analysis

星期六, 9月 23, 2023

童年的颱風(2)

(續上週)

另外一個童年印象是,當年打風很易停工停課,而且時間甚長(所以才要先搶幾餐的菜呀)。現在網民就是不滿掛八號風球時間很短,尤其通常都在夜晚,無法「受惠」放假。是真是假﹖

我想其中一個原因是「科技進步」。以前預測不易,天文台需要預留更多安全空間,就要提早掛八號、遲點除下八號。近年颱風走勢預測比以往準確,為了預防風勢變強而掛八號的時間就減少了吧﹖

印象如此,但這是否事實﹖

---

根據天文台熱帶氣旋信號資料庫,香港掛八號或以上風球的持續時間﹕
(日期時間按第一次掛八號起計,轉其他方向的八號、九號、十號都一併計算)
1980/07/22 04:40 喬伊 13h25m
1981/07/06 05:30 林茵 28h45m
1983/09/08 16:45 愛倫 24h52m (最高掛十號掛了8h)
1983/10/13 11:45 喬伊 10h30m
1984/06/25 04:30 雲茵 2h40m
1985/06/24 04:15 哈爾 15h45m
1985/09/06 01:10 戴絲 5h
1986/07/11 15:30 蓓姬 10h45m
1986/08/20 22:00 韋恩 4h
1989/05/20 05:15 布倫達 18h
1989/07/17 17:30 戈登 15h40m
1991/07/23 21:00 布倫登 13h
1992/07/22 05:45 加里 10h30m
1993/06/27 16:30 高蓮 11h55m
1993/08/20 16:00 泰莎 8h30m
1993/09/17 02:50 貝姬 12h20m
1993/09/26 09:15 黛蒂 6h45m
1995/08/11 22:30 海倫 15h45m
1995/08/31 13:00 肯特 8h
1995/10/03 05:10 斯寶 6h20m
1996/09/09 02:15 莎莉 3h25m
1997/08/02 12:00 維克托 15h30m (最高掛九號掛了6h50m)
1999/05/02 13:30 利奧 4h
1999/06/07 00:30 瑪姬 10h (最高掛九號掛了3h)
1999/08/22 12:30 森姆 15h20m
1999/09/16 03:15 約克 18h55m (最高掛十號掛了11h)
1999/09/26 05:20 錦雯 8h50m
2001/07/05 19:30 尤特 18h10m
2001/07/25 00:30 玉兔 19h10m
2002/09/11 13:40 黑格比 12h
2003/07/23 22:40 伊布都 9h25m
2003/09/02 14:20 杜鵑 11h10m (最高掛九號掛了2h)
2004/07/16 11:45 圓規 7h35m
(2006/08 派比安只掛三號但備受質疑,最後要檢討掛波準則)
2007/08/10 14:30 帕布 7h10m
2007/08/24 22:45 風神 12h30m
2008/08/06 05:40 北冕 11h35m
2008/08/22 07:40 鸚鵡 19h (最高掛九號掛了11h)
2008/09/23 18:00 黑格比 12h30m
2009/07/18 23:30 莫拉菲 7h10m (最高掛九號掛了3h10m)
2009/08/04 21:40 天鵝 6h
2009/09/14 17:55 巨爵 16h20m
2011/09/29 04:40 納沙 11h30m
2012/06/29 23:05 杜蘇芮 4h20m
2012/07/23 17:40 韋森特 16h30m (最高掛十號掛了2h50m)
2012/08/16 22:15 啟德 8h05m
2013/08/14 01:40 尤特 12h
2013/09/22 18:40 天兔 14h40m
2014/09/15 22:30 海鷗 12h10m
2015/07/09 16:40 蓮花 5h30m
2016/08/01 20:40 妮妲 16h
2016/10/21 06:10 海馬 11h10m
2017/06/12 17:20 苗柏 11h20m
2017/07/23 09:20 洛克 4h
2017/08/23 05:20 天鴿 11h50m (最高掛十號掛了5h)
2017/08/27 05:10 帕卡 8h30m
2017/10/15 08:40 卡努 10h40m
2018/09/16 01:10 山竹 28h10m (最高掛十號掛了10h)
2019/07/31 13:40 韋帕 10h
2020/08/18 22:40 海高斯 12h30m (最高掛九號掛了6h10m)
2020/10/13 05:40 浪卡 14h
2021/10/09 06:40 獅子山 22h
2021/10/12 17:20 圓規 23h20m
2022/07/01 19:10 暹芭 21h10m
2022/08/24 19:25 馬鞍 13h55m
2022/11/02 13:40 尼格 15h40m
2023/07/17 00:40 泰利 15h40m
2023/09/01 02:40 蘇拉 37h40m (最高掛十號掛了7h25m)

