副刊
分析數據 結合經驗 集體智慧 預測颱風靠一眼關七
【明報專訊】超強颱風蘇拉襲港，根據天文台早期路徑預測，未必想到它會和香港如此接近。事實上，颱風的形成、走向、附近地勢環境、大氣系統等變數，均會影響其路線移動，加上全球不同國家或地區的電腦演算模式，天文台預報員要一眼關七，集合各種氣象資料、演算模式，再加個人經驗及集體智慧分析，才能得出預測路徑。
今次記者訪問香港天文台，剛好在天文台為蘇拉（Saola）發出1號戒備信號之前。記者到訪尖沙嘴的天文台總部時，天氣依然晴朗，所以當看見香港天文台署理高級科學主任蔡振榮、香港天文台科學主任呂旭昇時，自然第一時間打聽有無機會「放風假」。蔡振榮笑說很多人都誤會他在天文台工作，就一定比其他人更快知道何時會掛風球，就連太太都會問他，念幼稚園的孩子會不會因3號風球停課；又或是當天文台預告可能掛8號波時，坊間便有一堆聲稱由物流公司、機場流出的風球「時間表」，「其實預報員只能根據數據及經驗去預測颱風的移動路徑，當中有很多不確定因素會影響它的移動方向或風力，所以根本不可能有一個確實的『火車到站時間表』」。
今年7月颱風泰利襲港時，香港天文台推測的路徑頗為準確，但今次預測蘇拉卻有出入。蔡振榮解釋要預測颱風路徑，其中一個重要元素是視乎當時大氣系統有沒有很強的引導氣流，例如位於西太平洋的副熱帶高壓脊的延伸狀况等，「颱風就如河流內的漩渦，會隨着水流移動，如果沒有水流，漩渦便可能會原地打轉」。他說蘇拉（當時只是熱帶低氣壓）形成初期，曾在菲律賓呂宋東附近原地打圈，就是因為未有很強的引導氣流出現，因而令歐、美、日、韓等電腦預報系統對風暴路徑的預測也有很大分歧，有的指會吹向台灣，有的則指會在海南島登陸。
集合多地電腦演算模式再分析
現時香港天文台預測熱帶氣旋走向，第一步主要使用不同國家或地區的電腦演算模式。蔡振榮說每個模式各有限制，「例如日本電腦模式，多數在熱帶氣旋形成後才較準確，所以預報員不能只用一個電腦演算模式，必須集合每個模式去分析以減低誤差」。要準確預測熱帶氣旋的移動路徑，蔡振榮說很倚賴輸入的初始數據準確度，即熱帶氣旋的位置、氣溫、氣壓、雲量分佈、風速等數據，不過由於熱帶氣旋一般在海上形成，距離其他國家的陸地天氣觀測站或香港天文台都很遠，再加上大氣是一個不停變化的渾沌系統，因此不可能掌握100%準確的數據，「如果只是預測幾個小時後的變化，問題可能不大；當要推算未來幾日的走向，只要初始數據有些少偏差，預測結果便可以相差好遠」。
晚上難見「風眼」 預報會「驚少少」
蔡振榮解釋，一般來說，預報員先從氣象衛星蒐集的數據及影像去計算熱帶氣旋的中心風速。發展成熟的熱帶氣旋基本上有完整的結構，即能從衛星圖中看見風眼、眼壁及圍繞在周圍的螺旋雨帶，形狀有點像冬甩，有了這些數據才可準確定位。「不過，並非每個熱帶氣旋都有風眼，當出現垂直風切變，即上、下層氣流的流動方向不同，整個熱帶氣旋的結構便會變歪」。他說在日間還好，因為可見光有助預報員看到貼近海面的真正「風眼」位置，但在晚上只能用紅外線拍攝影像，由於海水散發的溫度會干擾成像，因此只能靠經驗及黃昏時最後拍攝到的影像去估算熱帶氣旋的中心位置，「如果你問我，我都會話夜晚做預報會驚少少」。不過，蔡振榮說這是全世界研究氣象人員均會面對的問題，只能盡量蒐集更多數據去提高準確度。
