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有限區域譜模式運用衛星雲導風資料預測颱風寶絲(9811)的表現

黃偉健 林靜芝 馬偉民

香港天文台

一. 引言

天文台於 97 年從日本氣象廳引進一套高分辨率的有限區域譜模式(RSM)，

加強預報暴雨及其他中尺度重要天氣系統的能力。模式由今年 3 月開始半業務

運作，採用 60 公里的水平分辨率，為預報中心提供 48 小時預報產品。從過去

一些個案研究的結果表明[1-2]，模式在掌握某些暴雨系統的演變及其相關連的

雨量分佈與強度，都有頗理想的結果。

本文嘗試透過討論颱風寶絲(9811)的案例模擬結果，瞭解模式預報颱風的

表現。另一方面，我們定時從日本氣象廳地球靜止氣象衛星的觀測獲得颱風的

雲導風資料，希望探討這些觀測資料對模式分析結果及預測的影響。

二. 颱風寶絲(9811)背景

颱風寶絲(9811)為今年到目前為止，最接近本港的颱風。圖一顯示寶絲的

路徑圖。寶絲於 10月 15日形成，及後在 10 月 20日在菲律賓以東增強成為颱

風。風暴橫過菲律賓造成 163人死亡及 10多萬人無家可歸。寶絲在 10月 23日

進入南海後以較偏北路徑移動，天文台在當晚 10 時 15 分懸掛一號戒備信號。

隨著寶絲進一步移近香港，天文台於 10 月 24 日晚上 11 時 40 分改掛三號強風

信號。本港當時受寶絲及東北季候風的共同影響，偏北風增強，離岸亦間中吹

烈風。寶絲在 10 月 26 日上午最接近本港，並於香港東南偏東約 240 公里處掠

過，然後轉為以較偏東北的方向移動，遠離本港，趨向台灣海峽，最後於 10月

27日在台灣海峽上消散。

在寶絲影響期間，本港地區錄得的總雨量平均達 40多毫米。橫瀾島錄得最

高平均風速為每小時 81公里，最高陣風為每小時 113公里。在京士柏亦錄得最

高陣風為每小時 96公里。天文台在 10月 26日晚上 9時 30 分除下所有熱帶氣

旋警告信號。

三. 衛星雲導風資料

有限區域譜模式進行每次預報運算之前，其分析系統會輸入各種由地面氣

象站，探空或衛星等測量的資料，再利用模式前 12小時預報作為初估值進行分

析，作為是次模式預報運算的初始場。模式各項設定及觀測資料來源可參考文

獻[3-4]。當中分析系統定時從日本氣象廳地球靜止同步衛星的資料，得出雲頂

溫度數據，幫助模式分析水汽的分佈。另一方面，當有熱帶氣旋出現時，同步

衛星資料亦包括由觀測熱帶氣旋周圍雲團移動而推導出 850 百帕上的風場數

據。由於這些雲導風資料的分佈密度頗高(見下文的結果討論)，相信會有助解

釋熱帶氣旋附近的風場分佈。

四. 寶絲(9811)個案討論

1. 雲導風資料對分析場的影響

例一 10月 23日 00 UTC 分析

圖二顯示在 10月 23日 00 UTC解碼得到的衛星(SATOB, SATEM)與及由航

機發放的觀測資料 (AIREP)的分佈圖，圖中’c’的標記代表衛星雲導風的資料。

當時寶絲正橫過菲律賓呂宋島，而衛星雲導風的數據多數集中於寶絲的西北角。

圖三 a顯示 850百帕上風場及相對濕度分析，若果與未輸入雲導風的分析比較(圖

三 b)，風場及相對濕度都有被調整。例如在寶絲中心以西一帶相對濕度分析場

的數值較未輸入雲導風的情況為高，若果與衛星觀測的紅外線影像定性地對照

一下(圖四)，加入雲導風資料後得到的濕度分析結果與實況更為相似。圖五 a

及 b 分別列出 850 百帕的散度經過輸入雲導風後的分析與之前的情況。正如上

面所討論，寶絲西北角的分析散度場受這些雲導風資料的影嚮而略有改變。

例二 10月 26日 00 UTC 分析

圖六顯示在 10 月 26 日 00 UTC 衛星解碼資料的分佈，這時寶絲位於香港

東南偏南約二百多公里，剛巧這時的雲導風資料分佈於寶絲中心以南一帶。在

加入衛星雲導風資料後，寶絲中心西南外圍象限的分析風向由原來的較為偏西