我把這些數據放進試算表,就出了這幅圖﹕

看來又不覺得掛波時間真的「越來越短」(甚至會掛九號十號的也不一定掛很久),於是我再嘗試用Excel做迴歸(原本用Google Spreadsheet但似乎沒這個功能),加條趨勢線上去。線性迴歸之類的相關值(R)都很低,只有六冪次多項式的迴歸線R值比較高﹕


(Excel似乎處理日期和時間都不太行,所以X軸無法由第一個紀錄開始,Y軸也把多於24小時的時間重新計算)

這樣看來掛波時間在八十年代初較長,然後九十、零零、一零年代都偏低,不用等到近年。
圖中近年的掛波時間又上升,但這是受蘇拉掛波時間「特長」的離群值影響,難以作準。(刪除了蘇拉的數據後,回升幅度就沒那麼明顯,R值也跌了。)

如果我們按年代去看,更能看出上述的變化﹕


九十年代(即是我們的中學年代)是掛八號或以上風球時間偏短的年代,甚至由1984到1996年最高只掛到八號風球。方某直到進大學不久才遇上久違的十號風球約克。

由九十年代到一零年代,有47次掛了八號或以上風球,但其中35次(74%)懸掛時間都是短於平均(12小時50分)。甚至當中有九次掛了九號或十號,四次的(八號或以上)總時間都短於平均,最短的2009年莫拉菲竟然只有七小時多一點。可見網民印象中「掛八號波時間短了」,至少到2020年前,與數據相符。

同樣地,2020-2023時間比較短,而且有蘇拉這個離群值,平均數不能作準。但即使撇除了蘇拉,2020年起的八號或以上風球懸掛時間,幾乎都高於1980-2023的平均。可見近年極端天氣真的比較常見和嚴重,以致之前三十年縮短了的掛波時間,無法繼續縮短,反而要延長。

---

網民另一印象「多了夜間掛八號,日間沒帶來休息時間,而第二天一早就除波要繼續上班」,又是否事實﹖由於如果要停課,政府通常上午六時前就要宣佈(即是大約五時左右就要決定),而一般辦公室工作是「朝九晚五」,所以方某以「上/下午五點」為日夜交界。這個劃界有點任意,看倌或者可自己嘗試以其他劃界時間看看有何不同。(但應該日夜各十二小時,否則隨機數據都必然偏離50/50)

以方某的劃界看,開始掛八號波的時間的確以夜間居多,而且似乎還有增加趨勢。(反而平均掛波時間最短的九十年代,以日間掛八號居多。)
原因為何﹖當然不是甚麼「李氏力場」能讓颱風夜間才過境。是否為了遷就政府宣佈停課的「六時」死線﹖用Excel迴歸似乎看不到有意義的結果,如果分開廿四小時看﹕

掛八號風球的時間似乎以「上午五時」和「晚上十時」為多。「上午五時」特別多,很明顯是遷就「六時前宣佈停課」的死線(可見之後六時到十二時都很少,應該都盡量提早到六時了)。
但「晚上十時」的高峰為何﹖不知道,或者是天文台職員交更的時間﹖

---

那麼夜間掛的八號風球,又是否真的第二天上班前就除下,讓打工仔在前一天和後一天都沒增加休息時間﹖由於一般公司是以「落波後兩小時內回公司」,所以我以「下午三時到上午八時」落波為「沒增加休息時間」的颱風。(對朝九晚五的辦公室而言,上午八時落波即是打工仔可以遲一小時回公司,下午三時落波即是不需再回公司。)
如前述,這個劃界同樣有點任意,看倌或者可自己嘗試以其他劃界時間看看有何不同。

(這裡不處理日間掛的八號風球。因為日間掛波通常即是打工仔會提早下班,即是增加了休息時間。當然對這個設定,看倌可能會埋怨「即是要迫車回家」或者「只是遲一小時回公司有何意義」。但如果想「颱風過境的時段剛好讓閣下可以整天休息」或者「天文台要掛八號掛到整天都不用上班」,本來就是非份之想。畢竟如果以八小時工作計算,隨機符合這種要求的情況也只會有33%,就算十二小時工作也只會是50%,即是「人生不如意風十常五六七」很正常。)

