【天氣預報】天文台預測天氣技巧揭秘：集合、確定性預報作用係…

（原文取自天文台網頁，大小標題、引言及內文，經過香港01編輯修訂）

天氣與大眾生活息息相關，大家都關注天氣的變化，以作好準備。現時天文台提供的九天天氣預測，包含未來九天每日的風向、風速、溫度、濕度和天色等信息，這是我們所説的「確定性」預報，即是每天的預測對天氣元素都有明確的的數值或描述。大家可能都聽過「蝴蝶效應」，即一隻蝴蝶在巴西拍一下翅膀可能在德克薩斯州引起龍捲風。天氣正是典型可能會出現「蝴蝶效應」的系統，預測天氣難免存在不確定性，故此「確定性」預報的確定水平會一般隨預報時間遞增而減少，令長預報時段的預測準確度通常較低。為處理這個問題，預報員和氣象學家通常會採用「集合預報」技巧，評估較有機會出現的天氣形勢和其他可能發生的情況[1]。

所謂「集合預報」，是同一時間運行多個在初始條件上，或大氣物理過程略有不同的電腦天氣模式來預測未來的天氣變化，計算各種天氣情景的「概率預報」。它與確定性預報主要不同的地方是：確定性預報顯示某一天是否有雨，而概率預報則提供某一天有雨的機會有多大作參考，例如有70%機會有雨，反映下雨的可能性較高。正如圖一顯示約五十個集合預報成員的雨量預測圖，當中有七成以上的成員預報香港有雨；較少雨的預報成員（圖一內右邊箭頭所標示的A圖）預測本地的氣溫普遍超過30度，而相反較多雨的預報成員（圖一內的B圖）則預測部分地區氣溫介乎26至28度之間。基於「集合預報」不同成員的溫度預報，我們亦可以得出溫度的概率預報[1]。

天文台提供的「延伸展望」預報服務是利用「集合預報」資料，經自動化的後處理過程而產生的概率預報作為延伸天氣預測至兩星期的科學基礎，方便市民儘早掌握未來天氣趨勢。2017年6月推出了未來十四天每日最低和最高氣溫的概率預報（樣本見圖二及圖三）。在每日最低（最高）氣溫的概率預報時間序列圖中，顯示未來十四天每日最低（最高）氣溫出現縱軸所指的溫度之1度範圍內的機會，不同概率以不同顏色表示。舉例來說，預測某天最高氣溫是32度的概率為60%，即表示當天最高氣溫有六成機會出現於31至33度之間。「延伸展望」預報產品同時提供最低或最高溫度的氣候平均值以作參考，即圖二灰色的實線，而圖中上下灰色的虛線分別表示氣候分佈的第85和第15百分位數，即代表過往同一時段有七成日子的最低或最高氣溫介乎上下虛線之間。

使用概率預報有甚麽好處？以溫度概率預測為例，顏色愈偏向暖色（黃至紅），就表示發生機會愈高。概率較高部份的走勢，代表較高機會出現的溫度情況。以圖二顯示的一個冷鋒橫過香港的個案為例，在2017年2月22日以前數天較高機會出現的每日最低氣溫徘徊在15至17度之間；而在2月25至26日較高機會出現的每日最低溫度則下降至12至14度。圖中的黑色圓點連線為天文台錄得的最低溫度，實況確實顯示在2月22日後有轉冷的趨勢，與「延伸展望」預報的趨勢是吻合的。再舉夏天的最高溫度概率預報為例（圖三），概率預報的起伏大致符合實際天文台每日錄得的最高溫度變化趨勢。

概率預報還有一個重要的用途，就是讓用家依據預報機會率作為風險評估的參考，方便用家作日常生活計劃或假日活動安排，依據不同天氣情況可接受的風險水平而作出最合適的評估，決定會否繼續活動或及時採取應變安排。這裏我們利用最低氣溫概率預報簡單地介紹其原理。比如冬天寒潮來襲，市民可以參考預測最低溫度在寒冷或以下水平的概率有多大，以圖二為例，在2月24日最低溫度為12度的概率約為30%。對於部分長者和長期病患者來說，有三成機會轉為寒冷可能已是一個需要關注的水平，因此適宜早些作準備禦寒衣物，以免受突如其來的溫度變化而可能影響身體健康。

天文台正研發其他概率預報服務，包括熱帶氣旋路徑、風速和雨量強度等預測資訊。我們希望概率預報服務能幫助用家更了解天氣變化的不確定性。市民、公共服務機構，以至決策者日後若能逐步運用風險管理概念的決策模式，相信社會和容易受災害影響的群組能更有效地應對及減低災害性的天氣所帶來的影響。

參考資料：

淺談天氣預報 : http://www.hko.gov.hk/blog/b5/archives/00000189.htm

「延伸展望」預報服務網頁：http://www.weather.gov.hk/probfcst/tempfcst_uc.htm

流動版網頁：http://www.hko.gov.hk//m/probfcst/tempfcst_uc.htm

原文：看趨勢丶知冷熱

作者：香港天文台黃偉健