氣候變化和自然災害:香港防範山泥傾瀉的今昔與未來

因極端氣候頻發,全球山泥傾瀉引發的災害會日趨嚴重,山多地少、人口密集的香港正設法對此災害發出更為精凖的預警。

「突然發生,快如閃電,只幾秒鐘就造成了巨大的破壞。」現年63歲的邁克·劉(Michael Lau)回憶他親眼目睹香港50年來最嚴重的山泥傾瀉災難場景時,身子還微微顫抖。

那是1972年6月一個炎夏的日子,當時只有13歲的邁克·劉住在秀茂坪一個公共屋村的二樓,由於暴雨不斷,他不能像往常一樣出外和朋友打乒乓球。

他回憶說,「所以我走到我家陽台上。就在霎那間,我看到對面,附近山坡的山泥傾瀉而下,對面房屋的屋頂被衝飛,房屋和泥石一起從斜坡上滑下來。」

邁克當場驚得說不出話來。他回憶說,「我只記得看到埋在泥堆裏的人伸出手來。他們渾身是血,伸出手來是求救。傾瀉而下的泥石中還漂浮著汽車。大家忙著把車子挖出來。」

秀茂坪泥石滑坡災難發生當天死了71人,其中有許多兒童。邁克和他的家人逃得一命,但他認識的許多人就沒有這麼幸運。邁克說,「以前和我一起打乒乓球的朋友都在這次山泥傾瀉中遇難。」

今天,災難現場的山坡腳下建有秀茂坪紀念公園,有很多供人休息的長條椅凳,周圍是住宅區的高樓大廈。

20世紀50年代到70年代,香港經濟發展迅速,人口成倍增長。許多人居住於陡峭山坡下或山腰的房屋和寮屋中。香港的城市發展規劃和多山坡的丘陵地形相結合使得香港山體滑坡形成泥石流災害的風險很高。但當時香港並沒有意識到這種災害的危險,直到20世紀70年代發生幾次嚴重的災難性山體滑坡造成了巨大的人命和財產損失才驚醒了港人。

1972年是香港山泥傾瀉造成死亡人數最多的一年,共有156人不幸遇難。香港死人最多的兩宗山泥傾瀉災難發生在同一天,一宗就是上述秀茂坪山泥傾瀉特大災難,另一宗發生在港島半山寶珊道,兩宗共138人罹難。

香港大多數山體滑坡造成的災難死亡人數都不高,不過多年來香港一再發生類似的悲劇,從1947年到2008年的半世紀期間,香港有400多人死於這種自然災害。

但香港沒有坐以待斃,從20世紀70年代就在全球率先開始研究解決減少山泥傾瀉風險的方法。

香港成為全球第一個設計和施行斜坡安全系統以預防山泥傾瀉的城市。評估因降雨會導致山泥傾瀉高風險斜坡並予以加固的斜坡安全公共工程於1977年開始在香港實行。

自上世紀80年代中期以來,香港山泥傾瀉造成的死亡人數大幅下降,到2008年之後香港更無任何一人死於山泥傾瀉事件。挪威土力工程研究所的研究員路卡·皮西羅(Luca Piciullo)說,香港山坡安全工程後來啟發了世界其他城市和國家,巴西、舊金山、挪威和日本等也紛紛仿效香港建立防止山地滑坡形成危險泥石流的安全系統。

儘管如此,香港仍然存在山泥傾瀉造成生命財產損失的風險,而且由於氣候變化,會有越來越多的特大暴雨。科學家表示,更強烈的降雨可能會導致全球範圍內山體滑坡泥石流災害的增加,特別是在冰雪覆蓋的山區。但香港的土木工程師預防泥石流災害的安全工程仍在不斷創新,目前正在計劃採用人工智能設計世界最先進的山泥傾瀉早期預警系統。

山地斜坡的穩定性遭到暴雨、地震、火山爆發或人類活動的干擾時,就會發生岩石、瓦礫或泥土從斜坡傾瀉而下的泥石流災害。這一災害是最常見的地質事件,會發生在世界上的任何地方。1998年至2017年的十年期間,全球泥石流災難事件受災人口高達約480萬,遇難人口超過1.8萬。

香港地勢多山,60%的面積是山地,而且人口稠密,很多高樓大廈就建在山坡腳下,一旦發生山泥傾瀉,就很容易威脅到生命財產。

香港平均每年發生300起山泥傾瀉事件,大多發生在暴雨時或暴雨後。

降低風險有效預防並非易事。但1972年秀茂坪和寶珊道山泥傾瀉慘案的發生促使香港成立預防山泥傾瀉災難的機構香港土力工程處(GEO)。至今這個機構仍是全球最有效的政府主導降低山泥傾瀉風險和加強斜坡安全的系統之一。

