編者按 楊漢賢是香港天文臺預報拓展科的科學主任。在不久前召開的一個國家973項目研討會上，楊先生的關於香港中尺度觀測與分析系統的科學報告引起了與會人員的關注。據了解，香港天文臺的氣象業務、服務與科研工作結合緊密，環環相扣，具有特點且富有成效，值得同行學習、借鑑。為此，我們邀登這篇文章，以饗讀者。
香港天文臺的預報拓展工作，包括中小尺度數據分析、臨近預報系統及數值預報模式的開發和運作、模式驗證、預報技術的業務應用、暴雨和惡劣天氣等研究項目。
為減輕惡劣天氣所造成的人員傷亡和財物損失，以及對經濟和社會活動的影響，在有需要時香港天文臺會發出警告，提醒市民採取適當的防預措施。預報拓展的其中一項重要任務是開發適用的預報系統和工具，支援預報員在惡劣天氣情況下發出及時和有效的天氣警告和預報。
一、觀測資料
要成功地預報熱帶氣旋和暴雨等中小尺度天氣系統，完備的觀測網絡是先決條件。香港天文臺通過以下的觀測平臺獲得大量的數據：自動氣象站、自動量雨器、浮標站、潮汐和海水溫度站、探空儀、都卜勒雷達、雷射雷達、風廓線儀、人造衛星接收器、閃電定位網絡及GPS資料（後者經香港地政總署接收），其中部分項目是粵、港、澳三方合作的成果。
香港天文臺新建成的閃電定位信息系統，部分儀器在三水及澳門兩地布陣，粵、港、澳三方得以共享方圓500公裡內的閃電資料。此外，結合澳門雷達和廣州雷達數據的雙都卜勒風場亦是三方合作的好例子，讓風場的覆蓋面得以擴充。
香港天文臺除了致力加強及提升監測和預報中小尺度惡劣天氣的能力，同時亦通過區內的數據分享增強對惡劣天氣的研究和認知。在粵港澳氣象業務合作的框架下建立了一個資料庫，氣象數據三方可以互惠互用。香港方面，現已上載了7個地面觀測站由1993年至2003年的歷史資料，而地面觀測站數據、探空數據和4種遙感資料（雷達圖像、閃電數據、風廓線儀數據、RASS無線電聲探測系統數據）也經過全球電信系統（GTS）向外傳送。香港天文臺在GTS上也發放業務區域譜模式的熱帶氣旋預測路徑資料，並利用網際網路提供業務區域譜模式的圖像產品和網格點數據（只限登記用戶）。
二、中尺度模式及觀測數據同化系統
業務區域譜模式（英文簡稱ORSM）是一套靜力模式，提供72小時的短期預報。模式設定分內、外模式，解析度分別為20公裡和60公裡。大氣分析是基於ORSM的三維最優內插分析系統，另外加上物理初始化過程。除常規觀測數據外，亦能處理和同化自動氣象站、風廓線儀、非對稱人造颱風數據、GOES-9衛星紅外亮溫數據。物理初始化過程則利用雷達的雨量數據，調整模式中的水汽、氣溫和加熱廓線。
此外，香港天文臺還業務運行一套「中小尺度分析和預測系統」（LocalAnal-ysisandPredictionSystem，簡稱LAPS），提供每小時更新，解析度高達1公裡的三維大氣分析。LAPS所同化的數據種類較ORSM還要多，能夠處理RASS、GOES9可見光及多頻度紅外亮溫、GPS大氣可降水汽總量、雷達反射率及都卜勒徑向風速數據，可以做出較精細而平衡的風場、水汽場和雲的分析，對於了解暴雨系統和颱風結構非常有用，亦有利臨近預報及數值模式進行「熱啟動」（hotstart）。
在更小的時空尺度上，香港天文臺自行研製的小渦旋臨近預報系統，以雷達信息為基礎，除預報香港境內未來1至3小時的雨量分布外，亦可提供從雷達反演的風場和經量雨器資料實時訂正的雨量分析，為中尺度預報系統提供十分重要的數據分析。
三、科研發展近況
香港天文臺於2003年引進日本氣象廳的中尺度四維變分分析系統MESO4D-VAR，現已成功建立了一套搭配MPI-RSM（可用於並行計算機的ORSM版本）運作的區域四維變分數據同化系統（簡稱RSM4D-VAR）。初步個案研究顯示，RSM4D-VAR實驗的預報結果比業務預報結果優勝，在降雨強度與分布，以致風暴結構方面，效益尤其明顯。
此外，2004年香港天文臺開始了非靜力模式（NHM）的業務試行。NHM是日本氣象廳的數值預報科與氣象研究所共同開發的成果。對於雲物理過程，NHM採取顯式處理手法，直接計算水汽、雲水、雲冰、雨、雪及霰混合比。現時的業務試行中，NHM的水平解析度設定為5公裡，垂直分45層。試行與個案研究結果均顯示，NHM有能力提供貼近實況的超短期降雨預報，在2004年5月8日的暴雨個案中的表現尤其突出。
未來的工作包括：將NHM改由LAPS「熱啟動」，進一步提高模式解析度及加大覆蓋範圍，把臨近預報與數值模式融合接軌。一套揉合NHM和「小渦旋」的超短期預報系統（「激流」系統，RAPIDS）將在今年年中進行業務試運行，提供逐小時頻密更新的雨量分析，以及延伸至6小時的定量降雨預報。
上述計劃的順利開展，有賴於更多可靠及密集的觀測數據，以及更先進和優化的分析技術。香港天文臺會一如既往，積極參與區內的科研合作和資料交換，進一步拓展惡劣天氣預報的領域。 （來源於2005年5月10日《中國氣象報》 作者：楊漢賢）