定量降水預報(英文為 quantitative precipitation forecast, 簡寫 QPF), 是當今天氣預報其中一個難題.

從預報時效細分, 降水和其他預報量一樣可以分為臨近, 短期, 中期預報等等. 臨近 QPF 即是要預報未來幾小時的雨量, 目前最流行的方法是以雷達和雨量計資料為基礎, 採用一些外推的方法, 如香港天文台的小渦旋系統, 便可以用來評估幾小時內雨量和發出暴雨警告的可能. 關於這些臨近方法目前的成熟程度和發展路外, 將於稍後搜集資料後再細談.

台灣氣象當局今次捱批是因為短期(一天至數天) QPF 報不準. 民眾批評氣象局的預測改完又改, 馬英九總統亦要棄車保帥. 氣象局回應指出這種預報目前就不太準, 甚為無奈冤屈. 究竟目前這種預報是採用甚麼方法呢? 今天在網上看了一份短文章, 在這裏和各位分享.

文章的標題是 HI-RES GRIDDED MOS 6-H QPF GUIDANCE, 在最近的一個由美國氣象學會舉辦的學術會議發表. 預報的是六小時總雨量, 分為八級. 探用 MOS (model output statistics) 概念, 以多元綫性回歸方程為框架, 方程的輸入為 GFS 模式的一些變數及區域性資料(如地形), 輸出為某一雨量等級的機率.

這預報方法有多準呢? 文中提及了另外幾個 QPF 方法(有空再看), 亦提供了其中三種作比較. 以下為一天預測的結果(摘自文章中圖 6, HRMOS 為文章中研發的方法)



Threat score 是甚麼? 代表有多準? 這方法是否適合所有天氣系統? 台灣的雨是否可預報? 香港目前又用那種方法? threat score 肯定看過但忘了, 因為從沒用過. 上圖的解讀唯有留待下回分解.

時間關係, 文中細節未能細閱, 唯有希望高手加以鑽研. 小弟水平有限, 歡迎指點, 更歡迎投稿, 一同打造氣象新空間.

莫拉克重創台灣

據報導, 莫拉克為台灣帶來了五十年來最大降水, 台灣傷亡損毀嚴重. 電視上看到樓房地基被洪水沖毀, 整棟下榻, 非常震撼.

莫拉克路徑正常, 強度一般, 卻帶來如此破壞, 可能連有關當局也始料不及. 事後看, 證據非常明顯, 大雨的元兇是強盛的西南氣流. 莫拉克登陸台灣後, 強度大大減弱, 在北部出海時已經風不像風, 氣象局亦將其強度下調至 110 km/h. 但從衛星雲圖所見, 颱風南面較遠處的對流非常強勁, 並沒有即時減弱之勢. 這些強勁的"外圍對流"亦令已經不像熱帶氣旋(說是季風低壓或許更合適, 但這些定義本來就不是非此即彼的)的莫拉克減弱速度稍慢.

這個例子再次說明熱帶氣旋帶來的破壞不是單單可以用路徑和強度作評估. 颱風環流的大小以及較大和持續的外圍環流(如季風環流)也是必須考慮的因素.

莫拉克登陸台灣

以下是台灣中央氣象局(CWB)的雷達動畫, 時間為當地早上八時至晚上十一時. 檔案較大, 請耐心下載:

莫拉克較弱(相對來說)而西南季風又太強, 比較難看出登陸前是否有較強的對流在颱風中心左邊發生, 有點可惜.

黑天鵝露底被補

已逃至天涯海角的黑天鵝, 昨天晚上開始一度失去消息.

今早看到美方發出最後報告指天鵝已消散, 便引起了我的興趣. 看看附近氣象站的資料, 果然發現不到天鵝的蹤跡, 倒是西沙曾吹 6 級強風. ascat 衛星風也沒有看到. 再看看可見光衛星圖, 雖也留意到東面有一堆疑似熱帶氣旋的東西, 但因為和過往定位相差甚遠, 而且我仍在床上, 沒有進一步追查. 我相信專業人員沒可能看不到的, 這次重新定位算是慢了點.

由於天鵝目前迅速向東北移動, 難逃強風切的影響, 增強機會很低. 按照路徑也難對香港構成威脅.

