超強颱風威力(二)與颱風來襲的準備

本BLOG已經兩年無刊登文章,對上一篇文章是有關超強颱風莫蘭蒂登陸廈門的感想,當時已覺得不可以看輕強勁的颱風登陸的威力.隨後2017年, 超強颱風天鴿近距離經過澳門,以及今年,超強颱風山竹近距離掠過香港. 正正顯示中心氣壓約950HPA的強颱風的颶風威力不容忽視,特別是風暴潮的影響更是強勁.

颱風來襲前的準備
去年天鴿對澳門造成嚴重破壞,香港的破壞雖然較少,但亦令人今年對山竹不容忽視.
最多人做的準備包括膠紙貼玻璃以及爆裂,買定大量食物,以及將手機充電器(即尿袋)預先充電
究竟又是否真的足夠呢?

狂風到臨

如果颱風由香港東南方移近,一般會先吹偏北風,後轉偏南風. 如果西登(香港以西登陸),風向由東北轉東南(順時針);相反東登就由東北轉西南(逆時針).

一般來說,偏北風受地形阻擋,香港各區平地初時風勢不會太大,但當颱風相當接近時,偏北風亦會在幾個小時內番幾番. 因此對於移速較快的颱風來說,若香港吹偏北風,天文台發出八號風球時,往往風勢仍然微弱,但兩三小時內可能風力已大至相當危險.

近年天文台已試過多次發出1號風球後24小時內發出8號風球,要做防風措施就不要等風球信號了,要多些留意天氣預報呢!

爆玻璃

打風前應檢查各窗戶,確保可以緊閉.當風的窗戶可考慮使用繩加以綁緊,多一重保障.
其實防止爆玻璃,貼膠紙作用有限,主要是防止破裂時四散.

打風期間應該要做的事,將全屋的窗戶緊閉,以免空氣對流,加劇玻璃承受的壓力.部份人更指應該將屋內各間房門關掉,減少空氣流動.

如果事先已了解風暴動向,知道當風風向,應避免在當風玻璃窗下睡覺,以免睡覺時遇上風勢加強吹破玻璃而受傷; 風勢猛烈時,請定時監察各當風窗戶及冷氣機的情況,因為大風氣壓差夾著大雨往往會造成嚴重滲水的問題,窗戶及冷氣機亦可能因為大風而移位,甚或吹入屋. 窗口式冷氣下亦可放吸濕毛巾減輕水份經間隙或冷氣機內組件滲入屋,更佳的方法是預先檢查玻璃膠封邊有沒有破損.

參考報導:

東網 - 點解颱風會吹爆玻璃？工程師指或因未鎖好窗戶
http://hk.on.cc/hk/bkn/cnt/news/20181008/bkn-20181008171423657-1008_00822_001.html

澳門力報 - 一條毛巾減低玻璃爆碎機會 (26/08/2017)
https://www.exmoo.com/article/39079.html


露台清理垃圾

如果家中有露台,記緊預先清理垃圾,確保去水位暢通. 2016年莫蘭蒂登陸廈門,登陸前後的大雨及強風吹起大量垃圾,導致不少露台積水,繼而湧入屋內.

停電/停水

由於風力驚人,雜物亂飛,大樹塌下會導致室外跨區的供電網絡不穩定. 山竹掠過香港時,九龍/新界電網電力有點不穩定,電燈密集閃動,更出現不少屋苑升降機因降電不穩,而中途停止服務(部份人士更被困升降機內). 因此,建議風力強勁時應避免使用升降機.

村屋或鄉郊地方往往因為大風而停電,大廈則可能因為滲水導致停電(例如風暴潮或大雨水浸).