北轉為偏西，部份位於寶絲中心東至東南面的風速與風向亦略有改變，因此渦

度的分佈也有所不同(圖八)，對這個例子來說，雲導風資料降低了寶絲中心附

近的氣旋渦度最大值。若果從分析出來的流場形勢(圖九)與衛星圖像比較(圖

七)，雲導風資料的確令分析風場及颱風環流的對稱度更接近實況。

從上述兩個例子可見，這些密集衛星觀測有助模式的分析系統把更多實況

形勢放入分析結果中，在熱帶氣旋出現時，為模式的預報系統提供更接近實況

觀測的初始場。

2. 分析場對預報結果的影響

為瞭解加入雲導風資料對預報寶絲的影響，我們把上面例子二的分析場作

為 24小時預報的初始資料。圖十列出 850百帕的渦度場及風場預測，與沒有雲

導風資料的預測比較，位於寶絲中心附近的最大氣旋渦度的位置較為靠向海岸，

氣旋渦度數值也較大，令到本港上空 850 百帕的風向預測，由原來預報偏西北

方向轉為東北，風速也稍微增加，與當時的探空資料也頗為配合(圖十一)。前

文提到，雲導風資料降低了分析場中寶絲中心附近之氣旋渦度，但預報結果卻

比起沒有雲導風的情況稍大。因此，經輸入更多衛星風場數據令預測寶絲移近

沿岸時減弱較慢。

圖十二顯示 10月 27日 00 UTC的海平面氣壓分析，與由例子二的 24小時

預報結果比較(圖十三)，兩套預測結果的寶絲中心位置始終較實況偏西，不過

加入雲導風資料令預報寶絲中心位置及最低氣壓值較原來的預測更接近實況。

五. 總結

衛星雲導風資料增加了熱帶氣旋在 850 百帕上的風場觀測數據，有助改善

用作模式初始場的實況分析。從預報寶絲(9811)的個例模擬結果可見，這些資

料對改善模式解釋熱帶氣旋附近的風場結構及預測其強度變化上有一定的幫

助。

參考文獻

1. 李國麟、馬偉民，九七年七月初大雨案例的數值模擬

2. 馬偉民、林靜芝，1998年 5月 24日及 6月 9日暴雨的數值模擬

3. 林鄺泗蓮，香港天文台中尺度天氣數值預報工作的現狀及展望

4. Outline of the Operational Numerical Weather Prediction at the Japan

Meteorological Agency, Japan Meteorological Agency [1997]

圖一 寶絲(9811)的移動路徑

圖二 1998年 10月 23日 00 UTC高空觀測的解碼資料分佈，其中’c’代表衛星

雲導風資料。

圖三 a. 同一時間包括雲導風資料的 850百帕風場及相對濕度場分析

圖三 b. 不包括雲導風的分析結果

圖四 1998年 10月 22日 23:30 UTC日本氣象廳地球靜止同步衛星紅外線影

像

圖五 a. 10月 23日 00 UTC包括雲導風資料的 850百帕風場及散度場分析

圖五 b. 不包括雲導風的分析結果

圖六 1998年 10 月 26 日 00 UTC 高空觀測的解碼資料分佈，其中’c’代表衛

星雲導風資料

圖七 1998年 10月 25日 23:30 UTC日本氣象廳地球靜止同步衛星紅外線影

像

圖八 a. 10月 26日 00 UTC經過輸入雲導風資料的 850百帕風場及渦度場分析

圖八 b. 不包括雲導風的分析結果

圖九 a. 同一時間 850百帕包括雲導風資料的分析流場

圖九 b. 不包括雲導風的分析結果

圖十 a. 10月 27 日 00 UTC包括雲導風資料的 850百帕風場及渦度場 24 小時

預報

圖十 b. 不包括雲導風的預報情況

圖十一 10月 27日 00 UTC 京士柏錄得之探空資料

圖十二 1998年 10月 27日 00 UTC 的海平面氣壓分析，寶絲中心的最低氣壓

值約為 1001 百帕

圖十三 a. 10月 27日 00 UTC包括雲導風資料的海平面氣壓 24小時預報，寶

絲的中心最低氣壓值約為 1007 百帕

圖十三 b. 不包括雲導風的預報結果，寶絲的中心最低氣壓值約為 1008 百帕