Tuesday, December 27, 2011

納沙時的風圈分析

對於一股已發展的熱帶氣旋(如已達颱風程度), 要評估烈風會否影響香港, 風圈大小的分析最為重要, 因路徑上的變數隨著科技發展已變得相當低(平均而言). 除了傳統資料(船,島上氣象站,飛機觀測), 近年有不少研究應用到衛星遙測技術. 以下以納沙的個案看看當時的評估是否合理.

各官方台給出的烈風圈(公里):


紅(藍)色格表示該氣象台的烈風圈評估比之前一報變大(小). HKO 和 CMA 最接近納沙, 應較為可靠, 但 JTWC 在四台當中最有可能採用了衛星分析資料.

可以看到, HKO 在 28 日早上的一報把烈風圈調高至 390 公里, 之後維持了一天. 從當時在衛星看到的納沙
http://www.wohk.org/ir_jma.gif
進入南海後緩慢重整, 直至 28 日入夜後明顯加強, 因此 JTWC 在 28 日整天把烈風圈上調看來還是合理. CMA 和 JMA 則在 28 日大部分時間維持了 350 和 560(!) 公里的評估.

按照黃家香港天文台 28 日取得的歐中模式預測, 29 日早上(即 24 小時預測)位置為北緯 19.6, 東經 112.1, 即和香港距離 370 公里(後來的驗證顯示該 24 小時預測誤差約為 31 公里). 總的而言, 在 24 小時預測路徑距離香港三百多四百公里下, 很難排除吹烈風的可能性.

氣象站觀測:
華南沿岸風矢動畫:


橫瀾:


華南沿岸風圖顯示 28 日晚 8 時風速確實並不怎麼樣, 當時納沙集結在香港偏南面 480 公里. 但橫瀾島在 6 時至 8 時之間的平均風速上升了二十多公里(beaufort scale 兩級).


衛星分析

各氣象台一直都給出很大的烈風圈, 很可能都參考了衛星分析:


以 26 日 00 時一張圖為例, 東北象限的烈風範圍非常廣濶, 約為 5 個緯距(550 公里). JMA 給出的 30 海浬風圈數值不無道理. 值得留意的是 26 日 06 時的一張明顯"縮了水", 但後來的多張圖都顯示烈風範圍並沒有明顯減退. 表示這客觀方法並不是太可靠, 參考時要小心.

之後納沙橫過呂宋, 和理論上相符, 風圈似有縮少跡象, 但仍維持很大. 直到 28 日 06 和 12 兩個時次, 烈風範圍似乎"明顯"縮減. 因納沙其實逐漸發展(看紅外衛星動畫), 結果並不合理. 從我們對熱帶氣旋的一點認識, 除了是形成初期可能會出現風圈縮減外, 這種發展這個配置下出現這結果的機會也是非常低.

細看之下, 06 和 12 兩個時次的微波風場並不可靠:





可以看到, 28 日 00 時風暴周圍的風場都給推算出來, 但 28 日 12(及 06) 的則出了一個洞在東北面. 再看遠一點, 風直接向中心方向吹去, 不合理. 因此, 這微波風場的反演法在這時次並不適用. 事實上, 各氣象台並沒有因為這兩個時次的衛星分析而把烈風圈數值調低, 值得一讚.

總的而言, 在納沙橫過呂宋時給出約 25% 的八仔機會率, 絕對合理.

Saturday, December 10, 2011

試驗性冬季溫度預報(十一月版)

以下並非馬後炮預測(雖然十二月頭凍也不代表全季一定凍), 完全是根據 CFSV2 模式得出的客觀結果.

溫度資料方面, 採用了最接近香港的 2 米溫度格點分析值:



和冬季風指數不一樣, 溫度方面有很強的趨勢. 因此, 在定義"三分線"的時候共考慮了兩個情況, 一是所有年份的數據(紅色), 二是不考慮首十年(藍色).

不過即使用所有年份作定義, 結果也是一面倒: 冷冬



較大的問題是只得 CFSV2 模式的結果, 而單一氣候模式集合是否能描述預測的誤差(too small the ensemble spread), 仍有待進一步觀察. 因此不用對這百份百預測太驚訝.

至於冬季風指數的預測仍維持原判(弱或正常), 因仍未找到有何出錯. 稍後會看看北風弱和天氣冷是否一定不能並存.

Thursday, December 8, 2011

2011 年試驗性颱風路徑預測總結

WGNE 己於十月發表了 2010 年的誤差數據. 路徑預測方面, 歐中於五個熱帶氣旋區域均領先, 在西北太平洋更明顯拋離其他對手, 72 小時誤差只得約 200 公里:



黃家香港天文台以四個較準確模式的結果, 於年中開始試驗一集合預報方案(http://www.wohk.org/superensemble.php), 目前已收集了 14W - 23W 共 10 個熱帶氣旋的驗證數據. 總結如下:



一如所料, 黃家香港天文台的集合權重方案在三線(24, 48, 72)均優於相同權重方案. 以 WGNE 2010 年的資料為基礎, 三線誤差分別減少 7.3%, 3.5% 和 3.1%. 不過這也是沒有用的, 因為歐中的誤差更低, 只得 74/146/213 公里, 和 WGNE 的 2010 年數據接近.

Tuesday, December 6, 2011

寒警與熱帶氣旋警

最近地台討論區和 FB 都有關於寒冷天氣警告定義的討論. 先重申, 個人認為天文台今次並無誤失可言, 唯一可以改進的地方, 是有可能在午夜前發出寒警:



發出任何警告, 其實和熱帶氣旋警告一樣, 都要符合一些大原則(http://hkmet.blogspot.com/2011/11/8-4-4-2_06.html). 簡要地說包括: 1) 要有全港代表性; 2)要有客觀意義; 3) 市民要適應.

地台的討論主要集中在 1). 2) 方面, 天文台的 r710 則可能顯示總部的 NET 指數 14/26 為發寒(熱)警的指標.

有幾個問題可以討論. 第一是 NET 這指標. NET 包括了濕度和風的考慮, 比較適合描述室外空曠環境的情況, 明顯地可針對夏天在戶外工作或運動的人仕, 可減少因中暑而導致的傷亡. 但 NET 在冬季的意義(減少傷亡)則未必很明顯, 這隱約可從 r710 表 2 中看到.

說是客觀意義, 其實也難找到實則指標, 正如三號風球下也無人保證不可以出現傷亡. 相對熱帶氣旋警告, 冷(熱)天氣對個人的影響是比較容易控制和適應的, 因此 2) 的考慮其實可以相對較低. 另一說法是以 3) 為基礎, NET 指數 -0.4/29 (分佈兩端的 2.5%)為發警的指標, 和 14/26 似乎差距很大.

-0.4/29 和 14/26 選擇, 個人認為前者在寒警下比較合適(當然也不一定是非黑即白). 若發出條件太寬鬆, 每天都看到寒警(即使表明那一區寒冷, 有否人會注意呢), 則反而會失去警告的意義.

