獅子山颱風的案例，同樣是秋颱共伴效應的經典研究案例。不過，這個颱風與1995年颱風斯寶一樣，有產生預報上的爭議。就預報上的爭議而言，的確有可議之處。本文稍後會再作詳細分析及討論。
獅子山的生命史及影響時程
圖1: 獅子山的路徑
獅子山前身的熱帶擾動在10月2日在菲律賓以東海域生成。熱帶擾動生成後，獅子山先採取偏西方向移動，橫過菲律賓中南部及進入南海。在進入南海後，獅子山逐步轉向偏北方向移動，並逐漸發展。同時，受到西南季風支援，獅子山的環流也逐漸增大。最後，經過長時間的整合及發展，獅子山在10月7日下午發展成為一個熱帶低氣壓。
但在獅子山發展為熱帶低氣壓之前，受到東北季風影響，加上獅子山呈現季風低氣壓的形態，香港境內的風力已經開始增強。天文台在10月6日下午11時40分前發出強烈季候風信號。在10月7日早上，香港南部地區及高地已經開始受到持續強風影響。
圖2: 横欄在2021年10月7日的風力變化 (資料來源:香港自動氣象站氣候觀測資料庫)。可見横欄在當日大部分時間持續吹強風。
發展為熱帶低氣壓之後，獅子山以緩慢的速度朝向西北偏北方向逐漸靠近海南東部，並繼續緩慢增強。同時，獅子山的外圍雨帶在下午6時左右開始影響香港，並帶來持續的狂風大雨。在午夜前，颱風雨帶中一個活躍對流胞經過香港上空，令天文台當日晚上11時20分發出黃色暴雨警告。
圖3: 2021年10月7日晚上11時48分的雷達圖像 (資料來源:香港天文台)。當時有一個與獅子山外圍雨帶相關的活躍對流胞正在橫過香港上空。
隨著獅子山在10月8日(星期五)凌晨進一步加強為一熱帶風暴，香港更加受到獅子山影響之下，天文台在當日上午4時40分直接發出三號強風信號。在當日早上，香港多處地區，包括港內受偏東強風影響，陣風達烈風程度。同時，獅子山東北側活躍的雨帶持續影響之下，香港有頻密狂風大雨。隨著雨量的累積，天文台在早上9時50分及10時20分分別發出山泥傾瀉警告和新界北部水浸特別報告。
圖4: 2021年10月8日早上7時的雷達圖像 (資料來源:香港天文台) 。香港附近地區當時正受獅子山的外圍雨帶影響，有狂風大雨。並有活躍對流胞在其中。
圖5: 北角在2021年10月8日的風力變化 (資料來源:香港自動氣象站氣候觀測資料庫)。可見當日早上港內受強風影響。
接近中午時，颱風雨帶中另一個活躍對流胞經過香港上空，令雨勢在進一步加強。天文台先在早上11時20分發出紅色暴雨警告，並在20分鐘後繼2016年莎莉嘉颱風的暴雨之後再次在10月發出黑色暴雨警告。期間多區一小時雨量達70毫米或以上。隨著活躍對流胞向西北移離，黑色暴雨警告在下午12時45分被紅色暴雨警告取代。下午至晚間雨帶影響較為減弱，香港境內風勢也稍為減弱，但仍然達強風程度。因此天文台在下午至晚間也陸續把紅色暴雨警告及新界北部水浸特別報告降級或解除。
圖6: 2021年10月8日早上11時48分的雷達圖像 (資料來源:香港天文台)。當時市區一帶正受一個帶有密集雷暴及暴雨的活躍對流胞影響，並正發出黑色暴雨警告。
獅子山在10月8日晚間在海南東部琼海市登陸，並繼續緩慢朝西北方向進入海南內陸地區。不過，香港風力卻在颱風登陸過後進一步上升。長洲在當晚8時後開始出現烈風。到10月9日(星期六)凌晨時分，長洲持續受東至東南烈風影響，昂坪更持續吹暴風。同時，在香港東南海域有雨帶開始接近香港，令普遍風力有進一步上升的可能，天文台隨即在凌晨4時40分預警發出八號信號，並在早上6時40分發出八號東南烈風或暴風信號，為戰後第四遲的年度首個八號信號。
圖7: 長洲在2021年10月9日的風力變化 (資料來源:香港自動氣象站氣候觀測資料庫) 。當日長洲在大部分時間持續受烈風風力影響，並在下午至晚間間中吹暴風。
圖8: 昂坪在2021年10月9日的風力變化 (資料來源:香港自動氣象站氣候觀測資料庫)。當日昂坪持續受暴風風力影響，並在下午3時左右一度受颶風影響。
