香港最高的天氣雷達站——大帽山天氣雷達站
二零二四年十月 第一期
全港最高的天氣雷達站——大帽山天氣雷達站
若看地形圖，香港最高的山峰是大帽山，高海拔957米。但在這957米之上，竟然還聳立著高達961米的雷達站——大帽山天氣雷達站。現在讓我來為大家介紹大帽山雷達站的歷史、運作原理以及用途吧！
1. 大帽山雷達站的歷史
大帽山天氣雷達站於1999年落成，其後運作了24年。於服務期間，雷達站因受到不少強颱風（如「山竹」、「天鴿」等）的破壞，再加上老化的零件已無法重新配對，天文台決定於2023年11月拆卸和更新原有的天氣雷達。2024年3月，新的天氣雷達站完成安裝並投入運作。新的雷達站造價高達3100萬，是香港第二台雙偏振 S 波段多普勒天氣雷達。到現時為止，新的雷達站已投入運作超過半年。
2.雷達站的運作原理
雷達站的運作原理並不複雜。首先雷達站會透過天線，按順時針旋轉的方向向天空發出無線電波（又稱電磁波）。電磁波會經過大氣中的雨點或冰雹，我們可以由電磁波反射回來的信號得知大氣中是否有降雨。一般而言，反射的信號越強就代表雨勢越大。我們也可根據雷達接收到的訊號強度配以顏色說明，製成雷達圖。
3.雷達站有何用途？
現時由香港天文台管理的雷達站主要有5個，雷達站分別位於：大帽山、大老山、大欖涌、大欖角及小蠔灣。
每個雷達站都有各自發揮的功用，例如大欖涌、大欖角及小蠔灣雷達站是用來探測機場附近空域的風切變。而這次介紹的大帽山天氣雷達站連同大老山天氣雷達站主要用作監測惡劣天氣相關的數據，同時為我們提供雷達圖像。我們可以於天文台的網頁看到距離本港不同範圍的降雨率大小。每當有三號或以上風球來臨時，「雷達爸爸」（雷達機械師）就需要駐守雷達站當值，確保雷達站可以如常運作，令天文台和市民能獲得有關惡劣天氣的最新資訊作分析。
地理科老師
黃樂詩
參考資料：
香港天文台 (2024) 天氣雷達圖像 (64公里), https://www.hko.gov.hk/tc/wxinfo/radars/radar_range1.htm
香港天文台 (2024) 新大帽山天氣雷達投入運作, https://www.hko.gov.hk/tc/新聞公報/108754/新大帽山天氣雷達投入運作
@hkweather (2024) 《新大帽山天氣雷達》, YouTube, https://www.youtube.com/watch?v=5fthr7X0mik
香港天文台 (2019) 《香港天氣雷達觀測》, https://www.hko.gov.hk/tc/wservice/tsheet/radmet.htm
上海市氣象局 (2023) 《雙偏振雷達為什麼厲害？》, http://sh.cma.gov.cn/sh/qxkp/qhbh/zhykp/202301/t20230116_5263284.html#:~:text=双偏振雷达是新,地估测强降水%E3%80%82
什麼是「天氣炸彈」？
二零二四年二月 第一期
「天氣炸彈」是甚麼？
在香港的夏季，我們常常能聽到熱帶氣旋、熱帶風暴、颱風、超強颱風等等的字眼。但是你又有沒有聽過「天氣炸彈」呢？
「天氣炸彈」(weather bomb)又名炸彈氣旋(bomb cyclone)，指因低壓系統可能為當地帶來極具破壞性的風暴。因此，天氣炸彈也被氣象學家用作形容風暴強度。一般而言，風暴強度會受氣旋中央的氣壓所影響，當中央氣壓越低時，風暴的強度越大，而天氣則越不穩定。
低壓系統是怎樣化身為天氣炸彈呢？首先當地表/海面的暖空氣上升時，暖空氣會逐漸冷卻，水汽也會因此凝結成雲。當這個低壓系統經過大氣層高處的強力噴射氣流下方時，會快速流動並形成更強的低壓系統。而噴射氣流會進一步移除低壓系統氣柱中的空氣，令低壓系統的氣壓更低。與此同時，低壓系統中心的氣壓需要在24小時內降至24毫巴或以下，就會產生超強氣旋——天氣炸彈。若果這個低壓氣旋持續地吸入更多的空氣，氣柱旋轉的速度便會更快，從而引發破壞力極大的強風。
