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2018年09月08日

【地下天文台×蘋果】一支甜筒 一條彩帶 睇清颱風走勢

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最後更新: 0908 23:18 / 建立時間 (HKT): 0908 01:00

現今天氣預報是利用超級電腦,再配合物理方程式模擬大氣變化,將觀測數據輸入進行運算得出結果,再由預報員演譯。由於運算時涉及數學上的數值方法,所以稱為「數值天氣預報」。

然而由於大氣混沌的特性,只要輸入的數據出現輕微偏差,結果可能完全不同。換句話說,預報員無法確定預報的可信性有幾高。不過隨着電腦運算速度增加,我們可以增加運算次數,利用不同輸入數據來模擬偏差,得出不同預報再取平均值,稱為「集合預報」,研究發現集合預報的長時間的平均表現比單一預報為好。

假如不同預報的結果接近,分佈在小範圍內,預報員就有較大信心。相反,假如預報的結果分散,分佈在大範圍內,預報員的信心就較小。利用統計學方法將這種「信心」表示出來,就成為「概率預報」。例如香港天文台公佈的氣溫延伸預報,氣溫預報以顏色範圍來表示,有最高值及最低值,中間的範圍有不同顏色,代表該數值出現的概率(機會率)。紅、橙及黃色表示出現概率較高,在50%或以上,其他顏色表示表示出現概率較低,低於50%(見圖1)。

而隨着預報時間越長,紅、橙及黃色的範圍越小,表示信心越低。在閱讀氣溫延伸預報時,我們不應太著重數值,反而要留意趨勢,並且只參考概率高於50%的範圍。

除了氣溫,熱帶氣旋路徑預報亦可以「概率預報」的形式出現。香港天文台於去年推出「熱帶氣旋路徑概率預報」,地圖中某個位置的顏色代表熱帶氣旋中心在9天內經過該位置120公里範圍內的機會,而顏色代表的概率與氣溫延伸預報相同,即紅、橙及黃色代表概率在50%或以上,其他顏色代表概率低於50%(見圖2)。由於預報路徑偏差隨時間而增大,即使預報熱帶氣旋於數日後正面吹襲,預報路徑上的概率亦會隨時間而減少,由紅色逐漸變為藍色。

基於現時科技未能準確為熱帶氣旋定位及預報位置,在香港天文台的「熱帶氣旋預報路徑圖」上亦提供了一些圓形,表示現時定位及預報位置可能出現的偏差(見圖3、表1)。圓形的半徑大小與概率有關,現時的設定為70%,即10次相似定位及預報有7次偏差在圓形範圍內。

雖然半徑是固定的,但每個熱帶氣旋的實際偏差都不相同。較強的熱帶氣旋由於結構良好,分析位置的偏差會比較弱的熱帶氣旋為小。而一個採取偏西路徑移動的熱帶氣旋,預報位置的偏差會比一個採取偏北路徑移動的熱帶氣旋為小。

(標題由編輯所擬,原標題為《淺談概率預報》)

香港地下天文台撰稿

香港地下天文台於1995年成立,以專業角度研究及分析天氣,並致力氣象普及教育,先後出版書籍、撰寫專欄、舉辦講座及主持電台節目,並成立facebook專頁,提供天氣分析及氣象常識,讚好人士超過15萬。

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