如果真的不幸出現停電,雪櫃內的食品將會陸續變壞,無煤氣/石油氣的話連煮食都不可,即使有煤氣供應,沒有水,沒有電亦難以長時間煮食. 多層住宅停電不久往往食水/沖廁水供應亦會中斷. 因此,風暴前大量購買需要煮食的食物亦沒有用.  最應該是儲存可供一至兩日飲用的食水,以及數日可食用的食品,當中包括一些麵包和餅乾,以便不用煮食亦可以充飢,而其他待煮的食品則以防颱風後一兩日物流混亂,未能購買新鮮食物之用. 購買大量樽裝水備用則有不環保的問題.

由於太陽能充電板未成熟,打完風未必有足夠陽光,因此作用有限.

上網服務/電話/電視信號
 
如果停電,家中電視及寬頻系統亦會停止,此時使用手機上網的需要就很大. 根據澳門的經驗,即使全城停電,手機網絡亦會維持多一段時間. 此時「尿袋」就可以發揮作用.

即使沒有停電,電視接收天線亦可能因為大風而吹偏,而導致大廈未能接收電視信號. 寬頻網絡亦可以因為戶外喉管/設備滲水等問題而服務中斷.兩者皆有可能在打風時間中斷.

如果家中沒有電池收音機,或手機未能接收FM電台信號,風暴來臨前宜先下載各間電台的收音機app. 亦可以使用手機免登記網上觀看以下本地電視台.根據澳門的經驗,風暴影響下,本地電台信號同樣會因停電中斷,但可聆聽鄰近城市的信號,在風暴影響徬徨的時候,未嘗不是一個解悶同收料的方法.

無綫新聞台直播
http://news.tvb.com/live/inews

NOW 新聞台直播
https://news.now.com/home/live

VIU TV 網上直播
https://viu.tv/ch/99

奇妙電視直播
http://www.fantv.hk/#/live

風暴潮

除了大風外,打風最令人可怕的是風暴潮. 大風及低氣壓的情況下,潮水往往可較正常水平高出一至兩米,甚至五米以上. 更難預料的是潮水疊加大浪的影響.

要留意風向的影響,天鴿及山竹對香港的最強影響風向是東北及東南,東北風會為沙田/大埔一帶,以及杏花邨帶來明顯大浪. 東南風則會為鴨脷洲,鯉魚門,將軍澳,以及西貢,梅窩等郊區帶來明顯大浪.因此,以上地區的風暴潮影響都相當大.

對於其他颱風風向,西北風會為流浮山/機場一帶造成明顯影響,西南風則會為大澳/屯門/西九龍帶來明顯大浪.

自從天鴿導致嚴重地下停車場水浸後,不少人都知道避免將車輛泊在地下停車場. 不過,山竹的破壞力更為驚人,除了令杏花邨及將軍澳南的部份地下停車場水浸外,部份地面的車輛可能距離海旁數百米亦被波及.

因此,如果預計有明顯風暴潮,就應該將車輛停泊在地上最少一兩層有蓋密封停車場
(否則暴風亦可能從停車場的通風位吹入,如果夾著雜物或大雨,就可能會破壞車輛)

大樹塌下

大風之下,不少大樹可能會塌下,影響交通.山竹吹襲後,有不少停車場因為大樹塌下,導致車輛無法離開. 颱風過後數天,部份大樹可能因為風向轉變,車輛移動等,隨後才倒下. 因此,颱風吹襲時,到之後數天應避開大樹,或緊靠有遮蔽的地方行走

大風導致家居搖晃

不少位處大廈高層(不一定多少樓層以上,只要是整個大廈的高層)在狂風下都出現明顯搖晃的情況,部份人因此感到「暈浪」的感覺,相當令人不適. 即使未有感到搖晃,當風玻璃的震動,以及風聲都令人感到不安. 如果風暴在日間掠過,影響時間短暫兼風力未算太強,不少新市鎮的居民或會選擇到樓下無須走出室外可到達的室內商場逛街. 然而如果影響時間較長,加上電力不穩,還是留在家中安全一些,以免乘坐升降機被困.

