Reprint 788 雷 暴 度 率 李 * 李 2008 年 年 論 ( )S2 19 / 2008 年 年 北 2008 年 11 20-22
影 响 香 港 的 强 雷 暴 阵 风 强 度 及 出 现 频 率 李 健 威 1 2 1 1 蔡 昌 全 莫 庆 炎 李 子 祥 ( 1 香 港 天 文 台, 香 港 摘 2 香 港 城 市 大 学, 香 港 ) 要 雷 暴 在 香 港 是 一 种 常 见 的 天 气 现 象, 在 夏 季 平 均 每 月 有 5 天 会 出 现 雷 暴 除 了 电 击 外, 雷 暴 所 产 生 的 强 烈 阵 风 往 往 会 造 成 人 命 伤 亡 或 财 物 损 毁 此 文 分 析 了 香 港 出 现 的 雷 暴 阵 风 的 强 度 及 出 现 频 率 结 果 显 示, 在 香 港 每 年 雷 暴 所 产 生 的 阵 风 与 伴 随 其 它 系 统 如 热 带 气 旋 和 季 候 风 的 阵 风 比 较, 强 度 及 出 现 的 频 率 都 相 当 显 著 关 键 词 : 雷 暴, 概 率 分 布, 风 种 类, 雹 线, 风 速, 雷 暴 的 出 现 1 简 介 香 港 位 处 亚 洲 大 陆 南 缘, 属 亚 热 带 气 候 影 响 香 港 的 重 要 天 气 包 括 热 带 气 旋 强 烈 冬 季 和 夏 季 季 风 季 风 槽 及 经 常 在 四 至 九 月 发 生 的 狂 风 雷 暴 七 至 九 月 通 常 是 香 港 的 风 季, 香 港 平 均 每 年 受 6 至 7 个 台 风 影 响 而 影 响 香 港 的 季 候 风 的 强 度 尤 其 是 在 离 岸 区 域 及 高 地 偶 然 会 达 到 烈 风 程 度 除 热 带 气 旋 及 季 候 风 所 带 来 的 大 风 外, 香 港 在 春 夏 两 季 亦 会 受 雷 暴 所 产 生 的 强 烈 阵 风 影 响 图 1 为 1971 至 2000 年 香 港 各 月 录 得 的 平 均 雷 暴 日 数, 图 中 显 示 五 至 八 月 的 雷 暴 日 数 一 般 高 于 5 天 强 雷 暴 阵 风 在 近 年 曾 多 次 在 香 港 造 成 财 物 损 毁 及 人 命 伤 亡 2 数 据 分 析 本 文 利 用 香 港 天 文 台 的 自 动 气 象 站 网 络 中 其 中 5 个 自 动 气 象 站 在 过 去 二 十 多 年 间 录 得 的 阵 风 数 据 分 析 强 雷 暴 阵 风 在 香 港 的 情 况 这 5 个 自 动 气 象 站 分 别 位 于 横 澜 岛 长 洲 启 德 天 星 和 流 浮 山, 其 中 横 澜 岛 及 长 洲 是 本 港 的 离 岸 岛 屿, 而 启 德 和 天 星 在 维 多 利 亚 港 岸 边, 流 浮 山 则 代 表 新 界 西 北 部 地 区 图 2 显 示 该 5 个 气 象 站 的 位 置, 表 1 列 出 各 站 取 用 数 据 的 时 段 本 研 究 中 首 先 排 列 各 站 每 年 最 高 的 100 个 阵 风 记 录, 并 介 定 其 成 因 是 否 纯 由 雷 暴 所 引 致 介 定 成 因 时, 凡 在 热 带 气 旋 警 告 信 号 或 强 烈 季 候 风 信 号 生 效 期 间 出 现 的 雷 暴 所 产 生 的 阵 风 则 介 定 为 雷 暴 阵 风 表 2 为 2005 年 流 浮 山 最 高 10 个 阵 风 的 记 录, 表 中 可 见 其 中 5 个 个 案 是 由 雷 暴 所 产 生 的 图 3(a) 至 3(e) 分 别 显 示 横 澜 岛 长 洲 启 德 天 星 和 流 浮 山 每 年 最 高 100 个 阵 风 记 录 中 雷 暴 阵 风 出 现 不 同 次 数 的 概 率 其 中 在 流 浮 山 每 年 最 高 100 个 阵 风 记 录 中, 雷 暴 阵 风 出 现 较 多 次 数 的 机 会 较 大, 雷 暴 阵 风 出 现 少 于 15 次 的 概 率 为 36%, 而 在 15 次 或 以 上 的 概 率 则 为 64% 横 澜 岛 则 有 点 不 同, 雷 暴 阵 风 出 现 较 少 次 数 的 机 会 较 大 例 如 雷 暴 阵 风 出 现 少 于 15 次 的 概 率 高 达 84%, 而 在 15 次 或 以 上 的 概 率 只 有 16% 平 均 来 说, 各 站 每 年 最 高 100 个 阵 风 记 录 中, 雷 暴 阵 风 所 占 比 例 约 为 7 至 19%, 而 流 浮 山 则 是 各 站 中 比 例 最 高 的 一 个 图 4(a) 至 4(e) 显 示 横 澜 岛 长 洲 启 德 天 星 和 流 浮 山 每 年 最 高 100 个 阵 风 记 录 中 最 大 雷 暴 - 1 -
