香港四百之: 預報量

香港天文台每年都會在世界氣象日前後發佈一年的熱帶氣旋預測, 今年預測影響香港的數目為 4-7 個. 心水清或做過相關工作的朋友可能有一些疑問.

影響香港是否就是指發出熱帶氣旋警告? 但(一號)風球的準則數年前也曾作修改, 加上近十年預報誤差大幅減少, 預報員處理風球時可能(理應)和以往不同. 預報這 4-7 時, 如要參考過往發出風球的數據, 會否出現困難?

如不以過往發出風球的數目而改以其他的客觀指標, 有沒有可能? 天文台網頁的統計資料包括進入香港五百公里範圍熱帶氣旋的數目. 五百這數字是隨意, 還是暗藏玄機?

以個數來表示對香港的影響雖則是國際社會多年來的做法, 也廣為普羅大眾所理解和接納, 但其缺點也不少. 第一是沒有考慮熱帶氣旋強度. 4-7 個本身是個頗濶的範圍, 4-7 個熱低和 4-7 個超颱的分別更是可想而知. 第二是沒有考慮氣旋影響的時間. 第三沒有考慮熱帶氣旋的風圈大小.

去年五月時曾探討相關問題(http://hkmet.blogspot.hk/2012/05/blog-post.html), 今回再較詳細地剖析. 資料還是 1979-2010 年 CMA 的最佳颱風路徑, 以下是"香港四百", 即每年進入香港四百公里熱帶氣旋的統計:

圖中 Nos 是個數, Hrs 是在 400 公里內出現的時間, Hrs*Wnd 是時間乘以風速, Hrs*Wnd^2(3) 是時間乘以風速的 2(3) 次方. WMOHK 是自制指數, 大致上是影響時間乘以距離熱帶氣旋中心三百公里的風速.

個數(Nos)和時間(Hrs)上面已作出陳述. Hrs*Wnd 則除了時間外考慮了熱帶氣旋的強度, 越強的熱帶氣旋得到更大權重. Hrs*Wnd^2(3) 則會給強熱帶氣旋更大的權重.

Hrs*Wnd^2 甚至是 Hrs*Wnd^3, 原理上都應該比 Nos, Hrs 和 Hrs*Wnd 更為合理地描述熱帶氣旋帶來的影響. 一來在物理學上, 我們有動能 K.E. ~ v^2. 二來從直觀上, 60 海浬風速帶來的破壞和 30 海浬風速帶來的破壞也不會只是一倍, 即 Hrs*Wnd 給予強度的權重還是不夠. 從上表所看, 個數和 Hrs*Wnd^2(3) 的相關系數只為 0.711 和 0.629, 很明顯單以個數 Nos 來表示熱帶氣旋帶來的影響會有很大的缺憾.

再舉一個例子:

以上是 Nos 和 Hrs*Wnd^2 的線性關係. 1981 和 1986 年同樣有 8 個熱帶氣旋進入香港 400 公里範圍, 但 Hrs*Wnd^2 1986 是 1981 的 2.58 倍. 而時數 Hrs 為 204 和 354, 即只為 1.74 倍. 因此可解讀為 1986 年熱帶氣旋逗留在 400 公里範內的時間較長(可以是移動較慢, 也可以是更為接近香港), 而且強度較大.