看到一篇不错的文章 和关心天气
但还不清楚气象预报方法的朋友分享!
台北会下雪吗?为何国内外的天气预报众说纷纭?
2015-16年入冬以来第一波寒流即将在1月23日来袭,早在一周之前,许多人就开始流传手
机app上接近0度夸张的低温预报。更有甚者,日本气象协会在18日预测台北市在25日有下
雪机会,引起轩然大波;网络上甚至一度传出号称台北101下雪的影片,后经网友指出应
为下雨影片放慢所造成的错觉。
其实中央气象局在17日的预报并没有反映出寒流(定义台北市预测气温低于10度方为寒流
),直到18日才将预测气温逐步下修。19日,日本气象协会预测台北24日低温为1度,而
中央气象局早上初步预测低温8度,后改为6度。
是什么原因造成不同气象预报来源的预报差异?我们又应该相信谁呢?尤其寒流又是台湾
四大气象灾害之一(另三大为台风、梅雨与干旱),往往造成生命财产损失,预报不一致
让大家何去何从?
PanSci泛科学2012年《祛除气象预报的迷思》一文中已探讨过,大气现象瞬息万变,并非
现代科技可以全盘掌握。尽管中央气象局2012年向日本添购超级电脑,可望将预报精确度
提高百倍,但超级电脑并非万能。因此在了解、分析与讨论气象预报前,必须了解“预报
必定存在误差”的事实。
气象预报的基础—数值天气模式
前文以台风的定量降雨预报切入,而定量降雨预测技术尚未成熟,大幅误差在所难免;但
最近的话题则是寒流的低温预测,温度是气象观测与预报最基本的项目之一,为何依然存
在可观的预测误差呢?现代气象预报的主要依据是电脑模拟的“数值天气模式”。数值天
气模式将大气分割成许多网格,好比电脑以位图的方式把图片化为一整个表格的数字,
才能进行储存与处理。气象机构蒐集观测资料(气温、湿度、气压、风速、风向等)之后
,计算出每一个网格中的各种大气数据,接着将这些数据输入超级电脑,根据模式设定的
复杂大气方程式进行大量运算,取得未来可能的天气情况。
网格分辨率
由于数值天气计算极为复杂,实务上气象机构会依照需求,对地球上的不同区域采用不同
的分割分辨率:数值天气模式可粗略分为全球模式与区域模式,首先由“全球模式”模拟
整个地球表面的大气,再逐步使用网格分辨率更高的“区域模式”,分析预测部分区域的
天气。
以中央气象局为例,由于服务的主要对象是台湾地区,因此数值天气模式在台湾与周边区
域的分辨率较高(网格较细密),方便进行更精密的计算与预测。中央气象局采用的全球
模式网格大小为55公里见方,越靠近台湾网格尺寸越小,台澎金马地区的区域模式网格最
为细密,为5公里见方。如此逐步计算,确保在台湾地区取得最精确的计算结果。
此时气象机构预测差异的一大来源已经显而易见:不同地区的气象机构,由于主要服务客
群不同,也会在数值天气模式中,对不同区域采用分辨率较高的区域模式,以便达成节省
运算量与精确预测本地天气的平衡。因此欧美日等地气象网站对台湾的天气预测,在数值
天气模式多半直接采用低分辨率的全球模式,未经区域模式的精密计算优化,因此预测的
气温自然会与中央气象局有所差异了。
观测为预报之母
前面提到数值天气模式需要观测资料作为初始条件输入电脑,才能进行运算以预测未来的
气候变化。观测资料又分为实测资料与非实测资料,前者以地面测站以仪器(温度计、风
向风速计、雨量计等)直接测量到的数据为主(也包含进入台风中实测的飞机与投落送)
,后者则是以气象雷达和气象卫星扫描大气所得。气象雷达与卫星取得的数据,多半为全
球公开或多国合作分享,因此各国气象机构在这方面取得的观测资料是相当接近的。
然而,非实测资料存在诸多限制,一来雷达与卫星资料须经复杂的计算解读后才可使用,
使用的方程式多少都对大气条件做了一定的简化,因此难免与实际天气有所出入。二来雷
达扫描容易受到地形与人造障碍物阻碍。相比之下,实测资料就是不同气象机构占有本地
优势之处。全台目前包括人工气象站、自动气象站与自动雨量站在内,共有超过400个气
象测站,蒐集的观测资料除了更能反映各地的天气差异、充实数值天气模式的数据之外,
也有助于短期预报与预警(如豪雨特报、土石流警戒等)。除主要测站外,这些气象测站
的完整观测资料,须向中央气象局申请才可取得,外国气象机构特地采用的意义也不大,
连带影响预报的精确度。
人工修正
俗话说尽信书不如无书,更有医师进一步延伸说道:“尽信实验数据不如无现代科学仪器
”。因此电脑依照数值天气模式计算出的数据,在发布于气象机构网站、app与各种平台
之前,多半经过预报员依个人专业经验加以人工修正。中央气象局对寒流或强烈冷气团的
初期预报多半较为保守、与数值模式有所出入,预报主任郑明典也于18日指出,过去几次
电脑模式预测寒流,但经预报人员判断,并没有降低预测气温至寒流水准,事后证明预报
员判断正确。23日开始的这波寒流,客观资料支持度较高,因此才决定调整预报来反映。
郑明典并在19日进一步表示:
预报员要为提供的资讯负责,所以有几分把握说几分话。
而许多手机app的天气资料来源,不外乎几家国外知名的气象公司,例如The Weather
Channel、Weather Underground、AccuWeather等等。这些app多半可查询全球天气,而这
些气象机构主要服务的客源多来自美国地区,对于全球的预报资料,不太可能全部经过预
报员人工校正。因此偶有因子值天气模式稳定性较差,而造成预报一直改来改去、波动很
大,或者预报后期出现夸张数值的情形。
综合以上几点,预测台湾地区的天气,建议大家仍以中央气象局的预报为主,毕竟在数值
天气模式的网格分辨率、地面测站观测资料与人工修正三个方面,都比外国气象机构 /
网站的预报更有优势。
但其他来源的气象预报也不是全无参考价值,只是在使用前必须了解其限制,以及针对主
要服务范围的优化。不要随意尽信或拘泥于数字上的差异,面对媒体的夸大报导更须谨慎
。尤其现在各大预报齐指寒流,呼吁大家尽早做好防寒准备;不论最后实际温度如何,别
忘了凡是预报必有误差的基本观念!
文章来源
http://pansci.asia/archives/92237
中央气象局也有提供全球模式和区域模式的预报资料
可以自己去看看
http://www.cwb.gov.tw/V7/forecast/nwp/nwp.htm
选择数值预报模式图
再选择模式和区域