由下午三時到上午八時共十七小時,應該佔全日總時數的71%左右。可是跟印象相反,完全沒增加休息時間的颱風其實比預期中少,而且較早期的「夜晚八號波」反而更容易出現「早早落波,沒法增加休息時間」的情況。
九十年代例外,但九十年代同樣是「夜晚八號波」特別少的年代,即是這些少數的「夜間八號波」大都難以在第二天一早除下。
近幾年(二零年代)的「夜晚八號波」一面倒都增加了第二天的休息時間,這是因為近年的八號波(或以上)的懸掛時間幾乎全部都長於平均的緣故。

(原文是「由上午八時到下午三時共七小時,應該佔全日總時數的29%左右。」,這是本人設定為「有增加休息時間」的條件。所以如果計算「沒增加休息時間」應該是「100%-29%」,沒時間慢慢寫文就易出錯。)

---

整理了以上資料後,可以看到各年代掛八號風球的颱風中,「完全」沒有增加休息時間的其實不多。總體而言還不夠20%,反而八十年代和零零年代接近30%。

當然如前述,這個分析的局限是只處理「完全沒增加休息時間」的比例,而有些打工仔很介意的「上班時間掛八號波要迫車回家」或者「落波後要趕回公司」的情況沒包括在內。但亦正如前述,我們本來就不應期望每個颱風都可以做到「給你全天颱風假」的「完全」效果。有興趣看倌可以自行更改條件去研究上述「不完全」情況的普遍程度。

---

這次颱風其實跟1906年丙午風災有點相似。兩者都是暴風圈範圍很細,於是颱風要走得很近香港才有較強風力。但風眼一旦接近香港,只要路徑較有不同,香港的風力就會產生極大差異。

(但丙午風災的颱風更「侏儒」,於是接近香港之前,香港以東的所有觀察點都沒發現,以致香港被殺個措手不及。天文台一發現颱風過境,發出警告已經來不及讓大家避風。)

現在的科技比一百年前,甚至方某小時候的八十年代都先進。不只是追蹤颱風的科技更全面(所以不會再有像丙午風災般逃過衛星和雷達「法眼」的颱風),電腦模擬方面尤其進步神速。可是就像個別暴雨很難準確預測一樣,颱風在細範圍內的變動也是難以預料的(大體走向則已有較八十年代準確的預報)。天文台能夠預測颱風走近香港,但走得「有多近」就很難準確預料。

遇上這種暴風圈細,稍有誤差就會令風力有很大變化的颱風,給市民和應急部門預留足夠「安全空間」(例如提早預告掛八號、在本港風力未夠前就掛八號)實難避免。而這次颱風沒帶來天鴿和山竹級的破壞,只屬幸運。再觀乎緊接之後連續暴雨終於帶來嚴重水浸被知,幸運只會是一時,若然主事者大意,久守必失。

3 則留言:

Simon 說...

> 線性迴歸之類的相關值(R)都很低,只有六冪次多項式的迴歸線R值比較高

其實如果目的是要看看有沒有長期趨勢的話,用線性(一冪次)迴歸線就可以了。R值比較低沒有問題:R值比較低只是說明線性迴歸不能完全解釋數據中的所有變化--這是理所當然的吧!

用線性迴歸線就可以分離出數據中的長期變化(取決於一冪次項的係數),這正正是你想要分析的。而用六冪次多項式的迴歸線慨得不到高的R值(即是實際數據有不少六冪次多項式的迴歸模型之外的變化),也讀不出數據中的長期變化。

其實如果最冪次多項式最高項是奇數的話,從最高項的係數是正是負可以看出長期趨勢是上升還是下跌,但六是偶數,這裏反而不能(清楚地)看到。

Simon 說...

又,如果可以的話,做迴歸分析的時侯,最好先將數據中的異常值(outlier)除掉。在這裏可以考慮將包含九號十號風球的數據點除掉,因為打到九號十號風球的風的時間總長度一定比較長,就算不是大幅偏離的異常值,也是帶有偏差的數據。

方潤 說...

謝謝回應。
1. 但線性迴歸只能總結單一方向(增加或減少)的變化,最後數據正是兩頭高中間低。
2. 問題是九號十號風球也是屬於「八號或以上 / 大家有假放」的,如果純粹因為它們時間長而當成異常值移除,最後的結果也不見得公平。