和熱帶氣旋警告一樣, 社會上的配合其實是最重要的地方, 用那個具體標準發警告是有需要但並不太重要. 個人估計, 懂得到避寒中心避寒的人仕, 本身就不太可能是冷死的高危族, 倒不如設立較有彈性的流動避寒車(隨意說), 在較冷天氣下到高危地區給予露宿者照料. 老人中心則只要有個簡單的溫度計就可以, 完全不用看天文台的溫度或警告.

香港風暴潮排行榜

仍在運作中的站:

大埔滘(1962 - )
1979 T Hope 3.23
1962 T Wanda 3.20
1964 T Ruby 2.96
1964 T Ida 2.16
1968 T Shirley 1.78
2008 T Hagupit 1.77
1983 T Ellen 1.74
2003 T Dujuan 1.69
1993 T Koryn 1.46
1974 T Bess 1.45

尖鼻咀(1979 - )
2008 T Hagupit 1.46
1986 TD No-Name 1.40
1993 STS Becky 1.32
1983 T Ellen 1.22
2009 T Koppu 1.20
1997 T Victor 1.13
2003 T Imbudo 1.13
1986 T Wayne(1) 1.11
1989 T Gordon 1.11
1986 T Peggy 1.10

鰂魚涌(1985 - )
2008 T Hagupit 1.43
1993 T Koryn 1.34
1989 T Gordon 1.20
2001 T Utor 1.12
2003 T Imbudo 1.02
1997 T Victor 1.01
2009 T Koppu 0.94
1991 STS Brendan 0.90
1989 T Brenda 0.88
1993 STS Becky 0.88

橫瀾島(1987 - )
2001 T Utor 1.16
1997 T Victor 0.93
2011 ST Nalgae 0.91
1990 STS Tasha 0.89
1998 T Babs 0.82
1999 T York 0.73
1999 T Sam 0.70
1989 T Angela 0.69
2008 T Nuri 0.69
2001 T Yutu 0.67

石壁(1998 - )
2003 T Imbudo 1.09
2002 STS Hagupit 0.96
2001 T Utor 0.91
2006 T Prapiroon 0.91
2011 T Nesat 0.80
2011 ST Nalgae 0.80
2005 T Damrey 0.69
2008 STS Kammuri 0.69
2001 T Yutu 0.68
2006 T Chanchu 0.67

大廟灣(2005 - )
2011 ST Nalgae 0.96
2008 T Nuri 0.93
2011 T Nesat 0.83
2010 STY Megi 0.75
2005 T Damrey 0.67
2009 T Molave 0.66
2008 T Fengshen 0.56
2011 TS Haima 0.55
2009 TS Mujigae 0.50
2009 T Ketsana 0.49




己終止運作的站:

北角(1949 - 1985)
1962 T Wanda 1.77
1954 T Ida 1.68
1949 T No-Name 1.49
1964 T Ruby 1.49
1979 T Hope 1.45
1957 T Gloria 1.34
1964 T Ida 1.31
1974 T Bess 1.23
1954 T Pamela 1.16
1960 T Mary 1.10

芝麻灣(1963 - 1994)
1964 T Ruby 2.32
1983 T Ellen 1.80
1979 T Hope 1.54
1974 T Bess 1.48
1964 T Ida 1.43
1977 STS Freda 1.36
1971 T Rose 1.23
1967 STS Kate 1.22
1973 T Dot 1.22
1977 T Dinah 1.21

樂安排(1983 - 1999)
1993 T Koryn 1.34
1993 STS Becky 1.02
1989 T Gordon 0.98
1996 TD Sally 0.97
1989 T Brenda 0.85
1984 STS Wynne 0.80
1986 T Peggy 0.79
1988 T Kit 0.78
1989 T Angela 0.76
1991 STS Brendan 0.76

大澳(1988 - 1997)
1989 T Gordon 1.29
1991 STS Brendan 0.84
1989 T Brenda 0.82
1997 T Victor 0.76
1993 T Tasha 0.72
1989 T Angela 0.68
1992 T Chuck 0.62
1990 STS Nathan 0.54
1989 T Brian 0.48
1997 T Zita 0.47

高流灣(1988 - 1994)
1989 T Gordon 1.26
1990 STS Tasha 1.00
1988 T Ruby 0.99
1989 T Brenda 0.98
1991 STS Brendan 0.96
1988 T Kit 0.85
1989 T Dan 0.69
1992 T Chuck 0.69
1990 STS Nathan 0.67
1990 T Becky 0.64

Saturday, December 3, 2011

本年第一個寒冷天氣警告

總括而言, 天文台來得及在總部達標前發出寒冷天氣警告, 算是沒有過失. 進一步說, 即使沒有發出, 最終溫度亦只比標準低了約半度, 並不嚴重.

不過, 以目前的預報水平, 在沒有陰雨情況下, 24 小時前有一度的最低溫預測誤差應算是大的. 事後看來, 這次的誤差並不是沒跡可尋.

昨早歐中的海平面氣壓圖(中圖為分析, 右圖為 24 小時前預測, 左圖為中圖減去右圖):



在香港西北面很廣濶的大陸地區, 氣壓都比一天前預期高(紅色部分). 沒有歐中的溫度資料(否則已可自己出溫度預測了), 但估計哪些地方的溫度亦比預期低. 雖然昨早香港的溫度和 24 小時前預測並沒有很大出入, 但不能排除這些在香港西北面的誤差仍持續並隨時間往南面"擴散", 導致今早有較明顯的溫度預報誤差. 最大問題是目前採用的客觀方法很難把這因素考慮在內.

至於有網友提出要把新界地區納入寒冷天氣警告範圍, 本人則持較保守態度. 和熱帶氣旋警告不同, 若新界達 12 度也發寒警, 則一定會比目前標準大大放寬.

Wednesday, November 30, 2011

試驗性冬季風指數預報(十一月版)

9 月 22 日(http://hkmet.blogspot.com/2011/09/blog-post_22.html)發出冬季風指數預報至今超過兩個月, 期間接近秋眠狀態. 明天正式踏入冬季月, 是時候更新一下.

首先補充一點資料. 發出機率預測的分界線, 是基於 79 至 10 年 32 個冬天的觀測值:



兩條紅色線大致將年份分為三等份. 可以看到, 約近十五年左右, ENSO 現象和冬季風指數的關係非常明顯, 例如 97/98 和 09/10 兩年厄爾尼諾年北風最弱. 模式預報 WMI 的能力在這段時間亦比較好.