參考資料:
明報: 大廈搖晃市民「暈浪」 工程師稱屬正常
https://news.mingpao.com/pns/dailynews/web_tc/article/20180917/s00001/1537122400952

蘋果日報 - 【名家搶先睇】過時的颱風Do's and Don'ts（何安達）
https://hk.finance.appledaily.com/finance/realtime/article/20180926/58725819

道路網絡

山竹吹襲後第二天,由於道路俾不少雜物及大樹阻礙,街市得返好少貨品,而超市只有存貨可賣.
大型麵包店如非自設烘焙室,亦沒有麵包供應(因為倚靠大型麵包工廠).
由於街市/超市買不到新鮮食品,部份屋苑又停電停水,各類餐廳明顯多左人.

設施損毀

除了沿海的海濱長廊損毀,山竹亦破壞了部份污水廠,導致部份區域的海水含菌量大輻上升. 沙灘的防鯊網損毀,沙被海水推上岸,深水灣更出現海沙湧入更衣室一大半高度的情況.

不少地區的碼頭在風暴後亦損毀,有些更是多日後才恢復.

風後大雨

部份颱風登陸後,在內陸久久不消散,引來西南氣流製造大量降雨. 大雨可能導致水浸及山泥傾瀉,偏南風風勢亦可能較登陸前的偏北風為強(如1999年在香港黃昏時間登陸的森姆,長洲在翌日早上7點前才錄得侵襲期間最高的平均風速,但天文台清晨4點前已轉發三號風球)

超強颱風的威力

9月14日至15日,超強颱風莫蘭蒂(Meranti)橫掃巴士海峽,再轉入南海東北部,近距離掠過台灣西南方,在廈門登陸,中心掠過金門.

莫蘭蒂掠過巴士海峽,更懷疑實測氣壓低至883Hpa,由於測站隨後失去聯絡,因此暫時無法證實. 如屬實,應是亞洲區實測最低海平面氣壓紀錄. 由於其在衛星雲圖上的強度已屬破表級,即德沃夏克分析法的滿分水平(T=8.0),因此很大機會屬於歷史上巴士海峽最強熱帶氣旋.

莫蘭蒂掠過台灣西南方時,雖然未有登陸,但因為中央山脈的影響,強度下降. 根據實測資料,莫蘭蒂登陸金門時的強度,與1962年史上吹襲香港最強的超強颱風溫黛(Wanda)相若. 金門實測氣壓低於950HPA,金門及廈門不少測站平均風速超過40m/s,陣風超過60m/s. 廈門廣泛地區停電及停水,不少高樓大廈玻璃窗碎裂. 由於莫蘭蒂不是巨型颱風,登陸前透過收細橫流維持強度,因此最高風力雖維持到颶風水平,但風雨時間較短. 不過由於起風很快,受影響居民未必有足夠預警時間.

這次莫蘭蒂由生成至登陸,數值預報曾經出現分歧,到最後兩日,仍分為汕頭登陸及廈門登陸兩組,但當莫蘭蒂近距離掠過台灣南部恆春後,基本上廈門登陸就無大懸念了.

登陸後,大雨區未有像在夏季於福建登陸的颱風般雨區向西南廣東一帶散開,反而被西風帶勾走,導致浙江/上海一帶出現豪雨.

這次莫蘭蒂的路徑以至影響,相信能幫助將來估計超強颱風威力及發出適當警告.

參考網頁:
JJLi 在 台中刷牙的馬路故事集 - 21世紀實測風王． 莫蘭蒂 記錄
http://www.jjli.tw/?p=1687

中国气象爱好者 - 福建都被吹成这样了，但莫兰蒂还要和新台风一起，在江浙沪搞点事
http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA3MTUyOTAwNw==&mid=2649230564&idx=1&sn=857e9fd43510dc22be7affc18edd0d9e#rd

中長期預報可預測性與短然預報的偶然性

前幾天，蘋果日報還說「料港遲至7月先打風」,原因係由厄爾尼諾轉為拉尼娜,詳見下文:

18年來東亞首次頭5個月零颱風 料港遲至7月先打風
http://hk.apple.nextmedia.com/realtime/news/20160522/55131512

豈料今日的新聞是

熱帶氣旋形成中？ 明天狂風大驟雨
http://hk.apple.nextmedia.com/realtime/breaking/20160526/55148838

只是4天就出現截然不同的情況. 其實天氣現象有一定可預測性,但亦有其偶然性.

