【氣候挑戰】丙午風災 120 周年:殺人逾萬的「侏儒颱風」是極端天氣預警的最大挑戰?

Author:

Published:

- 廣告 -

1906 年 9 月 18 日清晨,一股從海上突如其來的「侏儒颱風」橫掃香港,造成逾萬人死亡或失蹤,史稱「丙午風災」。今年適逢丙午風災 120 周年,這場歷史天災背後不僅隱藏著百年懸案,更揭示了即使在科技發達的今天,氣象界依然面臨著「微型風暴」預測的重大挑戰。


兩小時毀滅維港:丙午風災的毀滅性破壞

丙午颱風在 1906 年 9 月 8 日前於西北太平洋生成,穩定向西北偏西移動(圖 1 上),在 9 月 15 至 16 日經過呂宋海峽進入南海北部,隨後加速並轉為向偏西方向移動,直趨香港。9 月 18 日早上 9 時,風暴於西貢登陸並迅速橫過新界(圖 1 下)。

圖 1:香港天文台於2020年重建的丙午颱風由西太平洋北部至珠江口西部的移動路徑 (上) 及橫過香港時的移動路徑 (下)。(來源:熱帶氣旋研究與評論)

於短短兩小時内,維多利亞港及其周邊地區遭到災難性打擊,維港兩岸多處被海水淹浸,港内超過 3,000 艘大小船隻,包括商船、戰艦、漁船及小艇沉沒、擱淺及受損(圖 2)。大量建築物損毀,尤其沿岸碼頭和貨倉。其中法國魚雷艇投石號(La Fronde)沉沒(圖 3),船上五名法國官兵死亡;香港聖公會霍約瑟主教(Bishop Hoare)亦在海上遇難(圖 4)。新界方面,大埔有 38 間房屋倒塌和有居民被淹死。估計風暴下超過一萬人死亡或失蹤,主要為水上人口,經濟損失保守估計約7000萬元。

- 廣告 -
圖 2:丙午颱風所造成的災情:中環海岸被大浪衝擊(左上)、大量輪船、漁船甚至軍艦在九龍西部海岸沉沒或擱淺(右上、左下及右下)。(來源:岑智明)
圖 3:法國魚雷艇投石號沉沒。(來源:岑智明)
圖 4:香港聖公會霍約瑟主教。(來源:香港聖公會檔案舘)

百年懸案:香港天文台當年失職了嗎?

風暴過後,公眾及傳媒質疑香港天文台未能及時發出警報,是丙午颱風造成如此重大傷亡的主要原因。就此,定例局(即今天的立法會)於 1906 年 9 月 20 日的會議中宣布成立調查委員會進行調查。調查委員會第一次會議於四日後舉行,一系列的聽證會亦在同日展開。調查委員會在 1906 年 10 月 23 日完成調查,報告在 1907 年 3 月 22 日於政府憲報公布。報告結論認為,在 1906 年 9 月 18 日上午 7 時 44 分前,並無跡象顯示有颱風接近香港,在當時的情況下,當日上午 8 時懸掛黑鼓 (黑鼓是當時為香港航運界發出的非本地熱帶氣旋警告信號,顯示有一個熱帶氣旋集結於香港東面約 480 公里內) 已經是在實際可行情況下儘快發出的警報。

雖然調查委員會報告認爲香港天文台沒有失職,多年來這股風災仍然有多個歷史懸案,包括:1.) 上海徐家匯天文台在風災後曾指出,早於颱風襲港前兩天已經在台灣附近發現一股低氣壓(圖 5),應該與丙午颱風是同一個熱帶氣旋。那麽,這是否代表香港天文台應該可以提早預測颱風將會襲港? 2.)時任香港天文台台長杜伯克博士認為,丙午颱風帶來的風暴潮,是造成維多利亞港嚴重破壞和傷亡的另一個主要因素。香港天文台於 1975 年發表的一份關於香港風暴潮的研究報告中更列出:「丙午颱風」襲港時,維多利亞港和吐露港的最大風暴潮(增水)分別為 1.83 米及 6.10 米。在吐露港出現 6.10 米風暴潮是史無前例。丙午颱風帶來的風暴潮真是那麽嚴重嗎?

圖 5:上海徐家匯天文台1906年9月16日上午6時 (香港時間) 東亞地區地面氣壓分佈圖,顯示一個低壓中心位於台灣及呂宋海峽附近。(來源:上海徐家匯天文台)

丙午颱風能預測嗎?

