山嶺潛行者--山地波
山嶺潛行者--山地波
張敏思
2022年1月
平靜背後的波濤
大氣中空氣無時無刻都在流動,並引發不同的現象。例如,兩簇氣團相遇可引發出滂沱大雨;海洋上空的風可捲起層層海浪;當一層穩定氣流跨越山巒,上風處可能很平靜,但下風處卻波濤洶湧。氣流流經山脈偏轉,在下風處形成上升和下沉的波動氣流,稱為山地波。山地波的垂直傳播,可以遠超過山脈高度,甚至影響平流層。如果急流帶剛好位於山脈附近,山地波可能變得更為強烈。
隱身術高手
山地波是隱身術高手,善於隱藏行蹤。雖然肉眼難以看見,但當飛機穿過山脈的時候,可以感受到它的存在。它隨著山脈的形態和高度,以及風向風速隨高度的變化而有不同的形態。在上風區,平滑的上升氣流可幫助飛機爬升。但是於下風處,由於波動不同位置的垂直風速不一,飛機可能會被抬升,又突然被下降數百米。如垂直風力變化顯著,在下風處就會變成渦流,為飛機帶來嚴重的顛簸,甚至破壞機翼或引擎,為飛行帶來危險。
在特定的氣象條件下,山地波亦會露出破綻,被飛行員察覺而無所遁形。如果在下風處觀察到莢狀雲或滾筒狀雲,代表下降氣流和湍流較強,表示山地波可能存在,飛行時應避免飛近此區域。

圖一 山脈地形令氣流改變導致山地波及其雲系發展。

圖二 照片為安第斯山脈背風坡的地形雲,包括莢狀雲和滾軸雲。(照片來源: © Maximiliano Viale, 這連結會以新視窗打開。國際雲圖集) 。
山地波預報
現時預報小尺度的山地波並不容易。預報員必須熟悉當地的地形、氣候和了解實際天氣情況,結合預報工具及機師報告,找出強烈山地波潛在區域。有需要時發出危險天氣警告(SIGMET),提醒途徑這些區域的飛機注意飛行安全。

圖三 利用深度學習分析高通濾波衛星圖像找出可能出現嚴重湍流的區域。

圖四 山地波危險天氣警告。