阵 风 出 现 在 不 同 排 列 位 置 的 概 率 图 中 可 见, 流 浮 山 的 雷 暴 阵 风 有 73% 机 会 排 在 前 10 位 之 内, 而 横 澜 岛 只 有 40%, 其 它 3 个 站 亦 比 流 浮 山 低 3 流 浮 山 的 雷 暴 阵 风 基 于 地 理 位 置, 流 浮 山 较 易 受 从 珠 江 口 南 下 的 雹 线 所 吹 袭 该 些 雹 线 一 般 在 春 末 或 初 夏 期 间 在 有 冷 锋 或 低 压 槽 南 下 影 响 华 南 沿 岸 地 区 时 出 现 图 5 显 示 由 1996 至 2007 年 流 浮 山 每 年 的 最 高 阵 风 图 中 可 见 最 高 的 三 次 阵 风 分 别 发 生 在 2001 年 和 2005 年 的 5 月 9 日 及 2007 年 的 4 月 17 日 三 次 皆 由 一 道 从 西 北 至 东 南 横 过 珠 江 口 的 强 烈 雹 线 所 引 致, 而 录 得 的 最 高 阵 风 均 高 于 28 米 / 秒 该 三 次 雹 线 个 案 中 均 有 货 柜 或 建 筑 棚 架 倒 塌, 以 及 大 量 树 木 被 强 烈 阵 风 吹 倒 表 3 简 述 该 三 次 个 案 的 天 气 形 势 流 浮 山 自 动 气 象 站 的 最 高 阵 风 气 压 / 气 温 升 降 幅 度 和 伤 亡 人 数 等 资 料 3.1 2001 年 5 月 9 日 的 雹 线 个 案 2001 年 5 月 9 日 早 上, 一 道 雹 线 伴 随 着 一 道 低 压 槽 南 移 至 华 南 沿 岸 香 港 天 文 台 位 于 大 帽 山 的 雷 达 在 下 午 2 时 48 分 探 测 到 一 道 雨 带 在 经 过 本 港 西 北 部 近 流 浮 山 地 区 上 空 时, 其 强 烈 回 波 正 在 发 展 成 一 道 呈 现 弓 型 的 雹 线, 并 以 15 米 / 秒 的 速 度 向 东 南 徧 东 移 动, 横 过 本 港 ( 图 6) 个 案 中 有 50 个 货 柜 及 1 个 棚 架 被 吹 倒,1 人 受 伤 图 7(a) 及 图 7(b) 为 雹 线 影 响 香 港 期 间 在 流 浮 山 气 象 站 录 得 的 每 分 钟 最 高 阵 风 气 压 和 气 温 的 时 间 序 列, 显 示 该 雹 线 产 生 的 阵 风 在 数 分 钟 内 从 2 米 / 秒 急 升 至 30.1 米 / 秒 此 外, 气 压 在 15 分 钟 内 急 升 了 3 百 帕 斯 卡 和 气 温 下 降 了 5 摄 氏 度 3.2 2005 年 5 月 9 日 的 雹 线 个 案 2005 年 5 月 9 日 早 上, 一 道 低 压 槽 南 到 达 华 南 沿 岸 地 区 香 港 天 文 台 的 雷 达 在 下 午 12 时 12 分 探 测 到 本 港 西 北 部 近 流 浮 山 地 区 上 空 的 雷 达 回 波 正 在 发 展 成 一 道 强 烈 雹 线, 并 以 20 米 / 秒 高 速 向 东 南 徧 东 移 动, 横 过 本 港 ( 图 8) 个 案 中 有 1 个 货 柜 被 吹 倒 和 100 宗 棚 架 及 树 木 倒 塌 报 告, 并 造 成 1 人 死 亡 及 2 人 受 伤 图 9(a) 及 图 9(b) 为 雹 线 影 响 香 港 期 间 在 流 浮 山 气 象 站 录 得 的 每 分 钟 最 高 阵 风 气 压 和 气 温 的 时 间 序 列, 显 示 该 雹 线 产 生 的 阵 风 在 数 分 钟 内 从 10 米 / 秒 急 升 至 29.7 米 / 秒 此 外, 气 压 在 15 分 钟 内 急 升 了 3 百 帕 斯 卡 和 气 温 下 降 了 4 摄 氏 度 3.3 2007 年 4 月 17 日 的 雹 线 个 案 2007 年 4 月 17 日 傍 晚, 一 道 冷 锋 抵 达 华 南 沿 岸 香 港 天 文 台 的 