筆者與香港天文台同事,和兩位研究者在 2020 年基於歷史資料,包括數艘輪船上的航海日誌記錄,以及其他天文台的文獻和記錄,重新分析丙午颱風的路徑、强度、結構和進行風暴潮模擬,並於 2022 年將研究結果發表 論文。分析結果顯示,其中心最低氣壓約為 970 百帕斯卡,最高持續風速約每小時 127 公里,達颱風强度;但它的最大風速半徑僅約 7 至 11 公里,烈風半徑亦只有約 50 公里。根據一般的氣象定義,丙午颱風屬「侏儒颱風」,其尺度與 1974 年 12 月 25 日摧毀澳洲達爾文的熱帶氣旋翠絲(Cyclone Tracy)相若。

由於丙午颱風由呂宋海峽至珠江口的 800 多公里路程中環流極小,當時沒有氣象衛星、雷達、飛機偵察,無綫電傳輸技術也未普及,因此香港天文台無法即時接收商船在海上的氣象觀測;風暴即使在距離沿岸陸地觀測站約 100 公里處,也可能只造成輕微氣壓變化。香港天文台無法提早得知風暴來臨,是因當年技術所限,沒有失職。

丙午颱風帶來的風暴潮有多大?

香港天文台團隊利用 2020 年所重建的丙午颱風移動路徑,以及風暴潮數值模型,重新估計為香港帶來的風暴潮。另外又利用波浪數值模型,估計丙午颱風在香港水域的波浪高度,與實際的災情作出比較。

模擬結果顯示,維多利亞港的最大風暴潮(增水)微乎其微,只有 0.39 米,最高潮位亦只有 2.53 米 (海圖基準面以上),而吐露港的風暴潮比較顯著,最大 1.98 米,最高潮位為 4.15 米 (海圖基準面以上) ,但卻遠低於 1975 年天文台報告中的記錄。

- 廣告 -

波浪方面,根據模擬結果,在猛烈的西北風吹襲下,維多利亞港西部的波浪於 9 月 18 日上午 9 時至 9 時 30 分左右達到高峰,超過 3 米的巨浪影響維多利亞港西部水域(圖 6 上),因而吹翻無數走避不及的船艇,巨浪亦被西北風帶到港島及九龍的西部沿岸,巨浪疊加在已經稍為上漲的潮水上,拍岸時更容易將海水帶到岸上而造成沿岸低漥地區水浸,亦使海面上的船艇更容易被推上維港西部沿岸,破壞船艇和岸邊設施。這正是今天我們所説的「越堤浪」(overtopping wave)。模擬結果亦與實際情況比較吻合。位於尖沙咀的九龍倉碼頭正是受到巨浪正面衝擊破壞最嚴重的地方。吐露港的海浪則比較弱,大部份海面的最高波峰都在2米以下(圖 6 下),但由於潮水較高,大埔沿岸低窪地區的農田亦受到海水淹浸。

現今的氣象知識亦告訴我們 ——颱風所引發的風暴潮與其最大風速、強風圈大小及風力作用時間密切相關;侏儒颱風的強風圈較小,海面受強風作用的有效風程(wind fetch)和時間通常較短,因此在強度、路徑、移動速度及沿岸地形等條件相若時,所產生的風暴潮一般較低、影響範圍較小,持續時間亦較短。 從上述的結果,1975 年香港天文台報告中關於丙午颱風的風暴潮記錄並不可信,因此香港天文台和《香港地方志》已採用上述研究結果的數據取代相關記錄。

圖 6:香港天文台團隊利用 2020 年重建丙午颱風的移動路徑,以及波浪數值模型模擬 9 月 18 日維多利亞港上午 9 時 30 分 (上)及吐露港上午 10 時正的波峰高度及波浪傳播方向分布 (下)。(來源:熱帶氣旋研究與評論)

預測侏儒颱風的挑戰

即使今日已有先進的衞星、雷達和電腦預報,準確預測侏儒颱風仍有挑戰。由於它的風眼和最猛烈風區都非常細小,在衞星影像上可能只佔幾個像素,甚至不能清楚顯示。氣象人員常用的「杜沃夏克分析」(Dvorak Analysis),是根據衞星影像所見的雲層形態、風眼溫度和周圍雲頂溫度來推算颱風強度,並非直接量度風速。當風眼太小時,衞星未必能把溫暖的風眼和寒冷的眼壁分辨出來;猛烈的眼壁也可能因為太窄,在影像上顯得不夠完整,結果容易低估颱風的真正強度。 海上的氣象站、船舶和浮標分布疏落,也可能剛好錯過狹窄的最強風帶;飛機偵察(例如天文台近年對南海颱風所作的投落送 Dropsonde 探測)雖然較能直接掌握風暴情況,卻不是每個海域、每個颱風和每段時間都可以做到。

