時事分析 | 區域及經貿發展 | 2016-12-05 | 《星島日報》

與內地合作提供航空氣象服務的香港機遇



哪一天我們會飛?好天沒問題,但若天氣不似預期,要走也不能輕易飛。先前颱風「海馬」襲港,機場便有近七百多班航班須延誤或取消。[1]聖誕將至,準備外遊的人,當然不希望類似的事情發生在自己身上。但這也凸顯出,當局要作出一個影響無數乘客安全的判斷,必須能夠及時和精確地預測相關的航空氣象。

其實類似的技術,服務對象不一定限於本地,更可以衝出國際。早前香港天文台便與中國民用航空局及中國氣象局簽訂協議,合作建設亞洲航空氣象中心,期望為全亞洲,以至世界其他地區提供航空氣象資訊。[2]可見優秀的航空氣象預測技術,不僅關乎飛行安全,也涉及一地氣象預測技術的競爭力,以至相關人才的發展機會。

航機出遠門 靠世界區域預報中心

要了解是次合作為香港帶來的機遇,需要明白航空氣象服務的發展。現時航機航行期間所需的航空氣象資料,主要由國際民用航空組織(International Civil Aviation Organization)架構下的世界區域預報系統(World Area Forecast System),向各氣象部門以及認可用戶提供。[3]這些資訊包括環球高空氣溫、濕度、氣流機率、結冰機率以及會影響航機安全的特殊現象如熱帶氣旋、火山爆發、輻射物質意外釋放以及沙塵暴等。[4]

在上世紀70年代末,航空營運者愈來愈需要全球性的航路天氣資訊,並希望資訊的質素和格式有劃一標準[5],故促成世界區域預報系統在1982年成立。但其時並非所有國家都擁有數值天氣預報[6]以及衛星發布資訊的能力[7],因此只有英國和美國能夠成立世界區域預報中心(World Area Forecast Centre)。其後,這兩間中心根據世界標準時間的凌晨12時、早上6時、中午12時及晚上6時的數據,每天發放四次資訊。[8]大部分資訊可以自動滙入飛行策劃系統,以助航班找出安全及有效率的飛行路線。[9]

時至今日,雖然一些英、美以外的國家都具備向世界提供類似服務的能力,但英、美兩國的世界區域預報中心,仍是指定的服務提供者,其中英國的服務更要收取費用。香港天文台台長岑智明今年中接受傳媒訪問時,便指雖然這兩個氣象機構各有優勢,卻存在壟斷。[10]

有必要設立第三個世界區域預報中心?

要說英、美兩個世界區域預報中心對其他國家造成不公,或者有甚麼重大缺陷,表面看似乎難以成立。首先,國際民用航空組織是聯合國的專門組織[11],至2016年10月7日時有191個成員國。[12]此組織有責任確保所有成員國,都能夠經過兩個世界區域預報中心提供的資訊渠道,獲得世界區域預報系統的氣象資訊成品。[13]其中英國的中心負責向非洲、歐洲、中東以及亞太地區中部及西部提供資訊,而美國的則負責美洲以及亞太地區中部及東部。[14]因此世界上大部分國家,「理論上」都能夠獲得這些資訊。

此外,以英國的世界區域預報中心為例,國際民用航空組織的氣象小組「理論上」會監督其服務,確保資訊符合要求,該氣象小組並會跟進用戶的投訴或者困難。[15]另外,有關英國的相關系統由2014年3月1日至2015年6月30日的管理報告反映,有至少95%使用者對系統整體給予良好評價[16],而雖然在用戶準時接收資訊方面未能完全達標,但與原訂目標的差距並不太大。[17]

而使用這些服務的開支,亦「理應」不會對貧窮國家構成財政壓力。撇除免費提供服務的美國,即使要收費的英國,使用者也只需繳付涉及系統的提供、運作及維護的相應開支[18];若使用者屬於聯合國的最不發達國家之列,更可獲豁免收費。[19]

新技術、新需求 創造新空間

不過中國在2014年時提出,在過去30年間,很多國家已先後掌握數值天氣預報技術,又指若然大部分預測工作交給區域性或多地域性的中心負責,航空界或會錯失一些暫時仍只有地頭蟲能提供的知識,例如準確預測本地地勢環境會如何影響對流及氣流等。[20]這對於部分以提供氣象服務作主要收入來源的氣象機構而言,並非好消息,尤其是發展中國家的氣象機構,缺乏這方面的收入,可能連非常基本的氣象基礎設施也難以維持。[21]

以上說辭固然有助解釋現存的世界區域預報系統,會如何窒礙發展中國家的技術發展,不過也讓人好奇,若中國能夠發展區域性以至世界性的氣象中心,將如何避免上述的負面影響。

當然,亞太地區對航空天氣資訊有龐大需求,是毫無疑問的。根據國際民用航空組織數據,以客運收益公里數計[22],亞太地區在2015年的乘客量,按年有9.2%增長,佔全球航空交通乘客量的32%,屬各地區之冠。[23]國際航空運輸協會(International Air Transport Association)估計,在2034年時亞太地區航空一年的乘客數目會較2014年增加18億,而年度平均增長率為4.9%,與中東地區並列地區增長率首位。[24]

