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2018-01-01天氣預報的延伸—短期氣候展望 577 期

Author 作者 李明營/臺南縣人,文化大學大氣科學系學士,臺大大氣科學所碩、博士。目前任職於中央氣象局,負責氣候相關業務。

氣象預報原理

說起氣象預報,就得談到氣象預報的始祖,理查遜(Lewis Fry Richardson)。理查遜是個多才多藝的英國學者, 他不僅專長於數學、物理、氣象學、心理學,同時也是個和平主義者。理查遜在1922年完成的《數值天氣預報》 (Weather Prediction by Numerical Process), 是現代氣象預報的最基礎原理。理查遜利用一套富含物理原理的數學方程式來解析大氣的運動,並認為只要充足的計算資源,未來的氣象變化將是可能「預測」的。因此,他構想一個計算球形大廳,這個大廳類似於地球(圖一), 將全球地圖繪製在大廳內,天花板代表北極,中層對應赤道,最底層象徵南極,每個座位皆有其代表的世界座標,座位上的計算員將最近的觀測資料代入方程式中,求出未來的氣象變化;在大廳的中央,是負責資料傳遞及協調的指揮官,類似樂團指揮的角色。理查遜對於氣象預報的想法非常具有前瞻性,但在他提出時的當下是無法實現的夢想; 因為,他認為要有64000人才能完成這個構想中的任務,那是非常龐大的人力資源!理查遜的氣象預報夢想,要到 1950年才得已實現,由當時一個稱為電子數值積分計算機(Electronic Numerical Integrator And Computer, ENIAC)替代龐大人力計算,花了接近24 小時做出24 小時的氣象預報。得知這個消息的理查遜,當然非常欣慰他的理論能有被實現的一天。


 

氣象預報的分類

若以預報時間來區分氣象預報,大致可分為三類:天氣預報、短期氣候展望和氣候情境推估(圖二)。其中,天氣預報是報章媒體最常見的氣象預報,如明天會不會下雨、 接下來幾天氣溫會變冷或變熱,主要是一週或10天內的 天氣變化預測。氣候情境推估是超長期的預測,如2013年公布的「政府間氣候變遷專門委員會氣候變遷第五次評估報告(Intergovernmental Panel on Climate Change Fifth Assessment  Report, IPCC AR5)」中闡明,在各種溫室氣體排放的假設情境下,21世紀末全球平均氣溫可能上升攝氏1.0~3.7度,上下限為攝氏0.3~4.8度。天氣預報、氣候情境推估不是本小節要談論的重點,而是要跟讀者簡要介紹「短期氣候展望」。惟受限於作者的知識及篇幅,本文只能帶您大致了解短期氣候展望的基本概念。

 
 

短期氣候展望

在介紹短期氣候展望之前,先說明氣候和天氣的差別。「天氣」是指定點和定時的大氣狀態,譬如臺北現在是晴天還是下雨,氣溫是攝氏幾度。……【更多內容請閱讀科學月刊第577期】