时事分析 | 区域及经贸发展 | 2016-12-05 | 《星岛日报》

与内地合作提供航空气象服务的香港机遇



哪一天我们会飞?好天没问题,但若天气不似预期,要走也不能轻易飞。先前台风「海马」袭港,机场便有近七百多班航班须延误或取消。[1]圣诞将至,准备外游的人,当然不希望类似的事情发生在自己身上。但这也凸显出,当局要作出一个影响无数乘客安全的判断,必须能够及时和精确地预测相关的航空气象。

其实类似的技术,服务对象不一定限于本地,更可以冲出国际。早前香港天文台便与中国民用航空局及中国气象局签订协议,合作建设亚洲航空气象中心,期望为全亚洲,以至世界其他地区提供航空气象资讯。[2]可见优秀的航空气象预测技术,不仅关乎飞行安全,也涉及一地气象预测技术的竞争力,以至相关人才的发展机会。

航机出远门 靠世界区域预报中心

要了解是次合作为香港带来的机遇,需要明白航空气象服务的发展。现时航机航行期间所需的航空气象资料,主要由国际民用航空组织(International Civil Aviation Organization)架构下的世界区域预报系统(World Area Forecast System),向各气象部门以及认可用户提供。[3]这些资讯包括环球高空气温、湿度、气流机率、结冰机率以及会影响航机安全的特殊现象如热带气旋、火山爆发、辐射物质意外释放以及沙尘暴等。[4]

在上世纪70年代末,航空营运者愈来愈需要全球性的航路天气资讯,并希望资讯的质素和格式有划一标准[5],故促成世界区域预报系统在1982年成立。但其时并非所有国家都拥有数值天气预报[6]以及卫星发布资讯的能力[7],因此只有英国和美国能够成立世界区域预报中心(World Area Forecast Centre)。其后,这两间中心根据世界标准时间的凌晨12时、早上6时、中午12时及晚上6时的数据,每天发放四次资讯。 [8]大部分资讯可以自动汇入飞行策划系统,以助航班找出安全及有效率的飞行路线。 [9]

时至今日,虽然一些英、美以外的国家都具备向世界提供类似服务的能力,但英、美两国的世界区域预报中心,仍是指定的服务提供者,其中英国的服务更要收取费用。香港天文台台长岑智明今年中接受传媒访问时,便指虽然这两个气象机构各有优势,却存在垄断。[10]

有必要设立第三个世界区域预报中心?

要说英、美两个世界区域预报中心对其他国家造成不公,或者有什么重大缺陷,表面看似乎难以成立。首先,国际民用航空组织是联合国的专门组织[11],至2016年10月7日时有191个成员国。[12]此组织有责任确保所有成员国,都能够经过两个世界区域预报中心提供的资讯渠道,获得世界区域预报系统的气象资讯成品。[13]其中英国的中心负责向非洲、欧洲、中东以及亚太地区中部及西部提供资讯,而美国的则负责美洲以及亚太地区中部及东部。[14]因此世界上大部分国家,「理论上」都能够获得这些资讯。

此外,以英国的世界区域预报中心为例,国际民用航空组织的气象小组「理论上」会监督其服务,确保资讯符合要求,该气象小组并会跟进用户的投诉或者困难。[15]另外,有关英国的相关系统由2014年3月1日至2015年6月30日的管理报告反映,有至少95%使用者对系统整体给予良好评价[16],而虽然在用户准时接收资讯方面未能完全达标,但与原订目标的差距并不太大。[17]

而使用这些服务的开支,亦「理应」不会对贫穷国家构成财政压力。撇除免费提供服务的美国,即使要收费的英国,使用者也只需缴付涉及系统的提供、运作及维护的相应开支[18];若使用者属于联合国的最不发达国家之列,更可获豁免收费。[19]

新技术、新需求 创造新空间

不过中国在2014年时提出,在过去30年间,很多国家已先后掌握数值天气预报技术,又指若然大部分预测工作交给区域性或多地域性的中心负责,航空界或会错失一些暂时仍只有地头虫能提供的知识,例如准确预测本地地势环境会如何影响对流及气流等。[20]这对于部分以提供气象服务作主要收入来源的气象机构而言,并非好消息,尤其是发展中国家的气象机构,缺乏这方面的收入,可能连非常基本的气象基础设施也难以维持。[21]

