天有不測之風雲

 

可能你在電視機、電台中經常聽到「季候風」、「颱風」、「厄爾尼諾現象」等的名詞,這些現象跟我們的生活息息相關,但你是否知道它們是什麼?雖然古人有話說「天有不測之風雲」,直至現在我們仍未完全掌握氣候的變化,但當中的成因及形成理論卻已被科學所理解,讓我們一起認識它們。

 

季候風

顧名思義,季候風是隨著季節變更,而導致風向逆轉的天氣現象。季候風英文是 monsoon,亦即是拉丁文季節的意思。影響香港的季候風分別是冬天的東北季候風和夏天的西南季候風。

陸地比海洋無論散熱和吸熱都較快。在冬天,陸地因散熱快而迅速冷卻,亞洲中北部地區如西伯利亞等地變得非常寒冷,而亞洲附近的海洋則相對較暖,所以西伯利亞的氣壓相當高,而海洋的氣壓則較低。西伯利亞的冷空氣從高壓流向低壓,抵達華南沿岸時,就成了影響我們的東北季候風。

在夏天,亞洲大陸受到太陽強烈照射,地面溫度升高,並引致上空的空氣受熱後膨脹和上升,於是一個長期維持的低壓區便在亞洲中部形成。當空氣從印度洋及中國南海吹向這個低壓區時,華南沿岸便會受到溫暖潮濕的西南季候風的影響。

夏季季風環流示意圖

 

颱風

 

我們經常在夏天談及的「颱風」,正名應為「熱帶氣旋」。有鑒於香港人對破壞力強的颱風警覺性不足,天文台最近便新增了兩個熱帶氣旋級別──「強颱風」和「超強颱風」。「熱帶氣旋」的等級是以風速來訂定而非雨量,一般可分為:

 

熱帶氣旋類別

 

接近風暴中心之10分鐘最高平均風力

熱帶低氣壓

 

每小時62公里或以下

熱帶風暴

 

每小時6387公里

強烈熱帶風暴

 

每小時88117公里

颱風

 

每小時118149公里

颱風

 

每小時150184公里

超強颱風

 

每小時185公里或以上

 

熱帶氣旋類似一台會走動的熱能機器,它的能量來自濕空氣上升時水汽凝結而釋放的潛熱(latent heat)熱帶氣旋依賴水汽提供能量,說明了它只可在溫暖的海洋上生存及在陸上無可避免地減弱的原因。熱帶氣旋的誕生及發展的基本條件是:在大氣低層必須有充份的氣旋式氣流輻合,在大氣高層要提供足夠的氣流外溢通道,這樣才可以建立有效的通風機制(如下圖)

 

 

由於風眼有較多下氣流,故此風眼所到之地區風勢不大;但風眼附近的眼壁卻是最大風的地區。另外,有一些熱帶氣旋具有雙眼壁」(見下圖)。

另一方面,由於熱帶氣旋環流內對流十分強烈,令空氣猛烈上升,形成雨帶,當空氣上升至對流層頂部時,不能再上升,只能向外擴散,在熱帶氣旋四周下沉。受下空氣影響的地區天氣晴朗,風勢輕微。故此「打風前夕」通常都會較為悶熱。

 

厄爾尼諾和拉尼現象

 

「厄爾尼諾」和「拉尼娜」皆是自然現象。「厄爾尼諾」是西班牙文「聖嬰」的譯音,是指熱帶太平洋東部和中部海溫異常和持續地變暖。在1997年終至1998年初當「厄爾尼諾」到達成熟期時,此海區的海溫比正常高了約45度。

 

「拉尼娜」是西班牙文「小女孩」的譯音。「拉尼娜」與「厄爾尼諾」相反,指的是熱帶太平洋中部和東部的海溫異常和持續地變冷。自 19986月以來,弱「拉尼娜」開始醞釀,到了11月,此海區的海溫比正常低了約12度,這與年初「厄爾尼諾」成熟期時的海溫成很大對比。

 

對香港的天氣來說,「厄爾尼諾」出現的年份香港的降雨通常會比正常多,而影響香港的熱帶氣旋亦傾向偏少;「拉尼娜」對香港的影響則與「厄爾尼諾」相反,但影響力卻較細。

 

閃電

 

閃電大氣科中指大氣中的放電現象。在夏季的雷天氣雷電現象較為常見。它的發生與雲層中氣流的運動強度有關。有資料顯示,冬季時也可能發生雷電現象,即雷雪,但是發生機會相當微小。若有嚴重的火山爆發時,空中可能出現短路,出現閃電。雷電起因一般被認為是層內的各種微粒因為碰撞摩擦而積累電荷,當電荷的量達到一定的水平,等效於層間或者雲層與大之間的電壓達到或超過某個特定的值時,會因為局部電場強度達到或超過當時條件下空氣電擊穿強度從而引起放電。空氣中的電力經過放電作用急速地將空氣加熱、膨脹,因膨脹而被壓縮成等離子,再而產生了閃電的特殊構件(衝擊波的聲音)。

 

在自然界的雷暴中,閃電和打雷幾乎同一時間發生。一個在地上的人先看到閃電才聽到雷聲,是因為光以大約每秒三億米的速度前行,遠快於聲音每秒340的傳播速度。一個距離雷暴1000的人,在閃電發生後幾乎即時(數微秒而已)便看到閃光,但大約3秒後才聽到雷聲(1000除以每秒 340)。如果你幾乎同一時間看到閃電及聽到雷聲,雷暴一定非常接近,你要立即找地方躲避了。

 

 

思考問題

 

大自然的現象跟我們有什麼關係?它們如何影響香港的經濟和社會?

 

 

參考資料

 

香港天文台網頁

http://www.hko.gov.hk/contentc.htm

 

維基百

http://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%97%AA%E7%94%B5

 

延伸閱讀

 

《風雨人間》,香港天文台。

 

天啊!我們都看得懂的「天氣圖」(天氣知識漫畫繪本),WHY出版