由於模式 12 月(11 月 12 至 22 日)預測 WMI 的表現比較差, 今日的更新是基於 11 月(10 月 8 至 18 日)的預測:



如不考慮前 10 年的資料, 則結果如下:




和 9 月版一樣, 模式預測冬季風偏弱或正常, 偏強機會較低. 由於 CFSV2 模式早在 7 月(或更早; 見 http://iri.columbia.edu/climate/ENSO/currentinfo/archive/201107/SST_table.gif)時已成功預測到拉尼娜的發生, 因此這"拉尼娜暖冬"的預測可能是由於

* 計算時出錯
* 這拉尼娜有點不一樣. 除了強度不是太強之外, 出現時間也可能比較遲

Tuesday, November 22, 2011

舊制下發 8 和落 8 的及時性

發波落波是否及時比起具體發波標準更為重要. 上世紀中期, 香港仍有較多人靠補魚為生, 而且當時的船隻設備較落後, 天氣預測亦有很大的不確定性, 有需要盡早(如烈風 12 小時前)發出 8 號風球. 時至今日, 發波的時間主要考慮市民下班, 交通疏導人潮所需的時間(個人認為約 2 小時). 落波的時間則未必要和時代轉變掛勾, 只要烈風不再出現就應可以落.

今日從 technical note 81 內的資料看看在舊制下, 8 號波的時間和烈風出現時間之間的關係. 以下熱帶氣旋曾發出 8 號風球並為維港帶來烈風:
SHIRLEY(1968), FREDA, LUCY, ROSE, DOT, CARMEN, ELSIE, IRIS, FREDA, AGNES, ELAINE, HOPE, MAC, JOE, LYNN, ELLEN, TESS, PEGGY, BRENDA, GORDAN, BRENDAN, KORYN, TASHA, BECKY, HELEN, KENT, SALLY, VICTOR, SAM, YORK, CAM(1999)


下圖為發波時間和最早出現烈風時間的關係. TESS, TASHA, SALLY 和 SAM 都是負值, 表示烈風在發 8 仔之前已出現, 算是失誤. 除了 SAM 之外, 其餘都是從 3 仔上 8 號東南的個案, 顯示天文台在考慮這些直襲機會較低或風力較臨界的個案時, 都傾向以報告形式發 8 號東南. 納沙時仍然是一樣.

約克時, 烈風在發 8 後 1 小時左右出現, 亦可算是遲發了, 幸好不是在日間發生.

74 年的 CARMEN, 發出 8 號之後 22 小時才有烈風, 是由於 CARMEN 在接近香港期間移動速度大減所致.

整體來說, 可以看到一個向下的趨勢(例如可劃線性回歸線), 表示由於時代變遷, 發出 8 號後烈風會比較早出現.




下圖為落波時間和最後出現烈風時間的關係. 在除下 8 號風球後, 仍有多個熱帶氣旋(CARMEN, HOPE, TESS, PEGGY, KORYN, TASHA)為香港帶來烈風. 以 86 年 PEGGY 為例, 較外圍的雨帶帶來強烈的偏南風, 最強的每小時風速在落 8 後出現. 可以想像, 偏南風(尤其西南風沒有副高伸入的情況)下會對預報員帶來不少麻煩.

除了 FREDA 和 MAC 較明顯偏差外, 其餘大部分個案都是烈風停止後幾小時(肉眼看平均約 3 小時)轉 3 號的.

Thursday, November 10, 2011

從 4 中 2 到 x 中 1

8 中 4 制並非派比安後的必然產物。同樣,4 中 2 制亦不是取代 8 中 4 制的唯一選擇。

印象中早有人提出過,估計官方當年亦不可能未考慮過的,是更簡單的多中 1 制,即在原有各維港內站的基礎下,另外加入一些具代表性的站,只需其中一站一小時吹烈風就算達標。(後按: "一小時"是錯的, 新舊制都是以 10 分鐘平均為標準)

舉例說,現時可用的港內站有 4 個(中碼,啟德,天星,北角),如再加上機場,西貢和流浮山,則在之前考慮的 8 個案例中,有 4 個達標,2 個臨界達標,2 個不達標。個人認為未至於太寬鬆。

執行上顯然也不比現制困難。官方沒有作此選擇,較大可能只是不想將 8 仔的客觀條件放寬罷了。

Monday, November 7, 2011

從 8 中 4 到 4 中 2 (補充) (補充)

繼續 4 中 2 選站討論. 先回顧幾個大原則(憲法):

* 因市民活動不再集中在維港兩岸, 站點要覆蓋香港較大範圍. 如其他條件不變(包括維港內的當風程度), 達標標準應該比舊有”維港制”較寬鬆, 豬腰亦比維港制時代大. 8 中 4 實施多年後未見天文台展示新的”豬腰”, 不知是否擔心一比拼之下, 風民會看到比維港制時代明顯細小的豬腰而提出質疑.

* 要具備一些客觀標準. 風速方面, 一直以來就是用烈風作為標準, 葡福氐風級關於烈風的描述對這標準有點支持(如行駛中的汽車在烈風下會被吹歪). 同樣重要的是市面的實際情況, 如榻樹多寡, 海面是否適合小輪航行等等. 坐過舊式巴士的人應還會記得巴士上印著”當颱風時要開窗”的規條, 現時冷氣巴士無窗可開, 有沒有翻車風險亦是要考慮的重要因素.

* 要符合市民的習慣. 如標準改變太大, 會適應困難.


以上原則, 市面實際情況比較關鍵. 達標風速取多大, 用十分鐘還是一小時平均, 豬腰是大了還是小了, 發出 8 號的時間是多了還是少了, 其實都只是手段或附屬結果. 選站亦只是手段而已, 若有需要又有權的話, 想到那裏起站也可以, 要做到多大風速也可以.

4 中 2 制選站的時候考慮了以下個案:

* 納沙時市面情況並不算很壞, 因此在選站時令納沙成為臨界個案(4 中 1 與 4 中 2 之間)
* 兩次 9 號風球必定要達標, 而且起碼要是 4 中 3
* 黑格比高地間中吹颶風, 起碼要 4 中 3
* 派比安是達標個例, 但並不是強 8, 即只是 4 中 2 而不是 4 中 3

機場, 大美督和流浮山在地理位置上頗有代表性, 選擇做膽. 三拖一, 第四站較理想地區是九龍東或港島東, 但現時並沒有合適的站. 除了啓德和西貢外, 赤柱, 中環碼頭, 北角和九龍天星碼頭都是較可選擇的站, 比較見下表(紅色格表示最高每小時風速達烈風程度) :



要符合以上 4 個案例, 只能選擇西貢: 鸚鵡要 4 中 3, 可選赤柱或西貢. 但如選赤柱為第 4 站, 則派比安可能變成 4 中 3, 從其他個案的風速, 選赤柱亦會過於寬鬆(風神會達標, 北冕亦變成臨界達標), 違反”憲法”.