圖9: 2021年10月9日早上3時48分的雷達圖像 (資料來源:香港天文台)。當時在香港東南約100至150公里外的南海北部，有一道帶有強對流胞的外圍雨帶，正在由東南往西北方向靠近沿岸地區。
10月9日早上由於颱風的雨帶較少影響香港，烈風風力侷限在西南部地區和部分高地及離岸區域。但隨著香港東南海域有更多有組織雨帶接近，中午過後風勢及雨勢都再度增強。天文台在下午1時再次發出黃色暴雨警告。當晚中午至晚間期間，香港多處地區吹強風至烈風程度的東至東南風，陣風達到10級或以上。昂坪更一度出現颶風風力。
圖10: 2021年10月9日正午12時至2021年10月10日上午4時的雷達圖像動畫 (資料來源:香港天文台)
獅子山在10月9日晚間從海口以西離開海南，進入北部灣。但獅子山東側的有組織雨帶持續影響香港，令香港多處地區風力持續達烈風程度。隨著影響香港的雨帶在10月10日(星期日)凌晨開始減弱，加上獅子山穩定向西加速移離，香港的烈風在持續將近24小時後，終告開始減退。當烈風減退後，天文台在10月10日凌晨4時40分改發三號強風信號。並隨著風力的減弱，天文台分別在當日下午12時40分及下午2時20分分別改發一號戒備信號及取消所有熱帶氣旋警告信號。
獅子山在10月10日黃昏，以熱帶低氣壓強度在越南北部海防市登陸，並在10月11日(星期一)凌晨在越南北部消散。
對獅子山的分析及討論
1. 強度分析及風場
先講強度分析。在速報值上，本站一直定義其最大風速為75km/h。事後我們再檢視所有的風速，雖則有共伴效應及季風低氣壓的影響，但這個強度評估仍然是合理。特別是在10月9日當獅子山的雨帶影響期間，在西南部持續受烈風影響下，支持其為一個最大風速為75km/h的熱帶風暴。
風場方面，本站的風場評估一直都較天文台在為船舶提供的熱帶氣旋警告所評估為大。這個情況與去年的浪卡及2019年的韋帕相似，都是因應香港的實測風力及其他相關資訊來定義。今次由於香港在受到獅子山的烈風影響期間，其一直在香港西南面500公里或以外的海南一帶，因此本站在10月9日早上至10月10日凌晨一直定義獅子山東北側的8級烈風半徑範圍高達550公里，西南側反而只有120公里。
圖11: 本站在2021年10月9日下午7時發出的颱風推定位置及風場圖
一般而言，颱風能夠擁有如此龐大的風場，原因不外乎有兩個。第一個可能是颱風本身為一個季風低氣壓或自身發展（例如風眼牆置換）而擴大的環流，另一個可能是有其他天氣系統影響，例如副熱帶高氣壓或者東北季風。而獅子山首先是一個具有季風低氣壓特性的颱風，因此其強風區相對而言已經較為廣闊。外加東北季風影響下，其風場，特別是東側都比一般同等級的颱風龐大。
2. 10月8日天氣情況——暴雨的成因和停止上班上課的問題
接下來討論一下10月8日星期五的暴雨。當日雖然曾經發出黑色暴雨警告，但在大家上班上課的時間，天氣已經比較惡劣，並已經發出三號強風信號及黃色暴雨警告。而且在當日早上，惡劣天氣更造成意外，並導致傷亡。
我們首先以氣象的角度來分析這場暴雨的成因。在上面，我們有提及過在獅子山影響香港整個期間，廣東沿岸除了受獅子山的環流影響，也同時受到東北季風的較涼偏東風影響。而獅子山影響香港在全部時間，都在香港西面或西南面。颱風東側就持續有較強的東南風持續把暖濕空氣帶向廣東沿岸。而較涼的東北季風比颱風暖濕空氣為重，其空氣會下沉至大氣低層並抬升颱風暖濕空氣，因而引發對流活動，產生大量降雨。而這個就是共伴效應（天文台稱為共同效應或奎明效應）為何會帶來大雨的原因。
圖12: 共伴效應帶來大雨的原理示意圖