電腦預報亦有類似限制,全球數值天氣預報和人工智能天氣模式,往往可以掌握影響颱風移動的大範圍氣流,對預測大致路徑有不錯的表現;可是,它們的運算網格仍可能比侏儒颱風的風眼更大。因此,在電腦模式中,這類颱風容易被模糊化,顯得比實際更大、更弱,難以準確預測最強風力、猛烈風區的大小,以及會否突然增強或減弱。

2024 年 10 月吹襲古巴的侏儒颶風奧斯卡(Oscar)就是明顯例子。衞星估算起初只把它視為較弱的熱帶風暴,預報它最多增強至熱帶風暴上限;但氣象偵察飛機數小時後飛進風暴中心,發現它已是風力達每小時140公里的颶風。 奧斯卡的颶風範圍只有約9公里,實在太小,衞星和預報模式都未能及時看清楚它的真正強度;電腦模式也沒有準確預測它的迅速增強。

侏儒颱風的另一項重大難題,是最猛烈風力集中在很小範圍內。預報路徑即使只相差數十公里,對一般颱風可能只是最強風位置略有偏差,但對侏儒颱風卻可能是「眼壁正面吹襲」與「最強風區完全掠過」之別。此外,這類風暴可以迅速增強、減弱或轉向,使預報員很難提早確定哪個地方會受最猛烈風力影響,以及惡劣天氣何時開始。

這種高度局部化的風力也令警告決策十分困難,以 2023 年 10 月 8 日吹襲香港的強颱風小犬爲例,根據天文台資料,當小犬最接近香港時,其風眼在天文台以南約 70 公里,烈風半徑少於 50 公里,颶風半徑更少於 30 公里(圖 7),屬於侏儒颱風。當天傍晚橫瀾島及長洲先後吹烈風,香港以南約 50 公里的黃茅州甚至吹颶風,但市區風勢沒有顯著增強。這個案例顯示預報員的兩難狀況:如果按最壞情況發出高級別警告,事後可能被認為反應過度;但若果等待大部分地區的風勢明顯增強,最接近風暴核心的地方又可能已來不及準備。面對這類侏儒風暴,公眾尤其要明白:一時風平浪靜,或大部分地區風勢不強,並不表示危險不會來臨或已經過去;風暴只要稍為改變路徑,情況便可能在短時間內急劇惡化。侏儒風暴的威力亦不能小覷 —— 1974 年 12 月 25 日摧毀澳洲達爾文的翠絲,中心風力達強颱風甚至超强颱風級別。

圖 7:2023 年 10 月 8 日吹襲香港的強颱風小犬,於晚上 9 時 48 分的雷達圖像,顯示風眼結構異常細小,屬於侏儒颱風。(來源:香港天文台)

結語

120 年前的丙午風災為香港帶來了災難,是香港史上其中一次最嚴重的天災。我們近年的研究搜集歷史資料,重新分析丙午颱風的强度、結構和路徑,並且利用風暴潮和波浪模式作出影響評估,與當年的觀察和報道相當吻合,解決了多年來關於這次風災的幾個懸案,亦再次證明當年香港天文台未能預測丙午颱風是因技術所限,沒有失職。

歸根究底,丙午風災的預警問題在於此風暴是一個來自海上的侏儒颱風。當年因氣象觀測和預報技術所限,自然無法預警丙午颱風。時至今日,由於侏儒颱風的風眼和大風範圍極爲細小,行蹤和發展亦可能比較飄忽,預警這種微型颱風仍然存在挑戰。



岑智明先生參與創作的天文科普漫畫 — 最新一期《CMS 天文調查隊》第 5 期 -《星際訪客・風調雨順》,經已出版,歡迎到各大書店及網上平台購買。

- 廣告 -
Buy Me a CPM: PCM 讀者會員資助計劃
岑 智明
岑 智明
畢業於香港大學,獲理學士,主修物理。1986 年加入香港天文台為科學主任,2011 年晉升香港天文台台長,2020 年退休。岑先生開發了全球第一套激光雷達風切變預警系統,克服了在無雨環境下探測風切變這個長久的世界性問題,獲得本地獎項及國際嘉許。岑先生於 2010-2018 年擔任世界氣象組織航空氣象學委員會主席,是首位亞洲人獲選出任這個高層位置。
- 廣告 -

Related Articles

- 廣告 -

Recent Articles

- 廣告 -

最新影片

- 廣告 -