Tuesday, November 1, 2011

從 8 中 4 到 4 中 2 (補充)

前面說是 3 中 3,三站中以啓德的風速最低,最高每小時平均風速只在兩個東登個例中(風神及莫拉菲)高於西貢。

8 中 x 在操作時應是以各站是否同時吹烈風為準。以上分析則是基於天文台熱帶氣旋年報內容,只考慮個別站曾否吹烈風,結果可能有出入。

提出的 4 中 2 方案以每小時平均為準,啓德比現時更難達標。也可以用西貢站取代啓德,4 站位置更呈 4 角之勢,達標的個例仍是 4 個: 鸚鵡 4 中 3,黑格比 4 中 3,莫拉菲 4 中 3,巨爵 4 中 3。

Sunday, October 30, 2011

從 8 中 4 到 4 中 2


為免和追風界脫節, 今日總結 8 4 制度推出後的情況, 並會提議另一新制(4 2).

下表顯示 8 4 制實施後, 曾發出 8 仔的熱帶氣旋風速資料. 表中展示了 8 站的最高每小時平均風速, 另外亦加插了大尾篤和流浮山站. 這兩站將會是提議的 4 2 方案的其中兩站.

個案雖只得 8 , 但已包括了三大類襲港路徑: 西南面掠過吹偏東風的一類, 近距離東登吹偏西(西南)風的一類, 與及在香港上空的一類. 06 年派比安亦放在最後一列, 以作比較.



8 4 制的缺點

表中紅色格表示該站 10 分鐘風速達烈風 (> 62 km) 水平. 8 個個例中, 黑格比和巨爵達到 8 4, 反而發出了 9 號風球的鸚鵡和莫拉菲都做不到. 莫拉菲為發展成熟的熱帶氣旋, 只得 8 2 並不合理.

8個個例中, 長洲每一次都達標, 顯示該站並沒有指引性.

沙田, 青衣油庫, 濕地公園和打鼓嶺四站, 每一次都不達標, 而且從每小時平均風速數值看來, 能達標的機會頗低. 青衣油庫站在鸚鵡時錄得每小時 56, 莫拉菲時錄得 51, 好像有點機會 10 分鐘吹烈風, 但鸚鵡和莫拉菲都發出了 9 號風球. 總的來說, 4 站也沒有指引性.

與其說是 8 4, 很大程度上是 3 3. 具意義的站只有機場, 西貢和啟德. 新界大部分地區並無覆蓋.


提議的 4 2 :

參考的 4 個站為機場, 啟德, 大尾篤, 流浮山. 此外, 會以每小時平均風速取代 10 分鐘平均風速. 每小時平均風速較 10 分鐘平均風速穩定, 對於分析結果或制作工具(如豬腰)較有利.

地理位置上, 4 站的代表性並不遜於原 8 : 機場除了有重大社會價值外, 亦代表了香港西南部, 本身包含了一些長洲站的作用; 啟德站代表傳統維港附近的商業區域, 有需要時亦可由天星碼頭或中環碼頭等站取代; 原來的西貢站算是被大尾篤站取代. 大尾篤站較空曠而且受地形影響, 偏東風下風速介乎西貢和離岸之間, 其位置可代表新界東北(); 風速不濟的濕地公園站由流浮山站取代, 代表香港西北部.

8 個個案中, 現制下只有 2 個個例 8 4. 按照這新制度, 會變成是 4 個個例 4 2 達標, 包括鸚鵡(4 2), 黑格比(4 2), 莫拉菲(4 3), 巨爵(43). 另外納沙時大尾篤 77 機場 62, 也是達標邊緣.

天文台提出 8 4 制的時候, 一個重要考慮是要讓 06 年派比安達標. 如根據這 4 2 , 機場(72)仍舊達標, 啟德(58)和流浮山(41)不達標. 派比安時沒有大尾篤站的風速, 但按當時西貢(56), 打鼓嶺(36), 塔門(49), 估計大尾篤能達每小時 63 的機會應稍高. 換句話說, 派比安 4 2 的可能較高.

偏東風的時候, 4 站中以大尾篤最容易達標, 流浮山最難達標. 即是說, 只要機場或啟德(大多是機場)每小時吹烈風, 就足夠 4 2, 可以發 8 .

近距離東登吹偏西風的一類, 流浮山和大尾篤都較舊有的站容易達標. 莫拉菲的個案, 會從現時的 8 中 2 變成是 4 中 3, 表示新制下新界地區受照顧, 非常合理.


Friday, October 28, 2011

納沙 KO 氣象界 (續)(續)


06 年派比安後, 一些人士(包括本人)都認為不應再單以維港的風速作為發波依據, 及後天文台在各方壓力下採用了八中四的準則.

對於香港這麼細小的地方, 複雜嚴格的定義在警告強風/烈風的具體意義並不大. 風球是以人為本, 只要烈風會對社會運作構成影響就需要發. 烈風只影響機場固然要發, 烈風只影響大尾篤也要發, 因即使那裏人煙稀少, 位置上較偏北的大尾篤能吹烈風, 烈風也可能隨時在香港其他地區出現.

其實更重要的是天文台能否及時發波以及社會各界怎樣配合. 以納沙為例, 凌晨一時開始大尾篤達標, "睇定 D" 之下, 二時多三時發出八號比較合適. 但因為程序問題, 本來應直接發八號, 變成了"兩小時內可能發八號". 這是當年無知市民對天文台的不合理要求, 而天文台又沒有能力說不之下做成的怪物產品. 最終受害的也只會是市民.

納沙發 8 號, 8 站有 3 站吹烈風, 最初出現(十分鐘)烈風的時間為:
長洲 28/9 21:25
機場 29/9 3:05
西貢 29/9 1:27

包括機場這麼重要的站,都在發出 8 號風球之前吹烈風.以我心中對烈風警告的標準,絕對是遲發了.


在地台看到 8 中 3/4 的烈風概率圖(豬腰):

正如地台有網友提出,西面的範圍似乎大得不太合理,不知是報紙佬出錯,還是天文台只以電腦劃出來導致的問題.天文台發放這張圖,不知是否要解釋因為只有10%,所以發波前十二小時一直未有半點提示? 其實天文台早把納沙的烈風圈定得很大,怎也不可能不知道會有一點危機的...

這些圖只有在 12 至 24 小時前用才有意義,如果是現測,只需看著風速計和對這些圖有些概念便足夠了.假如下次有一個更大的熱帶氣旋(不用說 tip 那麼誇張, 600 公里烈風範圍誰敢說不可能)接近,這些圖肯定顯示 0% 的.

Monday, October 24, 2011

納沙 KO 氣象界 (續)


最近天文台和地台都有納沙相關的討論, 這裏亦稍為跟進一下.

首先是關於納沙和 80 年颱風喬伊的比較. 據天文台熱帶氣旋年報, 當年發出 8 號東北的時候, 喬伊位於香港以南 200 海浬(370 公里), 最接近香港時距離 190 海浬(350 公里), 都和納沙接近.

