源途有你｜源栢樑專欄

極端熱浪席捲歐洲多國，在6月下旬，根據歐洲死亡率監測網絡（EuroMOMO）資料，短短一周內便造成逾萬宗「超額死亡」案例，受影響國家包括西班牙、英國、法國及中東歐等地。本港對當地高溫成因亦有不少討論，普遍估計多歸咎於氣候變化等現象，亦有些深入少許解釋此乃「熱穹頂」（Heat Dome）所帶來熱空氣籠罩現象，但並沒有詳細說明為何這些熱空氣會蔓延及被鎖在歐洲大陸。筆者在下文嘗試以工程熱力學及工程流體力學去解釋這極端天氣的出現。

認識「哈德萊環流」

一般而言，大氣可視為可壓縮流體，我們可以透過熱傳遞、流體輸送和絕熱壓縮等基礎工程概念去理解大氣中的各種變化。不過，大家先要分清楚「熱帶」（Tropics）和「副熱帶」（Subtropics）的區別，再了解副熱帶的高壓系統，從而明白歐洲熱浪的形成。

「熱帶」是以赤道為中心向南北延伸的氣候帶，赤道 (0°) 至緯度20°之間的範圍，屬於典型熱帶核心區，該區成形因為整天有陽光直射，空氣受熱後與蒸發的水氣對流上升，熱空氣在高空冷卻凝結形成雲雨，因此雨量充足。至於「副熱帶」則一般指南北緯20°至35°之間的區域，這裏遠離赤道強對流帶，空氣較容易沉降，雲量稀少，氣候乾燥。全球不少大沙漠亦位處於此區域，包括北非撒哈拉沙漠、阿拉伯半島阿拉伯沙漠、東非索馬利亞沙漠、北美洲索諾蘭沙漠及澳洲大沙沙漠等。

歐洲熱浪源於全球變暖

這種空氣的對流流動本質為一套由浮力、重力共同制衡的自然界流體系統，稱為「哈德萊環流（Hadley Circulation）」。有如前述，熱帶在赤道長期受日照加熱，空氣受熱膨脹、密度降低產生上升浮力，屬流體力學常見自然對流現象；暖氣團升至高空後分向南北水平擴散，行經副熱帶上空時遠離赤道熱源，空氣冷卻收縮、密度回升，受重力牽引大規模下沉，形成持續下沉氣流，正就是支撐這副熱帶高壓系統長年維持存在的底層機理。

而這副熱帶高壓帶是歐洲熱浪的核心之一，亦於北大西洋亞速爾群島上方常年出現，故被名為「亞速爾高壓帶」(Azores High），屬長年較穩定的高壓系統。該處亦是調控歐洲及北美氣候的關鍵機制之一，主要是因為在極地冰島上空因為該地的海洋比陸地溫暖，形成了一個永久性低壓系統，它與亞速爾高壓這道永久高壓系統互動，結果是兩者間就當時的強弱、相對位置變化，從而會直接操控西風抵達歐洲的路徑與風力大小。

本港應完善「城市散熱」

而全球暖化削弱冰島低壓系統的互動影響，哈德萊環流驅動副熱帶區域向極地擴張，令亞速爾高壓的空氣只在原本的副熱帶區內下沉並帶來乾燥炎熱氣候所造成的影響區域向北推移，當亞速爾高壓異常向北延伸及擴張，其熱氣快速下沉，令周邊無法將熱氣外傳，亦即是絕熱壓縮，形成了「熱穹頂」。而亞速爾高壓及熱穹頂亦跟隨北上覆蓋英倫上空。加上亞速爾高壓屬順時針旋轉流場，向北擴張時會源源不斷抽吸北非撒哈拉灼熱空氣補充熱源，而歐洲全境以廣闊平原為主，偏南的阿爾卑斯山脈及缺乏東西走向巨型山脈可以阻礙北非北上的氣流，熱氣流流動阻力極低，所以高溫熱浪得以毫無阻隔橫跨多個國家。

這次特大熱浪襲歐洲事件已造成上萬宗死亡個案，亦反映城市配套不足的地方，即使晚上亦難以散熱，高溫亦會加重人體的心血管負荷。歐洲早年的城市規劃未有納入所需隔熱及散熱的考慮，因此住宅大多不設冷氣系統，而熱浪下市民用電量大增亦影響電網負荷。而歐盟正就城市改造方案提出建議，希望能盡快改善各地承受高溫的情況。

今年本港夏季亦經常錄得破紀錄高溫，故本港在城市規劃上亦不應忽略散熱及隔熱等元素，相信業界會探討並應借鏡今次歐洲特大熱浪事件，好為本港長遠城市規劃作更完善「城市散熱」的考量。

作者源栢樑是香港工程師學會前會長。

文章僅屬作者意見，不代表香港01立場。

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