早一星期左右數值預報已開始預測明日有低壓區由南海移向華南沿岸. 只是因為預測強度不高,外圍風勢又強,中心附近反而弱,因此被視為季風低壓,而非預測生成颱風. 豈料實況其螺旋性比預測高,雲帶發展亦不錯,因此不少氣象台今日已將它升級為熱帶低氣壓.

厄爾尼諾現象下,由於副高偏東,往往會造成熱帶氣旋容易北上,這次南海生成的季風低壓北上其實亦不足為奇.

使用電腦數值集合預報來估計天氣情況

早一星期開始已有不少人期盼香港會出現下雪的天氣,結果暫時直至24號中午,香港都未見到有證實是雪的確實報告,但有不少疑似雨夾雪的天降冰粒情況.

其實一如數值預報預期,珠江口基本上就是位處雨雪分界線附近. 剛剛看廣東省/廣州氣象部門的微博,已證實廣州市區有下雪.

像較早前的新聞報導所說,只參考個別一兩個站數值預報,其實未必太準確,以下就是其中一些例子(以Meteoblue集合預報網站1月19日[星期二]發佈的預報作例子)

可以見到這個網站集合了多種不同的數值預報作預測,只有一個預報預測24日香港會有雪,其預測的溫度亦明顯比其他預報低了不少. 因此,當時被視為不太可確. 然而,移除最極端的預報後,估計24號的低溫約在2-3度左右,與預報相差不算很遠. 當時電腦有關22-24號的預測,基本上和天文台同期的人手預測差很遠,但往後基本證實電腦預報更能估計其趨勢,大致的冷空氣歷程出現時間雖略有不同,但實際趨勢走勢與估計很類似.

因此,參考集合預報,有些情況可能比官方預報更準確.

熱帶氣旋定位及強度估計討論

本BLOG之前的一篇文"熱帶氣旋強度/定位分析 - 以兩個熱帶風暴 - 天鵝/艾莎尼(閃電)為例子"討論了如何分析一般熱帶風暴級的熱帶氣旋.這篇文再討論多幾種常見的熱帶氣旋強度估計方法,以及各種方法的利弊.

第一步:定位估計

美軍衛星圖網站

http://www.nrlmry.navy.mil/TC.html

以上美軍使用的衛星圖網站,能清楚地提供多種不同的衛星圖,包括可見光/紅外線/水汽,以至其它微波掃瞄的衛星圖.

一般來說,如果發現有衛星對流在熱帶發展,如果有螺旋傾向,即環流圍繞某中心轉動,就要密切監察其發展傾向.

此時,可以參考第三步微波衛星掃瞄,看看低層的風力強度,如果有跡象顯示其中心附近風速均勻地達到強風程度,基本上就可以判定它可能屬於熱帶低氣壓.有時對於較弱的熱帶氣旋,初時可能較難從衛星圖看到螺旋的環流,此時微波衛星可能會掃瞄到低層風向出現螺旋的情況,風向螺旋的中心則可訂為風暴的中心.

此外,正如第四步所說,有時熱帶氣旋高層有環流猛烈發展,低層的中心就無法在可見光/紅外線衛星圖上發現. 此時,某些衛星的微波掃瞄能

第二步:可見光/紅外線衛星圖形態分析(德沃夏克分析法)

本中心以往曾合著一篇文章討論有關使用德沃夏克分析法去估計熱帶氣旋強度
http://hkswcdb.greatnow.com/hkswcdb/research/dvorak/t_analysis1.htm

有機會稍後本中心會再另行撰文討論

一般來說,德沃夏克分析法對於迅速增強/減弱,又或者異常偏大/偏小的熱帶氣旋,其強度估計都容易有偏差.

