高空擾動

香港近日天氣轉冷及持續有雨，天文台說受一股冬季季候風及高空擾動影響，甚麼是高空擾動？

我們日常關心的天氣情況，包括氣溫、相對濕度、風等，都是指接近地面的情況。然而大氣是一個三維結構，熱帶地區對流層高度更達十多公里，高空天氣足以影響地面天氣。

空氣在赤道地區受熱變暖，上升流向兩極。由於地球由西向東自轉的關係，北半球的風向會逐漸偏向右方，南半球的風向會逐漸偏向左方，這個偏向力稱為科氏力（Coriolis Force），緯度越高，科氏力越大。因此當空氣由赤道上空流向兩極時，會逐漸轉為西風，形成西風帶（westerlies）。

西風帶內有時會出現擾動，令部分地區轉吹西北風，部分地區轉吹西南風，兩者交界的地方我們稱為槽（trough）。由於在西風帶內出現，我們又稱為西風槽（westerly trough）。此外，西風帶內亦會出現狹長的大風區，稱為急流（jet stream），風速可達每小時300公里以上。假如飛機由西往東飛，機師會嘗試飛進急流內，節省燃油並減少飛行時間。

西風槽屬高空擾動的一種，槽的右方空氣上升，形成雨或雪；槽的左方空氣下沉，雲層消散天氣轉晴。西風槽形成後，會跟隨西風帶由西向東橫過東亞地區進入太平洋，經過地區會出現降雨或降雪，然後轉晴，並且出現降溫。冬季的寒潮爆發及相關天氣，都與西風槽的形成及移動有關。

要監察西風槽的形成及移動，我們會參考500百帕等壓面（5-6公里上空）的天氣圖。附圖中紅線分隔西北風和西南風，即西風槽的位置。一般而言，冬季的西風槽位置較北，但今次西風槽由中南半島開始經過廣西及廣東移至太平洋，為香港帶來持續降雨，部分地區累積雨量接近100毫米，是十二月正常雨量的3倍。

圖：2013年12月16日香港時間晚上8時之500百帕等壓面天氣圖。一條西風槽（紅線）正橫過中國。（來源：University of Wyoming）