藤原效應的秘密

根據最新下午二時大陸定位, 天鵝已稍稍移離海南島, 目前正受制於垂直風切. 雖然歐洲和日本數值預報均沒有顯示天鵝的存在, 但中美兩地都預測天鵝會以打轉方式繞過海南. 目前南海中北部的垂直風切很高, 海南以東一帶的海域尚且可以. 要待莫拉克進一步北移和減弱後才會得到改善.

預報出現困難似乎和藤原效應有關. 藤原效應是指兩股颱風相互影響對方的路徑, 原理比較簡單. 因颱風路徑主要受導引氣流影響, 若兩股颱風距離接近, 其中一股颱風的氣流(在北半球為反時針)便成為了另一股颱風的導引氣流, 反之亦然. 關於藤原效應的研究在過去十多二十年已相當罕見.

近年偶爾在網上討論區或新聞聽聞的吸收論(即一台風吸收了另一消散台風的水氣而增強), 小弟存有質疑. 台風的加強和維持主要受海洋加熱和蒸發影響. 藤原效應發生時, 尤其在兩颱風旗鼓相當的情況下, 雙方的結構都會因風切受到影響, 反倒是自身的增強機制先受到破壞, 兩敗俱傷. 最終即使是合併, 反而不如只有單颱風自身增強時強吧.

黑天鵝對莫拉克

莫拉克吹襲台灣, 過去一天並沒有如預期繼續增強, 雷達影像顯示中心附近結構頗為鬆散, 衛星雲圖上看其高層流出明顯受制, 比剛開始增強時還要差, 原因不明. 未來將受台灣中央山脈嚴重打擊.

天鵝受莫拉克外圍影響已轉向偏南方向, 較大範圍的環流再次下海, 重新吸金. 相比莫拉克, 雖然強弱懸殊, 但目前只需過海南這關相信便可重生. 莫拉克將受重創, 影響黑天鵝強度的機會不大.

莫拉黑莫拉天鵝

黑天鵝在珠三角犯下騙案後已著草. 各氣象廳收到情報, 指黑天鵝正躲藏於湛江附近沿海, 仍攜有約 60-65 萬元財物. 國際氣象廳正派出密探 09 加緊追捕. 知情人士擔心, 黑天鵝未來有可能途出公海以避開追捕, 並在海上犯案. 海上船隻應嚴加戒備.

黑天鵝玩野實錄

賭仔姓賴, 但係我份人又好公道, 唔會將責任推給天文台.

今早的形勢, 顯示天鵝環流甚小, 若天鵝在 100 公里左右掠過而又不顯著增強的話, 八號機會應不高.

日間天鵝增強, 並繼續以西北方向移動慢慢接近香港, 本地風速稍為增強, 但距離八號風球仍有一斷距離. 天文台下午的發佈和天氣預測, 也表示出"走著瞧"的態度. 七天, 華南海域, 機場天氣都沒有表示有機會八號, 本地天氣亦只用了"風力增強". 若果是明確一點, 大概會說風力進一步增強.

風不大, 天文台沒理由硬著發八號, 警告中亦稍為修改字眼, 改為午夜前決定, 將緩衝時間稍為延長.

關鍵時刻到來. 天鵝中心東北象限出現了較強的雷達回波, 一來可能是增強跡象, 二來回波和香港西南面相距不遠, 長洲風速顯著上升. 就在這時候, 天文台作出了一個果斷的決定: 發八號預警.

誰知一切都只是曇花一現, 來得快去得快. 天鵝亦開始慢慢受到陸地影響, 結果發八號的時候已經過了風力最強之時, 長洲只短暫吹烈風, 市區很多地方比一號風球時的風力還要不濟.

輸了一仗, 現在希望天鵝真的可以再來, 有賭未為輸!

黑天鵝橫掃華南

黑天鵝效應主要具有三大特性(抄自維基百科)：

1) 這個事件是個離群值（outlier），因為它出現在一般的期望範圍之外，過去的經驗讓人不相信其出現的可能。
2) 它帶來極大的衝擊。
3) 儘管事件處於離群值，一旦發生，我們會因為天性使然而編造出某種解釋，讓這事件成為可解釋或可預測。



天鵝仍然維持熱帶風暴強度, 目前已相當接近香港, 香港正吹東至東北風, 風勢不算太強. 按照過往向西北移動的趨勢, 除非天鵝顯著增強又或中心非常接近香港, 否則改發八號風球機會較低, 但目前仍未能完全排除可能性. 為免人說我賴帳, 再次開盤: 3 號 70%, 8 號 30%.