第三步: 微波衛星估計海上風速

現時美國有多個裝有多頻微波掃瞄器的衛星,能夠將海上波浪推算海上的風速. 現時正在運作的衛星包括:

RapidSCAT
http://manati.star.nesdis.noaa.gov/datasets/RSCATData.php

ASCAT (METOP-A)
http://manati.star.nesdis.noaa.gov/datasets/ASCATData.php

ASCAT (METOP-B)

http://manati.star.nesdis.noaa.gov/datasets/ASCATBData.php

WindSAT

http://manati.star.nesdis.noaa.gov/datasets/WindSATData.php

SSM/I

http://manati.star.nesdis.noaa.gov/datasets/SSMIData.php

這些微波衛星一般除第一步用作估計中心外,亦可用作估計熱帶氣旋的中心風力及風場結構,從而在對熱帶氣旋的警報中列明估計的強風,烈風,暴風和颶風圈. 然而,這些掃瞄雖然已用上超過15年,但限於掃瞄的細緻度及準確度,有時只可用作參考之用.

以下圖有關強烈熱帶風暴蓮花登陸呂宋前的估計為例加以討論,掃瞄的時間為2015年7月4日07UTC(約香港時間下午3時)

25公里分辨率掃瞄:

12.5公里分辨率掃瞄:

或許讀者都會見到12.5公里分辨率的掃瞄估計中心附近半徑約50公里有暴風(10級)以上的風力,以旗仔標示.但25公里分辨率的掃瞄就完全沒有暴風的估計. 前者的掃瞄估計中心以北風力只有20-25KNOTS(黃色,約5-6級風力),以南約150公里都廣泛有6-7級的風力(紅色),但後者估計中心以北約100公里風力達25-35KNOTS(紅色,約6-8級風力),以南則遠至250公里都有頻密的紅色區. [對於上述演示,左邊是緯度,大約每1緯度等於105公里長]

對於以上因為分辨率產生的矛盾數據,究竟各大氣象台點處理呢? 我們且看數小時後,即12UTC(約香港時間晚上8時各大氣象台的估計)

日本台 (估計南強北弱,7級風力圈是南邊半徑180海浬,即290公里; 其它是半徑120海浬,約190公里)

** WTJP22 RJTD 031200 ***
WARNING 031200.
WARNING VALID 041200.
WARNING IS UPDATED EVERY 6 HOURS.
STORM WARNING.
SEVERE TROPICAL STORM 1510 LINFA (1510) 985 HPA
AT 15.3N 125.8E SEA EAST OF PHILIPPINES MOVING WEST SLOWLY.
POSITION FAIR.
MAX WINDS 50 KNOTS NEAR CENTER.
RADIUS OF OVER 30 KNOT WINDS 180 MILES SOUTH SEMICIRCLE AND 120 MILES
ELSEWHERE.

中國 (7級風力圈與日本相反,估計北強南弱,範圍較日本估計小)

** WTPQ20 BABJ 031200 ***
SUBJECTIVE FORECAST
TS LINFA 1510 (1510) INITIAL TIME 031200 UTC
00HR 15.0N 125.3E 990HPA 23M/S
30KTS WINDS 220KM NORTHEAST
180KM SOUTHEAST
200KM SOUTHWEST
220KM NORTHWEST
MOVE NW 12KM/H

美軍(8級風力圈估計西強東弱/北強南弱,半徑只有70-120公里)