再看看風速:



很多站都和現在不一樣, 估計較為可比較的應為橫瀾及大老山, 最高每小時風速為 42 及 47 海浬 (78 及 87 公里), 長州亦只得 40 海浬, 和過去二三十年的八號波比較實屬很低. 但當年港內的風速都接近烈風程度, 陣風亦不弱, 發八號波也非常合理.

再回看納沙. 天文台說今次只是八中三, 即嚴格上未達八中四的標準. 對於八中幾, 估計不少網友都有質疑, 因感覺上要達標似乎比舊制難得多. 老實說, 你問我是哪四個站, 我是答不出來. 從警告上的意義, 這麼嚴格的定義可能還有點走火入魔(這不是我一個人說的吧, 當初實施新制時也有不少人提出質疑).

看當日淩晨時份大尾篤的風速:

說當日氣象站在午夜時份已爆標實不為過. 約從一時開始, 大尾篤的每小時風速 8 至 9 級. 大尾篤非離岸或高地, 除非數據有問題, 否則已有充足理據發八號波.


Thursday, October 13, 2011

怎樣才算成功? (續)


三選一, 其實每一樣都難過登天.

要做一篇可以發表的文章, 並不至於難過登天. 財源亦未必是很大問題, 你沒有聲譽沒有銜頭的話才是最大問題, 編輯可能傾向將你的文章放進垃圾箱. 假如你在行內惡名昭彰, 則更不論你做出來的是甚麼, 結果也是一樣.

商業用途也是困難, 即使你做的東西物超所值, 正常情況下, 人家也會傾向買(相信)名牌, 至少在出事後需要負的責任少了.

最後一項(政府立法)更是難上加難. 黃家香港天文台雖然潛力無限, 但亦未至於自大到這個程度. 沒有東西不可做, 但有些真的做不了, 尤其是需要較強硬件(觀測網, 超腦)的部分. 不太可能對官方有很大威脅.



開口牌唔怕打, 因為這些都沒有人夠膽去做的:

* 明年當熱帶氣旋進入南海並威脅香港,颱風數值模式將會運作

* 季度氣候預測國際化

* 風暴潮模擬測試

Saturday, October 8, 2011

怎樣才算成功?


黃家香港天文台如要成功, 人力資源必不可少. 目前就有兩個空缺, 一個負責網站發展, 另一個負責數據分析, 今年風季結束後要開發颱風集合路徑預測第二版, 還要探討明年加入其他颱風預測參數的可行性.

成功與否, 都要有些客觀標準. 以下各項只需中一項, 我就認為是成功:

* 以黃家香港天文台的名義, 在學術期刊發表研究報告
* 有商業團體使用或購買黃家香港天文台的預報產品或顧問服務
* 政府立法禁止民間直接或間接發佈天氣/氣候預測


Friday, September 30, 2011

納沙 KO 氣象界


先要為漏報致歉. 當納沙在橫過呂宋期間, 黃家香港天文台果斷地發出了 gale watch, 並指出由於納沙環流較大, 只要路徑稍有偏差就仍有機會吹烈風. 當時"心裏有數", 大致以 300 公里為臨界點, 看衛星, 怎看也不可能比黑格比大吧.... 人算不如天算.

後來半天至一天, 納沙的移動路徑並未出現偏差甚至比預測略為偏西, 所以並沒有再跟進, 意義上亦即取消了 gale watch.

唯一可以賴的, 是由於連不上互聯網, 黃家香港天文台在發出 gale watch 之後, 只是以"懷舊追風模式"運作 -- 1878200 + 收音機, 只能知道納沙的位置, 連最基本的衛星雲圖也沒有看, 並未清楚納沙在進入南海後的發展(其實是不斷加強, 只不過主要反映在外圍風場上), 亦不知道各區在三號風球發出前後的"起風"情況.

官方實際上亦是漏報, 直至午夜時份不少站已"爆錶"才露出一點蛛絲馬跡.

對於發風球這比較簡單的事情, 出錯是比較讓人難受的. 在路徑這樣穩定下, 錯誤是可以避免的, 只是大家都太受過往的數據所影響. 今次亦進一步說明, 對於發風球, 看那些豬腰或統計, 在現今科技下其實已相當 out.

可能是百年一遇, 史無前例的一次, 追風界人士定必都上了寶貴的一課.

Friday, September 23, 2011

申請香港天文台職位


民間氣象界人士有志成為全職專業氣象界一分子, 香港天文台是一個很好的選擇. 我也曾申請香港天文台職位:


面試結果如何? 對不起, 沒有面試結果. 神推鬼撞下, 那天連天文台也不幸地被我放了飛機... 不, 估計應有打電話通知不去面試的.

最近幾天看了一些網上氣象資料, 重投專業氣象界的念頭又死灰復燃... 只是目前黃家香港天文台的工作仍在開始階段, 起碼要兩三年後才上軌道, 分身不下. 這些工作, 可能再做二三十年也難有理想成果. 但我可以告訢大家, 只要情況許可, 我一定會回來, 希望可以在氣象會議和期刊再見.

Thursday, September 22, 2011

冬季風指數預報(九月版)


先作一則更正. 9 月 4 日 "東亞冬季風指數一覽"說偏北風強度和溫度沒有很高相關, 是錯的. 如果看的是相同的區域, 例如只看某一站, 相關是很高的, 北風越大, 天氣越冷. 之前出錯應該是看了不同的區域.

喜事一不離二, 今日發佈第一個黃家香港天文台的季度氣候預測. 先定義冬季風指數. 參考了過去各指數後, 並集中考慮華南沿岸區域, 決定將冬季風指數 (WMI) 定義為:

北緯 15-22.5 度, 東經 108-120 度, 十二月至二月的平均北風 (10 米高度)



以下機率預測是基於 9 月 NCEP CFSV2 的結果(實際上是 8 月 9 日至 8 月 19 日). 分級則是基於 1980 年(1979 年12 月至 1980 年 2 月) 年至 2011 年 32 個冬天的數據. 預測北風強度偏弱或正常:

注意由於先前毫無經驗, 目前仍擔心過程中有否出錯. 參考時請小心, 後果自負. 原理上每月下旬都有可能會更新預測

下一個任務就是冬季香港附近的溫度, 如順利的話未來數天就可出爐. 之後就會是明年第一季(一至三月)香港附近地區的雨量. 還要準備驗證這些預測, 工作其實可以很忙碌.

祝賀黃家香港天文台成功


恭喜恭喜! 自八月下旬黃家香港天文台驗證各模式颱風路徑預測並測試自行研發的權重方案後, 風季進入活躍期, 目前仍有持續之勢. 各模式預測約一周後可能有熱帶氣旋進入南海, 正值九月底, 氣候上來說難排除打大風的可能.