天氣炸彈會帶來猶如炸彈威力般的破壞力，例如為當地帶來暴風雪、颶風、洪水等災害。這種爆發性的低壓系統所帶來的強風可輕鬆將大樹連根拔起，甚至破壞建築物。天氣炸彈更能引發地殼深處的反應，產生微小的地震。
那麼，香港會受到天氣炸彈的影響嗎？答案是不會，因為天氣炸彈的出現一般伴隨著噴射氣流的影響，而噴射氣流流經的地區緯度較香港高。天氣炸彈主要會出現在北美、加拿大歐洲等地區。
地理科老師
黃樂詩
參考資料：
- National Oceanic and Atmospheric Administration (2023). What is bombogenesis?. Retrieved from https://oceanservice.noaa.gov/facts/bombogenesis.html
- Met Office (2023). What is a weather bomb?. Retrieved from https://www.metoffice.gov.uk/weather/learn-about/weather/types-of-weather/storms/weather-bomb#:~:text=In%20certain%20circumstances%2C%20the%20central,can%20develop%20around%20the%20system
- Ponti, Crystal (2018). 足以形成地震規模的「炸彈氣旋」. BBC News 中文. Retrieved from https://www.bbc.com/ukchina/trad/vert-fut-42469916
海鷗の港——外型獨特的風向儀
二零二三年七月 第一期
海鷗の港——外型獨特的風向儀
近日尖沙咀海傍出現了一班“稀客”千里迢迢由日本“飛”到香港，引來不少市民打卡。這些稀客到底是什麼來頭？
走近一看，原來是一排海鷗在這裡暫居。這些稀客嘴部整體呈黃色，前端帶有紅色和一個黑環，再加上黑色的尾部，喜歡觀鳥的朋友可能已經認得出這是黑尾鷗Black-tailed Gull（學名：Larus crassirostri）。
黑尾鷗是一種十分有趣的海鳥。在香港，牠們是冬候鳥，喜歡吃一些細小的魚類、甲殼類海產等。因此會較常出現在潮間帶。很多人都說牠們的叫聲像貓叫，所以又被稱為“海貓”、“貓鷗”等。除此之外，黑尾鷗還有一個很特別的習慣。黑海鷗群會整齊地排列在岸邊，每當海風吹來時，牠們便會因應風向而改變站立的方向，以減低風帶來的阻力。
而這次出現在尖沙咀的黑尾鷗群其實是一件藝術裝置——「海鷗の港」。「海鷗の港」是由日本藝術家木村崇人創作的「風向儀系列」（kazamidori）作品。木村崇人正正是觀察到海鷗會隨風改變站立方向的習性而觸發創作靈感。這次作品由60隻1:1大小的黑尾鷗立版組成，立版就和現實中的黑尾鷗一樣隨風改變方向。海傍的一排黑尾鷗就正如風向儀，讓我們可以透過海鷗的轉動得知風從哪個方向吹來。這個作品也是日本女木港「瀨戶內國際藝術祭」的常駐展品，300隻黑尾鷗立在防波提和防潮堤上，又被稱為「海鷗停車場」。這次我們能夠在香港看到展品，也是很難得的機會。
我們研究微氣候時，往往也需要蒐集「風向」這項天氣因子的數據。風是看不見的，要捕捉到風向更是不容易。因此，我們往往需要一些儀器來幫助我們觀測風向，譬如機場的風向袋。日本的藝術家結合了對自然和藝術的認識，創造了外型獨特的風向儀，把風向視覺化。那麼，我們又能否將一些本地常見的雀鳥設計成類似的風向儀安裝在海邊呢？（見 #風向儀想像圖）大家也來出出主意吧！
地理科老師
黃樂詩
參考資料：
- https://www.harbourcity.com.hk/tc/article/seagulls-by-the-harbour-harbour-city/
