天文台靠氣球「朝八晚八」探空　京士柏成首個認證百年高空觀測站

抬頭看見紅色氣球在空中飄揚，或許是來自天文台京士柏高空氣象站，負責為本港探測高空氣候數據的先鋒。天文台利用高空探測氣球，每日「朝八晚八」恆常探測高空溫度、濕度、氣壓、風向和風速，掛8號風球的打風日子，升探測氣球次數更要增至四次。
天文台人員最初憑肉眼追蹤探測氣球去向，至後期改為自動化操作及探測，連同世界各地逾百個高空氣象站，同一時間釋放探測氣球，將收集的數據放入電腦模式運算，有助提升九天天氣預報的準確性。京士柏高空氣象站今年六月，更成為全球首個獲世界氣象組織認證的百年高空觀測站。

▼京士柏氣象站高空觀測▼

天文台放氣象探測氣球的歷史，可追溯至1921年。當年天文台人員，在尖沙咀總部放測風氣球，利用經緯儀及一雙眼，追蹤氣球計算高空風向風速。天文台科學主任林學賢表示，「若天氣非常不好、好大霧、能見度低，可能一放上去不久就看不到（氣球），或雲層較低較厚，短時間內就追蹤不到」，但在百年前沒有雷達衛星的年代，已是最好的選擇。

第一代無線電探空儀重逾一公斤

直至40年代末，尖沙咀總部添置首套無線電探空系統。把掛上無線電探空儀的氣球注入氫氣，升空後探空儀將測量到的高空氣溫、濕度及氣壓數據，用無線電波送回總部地面站。但是，仍依靠天文台總部屋頂的一部經緯儀追蹤氣球，從氣球的仰角、方位及升空速度，計算不同高度的風向和風速。

林學賢說，當年的無線電探空儀較笨重，儀器連電池重逾一公斤，每次操作需動用三人，分別負責操作無線電探空儀、釋放探測氣球及操作雷達追蹤氣球。氣球可升上逾30公里高空，受壓爆破後，內藏的降落傘張開，無線電探空儀最終緩慢下降到地面或海面。

京士柏高空氣象站啟用逾70載

當尖沙咀總部周邊建築物增多，不利高空氣象觀測，天文台在京士柏一個小山上另覓土地放探空氣球，1951年6月京士柏高空氣象站正式啟用。同年，高空探測氣球除掛上無線電探空儀，亦加入雷達反射器，工作人員借助裝設於地面的陸軍雷達追蹤反射器，測定其距離、方位及仰角，計算上空風向和風速。至90年代末，探空儀開始使用全球衛星定位系統（GPS）測風技術，無線電探空儀和地面站均裝有特別天線接收GPS信號，完全取代經緯儀。

每日恆常放兩個氣球　成本4,000元

隨科技改進，無線電探空儀已由最初逾一公斤，減磅至現時少於100克，氣球由使用氫氣轉用氦氣增加安全性，2004年天文台亦裝設東南亞首台全自動高空探測系統，氣球自動充氣及發放，降低運作成本及提升工作效率。

林學賢表示，高空氣壓較地面低，升得越高，氣球膨脹得越大；倘過量充氣，影響無線電探空儀上升速度，升得太快令接收的數據較疏落，亦會提早爆破，故以每秒上升五、六米最理想，至某個高度爆破後，殘骸最遠可隨風漂泊至距離香港100公里以外地方。

林又指，每次放氣球成本約2,000元，高空探測數據並非直接反映在未來天氣預測，但當全球超過170個高空氣象站，同時釋放探空氣球收集高空天氣數據，放入電腦模式運算後，令預報更準確。

他解釋指，地面數據僅反映當下地面狀況，但氣候數值模擬則有預測成分，最主要依靠高空數據，「憑氣球睇到高空空氣如何流動，影響高空哪裡較濕較乾、風向風力如何，影響地面天氣，例如附近中層水氣增加，令雲量較多」，相信靠氣球直接探測的數據較衛星雷達更實在。