整個月幾乎沒停過手(事實上目前很難完全自動化), 也算是有點回報. 隨著歐中三線(24, 48, 72 小時預測)報捷, 黃家香港天文台的權重方案在三線上都點數擊敗相同權重方案. 結果如下:





一些觀點:

* 雖然一兩年來模式都有更新, 但三線排名和 09 年全年結果不變, 依次為 EC, GFS, JMA, UK
* 歐中和兩個集合平均方案不是差很遠, 24 小時誤差歐中更比集合平均低
* 黃家香港天文台集合權重方案與相同權重方案比較, 平均誤差分別低 4.5, 4.0 和 1.9 %. 注意 72 小時只得 14W, 15W 和 18W 的數據, 估計稍後取樣較多後, 百分比會下調.



個人目標為三線都比相同權重方案低 5%. 數字上雖不是很大, 但能精益求精地擊敗己頗為準確的相同權重方案, 已是難能可貴. 即使模式多了某一種遙感數據, 也未必能將誤差減低 5%, 現在只簡單的從計算上著手就有如此效果, 算是超值了吧.

Saturday, September 10, 2011

民間數值天氣預報可行嗎?


只需有一部(兩部更好)運行 linux 的 quadcore 就足夠快, 最大問題是要電腦長開(電費問題, 電腦耗損), 但應該不少人都可以負擔得起.

還有資料來源的部分. 目前歐中只提供了非常有限資料場, 但美國 GFS, 日本 GSM 等都有足夠資料用作運行 WRF 模式. 而 GFS 模式比 JGSM 的輸出時間比較及時. 有以下兩個方案可以採用:


1) 以最新 GFS 模式輸出作為初始/邊界場. 以 00Z 時次為例, GFS 72 小時結果可於約 4 小時後取得. 由於目前 GFS 提供的資料已經有較高分辨率 (0.5 度), 所以無須再額外做客觀資料同化.

2) 以 12 小時前的 JGSM 作為初始/邊界場. 由於初始場並沒有最新時次的資料, 所以必定要有客觀資料同化步驟. 近年 WRF 的三維和四維變分方法已開發成熟, 而美國方面亦提供了已處理好的數據(包括傳統的如探空, 與及各衛星資料).


1) 和 2) 比較, 1) 應比較好. 一來 JGSM 在三幾天預測的準確度未必比 GFS 好多少; 二來即使 2) 經過了較先進的三維/四維變分同化, 但邊界場仍然是舊的, 三天預測肯定有不少負面影響; 三來如要做資料同化, 在目前科技下如只用探空等傳統數據, 肯定差一大截的. 要等待資料"到齊", 最終只可能比 1) 省了一兩小時, 完全離補不了舊邊界值的問題. 四來變分同化方法還需要處理過去的誤差, 而且資料來源也很多, 民間要投放的資源相對地大.

以上有些可能只是一知半解, 還望高人指教. 但如你有這個條件(即有一部 quadcore 可以長開), 我亦樂意傳授操作技術.

Sunday, September 4, 2011

氣候工程 (climate engineering)


最近看了一篇文章才注意到"氣候工程"這個名詞:
Modification of cirrus clouds to reduce global warming (2009)

要減少全球暖化可能帶來的災害, 相信沒人會懷疑絕對有效的方法是減少碳排放量. 除了這個可能有點消極的方法外, 人們都不斷嘗試從其他方向解決問題. 這篇文章所提議的就是要減低較高高度的卷雲量, 讓熱能更有效地釋放到太空.

一些氣候模擬顯示, 卷雲冰粒的下降速度越大, 卷雲量就越少. 而下降速度就和冰粒的大小相關, 受到結冰過程所控制. 作者的理論基礎就是要注入 heterogeneous ice nuclei, 令更大的冰粒形成.

實施方面, 作者指出 Bismuth tri-iodide 可以用作冰晶核, 其價錢只是 silver iodide (常用作人工降雨) 的十二分之一. 而民航客機可以是其載具. 不過, 作者亦提到這方法有沒有長遠影響很成疑, 當實驗結束後, 地球氣候可能於數月內便回復正常.


東亞冬季風指數一覽


季風研究時常都涉及一些定義問題. 以南海夏季風為例, 怎樣定義季風的強弱和爆發, 看風還是看雨(or both), 聚焦在哪個區域, 一直以來都沒有單一和統一的方法.

冬季風基本上少了下雨的問題, 但對於定義季風指數仍然也是眾說紛紜. 2010 年發表的一篇文章 How well do existing indices measure the strength of the East Asian Winter monsoon 就比較了各東亞冬季風指數和 ENSO 及 AO 的關係:



從上圖可以看到, 從 97 年到 09 年間, 各研究至少提出了 18 個不同指數來描述東亞冬季風強度. 再 google 一下, 不難發現最近仍有人提出不同的指數.

從上表可以看到, 指數主要分為三大類, 第一類是近地面風, 尤以南/北風為主; 第二類是用氣壓梯度; 還有的是用 500 東亞大槽的強弱.

這些指數當中, 北風的一類與 ENSO 關係最為明顯, 以第一個指數為例, 北緯 10 至 30 度, 東經 115 至 130 度區域內的 1000 hPA 北風與 Nino 3 區水溫有很強的負相關, 這和我們常聽說的厄爾尼諾(拉尼娜)為暖(冷)冬似乎一致.

說似乎一點也不過份. 看了一些資料, 顯示冬季(12 至 2 月)的平均氣溫和同期的北風強弱並沒有很明顯的相關, 和 ENSO 也沒有. 即是說, 我們說厄爾尼諾年冬天北風弱沒問題, 但說厄爾尼諾年為暖冬就要小心了.

去年年初網誌上曾看過研究, 指出 AO 和西伯利亞高壓與及溫度都有顯著相關 http://hkmet.blogspot.com/2010/01/ao.html . 上表顯示北風指數和 AO 近乎零相關, 亦可能反映了強北風未必表示溫度較低(整季平均而言).

Thursday, September 1, 2011

Reply to Simone in WXHK

thanks reminding me that the number of radiosonde observations is fewer at 12Z than at 00Z. That's a plausible reason that the 00Z runs are more accurate. However, that couldn't be an explanation for the presence of TC in the 00 run but absence in the 12Z run yesterday (In fact there was also a TC just off Luzon in the previous 12Z run).

In principle, the smaller the lead time, the more accurate the EC forecasts. So when the target time is the same, the 10 day forecast issued yesterday at 00Z shouldn't be as accurate as the 9.5 day forecast issued at 12Z yesterday.

Wednesday, August 31, 2011

南瑪都任務完成

經過一個星期左右日以繼夜的搏鬥(其實可以 batch processing, 只不過工序仍有不少手動部分, 又忍不住要即時看結果), 終於採集了四個模式(EC, GFS, JMA, UK)對南瑪都的路徑預測誤差數據. 總結見下表:


一些要點:

* 今仗歐中應算是失威了, 48 和 72 小時預測都輸給了英國模式. 英國模式是否附碌要用時間來證明.

