下星期會打八號風球嗎?

Filed Under (天氣常識, 熱帶氣旋) by 香港地下天文台 on 28-07-2016

熱帶氣旋銀河遠離香港,傳媒急不及待報道下星期會再打風,而且打得更兇,是真的嗎?

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圖:有效時間為2016年8月2日晚上8時之144小時數值天氣預報圖。上圖為歐洲中期天氣預報中心(ECMWF)預報,顯示有一颱風在香港附近,下圖為日本氣象廳(JMA)預報,南海北部並無低壓區。(來源:Tropical Tidbits)

根據世界氣象組織的定義[1],天氣預報可以分為以下幾種。
1. 臨近預報:0-2小時
2. 超短期預報:2-12小時
3. 短期預報:12-72小時
4. 中期預報:72-240小時(3-10日)
5. 展期預報:10-30日
6. 長期預報:30日-2年

現時天氣預報是利用電腦模擬大氣運動,將觀測數據輸入模式運算結果,稱為數值天氣預報。世界各國的氣象機構、高等學府甚至私人公司均不斷投放資源,務求發展一套最準確的模式,在天氣預報的競賽中取勝。不過大氣是一個混沌系統,只要觀測數據有偏差(例如儀器不準確)或沒有數據,運算結果就會完全不同。而且預報時間越長,誤差誤大。因此在發展模式的同時,科學家亦同時研究如何提高觀測數據的質量、密度及頻率,包括發展衛星及雷達等遙感(remote sensing)技術。

那為甚麼上圖出現兩個截然不同的預報?熱帶氣旋是由對流活動(即雲和雨)發展產生,然而利用電腦模擬雲和雨的形成是相當困難的過程,涉及大量物理參數,無法直接計算。科學家採用對流參數化(convection parameterization)的方法將物理過程簡化,但不同模式有不同的參數化方案(scheme),因此出現不同結果。在熱帶氣旋預報上,差異通常在於路徑不同或風力大小,但今次是「颱風」及「無」的分別,比較少見。

面對分歧的預報,市民可以靜觀兩三天,當預報期縮短,預報誤差減少,結果自然趨於一致。但天文台及其他氣象機構每天發佈天氣預報,預報員只能憑經驗,參考不同模式長期及最近表現,來決定相信哪一個預報。近年由於電腦運算速度上升,集合預報(ensemble forecast)[2]開始普及。集合預報將輸入模式的數據不斷微調,得出不同結果,預報員透過結果是否一致來判別預報可信性的高低。

延伸閱讀:
1. 世界氣象組織天氣預報定義
2. 蝴蝶效應、集合預報及概率預測