以上说辞固然有助解释现存的世界区域预报系统,会如何窒碍发展中国家的技术发展,不过也让人好奇,若中国能够发展区域性以至世界性的气象中心,将如何避免上述的负面影响。

当然,亚太地区对航空天气资讯有庞大需求,是毫无疑问的。根据国际民用航空组织数据,以客运收益公里数计[22],亚太地区在2015年的乘客量,按年有9.2%增长,占全球航空交通乘客量的32%,属各地区之冠。[23]国际航空运输协会(International Air Transport Association)估计,在2034年时亚太地区航空一年的乘客数目会较2014年增加18亿,而年度平均增长率为4.9% ,与中东地区并列地区增长率首位。[24]

另外,岑智明接受智经访问时解释,当区域内航机更频密,更需要精准的天气数据,然而要求远在英国的预报中心,对亚洲一分钟后的天气作出准确预测,例如个别雷暴将走到何处,会影响哪些班航机,恐怕短期内仍是力有不逮。这个也可解释中国设立世界性的航空气象中心的发展空间。

内地及香港的优势

而以内地和香港的航空气象技术,看来也具备不少满足新增需求的能力。近年采用极地飞行航线[25]以节省时间和燃料[26],愈来愈受欢迎,美国联合航空航班跨越极地飞行的次数,由1999年的12次,升至2007年的1,832次。[27]但由于太阳活动和太阳风爆等因素,都可能带来辐射、通讯妨碍、卫星导航系统故障等问题[28],因此准确预测太空天气,对航空业也日益重要。就此,中国的国家卫星气象中心自2012年已透过中国民用航空局,向航空界发放多项太空天气资讯,例如包含地磁风暴和太阳辐射风暴资讯的航空空间天气指数;同年,该气象中心又与中国民用航空局协议,研究及推广航空所需的太空气象服务以及发展相关技术。[29]另外,中国已开始为一些亚洲落后国家,例如柬埔寨,代为提供可能会影响航机安全的天气资讯,并为当地航空气象人员提供训练[30],可见中国现时多多少少也具备为亚洲其他国家提供航天气象服务的能力。

至于香港,天文台在航空气象服务的优势,在于科学家十多年前已开始从飞机黑盒下载天气数据,研究风切变。[31]这些天气数据亦能够放进预报天气的电脑系统,增加气象部门对大气预测的能力。[32]此外,天文台在临近预报(nowcasting),即预报未来数小时内的天气变化[33],也有优势。岑智明向智经表示,在过往一些大型国际场合,例如2008年北京奥运,香港天文台曾与其他地方的系统比试,表现数一数二。

岑智明向智经指出,香港天文台与国家气象局和国家民航总局已经签署协议,合作成立一个设于北京的航空气象中心,而香港天文台则会成为备份中心,当北京中心出现事故时,接手提供航空气象资讯;香港天文台亦会在技术层面向内地提供专业意见。

对香港社会而言,此项合作有望为航机提供更佳的航空气象资讯,既令本地航空界得益,亦可让香港乘客的旅途更快捷及安全。能为此航空气象中心提供支援,拥有气象知识、资讯科技、大数据分析等技术的人才,也有望从中找到振翅高飞的机会。