共伴效應較多發生在颱風和東北季風共同出現的秋季。不過，共伴效應最常見是會令廣東沿岸的風力增強。近年大部分的案例，例如去年的浪卡、2018年的玉兔，以及2017年的卡努，它們的共伴效應主要體現在風力增加這一方面，而雨量方面則因為共伴效應的東北季風太過乾燥或者颱風環流的風向不能配合而較少。而共伴效應帶來大雨的案例，例如2016年的莎莉嘉、1995年的斯寶及1993年的黛蒂和艾拉，其路徑都需要較為偏北，例如登陸廣東西部或海南，才先會令香港附近出現較強的東南風，並因共伴效應產生大雨。而獅子山的路徑就以由南往北的路徑，由南海中部北上登陸海南，並在海南北部近海才轉向西移離開。在這樣的路徑，颱風的東南風就一直與東北季風的偏東至東北風發生共伴效應，並產生大量降雨。是一個典型秋颱共伴效應的例子。
而我們也總合了當時網民們在各大平台上的回應，大多數人的反應都頗為不滿，認為當時的天氣情況應該停止上班上課。也有意見認為黑色暴雨警告過遲發出。我們就從當日的氣象情況入手。在當日上午7時至9時大家上班上課的時間，香港多處地區，包括港內都受強風影響，特別是當風地區。同時，在雷達觀測上，香港地區一直受到颱風東側的雨帶影響。在雨帶之中，間中也有較強的對流胞發展，並伴隨有較大的雨勢及強陣風。在數據上，大部分地區的時雨量都超過20毫米，其中在上午6時45分至7時45分的一小時內，則有多處地區，包括市區及香港東部，出現雨量超過40毫米的大雨。而黃大仙及觀塘兩區則有出現時雨量超過50毫米的暴雨。
| 時間段 | 出現 ≥ 30mm/h的地區 | 出現 ≥ 50mm/h的地區 |
| 05:45HKT至06:45HKT | 黃大仙、觀塘、西貢、沙田 | – |
| 06:45HKT至07:45HKT | 西貢、東區、中西區、荃灣、灣仔、沙田、九龍城、南區、油尖旺、深水埗、葵青、離島區、元朗 | 黃大仙、觀塘 |
| 07:45HKT至08:45HKT | 離島區、黃大仙 | – |
| 08:45HKT至09:45HKT | 觀塘、黃大仙、沙田、西貢、大埔、荃灣 | – |
表1: 2021年10月8日早上5時45分至9時45分期間一小時雨量高於或等於30毫米及50毫米之區域列表。資料來自香港天文台當日即時的天氣報告稿。
單純以天文台的業務做法，由於出現一小時雨量高於或等於50毫米的地區並未達到其業務所需要的廣泛性，因此就這個層面而言，並未達到發出紅色暴雨警告或黑色暴雨警告的標準。不過以當時的情況來講，由於多處的一小時雨量都接近50毫米，如果單純以一個預警性及安全性的考量，的確是可以發出紅色暴雨警告來作預警。同時，香港也並未出現持續烈風風力，因此當時維持三號強風信號也是恰當做法。
不過，最關鍵的問題，似乎是在於危險性上。雖然風力及雨量在上班上課時間都未達到停止上班上課的水平，不過當兩者結合時，情況就有所不同。在大雨的情況下，伴隨有強陣風，危險性比單純的大雨來得更大。以10月8日早上的天氣情況而言，宣佈停止上班上課是合理選擇。不過，我們在2019年的 《2n個小時夠用嗎？》一文都有討論過，「極端情況」並不一定是超強颱風吹襲下才會出現。而雖然10月8日早上情況未必可以視作「極端情況」，但至少是一個有危險性的情況。可能正如我們在文章所講，在未來進行專門立法去處理所有自然災害有關的事宜是一個要去思考的事。尤其讓在具有危險性情況之下，讓大家可以決定自己是否上班上課，而不會有考勤問題。
相關文章：2n個小時夠用嗎？
3. 10月9日天氣情況——突然出現及長時間持續的烈風
以一般的案例而言，大多數的颱風在海南上空時，即使香港曾經受烈風影響，此時香港風力早已經減弱了。不過，今次獅子山就反而在登陸後才為香港帶來烈風。的確是一個十分奇異的案例。
雖則我們是可以用共伴效應來解釋這個情況，不過我們希望可以找到為何會有如此突然的風力增加。正常情況之下，當有颱風雨帶接近時會有比較容易有風力增加。主要原因是颱風雨帶本身是對流胞，而在對流胞中會容易出現一陣一陣強風，並且會有強陣風的出現。因此在颱風雨帶經過時，經常會有一陣的短時間的大雨，並伴隨有強風的出現。事實上，在10月8日晚間，長洲開始出現烈風時，香港附近有一些較弱的雨區出現。但香港也在此時逐漸出現東南風，普遍的風力因而出現進一步的增強。
