「豬腰」與「沙灘球」
2010年9月17日
請不要怪我用了這個標奇立異的題目。每有壞天氣來襲，天文台需要發出警告時，時常受到一定的壓力，颱風情況下尤甚。如果太早發出熱帶氣旋信號，可能會有一兩天風和日麗、陽光燦爛的天氣，市民才開始感受風雨的影響。如果信號發出太遲，預警不足，便會冒生命財產損失的風險。
事實上，天文台同事在發出警告信號前數天，已經開始監察熱帶氣旋的發展。這些工作牽涉長時間的緊密監察及24小時的詳細分析。為此，天文台在過去數十年發展了一些分析工具，供預報員使用。在風雨來臨緊迫的氣氛下，天文台同事苦中作樂之餘，為這些工具起了有趣的名字，紓緩一下。
本網誌介紹天文台預報員所熟悉的「豬腰」和「沙灘球」，作為對員工們的致意。為了分享這些科學知識，我們曾經在天文台一年一度的開放日及研討會中介紹過一些工具給市民，同時也觸發了互聯網論壇上一些有趣討論。
什麼是「豬腰」?為何有此命名？簡單來說，它代表了地圖上的一個特定區域：當熱帶氣旋進入這個區域時，香港某地點便可能會吹起大風。圖一是一個颱風(本文所指的颱風是泛指颱風，強颱風或超強颱風)襲港時有五成機會於橫瀾島引起強風(即六級風力)的「區域」。颱風屬熱帶氣旋中最強的級數。
圖一(a)颱風襲港時有50%機會於橫瀾島引致強風的「區域」
上一段提及的50%概率的意義是，根據以往影響香港的颱風紀錄，其中一半的颱風於概率曲線內曾為橫瀾島帶來強風。橫瀾島是香港中環東南約20公里的一個外島。圖一中曲線的形狀就是這個工具名字的由來。曲線往西南方面伸延的意義是，當一個風暴集結在香港西南時，橫瀾島(及整體上香港而言)會較為當風。
圖一(b)2009年颱風「巨爵」影響香港期間利用
圖一(a)曲線預測有50%機會於橫瀾島吹強風的起始及終結時間，
可見與實況相差約三小時。藍線是巨爵的預測路徑。
那麼預報員怎樣利用這一個工具呢？只要把曲線放在風暴的預測路徑之上，正如圖一(b) 所示，我們便可以估計風暴何時會為橫瀾島帶來強風，以及風勢何時開始減弱。
圖二是30%、50%及70%的曲線。其中70%的概率曲線表示當有颱風進入該區域時，橫瀾島會有70%機會吹強風。順理成章，這一條曲線覆蓋面積比50%的曲線為少，後者也比30%的曲線為少。如何取捨這些曲線？預報員會評估風暴本身範圍的大小，當風暴範圍大時會採用一個較少概率的曲線，而面積範圍較少的風暴則採用一個較大概率的曲線。
圖二颱風影響香港期間有30%，50%及70%機會
於橫瀾島吹強風的概率曲線
對於不同級別的風暴，例如熱帶低氣壓、熱帶風暴或強烈熱帶風暴，需要採用另外一套不同的概率曲線。當風暴有跡象增強或減弱時，預報員可能需要使用超過一套的曲線作參考。此外，亦有為其它地點而設的曲線，例如維多利亞港及機場等地。
圖一及圖二帶出了一個信息，當風暴集結在香港的西南時，橫瀾島是比較當風的。不過，這些曲線並沒有告訴我們風會從甚麼方向吹來。為了斷定風向，需要使用一個稱為「沙灘球」的工具。圖三是一個例子。
圖三熱帶氣旋集結在特定區域時橫瀾島的盛行風向
圖三清楚表達這個工具被稱為「沙灘球」的理由。當一個風暴集結在香港的西南時，例如在海南島附近，橫瀾島會吹東至東南風。
以上的工具是經過多年的經驗及長時間的觀察累積所得。舉例，橫瀾島氣象站是1952年建立的，距今差不多六十年。這些工具是本土知識累積沉澱的成果。
故此，我們不能忽視本土知識。以全球天氣預測為例，現時有很多便宜的天氣模式正在運行，而此類模式僅需要一台個人電腦便可運作。這些模式是否準確？答案是不一定。事實上，這些模式曾經預測香港會有攝氏40度的高溫，但香港有記錄以來錄得的最高氣溫，不外是天文台總部的36度，以及本港境內其它地方錄得的38度。
由於這個原因，自2000年起天文台為聯合國世界氣象組織開發了世界天氣信息服務(WWIS）。天文台的電腦每天收集了世界上超過 1300個城市的最新天氣預測，並自動將資料放在網站上，供全世界人士免費瀏覽。這些天氣預測來自世界上超過120個氣象機構，同時設有八種語言。它們是官方發出的預測，也是利用當地本土知識作出的，即使現今世界上最好的天氣預測模型也無法媲美。
今年，WWIS有了新的「未來版本」，是以地理信息系統作平台開發的。這個版本目前正在上海2010世界博覽會中展出。它允許用戶在一個虛擬地球上毫無拘束地平移，滾動，放大和縮小，迅速抵達心儀的城市，並且瞬間顯示未來三至七天的天氣預報。下次出外旅遊時，記著使用這服務：http://future.worldweather.wmo.int/。
圖四世界天氣信息服務的「未來版本」
李本瀅
參考：
Probability of occurrence of gales in the harbour area of Hong Kong during the passage of tropical cyclones (只以英文發表) ，作者 : 李子祥，馬志輝。香港天文台技術報告(本港傳閱) 第81號