想更深入了解航空气象预测服务的发展、相关的国际新形势和对香港带来的机遇,观迎阅读香港天文台台长岑智明的「八问八答」

1 〈七百航班受阻 两跑道通宵飞〉,《星岛日报》,2016年10月22日,A06页。
2 「天文台与中国民用航空局及中国气象局签署亚洲航空气象中心合作协议」。取自香港天文台网站:http://www.weather.gov.hk/press/D4/2016/pre20161028_uc.htm,最后更新日期2016年10月28日。
3 「接收世界航空区域预报系统的广播」。取自香港天文台网站:http://www.weather.gov.hk/aviat/amt/wafs.htm,最后更新日期2016年8月9日。
4 "Secure Aviation Data Information Service (SADIS) User Guide," International Civil Aviation Organization, June 2016, pp. 2-1 – 2-3; "Statement of Guidance for Aeronautical Meteorology," World Meteorological Organization, June 2016.
5 "Analysis of the Provision of Meteorological Services in the Framework of the Single European Sky," European Commission, November 2002, p. 4.
6 数值天气预报技术是应用流体力学及热力学方程,描述大气运动及其演变,并以高速电脑运算求解这些方程组,从而得知未来大气层变化以及天气。资料来源:「数值天气预报基础课程」。取自香港天文台网站:http://www.weather.gov.hk/education/edu03course/coursenotes/nwp_notes.pdf,查询日期2016年11月25日,第1-1页。
7 "MET/14-WP/38 CAeM-15/Doc. 38 28/5/14: Future Aeronautical Meteorological Service Provision," International Civil Aviation Organization, World Meteorological Organization, May 28, 2014, p. 1.
8 "Secure Aviation Data Information Service (SADIS) User Guide," International Civil Aviation Organization, June 2016, pp. 2-1 and 2-2; "The World Area Forecast System (WAFS​​) Internet File Service (WIFS) Users Guide Version 4.1," World Area Forecast Center Washington, March 28, 2011, pp. 9 and 10.
9 "CAP 782: Regulation of the aeronautical meteorological services," United Kingdom Civil Aviation Authority, 30 January 2014, p. 19.
10 「香港将与内地共建亚洲"航空气象中心" ——访香港天文台台长岑智明。」取自新华网网站:http://news.xinhuanet.com/gangao/2016-05/16/c_128985707.htm,最后更新日期2016年5月16日。
11 "About ICAO," International Civil Aviation Organization, http://www.icao.int/about-icao/Pages/default.aspx, accessed October 27, 2016.
12 "Member States," International Civil Aviation Organization, http://www.icao.int/MemberStates/Member%20States.English.pdf, last modified October 7, 2016.
13 "Secure Aviation Data Information Service (SADIS) User Guide," International Civil Aviation Organization, June 2016, p. 1-2.
14 同13,第A-1页。
15 同13。
16 Chris Tyson, Stuart Dingle, "SADIS Management Report: 01 March 2014 to 30 June 2015," International Civil Aviation Organization, http://www.icao.int/airnavigation/METP/MOG/WPs/MET%20OPERATIONS%20GROUP%201st%20Meeting/SADIS_Management_Report_2015.pdf, last modified November 25, 2015, p. 2.
17 同16,第5页。
18 "Agreement on the Sharing of Costs of the Satellite Distribution System for Information relating to Air Navigation," International Civil Aviation Organization, November 6, 2015, p. 3.
19 同13,第1-3页。
20 同7,第2页。
21 同7,第2页。
22 计算方式乃飞行公里数乘以所运载乘客的数量。
23 "The World of Air Transport in 2015," International Civil Aviation Organization, http://www.icao.int/annual-report-2015/Pages/the-world-of-air-transport-in-2015.aspx, accessed October 27, 2016.
24 "IATA Air Passenger Forecast Shows Dip in Long-Term Demand," International Air Transport Association, http://www.iata.org/pressroom/pr/Pages/2015-11-26-01.aspx, last modified November 26, 2015.
25 即飞越非常高纬度地区,例如亚洲和北美之间的长途航机飞越北极。资料来源:赵孔儒,「太空天气和极地飞行」。取自香港天文台网站:http://www.hko.gov.hk/education/edu05spacewx/ele_spwx_aviation_c.htm,最后更新日期2014年4月1日。
26 赵孔儒,「太空天气和极地飞行」。取自香港天文台网站:http://www.hko.gov.hk/education/edu05spacewx/ele_spwx_aviation_c.htm,最后更新日期2014年4月1日。
27 "The Potential Role of WMO in Space Weather," World Meteorological Organization, April 2008, p. 12.
28 "Integrating Space Weather Observations & Forecasts into Aviation Operations," American Meteorological Society Policy Program and SolarMetrics, March 2007, p. 6; 赵孔儒,「太空天气和极地飞行」。取自香港天文台网站:http://www.hko.gov.hk/education/edu05spacewx/ele_spwx_aviation_c.htm,最后更新日期2014年4月1日。
29 "MET/H TF/4 – IP/3 (Rev.) Agenda Item 7 18/03/14: China's Space Weather Operational Forecast and Service to Aviation," International Civil Aviation Organization, March 18, 2014, pp. 1 and 2.
30 "A39-WP/404 TE/179 15/9/16 (Information paper): China's Efforts to Improve the Quality of Regional SIGMET Issuance," International Civil Aviation Organization, September 15, 2016.
31 风切变是指逆风或顺风出现持续的转变(持续至少数秒)而引致飞机的浮力产生变化。浮力减少可令飞机向下偏离预定飞行路线。资料来源:「什么是风切变?」。取自香港天文台网站:http://www.hko.gov.hk/aviat/amt/windshear_c.htm,最后更新日期2015年8月28日。
32 同10。
33 「『小涡旋』临近预报系统」。取自香港天文台网站:http://www.hko.gov.hk/education/article_uc.htm?title=ele_00448。最后更新日期2015年7月29日。