皮西羅說,香港土力工程處在20世紀70年代開始採用的減少滑坡風險方法,其「創新和開拓性領先全球」。他說,當時,減少泥石流災害最普遍的方法是加強山坡結構的穩定。而香港的方法則大不同,是監測降雨導致山泥傾瀉的可能性,如果山泥傾瀉風險很高,就會向政府官員、應急救災人員和公眾發出警報,這實際上是建立了世界上第一個本地山泥傾瀉預警系統。

香港土力工程處成立40多年來,其中一項最成功的項目就是山泥傾瀉預警系統。香港一發生暴雨,土力工程處就會發出山泥傾瀉警報,提醒市民某處可能有山泥傾瀉的危險,並會不斷在電台和電視台播出警報信息,建議市民應採取預防措施,例如遠離陡坡和取消不必要的行程等,並建議駕車人士避免前往有山泥傾瀉警告信號的山坡區域或道路。

香港土力工程處會在匯總多項數據後決定是否發佈山泥傾瀉警報。安裝在香港各地的雨量儀網絡收集實時雨量數據,而香港天文台則會預報未來幾個小時的雨量。香港土力工程處然後將這些數據與顯示過去的暴雨和山泥傾瀉之間關係的數據進行比較,然後確定是否需要發出警報。

香港土力工程處總土力工程師岑家華說,「我們的統計數字顯示,90%的山泥傾瀉死亡都是在山泥傾瀉警告生效時發生的。山泥傾瀉只來自斜坡。只要遠離斜坡,就不會有人傷亡。所以早期預警非常重要。」

岑家華說,山泥傾瀉警報是「救星」,減少了死亡人數,「我們永遠不會知道我們挽救了多少人的生命,因為本該發生的傷亡沒有發生。」

香港的土力工程師還一開始就付出很多心血來減低山泥傾瀉的風險。今天他們對斜坡崩塌原因已了如指掌,並編製了一個綜合的斜坡目錄手冊,其中包含了6萬個人造斜坡及其地貌、地質構造和形成歷史等信息。他們還以現代安全標凖改善和加固了數千個老舊斜坡。

為了提高山泥傾瀉危險預警系統的效能,香港土力工程處於2005年推出了山泥傾瀉危險指數,這是一種為了在發生致命及嚴重山泥傾瀉災害可能性最高時發出警告的統計模式。

與在暴雨來臨之前發出的山泥傾瀉警報不同,山泥傾瀉危險指數是在暴雨結束後直接估計山體滑坡的危險性。方法是利用香港120多個自動雨量計網絡來測量降雨的強度和位置,並將降雨數據與過往山泥傾瀉記錄和斜坡分佈的分析相結合,從而預測可能發生的山泥傾瀉次數。

香港最近一次有人遇難的山泥傾瀉事件發生在2008年,當時一場大暴雨襲擊了香港及其偏遠的離島大嶼山等處,逾2400處自然斜坡發生山泥傾瀉,有兩人死亡。香港每年仍會發生數百起山泥傾瀉事件,不過大多數都是發生在偏僻山坡路邊的小災難。

但香港科技大學的心理學家易靄儀(Yik Michelle)表示,土力工程處在斜坡安全方面的成功,可能讓許多香港人認為港人不需擔心山泥傾瀉災害。「港人可能很長一段時間都沒有看到過山泥傾瀉事件,因此掉以輕心。」

岑家華也認為,仍然需要加強教育,提高公眾對滑坡風險的警覺心。自2019年以來,山泥傾瀉危險指數已開始將大暴雨引發山泥傾瀉的風險分為「高」、「非常高」和「極其高」三類。將此分類去衡量過去的暴雨,會發現香港每一次暴雨達到「極高」風險級別,都會發生死亡事件。自1984年有記錄以來,這樣級別的暴雨已經發生了三次。

跨國工程公司奧雅納(Arup)的基礎設施副總監斯圖爾特•米爾斯(Stuart Mills)說,「山泥傾瀉風險指數是一個相對簡單的系統,至少在概念上是這樣,但在確定典型的風險級數方面則功能非常強大。」他說,香港對山泥傾瀉情況有大量全面的調查,使香港能夠在降雨強度和過往山泥傾瀉事件之間建立起可靠的關聯統計數據,從而可以為風險指數設定一個臨界點,超過這個臨界點發生山泥傾瀉的風險就會顯而易見。

他說, 「將這些關聯統計數據與實時降雨強度數據作綜合分析的能力,為我們提供了一個山泥傾瀉風險管理和災害預防的強大工具。」

即或如此,仍迫切需要提高山泥傾瀉風險指數在公眾中的知名度。易靄儀說,她對香港易發生山泥傾瀉地區的居民進行的一項調查(尚未發表)發現,在1834名受訪者中,只有10%的人聽說過這一風險指數。

