超強颱風「舒力基」急攀巓峯 衞星直擊風眼爆重力波 膺逾半世紀4月風王

更新時間 (HKT): 2021.04.22 23:26

中聯辦旗下《文匯報》誤報昨(21日)闖入香港800公里內的超強颱風「舒力基」,由於只掠過本港1,000公里外的菲律賓以東海域,不但沒有直接影響本港,亦令菲國逃過正面吹襲一劫。但即使只在海上,舒力基亦打破紀錄:受惠頗暖海溫,其中心風力由時速140公里,1日內曾急增至顛峯的時速240公里,成為60年來西北太平洋4月最強風暴。氣象衞星除捕捉到這股風王急劇增強徵兆,亦拍下其風眼爆發「重力波」。

記者 李鈺廷

美國索米極地軌道夥伴氣象衞星(Suomi NPP)在香港時間4月18日凌晨近1時,亦即超強颱風舒力基急增至顛峯強度不久,並在日出前數小時,拍攝到舒力基的風眼在大氣中間層(mesosphere)爆發名為「氣輝」的光波(airglow wave),並以同心圓波紋向外傳播。對比日本氣象衞星向日葵8號(Himawari-8)在同一時間拍攝的影像,專家發現舒力基風眼的北部眼壁內側,當時被拍到有閃電。

風暴或巨型雷暴 可觸發重力波

與美國國家海洋及大氣管理局(NOAA)合作的氣象衞星研究所(CIMSS)在網誌和Facebook發佈有關照片,並形容圖中的氣輝光波是「重力波」(gravity wave)。CIMSS解釋,由於當時娥眉月光太暗,不足以照亮重力波模樣,故衞星感應器利用氣輝光,捕捉這個畫面。不過專家提醒,這裏提及的「gravity wave」,並非獲相對論預言、幾年前才被觀測到的「gravitational wave」,兩者截然不同。

美國太空總署(NASA)曾在網誌指出,氣輝是大氣高空物質因化學反應而產生的微弱光,令夜空不至於完全漆黑;並視乎物質種類而產生不同色光。NASA又在另一篇網誌指,風暴或巨型雷暴所釋放的能量,有時會觸發高空物質振動,氣輝光就變成波紋狀,令重力波呈現眼前;此光學現象有如在平靜水面掟石頭所引起的漣漪。若在晚間從地面拍攝這些重力波,照片可能呈現夜空中有多條「彩虹」。

專責研究熱帶氣旋的香港天文台科學主任蔡振榮回覆《蘋果》查詢時亦指,風暴等強對流天氣系統是激發重力波的原因之一,而以往的確有不少強烈風暴引發重力波的觀測紀錄,例如2016年的超強颱風「莫蘭蒂」和2018年的超強颱風「飛燕」。不過即使風暴不太強,亦曾引發重力波,例如2019年在墨西哥灣的熱帶風暴「Nestor」,其強度僅屬熱帶氣旋第二弱級別。

急速增強前勁爆對流 雲頂跌破-100°C

《蘋果》翻查天文台資料,舒力基在4月16日晚爆發增強,半日內由颱風連升2級至超強颱風;其中心風力更在1日內,由時速140公里飆升至240公里的顛峯。從衞星雲圖可見,舒力基急劇增強前,中心附近對流雲團旺盛爆發,直達大氣對流層頂部的極高空,相當冰冷。CIMSS氣象學家Scott Bachmeier在網誌指出,這些雲團頂部溫度甚至跌破-100°C

台灣中央氣象局長鄭明典在舒力基急劇增強前,亦在Facebook貼出當時的衞星雲圖,指其對流雲團頂部有「皺褶」,「這種雲頂特徵,通常表示對流很強,而且旋轉風速也不弱」,強度將進一步升級;而雲頂亦有些細小而凸出的高雲,學術上稱為「對流熱塔」(hot tower),顯示對流仍在增強。天文台研究報告曾指,要一併觀察15.5公里高度(大氣對流層頂部)的雷達圖和該對流有否頻密閃電,才能確認是對流熱塔。

所謂熱塔,並非指那些對流很熱,據天文台文獻介紹,這是指風眼壁的劇烈對流飆至大氣對流層頂部,水汽遇冷釋放「潛熱」凝華成大量冰晶,溫度低於-80°C(該處通常不低於-60°C),並可能伴隨閃電,風暴可能迅速增強。美國太空總署研究曾指,若風暴形成對流熱塔,未來至少6小時幾乎肯定增強。天文台亦曾發表報告,指2017年在本港100公里內爆發增強至超強颱風、帶來10號波的「天鴿」亦曾爆發對流熱塔。

擺線跳動 或因捲雙風眼 強颱特徵

台灣中央氣象局長鄭明典亦提到,舒力基飆至巓峯狀態後,就更換眼牆;舊眼牆逐漸縮小並消失,被新眼牆包圍和取代,一度變成「雙風眼」。民間氣象組織「地下天文台」台長方志剛補充,舒力基開始更換眼牆時,中心風力減弱,但當換成大眼後便回升;強烈颱風通常都經歷此過程。CIMSS氣象學家Scott Bachmeier則指,舒力基捲出清晰渾圓風眼後,又以「擺線運動」(trochoidal motion)搖晃移動,都是強烈颱風特徵。

專責研究熱帶氣旋的天文台科學主任蔡振榮回覆《蘋果》查詢時,坦言熱帶氣旋路徑呈「擺線運動」的成因和過程相當複雜;有研究指出,箇中原因主要與熱帶氣旋內部結構變化有關,例如熱帶氣旋置換眼牆過程。他指根據初步資料,舒力基達到巓峯強度後,便開始置換眼牆過程,與其「擺線運動」路徑可能相關。

海暖熱含量高+風切低 助爆發增強

颱風急劇增強,需要足夠的能量和有利其增強的大氣環境同時配合,才能成事。天文台和CIMSS氣象專家指出,舒力基日前身處相當溫暖的海面(sea surface temperature, SST),普遍達28°C或以上,海洋熱含量(ocean heat content, OHC)又高,已提供足夠的能量讓其爆發增強;加上其處於垂直風切變(wind shear)偏弱的大氣環境,故能保持良好結構,火速增強。

香港天文台科學主任莊民諾和梁浩明日前撰寫網誌,承認西北太西洋在4月形成超強颱風(中心風力逾時速185公里)較為少見,對上一次是2015年的「美莎克」,最高中心風力估計達時速230公里,當時是歷來4月最高紀錄。美莎克當時甚至橫過菲律賓,並殺入南海,但迅速減弱消散。如今舒力基最高中心風力估計高達時速240公里,即超越美莎克,成為天文台自1961年有紀錄以來西北太平洋4月最強風暴。

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