雷 达 显 示 在 下 午 8 时 12 分 一 道 雨 带 在 本 港 西 北 部 近 流 浮 山 地 区 上 空 正 在 发 展 成 一 道 强 烈 雹 线, 并 以 每 小 时 15 米 / 秒 向 东 南 徧 东 移 动, 趋 向 市 区 中 心 ( 图 10) 个 案 中 有 1 个 广 告 牌 被 吹 倒,3 人 受 伤 图 11(a) 及 图 11(b) 为 雹 线 影 响 香 港 期 间 在 流 浮 山 气 象 站 录 得 的 每 分 钟 最 高 阵 风 气 压 和 气 温 的 时 间 序 列, 显 示 该 雹 线 产 生 的 阵 风 在 数 分 钟 内 从 10 米 / 秒 急 升 至 30.4 米 / 秒 此 外, 气 压 在 15 分 钟 内 急 升 了 3 百 帕 斯 卡 和 气 温 下 降 了 6 摄 氏 度 - 2 -
4 总 结 在 香 港, 每 年 雷 暴 所 产 生 的 阵 风 相 对 其 它 包 括 热 带 气 旋 和 季 候 风 的 天 气 系 统 来 说, 无 论 在 出 现 频 率 或 强 度 上 都 相 当 显 著 雷 暴 所 产 生 的 阵 风 在 每 年 最 高 100 个 阵 风 记 录 中 经 常 排 列 在 较 前 位 置, 而 且 所 占 的 次 数 亦 不 少 此 外, 香 港 经 常 受 到 从 西 北 向 东 南 横 过 珠 江 口 的 雹 线 影 响, 基 于 地 理 位 置, 香 港 西 北 部 地 区 受 雷 暴 阵 风 的 威 胁 较 东 南 部 地 区 大 参 考 文 献 1 Tam C.M., Wind regime in Hong Kong The CICIND (Comite International des Cheminees Industrielles) Meeting, Hong Kong, 8 October 1987 2 Glickman T.S., Glossary of meteorology American Meteorological Society 2000 3 Theodore Fujita, Manual of downburst identification for project NIMROD Satellite and Mesometeorology Res.Pap. No. 156, University of Chicago, Dept. of Geophysical Sciences, pp. 104, 1978. 4 Johns, R.H. and Hirt, W.D., Derechos : Widespread Convectively Induced Windstorms Weather and Forecasting, Vol.2, p.32-49, 1987. 5 Staudenmaier, M.J. and S. Cunningham, An examination of a dynamic cold season bow echo in California, NWS Western Region Technical Attachment 96-10, 1996. 6 Schmidt J.M. and Cotton W.R., A high plains squall line associated with severe surface winds Journal of the Atmospheric Sciences, Vol. 46, p281-302, 1989 7 Haertel P.T. and Johnson R.H., The linear dynamics of squall line mesohighs and wake lows Journal of the Atmospheric Sciences, Vol. 57, p93-107, 2000 8 Hong Kong Observatory, Monthly Weather Summary of May 2005 2005. 9 CHOI E.C.C., Tanurdjaja A., (2002) "Extreme wind studies in Singapore. An area with mixed weather system" JWEIA, Netherlands, 90 (2002) pp1611-1630. - 3 -