香港科技大學土木與環境工程教授吳宏偉(Charles WW Ng)表示,香港土力工程處目前的兩種預警系統都較側重於考慮山泥傾瀉的後果,而不是整體風險。兩種系統都是在暴雨期間或之後發出,警告市民有山泥傾瀉的風險,實際上並沒有試圖預防風險的發生。與此同時,香港土力工程處也試圖在事前將山泥傾瀉風險降到最低的防禦系統。

吳宏偉說,「即使我們隨便說已凖備好迎接5百年一遇的降雨,但明天就發生千年一遇的大暴雨也並非是不可能的事,所以危險總是有的。因此我們應該盡最大努力降低風險,而不是坐等其發生,然後再處理結局。」

吳宏偉補充說,雖然現在香港的大多數山泥傾瀉規模都比較小,但香港還沒有為極端氣候變化帶來的更嚴重的暴雨做好凖備。他說,「如果2008年大嶼山的極端暴雨今天發生在香港島或九龍,我們會措手不及。」如真的發生,港九兩地基礎設施所遭受的破壞,以及生命財產損失之嚴重將「難以想象」。

吳宏偉領導的團隊正在研發一種對應極端天氣和山泥傾瀉的新預警系統,他們希望在2024年之前開啟使用。

新系統的目的是利用人工智能和機器學習技術來研究哪類雨量模式對香港影響最大,以及這類模式會出現在何處,從而把預報的提前時間量由三小時增加至六小時。吳說,「多三小時的預報可以拯救更多的生命。最終,我們希望能夠在地區層面上預測降雨模式將更加精凖。」

目前的預警系統告訴人們,如果降雨量達到70毫米(2.8英寸),就應該待在家裏,但沒有建議他們採取其他行動,比如他們離山坡的距離應該有多遠。這款新預警系統將嘗試提供更詳細的實用建議,包括一款直接向市民發送警報信號的應用程式。

吳宏偉說,這個新預警系統一旦完成,將會成為國際性預警基凖。其他專家表示,這個新系統將產生有價值的發現。米爾斯說,「這是一個千載難逢的機會,讓香港可以進一步發揮我們領先世界的經驗和知識,使香港的專家在山泥傾瀉風險管理上位居世界的最前沿。」

吳宏偉說,他研發的新預警系統也可以用於其他容易發生泥石流災害的國家,如巴西、意大利、日本、印度和泰國。他說,「現在許多地處山區的城市……還沒有凖備好應對因氣候變化而產生的空前極端暴雨會造成的破壞。」

現在全球有超過24個泥石流早期預警系統在運行,主要集中在美國、東南亞、東亞和意大利。儘管預警系統的重要性已獲承認,但許多高風險地區仍然缺乏這種預警系統。

皮西羅說,一些發展中國家在過去十年建立了本地預警系統,這類監測泥石流風險的網絡雖然簡單,但效益高,很實用。孟加拉國吉大港和里約熱內盧貧民社區的預警系統直接警告當地居民大雨來臨可能發生山泥傾瀉,要求他們轉移到較安全的地方。

皮西羅指出,與香港一樣,技術和社會方面的互動在預警系統中起到很大重要。「這些地方居民,特別是生活在未發生過泥石流地區的居民,通常在警報發出或警報聲響起時不會按照指示轉移到安全的地方。」

不是所有國家都能負擔得起香港複雜的技術設備,但研發香港新預警系統的團隊表示,他們願意與其他國家分享他們的知識。吳宏偉說,「我們正在與中國大陸的一位教授合作,幫助一帶一路沿線的國家,這些國家在地理上與香港相似,山地多,也容易遭受強降雨。我們發表的這些論文可以分享,所有國家都可以借用我們的研發成果,並依照本國實際情況進行修改。他們也可以與我們合作。」

無論是降雨警報還是山泥傾瀉警報永遠都不可能是一門精確的科學。岑家華說,「我們總是告訴公眾,山泥傾瀉的風險永遠不會為零,總有一天一場千年一遇的暴雨會襲擊香港。」

然而,香港對山泥傾瀉危險所採取的種種預防行動已讓香港人有了很大的安全感,包括曾親歷1972年秀茂坪山泥傾瀉慘劇的邁克·劉。

邁克說,「今天我確實感到住在這裏很安全。政府已經採取了許多安全措施,建了擋土牆,加固了斜坡來保護這個屋村。政府強化了基礎設施,我不覺得有危險。」

他說,山泥傾瀉警報信號很清楚,一直讓他注意發生危險。他說,「我也知道風險指數,暴雨後,周圍的山坡充滿雨水,所以有再次發生山泥傾瀉的危險。」

但邁克也意識到,風險永遠不可能降到零,這一認知讓他以哲人的態度來看待日常生活。他說,「我曾親見人生所擁有的一切在幾秒鐘內就面目全非。一切都可以像閃電一樣迅速改變,所以我會珍惜生活中的每一天。」

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