- http://www.takahitokimura.com/info/2023年5月15日～香港harbour-cityで「カモメの駐車場」が展示さ/
大氣的結構 Atmospheric Structure
二零二二年十一月 第一期
當你望上天空，你能看見天空分為多少層嗎？你又知道飛機會飛到大氣的哪一層嗎？
其實大氣之中，確實沒有一條明顯、可見的分界線把大氣分層。但是我們卻可以根據大氣中的成分、密度和物理性質之間的差異等把大氣分成五層：對流層 （troposphere）、平流層 （stratosphere ）、中間層 （mesosphere）、暖層 （ionosphere）、散逸層 （magnetosphere）
（圖1:大氣的結構）
我們生活在對流層（見圖1），對流層就是貼近地球表面的最低大氣層。有趣的是，對流層的厚度會因應緯度的高低而有所不同，對流層的平均厚度與緯度成反比關係。在低緯度地區，對流層的平均厚度為17～18公里，而在中緯度地區的平均厚度為10～12公里。高緯度地區的對流層平均厚度則只有8～9公里。香港位於低緯度地區，因此我們生活於約17-18公里厚的對流層當中。一般而已，夏季的對流層也比冬季的厚。在對流層中，溫度會隨海拔高度上升而下降（即每上升100米，氣溫會下降0.6°C）。這是因為對流層的空氣依靠地面散出的長波輻射增溫。越接近地面，氣溫越高；越遠離地面，氣溫則越低。不同位置的受熱不一，所以會引起對流運動（convective activity），導致該層的對流旺盛，更容易形成雲及降雨等天氣現象。
對流層以上的就是平流層（離地面18～55km）。該層因為大氣穩定，不容易形成對流而稱為平流層，氣流的流動方向以水平為主。該層有著我們常常聽見的「臭氧層」，25km高空以上的臭氧增多能夠吸收大量來自陽光的紫外線，而導致溫度上升。氣溫更可比對流層頂部高出60°C或以上。平流層的大氣穩定加上水氣及雜質較少，因此能見度高，有利於飛機飛行。而用作探測高空氣象資料（例如氣壓、氣溫及濕度）的探空系統（氫氣球上掛上一個無線電探空儀及一個雷達反射器）也會升至平流層約30km高才會爆裂。
離地面55～85km的高空範圍為中間層。對比於平流層，中間層由於臭氧含量低而不能靠吸收紫外線增溫，因此氣溫會隨高度增加而迅速下降。中間層的頂部最高可降溫至負113°C。中間層頂部和底部的溫差導致該層的對流運動也相對強烈，因此中間層也被稱為「高空對流層」。而處於中間層60km以上的範圍會出現電離層——D層。電離層會影響無線電波的傳播。
中間層以上就是較厚的暖層（85～800km）。暖層的稱呼是因為在這一層300km以上的溫度可高達10000 °C以上。而暖層各高度的電離程度各有不同。在這層當中，E層和F層的電離層和我們的生活有密切的關係。它們能反射無線電波，影響著我們的通訊和雷達定位等。而我們的人造地球衛星也會發射到暖層的高度中收集不同所需的數據。
暖層以上的大氣層是散逸層（距離地面800km以上）。散逸指的是在這層的氣體和微粒會經常散逸到太空去。這是因為散逸層的溫度高，且距離地心較遠，空氣受地心引力影響極少而致。散逸層的也因為空氣稀薄，大氣密度和太空密度相同被稱為外大氣層。人造衛星和火箭才會到達這個高度的大氣層。
大氣的垂直結構共分為五層，當中每層的範圍、組成、氣溫等都各有不同。然而每一層大氣對於地球表面的溫度、能量收支，甚至是人類的生活習慣等也有重大的影響。大家不妨認識下我們地球的大氣結構吧！
地理科老師
黃樂詩
參考資料：
- 劉南威。《地理景觀》（香港教育圖書公司)，1997
- 大氣的垂直結構——特殊的“五層樓”結構. (n.d.). 中國科學院科普雲平台. https://www.kepu.net.cn/gb/earth/weather/about/abt004.html
碎片化的荃灣
碎片化的荃灣
