【天氣預報】天文台用咩監測雷暴大雨？一文看懂雷達發展及運作

（原文取自天文台網頁，大小標題、引言及內文，經過香港01編輯修訂）

RADAR（雷達）一詞是Radio Detection And Ranging的縮寫，意思是以無線電波探測及測距。雷達發明於二次世界大戰前夕，最初用於軍事上。其後雷達應用涵蓋多個領域，其中一項重要的用途是天氣監察。透過探測大氣中的雨點，天氣雷達能非常有效地監察在香港出現的惡劣天氣，例如熱帶氣旋、雷暴和大雨。

天氣雷達的工作原理： 

雷達不停發出微波脈沖，經大氣中的雨點反射，通過量度這些反射回來的訊號，就能探測到大氣中的降雨。一般來說，反射回來的訊號愈強，雨勢就愈大。至於雨區與雷達之間的距離，則可利用微波往返雨區所需的時間而計算出來。

近年來多普勒天氣雷達愈趨普及，它能夠量度雨點移近（或遠離）雷達的速度。多普勒原理可利用救護車響號的聲調轉變來解釋：當救護車走近時，聲調會升高；遠離時，聲調會降低。換句話說，救護車移近得愈快，聲調愈高。多普勒雷達利用同一原理：雨點移近雷達的速度愈快，反射回來的微波頻率（即聲調）就愈高（圖1）。透過這個頻率轉變，可導出雨點移近雷達的速度，從而替乘載這些雨點的風力提供了很好的估算。

香港天氣雷達：

香港天文台早於1959年在大老山安裝了首台天氣雷達。當時的雷達為Decca 41型，雨區是透過單色陰極射線管顯示出來。1966年，在首台雷達毗鄰添置了一台Plessey 43S型雷達。這台雷達除了可對大氣作垂直和水平的掃描外，還配備有電子儀器為回波的強度作不同特定灰度的遞減，並在陰極射線管顯示出來，使預報員能估計降雨的強度及垂直範圍。

1983年，天文台安裝了第一台配備電腦的雷達來替換Decca雷達。這雷達能將降雨的強弱，以不同的顏色顯示在雷達圖像上，讓預報員能更易於使用。除了對大氣作立體掃描外，這雷達還有其他產品，如雷達圖像動畫和利用外推法得出的雷達預報圖像。這些功能使預報員能更有效地監測雨區的移動和發展。（這台雷達已在2000年退役。）

天文台於1994年設置第一台多普勒天氣雷達（圖2a）以替換Plessey雷達。這台多普勒雷達不單能夠量度降雨的大小，也提供了雨區移動速度的有用資料。當熱帶氣旋出現在雷達監察範圍內時，這些資料對熱帶氣旋風力的估算發揮了重大作用。

1998年，天文台在位於赤鱲角新機場東北面約12公里的大欖涌，添置了一台機場多普勒天氣雷達（TDWR）。這台雷達（圖2b）專門探測機場附近出現的惡劣天氣，並就對流性風暴引起的微下擊暴流和風切變（圖3）作出預警，以確保在這種天氣情況下航機升降的安全。

1999年，天文台在大帽山添置了一台多普勒天氣雷達（圖2c），這標誌着香港天氣雷達史上另一個里程碑。這台雷達配備了大型天線（直徑約8.5米）及高穩定度的發射器，矗立於全港最高的山上掃描大氣。雷達搜集到的高分辨率數據，令預報員更清楚地掌握風暴結構，有助及時發出惡劣天氣的預警。

由於受地形和附近建築物的阻擋，或為避免與其他雷達產生互相干擾，單一雷達的覆蓋範圍在一些區域會受到限制。大帽山和大老山多普勒天氣雷達的結合使用，能夠綜合兩台雷達數據的雷達圖片（圖4），這在惡劣天氣下是特別有用的。此外，結合兩台雷達的多普勒風數據，更能算出香港附近的三維風場（圖5）。

為公眾及特別用戶提供的雷達資料

無論是每日的電視天氣節目或是在惡劣天氣下舉行的特別簡報會上，天文台的專業人員不時會利用雷達圖像介紹天氣情況。此外，天文台亦有向航空界發放雷達圖像，供他們計劃航線和航班運作上使用。另一方面，公眾可從天文台的網頁上（網址：http://www.weather.gov.hk/wxinfo/radars/radarc.htm）看到定時更新的雷達圖像。

原文：香港天氣雷達觀測

作者：香港天文台