卓越結構大獎2026｜交叉驗證預測未來極端風災 重塑亞洲沿海建築結構安全規範
發佈時間：08:00 2026-05-08 HKT
2018年颱風山竹肆虐香港，造成廣泛破壞及巨額經濟損失，至今仍歷歷在目。隨著全球暖化加劇，熱帶氣旋強度或頻率可能上升，威脅市民生命安全、社會及經濟穩定。面對氣候挑戰，奧雅納（Arup）團隊展開「考慮全球暖化影響的西北太平洋地區颱風風險預測」研究，成功建立一套涵蓋多重氣候因素的颱風風險預測框架，量化未來颱風災害對設計風速這一關鍵參數的影響，進而支持面向未來的城市安全及韌性設計。此研究榮獲本屆「卓越結構大獎」研發及應用大獎，充分展現工程界如何以科學創新應對氣候危機。
突破現有數據局限 應對極端天氣變化
奧雅納主任于曉野博士、工程師分享研究的起點：「西北太平洋沿岸多為發達城市，人口與資產高度集中，一旦遭遇颱風，後果遠較鄉郊地區嚴重。在全球暖化的環境下，風災情況更趨惡化，熱帶氣旋或會更頻繁、更猛烈，對生命及社會經濟的威脅日趨嚴重。」
奧雅納工程師王騰飛博士補充：「現有針對氣候變化的研究很多預測颱風的平均風速，但對於影響結構安全的極端風速預測相對有限。此外，不少研究僅著眼於颱風的強度變化，而忽略了颱風生成位置及路徑等因素因暖化發生變動進而導致颱風影響區域的遷移；加上不同研究得出的預測結果差異明顯，有一定程度的不確定性，影響其在工程設計上的直接應用。」
正因如此，研究團隊確立了明確方向。奧雅納董事李偉業工程師表示：「我們為研究定下三大目標，一是建立能改善上述局限的研究框架；二是量化西北太平洋地區未來颱風風險變化；三是揭示產生這些變化的物理機制。」
三種方法交叉驗證 提升結果可信度
對團隊而言，是次研究最大挑戰是如何提升預測結果的可信度。現有的研究結果有離散性，部分甚至互相矛盾，差異往往源於採用的研究方法或全球環流模型（GCMs）不同。為了應對這些不確定性，團隊定下兩大策略，王騰飛博士稱：「首先，分析聚焦同一GCM下的當前與未來氣候相對變化，以減少系統性偏差。其次是最終結果取自多個氣候模型的平均值，進一步降低單一模式的偏差，提升整體準確性。」
團隊採用「多路徑研究框架」，而非依賴單一方法。于曉野博士、工程師解釋：「我們使用三種獨立方法交叉驗證。舉例來說，在模擬颱風生成過程時，會透過技術方法在大氣環流中識別熱帶氣旋的中心，再通過所識別的樣本數據集擬合氣旋生成時間及位置的統計模型；另一種方法是從環境條件入手，利用海洋與大氣的數據參數推算颱風生成的時空統計資訊。當不同方法得出的結果一致時，就能相互印證，令研究更具可信度。」
為未來結構設計 提供科學依據
研究結果顯示，隨著氣候變化，西北太平洋大部分地區的極端颱風風速將有不同程度增加，尤其在中高緯度相對增加更為明顯，這一發現對結構工程設計具有重大意義。于曉野博士、工程師指：「傳統抗風設計主要依賴歷史氣象紀錄，假設極端風力的統計規律隨時間推移保持不變。然而，氣候變化改變了大氣環流模式與颱風的特性，令此項假設逐漸失效，單靠歷史數據已不足以完全確保長遠設計安全。」
李偉業工程師總結：「是次研究對亞洲沿海城市未來颱風災害的量化分析，為審視目前的抗風結構提供有價值的參考，避免因氣候變化而削弱設計安全性。在香港，研究結果為檢討現行建築物條例及標準中的風力參數（如設計風速、荷載因數）提供科學基礎；長遠而言，能推動業界從『最低風力荷載』逐步轉向『未來導向』的設計理念。」這項研究不僅展現了工程界的前瞻視野，更為未來結構設計提供了科學依據，讓城市在面對氣候挑戰時能保持安全與韌性。
（資料由客戶提供）