到了10月9日凌晨時分，香港附近間中有雨區經過香港西南部，此時在長洲及昂坪的烈風及暴風持續出現。而導致到天文台發出八號預警的關鍵，相信是在凌晨3時開始進入香港200公里內的一道較強的雨帶。因為在雨帶之中有不少活躍的對流活動（雷達上黃色範圍比香港附近的雨帶更多），而且影響範圍預料廣泛。正如上述所提及，由於雨帶預料會令風力上升，並令影響香港西南部的烈風有機會進一步擴展至香港其他地區，估計天文台因而發出八號信號預警，並發出八號信號。不過天文台能夠得到公眾要付款或者根本拿不到的資訊，可能這些資訊也會是決定發出八號信號的原因。而以10月9日凌晨時分的情況，如果沒有明顯強烈的雨區接近，而且風力沒有再進一步上升，天文台則有可能只維持三號信號，但我們可能會稱之為一個強的三號信號。
另一個我們想討論的事是為何八號信號會一直生效到翌日的凌晨，也即是為何烈風會長時間持續。大家在當時在各大媒體上都一直接收到天文台預計除下八號信號，改發三號信號的時間。在早上開始，天文台首先表示下午初時考慮。到中午左右開始受雨帶影響時，轉為預計在下午至黃昏考慮。然後在下午則改為晚上考慮改發。到入夜時，天文台宣佈在當日午夜前會維持八號信號。到接近午夜，天文台再表示八號信號仍要維持一段時間。結果到翌日的接近凌晨3時，天文台才明確表示在一兩小時內改發三號信號，並在凌晨4時40分正式改發。
這個情況也是跟雨帶有關。中午過後，香港東南面有一系列帶有活躍對流胞的雨帶隨著大環境的東南風由香港東南面向西北依次經過香港上空。而這些雨帶與在衞星雲圖上一道活躍雲帶有關。這道雲帶由廣東沿岸一直延伸至南海。而這道雲帶一直橫掃香港，並令香港風力持續強勁及有大雨。甚至不少地方的風力到了10月9日晚間才達到颱風影響時最大風力。而風力也要在10月10日凌晨當雨帶減弱及向西移離之後才開始減弱。
圖13: 2021年10月9日下午2時的可見光衛星圖像 (資料來源:日本氣象廳向日葵8號衛星)。香港以南有大幅的對流雲團發展。
當然，以當時可以拿到的資料來評論，既然東南面的雨帶將會逐步移入，中午時分可能就可以就表示八號信號要維持一段時間，並直接指出可能要維持一段長時間。不過，既然風力是由雨帶所帶動，實際的信號升降都十分視乎雨帶發展的情況。所以天文台按他們的觀察而不斷去修改他們的預測，也是十分正常。始終現時對於雨帶發展情況預測的難度仍然十分之高。
4. 共伴效應：結果次次不同
以上我們講述獅子山颱風大家當時關注及討論的事。正如本文開篇所講，獅子山颱風的案例，是秋颱共伴效應的經典研究案例。原因在於以下數點：
- 獅子山颱風是典型因共伴效應，造成風力增強的案例。但是吹烈風時的風向為東至東南，為較少出現的案例。
- 獅子山颱風以熱帶風暴的強度，在距離香港超過500公里時，為香港帶來廣泛的烈風。相比去年的浪卡及大部分相關案例，距離更遠，烈風影響區域也較為廣泛。
- 獅子山颱風是典型因共伴效應，造成大雨的案例。但大雨的強度以及影響對比過去相關案例，只有1993年的黛蒂及艾拉可以對比。
- 獅子山颱風在影響香港時，可能仍保有季風低氣壓特性（最大風速區以及惡劣天氣並未集中在中心一帶）。這是過去案例上從未發生過的事。
當然，我們在上面也有指出，獅子山颱風的案例，本身也需要達到一些條件才會出現。特別是共伴效應上，每一個條件的變化，都會令共伴效應的結果有所不同。例如風力可能不如預期或強於預期，或者雨量比預期少或明顯偏多(例如2017年卡努)。這一點仍然需要持續進行研究，以便在未來進一步改進預報。
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