气 象 站 名 称 数 据 时 段 横 澜 岛 1968 至 2007 长 洲 1993 至 2007 启 德 1968 至 2007 天 星 1988 至 2007 流 浮 山 1986 至 2007 表 1 各 自 动 气 象 站 的 取 用 数 据 的 时 段 排 序 年 月 日 时 阵 风 ( 米 / 秒 ) 是 否 由 雷 暴 产 生 1 2005 5 9 13 29.7 是 2 2005 6 22 9 27.8 是 3 2005 8 13 17 24.7 否 4 2005 5 6 3 24.6 是 5 2005 6 3 17 21.1 否 6 2005 8 13 21 20.5 是 7 2005 8 20 11 20.5 否 8 2005 6 12 19 20.3 是 9 2005 9 25 11 20.2 否 10 2005 9 25 16 20.1 否 表 2 流 浮 山 在 2005 年 的 最 高 10 个 阵 风 个 案 - 4 -
个 案 ( 一 ) 个 案 ( 二 ) 个 案 ( 三 ) 日 期 2001 年 5 月 9 日 2005 年 5 月 9 日 2007 年 4 月 17 日 时 间 下 午 2-5 时 中 午 12 时 - 下 午 3 时 晚 上 8-10 时 天 气 系 统 低 压 槽 低 压 槽 冷 锋 雹 线 移 动 方 向 东 南 徧 东 东 南 徧 东 东 南 雹 线 移 动 速 度 ~15 米 / 秒 ~20 米 / 秒 ~15 米 / 秒 流 浮 山 最 高 阵 风 30.1 米 / 秒 29.7 米 / 秒 30.4 米 / 秒 流 浮 山 气 压 升 幅 3 百 帕 斯 卡 3 百 帕 斯 卡 3 百 帕 斯 卡 流 浮 山 气 温 降 幅 5 摄 氏 度 4 摄 氏 度 6 摄 氏 度 全 港 伤 亡 人 数 1 人 3 人 (1 人 死 亡 ) 3 人 表 3 雹 线 个 案 简 介 - 5 -
图 1 香 港 各 月 出 现 雷 暴 的 平 均 日 数 (1971-2000 年 平 均 ) 图 2 本 研 究 中 采 用 的 自 动 气 象 站 位 置 图 - 6 -
3(a) 横 澜 岛 3(b) 长 洲 3(c) 启 德 3(d) 天 星 3(e) 流 浮 山 图 3(a) 至 3(e) 横 澜 岛 长 洲 启 德 天 星 和 流 浮 山 全 年 最 高 100 个 阵 风 记 录 中 雷 暴 阵 风 出 现 不 同 次 数 所 占 的 概 率 - 7 -
4(a) 横 澜 岛 4(b) 长 洲 4(c) 启 德 4(d) 天 星 4(e) 流 浮 山 图 4(a) 至 4(e) 横 澜 岛 长 洲 启 德 天 星 和 流 浮 山 全 年 在 最 高 100 个 阵 风 记 录 中 最 高 雷 暴 阵 风 出 现 在 不 同 排 列 位 置 所 占 的 概 率 - 8 -
图 5 1996 至 2007 年 流 浮 山 每 年 的 最 高 雷 暴 阵 风 - 9 -
图 6 2001 年 5 月 9 日 下 午 2 时 48 分 大 帽 山 的 雷 达 反 射 率 图 像 7(a) 7(b) 图 7 (a) 及 7(b) 2001 年 5 月 9 日 下 午 2 时 至 下 午 4 时 在 流 浮 山 气 象 站 录 得 的 每 分 钟 最 高 阵 风 和 气 压 / 气 温 的 时 间 序 列 - 10 -
图 8 2005 年 5 月 9 日 下 午 12 时 12 分 大 帽 山 的 雷 达 反 射 率 图 像 9(a) 9(b) 图 9 (a) 及 9(b) 2005 年 5 月 9 日 上 午 11 时 30 分 至 下 午 1 时 30 分 在 流 浮 山 气 象 站 录 得 的 每 分 钟 最 高 阵 风 和 气 压 / 气 温 的 时 间 序 列 - 11 -
图 10 2007 年 4 月 17 日 下 午 8 时 12 分 大 帽 山 的 雷 达 反 射 率 图 像 11(a) 11(b) 图 11 (a) 及 11(b) 2007 年 4 月 17 日 下 午 7 时 至 下 午 9 时 在 流 浮 山 气 象 站 录 得 的 每 分 钟 最 高 阵 风 和 气 压 / 气 温 的 时 间 序 列 - 12 -