3D觀雲心法
3D觀雲心法
曾滿堂、龔穎恒
2022年7月
雲的高度及數量是天氣觀測的其中兩個重要元素,特別是飛機降落時需要知道在什麼高度穿過雲層後可以目視跑道,進行相關檢查及修正;另外,當飛行服務隊執行搜救行動時,亦需考慮雲的高度及雲量以決定合適的救援方案。
天文台天氣觀測員在尖沙咀的天氣預報中心主要依據附近的地標,例如建築物或山的高度以估計其附近的雲的高度。當雲處於地標的上方時,是最佳的估計位置。以圖一為例,參考了大嶼山各山峰的高度及雲影的位置,估計雲底的高度大約是2700呎。大家觀雲時亦要留意,同樣高度的物體在離你較遠時看起來會比較低,離你較近時看起來會比較高,如圖二所顯示的視覺效果。

圖一:從尖沙咀望向大嶼山

圖二:圖中直線所構成的平面屬同一高度
雲冪儀是量度雲底離地面的高度的儀器。它從地面向大氣發射激光脈衝,然後量度脈衝被雲內的小水點反射回來所需的時間去計算雲底離地面的高度。當大家沒有雲冪儀的幫助時,除了依靠肉眼,即所謂目視觀雲,亦可以利用其他資料去輔助:
1. 衛星圖像 – 我們可以一併利用紅外光和真彩衛星圖像來粗略估計香港附近的雲量以及高中低雲的分佈。由於紅外光不能穿透雲層,衛星從雲所探測到的紅外光是來自雲頂,其波長與雲頂溫度有關,從而估算雲頂高度。以圖三為例,香港附近被中高雲所覆蓋,高雲雲頂較低雲冷,在紅外光圖像會以較亮白的顏色顯示,但在真彩圖像顯示的顏色會較淡。同時,從圖三的真彩圖像可清晰看到香港的南方有一些細小的低雲,這是由於真彩圖像分辨率較高,能顯示較為細緻的雲團結構,但在紅外光圖像則較難看到低雲。

圖三:紅外光(左)及真彩(右)衛星圖像
2. 全天影像 – 我們不用抬頭,也可以用一幅全天的影像方便掌握雲量及高中低雲的大約分佈。低雲的雲底比較灰黑,高中雲則較亮白。以圖四為例,低雲的這連結會以新視窗打開。雲量約為3/8,高雲的雲量約為1/8。

圖四:石壁全天影像
3. 天氣照片 – 我們可用較高觀測點的天氣照片去估計雲底高度。以圖五為例,從大帽山氣象站望向西南面,可估計雲底高度大約3000呎,略低於該氣象站的高度(3150呎)。我們甚至可用不同觀測點的方向及仰角,去互相印證同一片雲的距離和高度。

圖五:從大帽山氣象站望向西南面
4. 即時航班飛行資訊 – 如果你看到一架飛機在雲底飛行或者穿過雲層,便可以立即用一些提供即時航班飛行資訊的網頁或手機程式查看當時飛機的飛行高度,去幫助分析雲底的大約高度。在圖六的例子,當時飛機的飛行高度為1350呎(圖七),由此可估計在虛線標示的位置,雲底高度大約在1500呎。

圖六:從大欖涌望向大嶼山

圖七:飛機的飛行高度為1350呎(來源:天文台供航空氣象人員參考的飛行資訊)