雷達+定翼機偵察+浮標 修正偏差
在蒐集熱帶氣旋數據方面，氣象衛星有助預報員俯視其結構，而當熱帶氣旋進入香港約500公里範圍，便可出動氣象監測站的雷達，蒐集反射的微波去計算熱帶氣旋雲層的垂直結構數據。蔡振榮說由2011年開始，香港天文台與香港飛行服務隊合作，派出定翼機飛到熱帶氣旋上空不同位置，投下可測量風向、氣壓、溫度、濕度的儀器；另外又在南海放有多個探測用浮標，如果熱帶氣旋剛好通過它們的上方，便能額外蒐集到氣壓數據，「只要將這些數據輸入電腦演算模式，便能大幅修正偏差」。
呂旭昇在2020年才加入香港天文台，問他有什麼難忘的觀風經驗？他說幸運地自己在工作最繁忙、壓力最大的天氣預測總部「學師」時，並沒有遇過破壞力驚人的颱風。以往他在中文大學做研究時，試過用電腦模式反向運算曾吹襲香港的颱風移動路徑，當時他覺得有齊數據，很容易便預測得到，沒想到加入天文台後，才發現原來有很多變數，「用電腦模式計過一次，在12小時後再睇，結果可以完全不同」。他說只要大氣有些許變化，或熱帶氣旋增強速度突然加強，便會與原先輸入的初始數據有很大差異，「所以前輩經常教路，不可以只用一個模式，而且還應該輕微調整一些數據，讓電腦計出更多結果，分析才會更準確」。
蔡振榮說天文台還有一個優良傳統，就是每日有兩次討論，除了由當值預報員作口頭報告，台長也會邀請所有與會者發表意見，「要成為天文台科學主任或預報員，除了會被派去外地修讀氣象課程，回來後還必定要上天氣預測總部學師，前輩稱之為打木人巷，過關先可以『落山』，所以每個同事都一定識得分析氣象」。而每次向公眾發表颱風路徑預測，其實都經過不同員工的一番分析，從各種電腦模式中推測出最有把握的答案，可說是集智慧精華所在、含金量最高的預測報告。
昔日靠觀天測雲 只能預報1日
今時今日，公眾對天文台的爭議，似乎都集中在預報颱風準確度及時間點等問題上。事實上，成立於1883年的香港天文台，今年剛好誕生140周年，據說當初成立原因與一場風災有關。「甲戌風災發生在1874年，翻查紀錄，估計當年約有2000人死亡，考慮到當時人口量，估計影響好大。」蔡振榮說經此一役，英國皇家學院及港府決定成立專職氣象觀測的機構，為駛經香港的船隻及香港居民提供氣象預報。
回想天文台在成立時沒有衛星、雷達等科技支援，又如何預測颱風逼近？蔡振榮笑說自己也感到不可思議，相信當時的預測員單純靠觀測天空，例如量度雲的移動速度來估計上空風速；又或記錄氣壓數據，如果香港的氣壓一路下跌（愈接近風眼，氣壓愈低），便可能有颱風接近。「所以以前的預報只能做1日，不過隨着天文台蒐集到愈來愈多數據，預報的時間就由1日慢慢發展至9日。如果只計24小時內的預測，10年前颱風移動路徑的誤差可以超過200公里，但現在就縮窄至100公里內。」他說可能因為預報時間變長，才令市民感覺預測準確度沒有進步。
截稿時蘇拉已升級至10號風球，天文台的路徑預測顯示，蘇拉抵達海南島後會迅速減弱。不過，另一熱帶氣旋海葵將緊接而來，而且現階段電腦模式預測有兩成機率會吹襲香港。下星期會否又有風假？學天文台前台長岑智明在社交平台所講，大家要「拭目以待」。●
