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傳達高影響天氣預報及其不確定性 — 公眾溝通上的新挑戰

傳達高影響天氣預報及其不確定性 — 公眾溝通上的新挑戰

楊漢賢、李國麟、徐家榮
2019年11月

高影響天氣的特徵
在全球變暖的趨勢下,可以預期各種極端天氣會以不同的頻率出現,總體而言會越趨頻繁。其影響之高,特別是對社會可能造成的巨大破壞,以及對生命和健康的風險威脅等方面,都絕對不能低估。致命的熱浪、凜冽的寒潮、如海嘯般的風暴潮及暴雨帶來的洪水氾濫等高影響的極端天氣,不時從新聞報導中也會留意得到。
上述的高影響天氣都有一個共同特徵,就是極端而罕見。其發生頻率之低,導致該等天氣現象以往的觀測資料相對貧乏,令有關的科學研究變得困難。隨著電腦科技和遙感儀器技術的突飛猛進,現時氣象學家可以運用超級電腦處理和同化海量的觀測資料,並通過重複運行數值預報模式來模擬出極端而罕見的天氣現象。在每次模擬開始前,電腦會製作與天氣現況分析略為不同的多個初始條件,繼而模擬出各種可能會出現的預報情景。集合所有模擬結果後,會對各種可能出現的天氣現象統計出相關的分佈情況,包括極端高影響事件的不確定性。上述的天氣預報系統包括當中涉及的分析和模擬算法,統稱為集合預報系統(Ensemble Prediction System,簡稱EPS)。
如何有效地把EPS輸出的各種預報參數包括其不確定性傳達給一般用戶,是個十分重要的課題。然而對於包括天文台在內的氣象界來說,這課題仍然是個艱鉅的挑戰。過去數年,天文台不斷探索和開發,嘗試利用EPS的數據製作出試驗性的延伸預報產品。為了一覽無遺地向公眾展示EPS所容許的預報可能性和不確定性,我們放棄了傳統的文字陳述,改為依仗「概率」這門數學語言,來描繪出更能準確反映預測分佈範圍的彩色圖像,詳見下文例子。
天氣要素延伸預報
天文台的「延伸預報」網頁(試驗版)提供未來十四天各天氣要素的概率預測及其變化趨勢,包括有最高溫度、最低溫度及平均海平面氣壓,以彩色時間序列圖顯示。
圖一
圖一: 2018年9月與超強颱風山竹相關的平均海平面氣壓概率預報圖
圖一例子顯示2018年9月與超強颱風山竹相關的平均海平面氣壓概率預報圖。圖中的顏色,表示氣壓在標示範圍出現的機會,顏色愈偏紅,機會愈高,而愈偏藍色則愈低。彩圖預示在9月16日氣壓有機會驟降並偏離氣候平均範圍(圖中灰線)的信號十分顯著,表示山竹在當天可能最接近香港,以致出現極端低氣壓。值得留意的是,雖然說信號顯著,但其概率偏低,即極端天氣的出現與否仍然存在變數。常言道:「切勿跟車太貼」,對於不確定的天氣預測尤其合用。
高影響天氣的特徵
天文台提供的「熱帶氣旋路徑概率預報」網頁同樣以彩圖形式顯示未來九天熱帶氣旋經過某地方的機會,讓用戶了解熱帶氣旋未來的移動趨勢。
圖二例子顯示2019年8月下旬,熱帶氣旋楊柳的路徑概率預報,當中的色標與延伸預報相同。按照圖中的概率分佈所示,當時集結於菲律賓以東的楊柳很大機會先橫過呂宋,而隨後的概率普遍降低至少於五成,表示不確定性增加,進入南海後路徑仍有變數。但總的來說,向西移動並靠近海南島一帶的路徑機會相對較大,而影響珠江口附近的機會偏低。
圖二
圖二: 2019年8月下旬熱帶氣旋楊柳的路徑概率預報圖
總括而言,如有熱帶氣旋接近時,氣壓會明顯下降。而當強烈寒潮影響香港時,氣壓會顯著上升,而氣溫亦會驟降。市民如能從概率預報中掌握這些極端天氣相關要素的變化趨勢,便可盡早作出相應準備,減低可能會承受的影響或損失。