卓越结构大奖2026｜交叉验证预测未来极端风灾 重塑亚洲沿海建筑结构安全规范
发布时间：08:00 2026-05-08 HKT
2018年台风山竹肆虐香港，造成广泛破坏及巨额经济损失，至今仍历历在目。随著全球暖化加剧，热带气旋强度或频率可能上升，威胁市民生命安全、社会及经济稳定。面对气候挑战，奥雅纳（Arup）团队展开「考虑全球暖化影响的西北太平洋地区台风风险预测」研究，成功建立一套涵盖多重气候因素的台风风险预测框架，量化未来台风灾害对设计风速这一关键参数的影响，进而支持面向未来的城市安全及韧性设计。此研究荣获本届「卓越结构大奖」研发及应用大奖，充分展现工程界如何以科学创新应对气候危机。
突破现有数据局限 应对极端天气变化
奥雅纳主任于晓野博士、工程师分享研究的起点：「西北太平洋沿岸多为发达城市，人口与资产高度集中，一旦遭遇台风，后果远较乡郊地区严重。在全球暖化的环境下，风灾情况更趋恶化，热带气旋或会更频繁、更猛烈，对生命及社会经济的威胁日趋严重。」
奥雅纳工程师王腾飞博士补充：「现有针对气候变化的研究很多预测台风的平均风速，但对于影响结构安全的极端风速预测相对有限。此外，不少研究仅著眼于台风的强度变化，而忽略了台风生成位置及路径等因素因暖化发生变动进而导致台风影响区域的迁移；加上不同研究得出的预测结果差异明显，有一定程度的不确定性，影响其在工程设计上的直接应用。」
正因如此，研究团队确立了明确方向。奥雅纳董事李伟业工程师表示：「我们为研究定下三大目标，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区未来台风风险变化；三是揭示产生这些变化的物理机制。」
三种方法交叉验证 提升结果可信度
对团队而言，是次研究最大挑战是如何提升预测结果的可信度。现有的研究结果有离散性，部分甚至互相矛盾，差异往往源于采用的研究方法或全球环流模型（GCMs）不同。为了应对这些不确定性，团队定下两大策略，王腾飞博士称：「首先，分析聚焦同一GCM下的当前与未来气候相对变化，以减少系统性偏差。其次是最终结果取自多个气候模型的平均值，进一步降低单一模式的偏差，提升整体准确性。」
团队采用「多路径研究框架」，而非依赖单一方法。于晓野博士、工程师解释：「我们使用三种独立方法交叉验证。举例来说，在模拟台风生成过程时，会透过技术方法在大气环流中识别热带气旋的中心，再通过所识别的样本数据集拟合气旋生成时间及位置的统计模型；另一种方法是从环境条件入手，利用海洋与大气的数据参数推算台风生成的时空统计资讯。当不同方法得出的结果一致时，就能相互印证，令研究更具可信度。」
为未来结构设计 提供科学依据
研究结果显示，随著气候变化，西北太平洋大部分地区的极端台风风速将有不同程度增加，尤其在中高纬度相对增加更为明显，这一发现对结构工程设计具有重大意义。于晓野博士、工程师指：「传统抗风设计主要依赖历史气象纪录，假设极端风力的统计规律随时间推移保持不变。然而，气候变化改变了大气环流模式与台风的特性，令此项假设逐渐失效，单靠历史数据已不足以完全确保长远设计安全。」
李伟业工程师总结：「是次研究对亚洲沿海城市未来台风灾害的量化分析，为审视目前的抗风结构提供有价值的参考，避免因气候变化而削弱设计安全性。在香港，研究结果为检讨现行建筑物条例及标准中的风力参数（如设计风速、荷载因数）提供科学基础；长远而言，能推动业界从『最低风力荷载』逐步转向『未来导向』的设计理念。」这项研究不仅展现了工程界的前瞻视野，更为未来结构设计提供了科学依据，让城市在面对气候挑战时能保持安全与韧性。
（资料由客户提供）