另外,岑智明接受智經訪問時解釋,當區域內航機更頻密,更需要精準的天氣數據,然而要求遠在英國的預報中心,對亞洲一分鐘後的天氣作出準確預測,例如個別雷暴將走到何處,會影響哪些班航機,恐怕短期內仍是力有不逮。這個也可解釋中國設立世界性的航空氣象中心的發展空間。

內地及香港的優勢

而以內地和香港的航空氣象技術,看來也具備不少滿足新增需求的能力。近年採用極地飛行航線[25]以節省時間和燃料[26],愈來愈受歡迎,美國聯合航空航班跨越極地飛行的次數,由1999年的12次,升至2007年的1,832次。[27]但由於太陽活動和太陽風爆等因素,都可能帶來輻射、通訊妨礙、衛星導航系統故障等問題[28],因此準確預測太空天氣,對航空業也日益重要。就此,中國的國家衛星氣象中心自2012年已透過中國民用航空局,向航空界發放多項太空天氣資訊,例如包含地磁風暴和太陽輻射風暴資訊的航空空間天氣指數;同年,該氣象中心又與中國民用航空局協議,研究及推廣航空所需的太空氣象服務以及發展相關技術。[29]另外,中國已開始為一些亞洲落後國家,例如柬埔寨,代為提供可能會影響航機安全的天氣資訊,並為當地航空氣象人員提供訓練[30],可見中國現時多多少少也具備為亞洲其他國家提供航天氣象服務的能力。

至於香港,天文台在航空氣象服務的優勢,在於科學家十多年前已開始從飛機黑盒下載天氣數據,研究風切變。[31]這些天氣數據亦能夠放進預報天氣的電腦系統,增加氣象部門對大氣預測的能力。[32]此外,天文台在臨近預報(nowcasting),即預報未來數小時內的天氣變化[33],也有優勢。岑智明向智經表示,在過往一些大型國際場合,例如2008年北京奧運,香港天文台曾與其他地方的系統比試,表現數一數二。

岑智明向智經指出,香港天文台與國家氣象局和國家民航總局已經簽署協議,合作成立一個設於北京的航空氣象中心,而香港天文台則會成為備份中心,當北京中心出現事故時,接手提供航空氣象資訊;香港天文台亦會在技術層面向內地提供專業意見。

對香港社會而言,此項合作有望為航機提供更佳的航空氣象資訊,既令本地航空界得益,亦可讓香港乘客的旅途更快捷及安全。能為此航空氣象中心提供支援,擁有氣象知識、資訊科技、大數據分析等技術的人才,也有望從中找到振翅高飛的機會。

想更深入了解航空氣象預測服務的發展、相關的國際新形勢和對香港帶來的機遇,觀迎閱讀香港天文台台長岑智明的「八問八答」

1 〈七百航班受阻 兩跑道通宵飛〉,《星島日報》,2016年10月22日,A06頁。
2 「天文台與中國民用航空局及中國氣象局簽署亞洲航空氣象中心合作協議」。取自香港天文台網站:http://www.weather.gov.hk/press/D4/2016/pre20161028_uc.htm,最後更新日期2016年10月28日。
3 「接收世界航空區域預報系統的廣播」。取自香港天文台網站:http://www.weather.gov.hk/aviat/amt/wafs.htm,最後更新日期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 數值天氣預報技術是應用流體力學及熱力學方程,描述大氣運動及其演變,並以高速電腦運算求解這些方程組,從而得知未來大氣層變化以及天氣。資料來源:「數值天氣預報基礎課程」。取自香港天文台網站:http://www.weather.gov.hk/education/edu03course/coursenotes/nwp_notes.pdf,查詢日期2016年11月25日,第1-1頁。
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 「香港將與內地共建亞洲 "航空氣象中心" ——訪香港天文台台長岑智明。」取自新華網網站:http://news.xinhuanet.com/gangao/2016-05/16/c_128985707.htm,最後更新日期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頁。
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頁。
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頁。
20 同7,第2頁。
21 同7,第2頁。
22 計算方式乃飛行公里數乘以所運載乘客的數量。
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 即飛越非常高緯度地區,例如亞洲和北美之間的長途航機飛越北極。資料來源:趙孔儒,「太空天氣和極地飛行」。取自香港天文台網站:http://www.hko.gov.hk/education/edu05spacewx/ele_spwx_aviation_c.htm,最後更新日期2014年4月1日。
26 趙孔儒,「太空天氣和極地飛行」。取自香港天文台網站:http://www.hko.gov.hk/education/edu05spacewx/ele_spwx_aviation_c.htm,最後更新日期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; 趙孔儒,「太空天氣和極地飛行」。取自香港天文台網站:http://www.hko.gov.hk/education/edu05spacewx/ele_spwx_aviation_c.htm,最後更新日期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 風切變是指逆風或順風出現持續的轉變(持續至少數秒)而引致飛機的浮力產生變化。浮力減少可令飛機向下偏離預定飛行路線。資料來源:「甚麼是風切變?」。取自香港天文台網站:http://www.hko.gov.hk/aviat/amt/windshear_c.htm,最後更新日期2015年8月28日。
32 同10。
33 「『小渦旋』臨近預報系統」。取自香港天文台網站:http://www.hko.gov.hk/education/article_uc.htm?title=ele_00448。最後更新日期2015年7月29日。