Saturday, December 12, 2009

溫度預測的修正

上次寒潮未趕及儲存京士柏站及模式的數據,並未能修正預報並作評估.幾天後寒潮不弱,是一試身手的好機會.

稍為搜索網上資源後,至少找到兩個相關的修正方法,都不用像傳統 MOS(model-output-statistics) 般要處理大量數據.第一個是卡爾曼濾波,找到一篇 95 年的文章,但由於較複雜(包括方法本身和編程上),暫時不予採用.另一個是類似 MOS,但只用過去一定日數(如七日)的資料來修正預測.

不管用那個方法,還是要先看看誤差本身的結構.以下是過去十多天,早上五時模式的 2 米溫度(x) 和京士柏站的實況溫度(y).明顯可看到模式溫度高於實況.根據這些資料就可以有兩個簡單的方法來修正之後的溫度預測:平均誤差或回歸方程.




從以上數據點可看到,如以平均誤差來作準,則不論模式預測氣溫是多少度,也會減去相同的誤差值.若以線性回歸方程作修正,則由於斜率低於一,當溫度偏低時,修正後的溫度比模式的溫度還要高,以今天預測為例,十六日過後的早上,紅色點(修正)比紅色星星(未修正)高.



模式會否在高溫時高估但在低溫時低估,我相信不清楚模式本身是沒法得到答案的.該採用前者還是後者,真的可能要事後才知道.從官方預測數字看來,似乎前者較合適.所以,從今晚開始暫時會以平均誤差作修正.

另外值得一提的是最高和最低溫度.上圖 GFS 的預測每三小時一次,最高溫和最低溫通常都未必就跌在這些時次.例如,翻看過去約十天的京士柏溫度,粗略估計最低溫通常都比早上五時的約低半度.雖然如此,要從 5am 溫度來估計最低溫的困難應不大.

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