事實上，天文台同事在發出警告信號前數天，已經開始監察熱帶氣旋的發展。這些工作牽涉長時間的緊密監察及24小時的詳細分析。為此，天文台在過去數十年發展了一些分析工具，供預報員使用。在風雨來臨緊迫的氣氛下，天文台同事苦中作樂之餘，為這些工具起了有趣的名字，紓緩一下。
本網誌介紹天文台預報員所熟悉的「豬腰」和「沙灘球」，作為對員工們的致意。為了分享這些科學知識，我們曾經在天文台一年一度的開放日及研討會中介紹過一些工具給市民，同時也觸發了互聯網論壇上一些有趣討論。
什麼是「豬腰」?為何有此命名？簡單來說，它代表了地圖上的一個特定區域：當熱帶氣旋進入這個區域時，香港某地點便可能會吹起大風。圖一是一個颱風(本文所指的颱風是泛指颱風，強颱風或超強颱風)襲港時有五成機會於橫瀾島引起強風(即六級風力)的「區域」。颱風屬熱帶氣旋中最強的級數。
圖一(a)颱風襲港時有50%機會於橫瀾島引致強風的「區域」
上一段提及的50%概率的意義是，根據以往影響香港的颱風紀錄，其中一半的颱風於概率曲線內曾為橫瀾島帶來強風。橫瀾島是香港中環東南約20公里的一個外島。圖一中曲線的形狀就是這個工具名字的由來。曲線往西南方面伸延的意義是，當一個風暴集結在香港西南時，橫瀾島(及整體上香港而言)會較為當風。
圖一(b)2009年颱風「巨爵」影響香港期間利用
圖一(a)曲線預測有50%機會於橫瀾島吹強風的起始及終結時間，
可見與實況相差約三小時。藍線是巨爵的預測路徑。
那麼預報員怎樣利用這一個工具呢？只要把曲線放在風暴的預測路徑之上，正如圖一(b) 所示，我們便可以估計風暴何時會為橫瀾島帶來強風，以及風勢何時開始減弱。
圖二是30%、50%及70%的曲線。其中70%的概率曲線表示當有颱風進入該區域時，橫瀾島會有70%機會吹強風。順理成章，這一條曲線覆蓋面積比50%的曲線為少，後者也比30%的曲線為少。如何取捨這些曲線？預報員會評估風暴本身範圍的大小，當風暴範圍大時會採用一個較少概率的曲線，而面積範圍較少的風暴則採用一個較大概率的曲線。
圖二颱風影響香港期間有30%，50%及70%機會
於橫瀾島吹強風的概率曲線
對於不同級別的風暴，例如熱帶低氣壓、熱帶風暴或強烈熱帶風暴，需要採用另外一套不同的概率曲線。當風暴有跡象增強或減弱時，預報員可能需要使用超過一套的曲線作參考。此外，亦有為其它地點而設的曲線，例如維多利亞港及機場等地。
圖一及圖二帶出了一個信息，當風暴集結在香港的西南時，橫瀾島是比較當風的。不過，這些曲線並沒有告訴我們風會從甚麼方向吹來。為了斷定風向，需要使用一個稱為「沙灘球」的工具。圖三是一個例子。
圖三熱帶氣旋集結在特定區域時橫瀾島的盛行風向
圖三清楚表達這個工具被稱為「沙灘球」的理由。當一個風暴集結在香港的西南時，例如在海南島附近，橫瀾島會吹東至東南風。
以上的工具是經過多年的經驗及長時間的觀察累積所得。舉例，橫瀾島氣象站是1952年建立的，距今差不多六十年。這些工具是本土知識累積沉澱的成果。
故此，我們不能忽視本土知識。以全球天氣預測為例，現時有很多便宜的天氣模式正在運行，而此類模式僅需要一台個人電腦便可運作。這些模式是否準確？答案是不一定。事實上，這些模式曾經預測香港會有攝氏40度的高溫，但香港有記錄以來錄得的最高氣溫，不外是天文台總部的36度，以及本港境內其它地方錄得的38度。
由於這個原因，自2000年起天文台為聯合國世界氣象組織開發了世界天氣信息服務(WWIS）。天文台的電腦每天收集了世界上超過 1300個城市的最新天氣預測，並自動將資料放在網站上，供全世界人士免費瀏覽。這些天氣預測來自世界上超過120個氣象機構，同時設有八種語言。它們是官方發出的預測，也是利用當地本土知識作出的，即使現今世界上最好的天氣預測模型也無法媲美。
今年，WWIS有了新的「未來版本」，是以地理信息系統作平台開發的。這個版本目前正在上海2010世界博覽會中展出。它允許用戶在一個虛擬地球上毫無拘束地平移，滾動，放大和縮小，迅速抵達心儀的城市，並且瞬間顯示未來三至七天的天氣預報。下次出外旅遊時，記著使用這服務：http://future.worldweather.wmo.int/。
圖四世界天氣信息服務的「未來版本」
李本瀅
參考：
Probability of occurrence of gales in the harbour area of Hong Kong during the passage of tropical cyclones (只以英文發表) ，作者 : 李子祥，馬志輝。香港天文台技術報告(本港傳閱) 第81號