* 各模式的平均誤差都不大, 比 09 年全年的值為低. 雖然開始幾報誤差很大, 但南瑪都接近呂宋之後的誤差相當低, 而且移動仍緩慢取樣次數多, 最終大大拉低了平均誤差數值.

* 超級集合的作用. 採用相同權重(EQUAL WGT), 24 和 48 小時的誤差都比最佳模式稍低.

* 黃家香港天文台採用的權重(以 2009 年全年數據為基礎)並未能擊敗相同權重. 主要原因是今次英國模式表現最好, 但按照 09 年的數據, 英國模式的權重最低.



預報上較重要的地方, 是要判斷某一報的可信度有幾高. 在本個案, 平均誤差雖低, 但開始幾報的誤差完全不能接受. 目前可從各模式之間的偏差和集合的偏差判斷可信度. 以今次為例, EC 集合和 GFS 集合在開始幾報都清楚顯示路徑存在很大變數, 因此集合預測仍是必定要看的產品.

目前的驗證仍然繼續, 希望有更多熱帶氣旋形成, 明年就可以根據今年採集的數據進行預測.

Monday, August 22, 2011

MJO 對熱帶氣旋生成的影響及其預報


以下主要根據這兩篇文章來作出解讀和討論:

* asymmetric modulation of the western north pacific cyclogenesis by the MJO under ENSO (2011)
* 西太平洋颱風季季內振盪年際變化之模擬 (2007)
------------------------------------------------------------------------------



MJO 對熱帶氣旋生成的時間和位置有調節作用, 已是毫無爭議的事實, 相關概念在學術界甚至在民間, 估計至少也有十年. 第一篇文章的重點在於當 ENSO 在不同位相下, MJO 對熱帶氣旋生成的作用並不相同. 結論是: 厄爾尼諾年時, MJO 對熱帶氣旋旋生的調節較大, 拉尼娜年時則較小.

目前為 ENSO 正常年, 即將在太平洋生成的熱帶氣旋亦和 MJO 沒關.

前幾回曾討論目前氣候模式對 ENSO (年際變化的最重要因素)有一定預報能力, 年中時可準確預測未來半年會否發展為厄爾尼諾或拉尼娜. 第二篇文章則是探討氣候模式能否模擬出季節內變化(包括 MJO). 我們這一帶的季風區域, 包括熱帶地區, 過往研究表明有兩個明顯的振動頻率: 30 至 60 天和 10 至 20 天. 文章結果顯示模式能有效模擬出 30 至 60 天振動的空間分佈和強度, 尤其海-氣模式比大氣模式更能描繪振動的移動特徵. 但模式均未能有效模擬降水的 10 至 20 天振動.

美國 CPC 網站目前提供各天氣模式(注意以上說的是氣候模式)的 MJO 預測, 下回將看看準確度如何, 估計心水清的網友早有一點看法吧.

Sunday, August 21, 2011

黃家香港天文台更新情況


兩個字: 緩慢

緩慢原因除了懶之外, IT 技能(包括編程)比較低亦影響了工作進度. 例如, 主頁一直想加入一些新聞和各大網站更新情況, 但因為不知從何和怎樣做起, 自覺功率很低之下暫時閣下來. 很多欄目亦尚待發展, 尤其一些即時資料, 如海上浮波數據. (後加: 還有 IPCC 的部分)

有些項目沒有發展純綷因為資源不足夠. 例如熱帶氣旋的集合路徑目前只得歐中, 其實是因為要讓出更多硬盤空間(共只得 2G 而已). 數值預報天氣圖當然亦可以看到 10 天(歐中)或更遠(GFS), 與及更多的變數, 但也是考慮了硬盤和伺服器負荷問題. 畢竟這只是每月少於 100 元的服務, 沒理由將人家處理器用盡.

不能夠排除的, 是這幾個月來熱帶氣旋襲港打亂了發展網站的心情.

有些工作還是在繼續進行的, 例如以 NCEP 第二代氣候模式 CFS2 來預測季度氣候. 估計可於未來一個月發出冬季風(12月至2月)的預測, 包括平均氣溫和冬季風指數強度. 這是目前季度預測比較容易的部分, 未來將會面臨更大的挑戰, 包括明年的季度雨量預測.

發展路向方面其實選擇不多, 主要是提供或優化一些目前官方及其他團體沒有提供的資訊. 其實這已經有很大空間了.

幾則衛星新知


* 海洋二號(HY 2A) 衛星已成功於 8 月 16 日升空. 正是早幾個月前(http://hkmet.blogspot.com/2011/04/blog-post_11.html ) 曾提及的, 載有 scatterometer 可掃描海洋風場的國產衛星. 未來會密切注視相關數據會否公開上網.

* 有常到韓國氣象局網頁瀏覽的網友, 可能早已發現韓國於去年 6 月將 COMS1 同步衛星發射升空. 這表示在我們經度附近運作的氣象同步衛星已增至 4 個 (COMS1, MTSAT2, FY2D, FY2E). COM1 衛星操作上較特別的地方可能是掃描頻率, 網站內顯示全球影像只每三小時一張, 但亞州地區每 15 分鐘便有一張: http://web.kma.go.kr/chn/weather/images/satellite.jsp

* 大運會期間, 已停止業務運作的風雲 2C 衛星"復出"並作加密觀測, 提供深圳地區每 10 分鐘一張的雲圖.

Wednesday, August 10, 2011

民間熱帶氣旋路徑預測: 超級集合的權重


過去十多年, 世界各大預報中心主要都是根據數值模式來預測熱帶氣旋未來的位置. 當中, 多模式的權重平均(稱為超級集合)成為了主流方法. 簡單地採用幾個較準的模式並採用相同的權重, 已經可以得到不俗的效果.

不同的模式準確度不一樣, 而且每個個案情況都不同, 採用相同權重顯然不是最佳選擇. 因此, 亦有不少研究是調較這些權重. 隨意搜尋就找到相關的文章:

目前民間情況, 歐中模式資料分辨率 0.5 度, 用來計算熱帶氣旋位置, 誤差還可以接受; 日本和英國模式關於熱帶氣旋的資訊可直接在網上獲得. 時間方面, 三模式早上 8 時的預測下午 3 時前就可以得到. 可以說, 一般市民可以得到的原始資訊其實已不比官方的差多少, 要採用(客觀)超級集合方法來預測熱帶氣旋位置亦變得有可能.

除了可以簡單地採用相同權重之外, 剛剛亦編寫了一個極為簡單的計算權重方法. 這方法並沒有嚴謹的數學或統計基礎, 當中亦必定包含了不少假設. 不過, 幾乎肯定會比相同權重好.