** WTPN32 PGTW 031500 ***
MSGID/GENADMIN/JOINT TYPHOON WRNCEN PEARL HARBOR HI//
SUBJ/TROPICAL CYCLONE WARNING//
RMKS/
1. TROPICAL STORM 10W (LINFA) WARNING NR 007
   03 ACTIVE TROPICAL CYCLONES IN NORTHWESTPAC
   MAX SUSTAINED WINDS BASED ON ONE-MINUTE AVERAGE
   WIND RADII VALID OVER OPEN WATER ONLY
    ---
   WARNING POSITION:
   031200Z --- NEAR 15.1N 125.2E
     MOVEMENT PAST SIX HOURS - 270 DEGREES AT 06 KTS
     POSITION ACCURATE TO WITHIN 060 NM
     POSITION BASED ON CENTER LOCATED BY SATELLITE
   PRESENT WIND DISTRIBUTION:
   MAX SUSTAINED WINDS - 045 KT, GUSTS 055 KT
   WIND RADII VALID OVER OPEN WATER ONLY
   RADIUS OF 034 KT WINDS - 045 NM NORTHEAST QUADRANT
                            040 NM SOUTHEAST QUADRANT
                            055 NM SOUTHWEST QUADRANT
                            075 NM NORTHWEST QUADRANT
   REPEAT POSIT: 15.1N 125.2E

各大台的估計真的是差別甚大,都不知誰對誰錯.在看回當時的紅外線衛星圖,很明顯偏南方的環流較為廣闊亦更猛烈,但一樣有氣象台估計北強南弱.

由於我們欠缺當地實測資料,因此無法判斷那一種估計是正確. 然而,上述的例子正正顯示單從衛星資料,有時正的很難估計強度.

第四步: 其他氣象資料,如其他多頻微波衛星雷達掃瞄圖/氣壓實測

有些發展中的颱風,可能在可見光/紅外線衛星未能發現風眼結構,但其實在某些衛星的微波掃瞄中,會發現其高層雲層之下,會有風眼的存在.這類的熱帶氣旋一般正在發展中,強度有時會比使用德沃夏克分析法估計更強. 

當熱帶氣旋接近離岸時,有時會有些離岸的浮標或鑽油台的實際風力/氣壓測量可用作估計強度. 雷達掃瞄圖亦有助判斷熱帶氣旋的強度趨勢變化. 然而,資料越多,其實不等於各大氣象台能更準確估計熱帶氣旋強度. 去年其中一個經典的例子是超強颱風威馬遜,在海南島登陸前後實測氣壓在一小時內下降70hpa至899.2hpa,但各大氣象台當時估計的強度竟是介乎90-135knots,差距相當大. [詳見: 香港天文台職員短文(1151號) - Track, Intensity, and Structure Changes at Landfall – Forecasting Challenges, S.T. Chan, Jim Davidson*, Philippe Caroff*, Joe Courtney*, David Grant*, Koji Kato*, M. Mohapatra* & C.H. Qian*, The Third International Workshop on Tropical Cyclone Landfall Processes, Jeju, Republic of Korea, 8-10 December 2014(http://www.weather.gov.hk/publica/reprint/r1151.pdf)]

為方便大家知道當時威馬遜的強度,在這裡再上載多次威馬遜登陸前的紅外線衛星圖,如果根據德沃夏克分析法,這個超強颱風,如果按DT值估計大約是7-7.5,即約140-155knots(一分鐘平均風力),估計氣壓約880-900hpa). 按分析法估計的強度和實測相當接近,但當時就沒有氣象台作出如此大膽的預測.或許是猶為威馬遜早一天相同時間連風眼都未在紅外線衛星圖上出現.

威馬遜登陸前的紅外線衛星圖:

早24小時威馬遜的紅外線及可見光衛星圖:

各大氣象台如果早一天只估計其強度是DT=4.5或5.0,則按分析法24小時平均增加值約1.0,最多亦再加1.0,即是只有約6.5或7.0,因此估計的強度最多只有130-140KNOTS(一分鐘平均風力).在理論的層面,低估強度或許會稍有危險,不過既然熱帶氣旋已是颱風級,估計是12級風還是17級風,其實對一般市民意義不大.