自1970年代初通過的「荃灣發展計畫」起，大大小小的工程隨之而來。伴隨著超過50年的發展，經歷市區的重建和更新、新的商場和住宅落成以及不斷延伸的行人天橋，荃灣早已變成社區配套齊備的「天空之城」。
本欄早前也有不少篇章提及荃灣的發展。我們知道荃灣因發展的不均衡而像一隻「熱鍋」，然而這隻「熱鍋」裏面還有不少的碎片。早在上世紀60年代鑽研城市發展的學者已經注意到城市在擴展時會以不連貫的形式進行，直到70年代法國社會學家Lefebvre才在分析全球城市發展時引進碎片化的概念。今天，我們也可以嘗試以「碎片化」（Fragmentation）的角度看看荃灣的城市景觀到底是如何「零星落索」地呈現在大家眼前。
一般理解而言，「景觀碎片化」（Landscape Fragmentation）指的是地區的景觀因不同因素的影響和干擾而導致該地區的景觀由統一、連貫的整體變成分裂、脫節的小塊。以荃灣為例，當我們俯瞰荃灣（圖一），不難發現這個社區的發展分布零散以及形狀不一，由最近處的綜合發展高樓、到低矮的社區設施和舊式唐樓和公共房屋，從簡單的土地利用而言，雖然多數的土地都被劃作住宅用途，但明顯看見住宅也分成不同類別：「新式私人住宅」、「舊式唐樓」、「公共屋邨」。從外觀上可見，這些樓宇無論新舊、高度以及樓宇結構（例如舊式唐樓地下的商鋪和新式住宅基座的商場）都有很大的分別。而除了住宅用地，我們還可以在左方看見部分柴灣角工業區和在中央的康樂用地（沙咀道球場），它們歷年來因為經濟發展和政策改變而導致碎片化的原因，也可以回溯至本欄早前也提及過的荃灣發展歷史。
荃灣被譽爲「天空之城」，有多條天橋連接起兩個鐵路站和多個商場，促進區內的人流往來，試圖透過天橋把幾個碎片群重新連結起來。但當有部分地方因交通網路發展而變得方便時，有一些地方也被進一步割裂成碎片。要吸引人流便需要靠天橋連接抵步，但沒天橋連接的地方則變成碎片的空間，恍如與社區脫節和不顯眼。在荃灣，昌樂大廈就是一個好例子（見圖二）。荃灣人或會稱呼這裏叫做「島仔」，因我們看見這個區域四個方向都被馬路和天橋通道包圍。小島周邊不見行人，就只能容納下一棟大廈、數個廣告牌和以影印公司為主的商鋪。相對天橋連接的商場而言，這裏無法構築起理想的社區網路，天橋無法將人流帶到這小島，甚至限制一般人參與和到訪這地方。除了昌樂大廈的住戶和想影印的人，誰還會到訪這座小島呢？
對於地理人而言，「碎片化」的理論常被用作解釋熱帶雨林被道路分割而導致森林碎片化和生境退化，但其實也很適合我們看城市的規劃和景觀。除了荃灣，你還能發現哪些碎片化的社區呢？
地理科老師
黃樂詩
圖二：昌樂大廈
延伸閱讀：
《雙生兒》: www.hokoon.edu.hk/weeklysp/0706_1.html
《鍋中荃灣》 : www.hokoon.edu.hk/weeklysp/0810_3.html
《荃灣 · 連橋》 : www.hokoon.edu.hk/weeklysp/1111_4.html
《觀塘‧荃灣》: www.hokoon.edu.hk/weeklysp/1311_4.html
《市區更新(1) — 重建發展》 : www.hokoon.edu.hk/weeklysp/1910_4.html
《市區更新(4) — 文物保育》 : www.hokoon.edu.hk/weeklysp/2102_2.html
參考資料：
市區重建局（2010）。《荃灣市中心項目經濟影響評估》。https://www.ursreview.gov.hk/tch/doc/EIA%20CHI%20Final%20Draft%20Report_1252010_merged.pdf
朱雅倫、陶欣冉、鄭瑋鋒（2019）。《城市景觀破碎空間的修復——以福州高架橋下空間為例》，福建農林大學
Henri Lefebvre (1992). The Production of Space. Translated by Donald Nicholson-Smith. Wiley Blackwell