南海熱帶低氣壓

最新資料顯示位於南中國海的低壓區已慢慢増強, 香港亦已進入其環流之中. 由於未來路徑難料, 預計風球難免(個人估計是下午至晚上).

這低壓區雖說是季風低壓, 但環流並不算大, 和尤特差遠了. 過往不少在南海發展的熱帶氣旋, 都是華南沿岸先起風, 但昨天的情況是一直都沒有起風. 氣壓是低, 但今早才算受其環流影響.

預報方面仍然是一片混亂, 歐中預測將會產生雙颱效應, 假若如此未來的強度發展將受制.

熱帶季風低壓槽

目前被定位在南中國海的低壓區仍然缺乏熱帶氣旋特徵. 衛星雲圖所見, 雲系從昨天的偏圓形逐漸轉變成槽形, 與菲東的雲系橫越約 30 經度. 昨天的 qscat 掃瞄和最新的日本氣象廳分析亦顯示出槽形並不明顯的循環中心. 但由於外圍風速偏強(今早有外圍船隻錄得約每小時 30 海浬), 先定義為熱帶低氣壓無可厚非.

昨天的導引氣流場顯示低壓中心已在中緯西風槽以西, 一般情況下應不會轉向. 由於先前的預測有點出錯, 天文台最新的預測變得保守, 預料"熱低"向西北偏西移動, 並以正常速度增強. 個人認為目前考慮發風球言之尚早, 除非低壓區增強並明確靠近.

黃家香港天文台

以下內容和題目並沒有必然關系. 這裏就是有較高的言論自由, 當然我也不排除稍後這裏也會被整頓, 社會上充滿著惡勢力, 有乜野做唔出?

講開地台, 普羅大眾對它的看法應該是不錯的, 間中會聽到準過天文台之類的言論. 不過普羅大眾的看法永遠都不代表甚麼, 對氣象這們學科較有認識的, 據說包括官方人士, 都只認為地台是笑話. 有位天文氣象界網友雖然和地台台長表面上也很友善, 但和身邊人卻說地台冇料到, 不要信地台等等. 我相信這代表了大部分官方人士的心聲.

本人曾經擁有個人氣象網站"黃家香港天文台", 近幾年也想開辦一個網站, 可以容許較高度的言論自由和比較接近專業的水準. 空間是有的, 事實上目下的民辦網站不論在知識深度或廣度都和專業水平相距甚遠, 只要有數位較有水平的朋友合作, 我很有信心可以做一個比地台和天台都好的網站(比天台好, 是因為有較高的自由度).

問題是目的. 沒人想付出時間和金錢做些沒回報的事, 花心血做得專業大概也只會是對牛彈琴, 與其兩頭不到岸, 倒不如只開一個較有言論自由的討論區, 讓人天南地北暢所欲言?

緣盡地下天文台

本想回應"地台"英文討論區的留言, 才發現戶口已被刪. 原來在地台討論區的言論自由真的很窄, 周秀娜是不可以出街的. 戶口被砍, 唯有在這裏(真正的地下氣象台)回應.


首先我當然想為自己平反. 先回應中文討論區方台長的言論.
題目: 台長網誌：不要玩命
Thursday, July 30, 2009 - 11:30 am:
天文台台長一片好心叫人打風時不要出海, 實難看出有何弦外之音, 我不知道除了一批沒有分析能力的死硬派追隨者外, 有誰會同意方台長的言論, 而這種狗屁不通的言論又是否比提起周秀娜更影響地台的形象? 還是你內心裏就是想: 我抽你天文台水咪抽你水囉, 擺明食硬你, 我係你的統戰對象, 你天文台台長做我契弟就差唔多?


再回應英文討論區
題目: New TC forecasted by ECMWF by John Chan
Posted on Saturday, August 01, 2009 - 11:28 am:

so, in the atmospheric science, i would say the mainland is rather open-minded. i don't think (amend me if i am wrong) any of the government organization in any other countries would mention official forecasts from other agencies. I don't think this is a special example. last time when we had the no. 9 (i can't remember the name and don't bother to check, sorry! :P), the forecaster from Shenzhen bureau did say in front of TV that agencies from around the world all agreed that it will make a direct hit.