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制定天气预报

撰文:李国麟     2012年12月



常常听见一些朋友说:「天文台不是有超级电脑分析天气资料吗? 为甚麽他们仍未能提供百分百准确的天气预报呢?」其实预报天气并非单靠超级电脑的分析数据便可以做得好,严谨的天气预报必须根据气象知识、准确的观测、天气过程的模拟,还有需要考虑其他的因素如地理的影响,才能作出对天气情况的预报。

某地方天气的情况主要取决于影响当地的天气系统。一般来説,进行天气预报主要有三个步骤: (一) 掌握当前天气形势、(二) 预报天气系统的转变、(三) 预报相关的气象要素。以下详述这三个步骤的内容:

掌握当前天气形势
在具体作出预报前,第一步是进行气象资料的观测及搜集,包括本地及世界其他地区的地面及高空气象观测报告、自动气象站数据如气温、湿度、雨量等资料,及气象卫星和天气雷达数据等。预报员需要仔细分析最新的气象数据,并找出引致当时天气状况的天气系统和机制。在分析过程中,一般会将各类典型天气系统跟观测所得的各种气象要素的时空分布进行比较,继而从大量数据中分析出最有可能影响当前天气的天气系统,例如是冷锋、低压槽、热带气旋等。

预报天气形势的转变
现今预报天气形势的转变,一般都会利用数值天气预报产品(图一)。数值天气预报是利用电脑模拟大气层的运动。数值天气预报模式是一套能模拟大气运动的电脑程序,当中包含大气中的各种物理过程的定律,如牛顿定律、气体定律、热力学能量方程式、流体力学等。当不同的观测资料经过搜集及分析后,便成为模拟大气的起始状况。然后模式便对大气的演化进行模拟,逐步将整个大气内的不同天气系统及气团等,依照物理过程的定律,来计算下一刻的位置与强度,并将模拟结果绘成图像预报产品,供预报员分析及预报各种天气系统的生消、移动和强度变化等。


图一
图一:  数值天气预报图

预报相关的气象要素
根据数值天气预报模式的结果,我们可以制作不同气象要素的预报产品,例如以时间序列的形式展示(图二),方便预报员参看。然而,数值天气预报模式的结果通常有偏差。一般可以利用数值天气预报模式过去的表现,以统计的方法来修订偏差。虽然如此,经修订后的产品还是可以有误差的,这便有赖预报员的经验,按其对不同天气系统及模式特性的了解而对各预测气象要素作适切的调整,作最后的预测。


图二
图二:  数值天气预报的气象要素预报时间序列:
包括气温、湿度、气压、 雨量、地面风及云量

然而必须指出的是,由于现今科技的限制,如观测资料的不足及误差,对大气运动仍未完全理解,电脑模拟运算的限制等原因,各种天气要素的预报不可能百分百准确。天文台将继续努力研究,务求令天气预报的准确率进一步提高。



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最近修订日期: <2013年1月11日>