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天氣預報

預測未來固定時空範圍內之天氣狀況或天氣事件出現的機率,又稱氣象預報。廣義天氣預測包括一般天氣預報、災害性天氣預報、航空氣象預報、農業氣象預報、洋面海象預報等,其中預測項目大致包括溫度、雲、風、降水、雷擊、能見度和天氣系統特徵等。
由於大氣運行依循著基本的物理法則,例如流體力學和熱力學等,因此在依循基本的物理法則下的天氣變化,成為可以預測的現象。預測天氣一般須經過三個程序:瞭解大氣的現況,依據學理推估未來的變化,預估的結果轉換成非氣象專業的人可以瞭解的資訊。
首先,預測天氣先要能夠獲得大氣的現況,經由地面觀測站、高空觀測站、船舶、飛機、海面浮標、氣象衛星和雷達資料等觀測平台,收集地面和高空大氣之溫度、風向、風速、氣壓、濕度、降雨以及天氣系統之相關資料,再藉由天氣分析和資料同化技術,獲得當下最優之大氣分析,以供大氣現況的研判。其次是將最優的大氣分析結果當作初始值,進行數值天氣預報。而所謂「數值天氣預報」是科學家透過大氣運行的物理特性及其變化原理,推導出一套數學方程,在適當的物理假設下,將之以數值化的形式,編成電腦程式碼,透過電子計算機運算出未來的大氣狀態。近年來由於大氣遙測技術、網際網路頻寬以及電子計算機運算速度的進步,加速了大氣資料的獲得、交換和時效,藉此也增進了天氣預報的時效和準確度。最後,天氣預報人員依據計算機估計的氣象資訊,利用統計方法或經驗,再考量當地的環境特徵,將預測之天氣現象轉換為一般人或特殊需求者熟悉的天氣預報資訊。
隨著科學以及人類經濟活動進步,加上天氣預報的準確度不斷提升,天氣預報已經是生活不可或缺的資訊。但是,在天氣預報實作當中,由於大氣有渾沌的特性,天氣預報準確度仍有其瓶頸,例如大氣量測資料的空間解析度和資料數值的精度仍存有誤差,以及大氣運行過程有非線性特性,使得數值天氣預報模式無法直接求解,加上電子計算機大量運算時產生的誤差隨時間累積增大。因此,天氣預報仍存有誤差,資料的使用需要瞭解預報的不確定性並有風險考量。目前中央氣象局的天氣預報包括每日4次的短期天氣預報,一週為期的中期天氣預報,漁業氣象預報,大陸及國際都市天氣預報,豪大雨特報、低溫特報、濃霧特報、強風特報等災害性天氣特報,還有颱風警報作業、長期的氣候預報等。

撰稿者:李清勝
最後修訂日期:98年09月24日
參考資料:
1 蔡清彥、柯文雄、許武榮。1990。《數值天氣預報》。臺北:聯經。