舉例來說, 網友們可以到 http://nwp-verif.kishou.go.jp/wgne_tc/ 讀取 2009 年各模式的平均誤差. 例如, 72 小時預測, EC/JMA/UK 的誤差為 265, 350, 350 km. 再到這個分頁 http://www.wohk.org/superensemble.php ,在文字格內輸入 265,350,350

就可以得到權重為 0.47, 0.27, 0.27. 看起來頗為合理.

餘下來就是把過程自動化, 即是包括讀取各模式資料來源和檔案. 這絕對是從事氣象工作必不可少但又最麻煩的部分.

Sunday, August 7, 2011

十天天氣預報可能嗎?


約一年半前曾討論歐中天氣模式的表現, 當時說除非北半球預報能力能達 9 天, 否則我們將難看到本地 8 天天氣預測:

一年半過去, 歐中模式準確度仍穩步上揚, 目前約在 8 天半左右:



再仔細想想, 以上的計算是整個北半球(北緯 20 度以北), 但在不同的區域很大可能會有不一樣的結果, 尤其在天氣較不穩定容易下雨的地方, 分數可能較低, 因此單從北半球的結果來討論我們有沒有 8 天或 10 天天氣可能過於粗疏. 幸好歐中近兩三年已大大開放資源, 伺服器內存起了過去一年半左右的預測, 昨日我就下載了這些 500 高度場預測來自己驗證一番.

由於所用的資料可能有別, 方法可能略有偏差, 編程也有機會出錯, 因此先計算北半球(20N 以北)的結果看看和歐中的圖會否有很大差別:



上圖是自去年 3 月至今年 6 月, 每月的平均分數. 最後一天超過 60 分的見紅. 可以看到預報有效期約在 8 天或 9 天, 和歐中的圖相約.

接著就是選擇一個我們附近的區域. 帶點隨意地選了北緯 20 至 40 度, 東經 105 至 125 度範圍. 結果如下:


和北半球驗證的主要分別在去年夏季. 我們區域去年 6 至 9 月的 10 天天氣預測分數都高於 60, 7 月時更達 85 分. 由於資料有限, 未知是否夏季分數就是較高(可能是少了冷空氣/西風槽). 但亦要注意今年 6 月的預報時效只得 6 天, 因此亦不能排除去年的高分數是因為年初為強厄爾尼諾, 西北太平洋副高主導下天氣較可測(至少少了點熱帶氣旋帶來的變數).

當然, 官方應有較詳盡的本地天氣預測和驗證數據(如溫度/相對濕度等). 但從以上結果和一些網友的經歷(有時三至五天都不太準), 估計不久將來(兩三年吧)看到本地 10 天天氣預測的機會很低.

Thursday, August 4, 2011

數值模式預報 ENSO 的能力

先作一點更正. 上回說 NCEP GFS 的資料同化系統, 應為三維變分. 由於沒有業內人士收風, 有時只能靠網上資料, 難免有出錯或不最 update.

追風界人士平日看天氣模式看得多, 對氣候模式的預報能力或者不太清楚. 其實氣候模式的數目比我們平時看的天氣模式更多, 我們看數天天氣, 知道要先看歐中, 日本等模式, 但如要看氣候模式, 就未必知道先要看哪幾個了.

全球大氣的年際變化(即一年和另一年的分別)主要受厄爾尼諾/拉尼娜現象支配, 因此有能力預測 ENSO 是成功氣候模式的必要條件. 以下是 NCEP 的氣候模式第一代 (CFS V1) 對 80 和 90 年代(共約 20 年)的 Nino3.4 水溫預測驗證:



以 6 個月前的預測為例(即看 Y 軸等於 6), 可以看到模式要在年初 1 月預測年中 7 月時的水溫比較困難, 分數只得 40 分左右. 這問題並不單是 NCEP 模式的問題, 而是目前預報上的一個難題. 至於是何原因, 背後有何機理, 則作為民間業餘即食玩家來說可暫且不理. 從年中(6 月)預測年尾(12 月)的水溫則有很高的分數, 達 85 分或更高. 由於厄爾尼諾/拉尼娜現象在年底/年初時達到高峰, 以上的結果可以的解讀為: 模式可預測厄爾尼諾/拉尼娜的發展, 但對它們的衰退則預報能力較低.

NCEP CFS V1 並不是預測 ENSO 現象的最佳模式. 以下為過去兩至三年, 共十多個模式的 ENSO 預測. 圖片是從 IRI ( http://portal.iri.columbia.edu/portal/server.pt )網站抄出來:







從肉眼觀察, 較好的模式為 NASA GMAO, ECHAM/MOM, ECMWF, 其次 JMA, UKMO 也不錯.

Monday, August 1, 2011

數值模式結果比較: 熱帶氣旋

單憑印象, 近兩三年歐中模式預測熱帶氣旋的進步非常大, 相比之下, 雖然日本也開發了新的熱帶氣旋預報系統, 但似乎平平無奇, 不少時候是集合的熱帶氣旋過弱.

在英國氣象局的網站找到歐中和英國模式熱帶氣旋路徑的對比(注意這是全球結果):



比較頭三天的預測, 2006 年及以前, 英國模式的表現絕不在歐中之下, 但之後 07 08 兩年歐中的兩天和三天預報誤差急速減少, 第三天預測從 06 年的平均誤差 300 公里, 跌至 08 年的平均誤差 200 公里!!! 誇張程度比前天梅花怒放高出幾倍. 至於是何原因, 可能要翻一翻歐中的 update log 了 (或有高手指點, 小弟定當賜酒).

再在網上找了不少時間, 發現一個"五星級"網站 WGNE TC:
login: verif
password: wgne2010


相信專業預報機構不可能不知這個網站吧. 這網站內包括了各熱帶氣旋區域多年來的數值預報驗證, 最新為 2009 年, 不知 2010 年的結果公佈了沒有.

2009 年西北太平洋:


貼了這個出來, 網友們是不是應問問為何 NCEP (即 GFS) 的預報比想像中好? 對於風迷來說, 歐中的平均誤差亦帶來了很重要的訊息. 例如當預測熱帶氣旋在香港 400 公里掠過, 還有兩天時間左右, 則平均來說熱帶氣旋是到不了 200 公里範圍, 因為歐中兩天預測的平均誤差近幾年都少於 200 公里.

09 年歐中, 西北太平洋氣壓誤差:

09 年歐中, 西北太平洋 72 小時預測誤差分佈:

結果太多不能盡錄.

Sunday, July 31, 2011

風季半年結更正

前兩回"風季半年結"誤將馬鞍的編號弄錯了(但記得真的在哪裏看到), 應為 JTWC 的 9 號才對, 而目前梅花為 11 號, 即今年頭 7 個月的熱帶氣旋形成數目已達標, 和過往 30 年左右拉尼娜年之後的平均值 10.7 相約.

GFS熱帶氣旋路徑預報

不少網友都說美國 GFS 的熱帶氣旋預報沒有參考價值, 今日就從最近 GFS 的一些發展和表現看看是否成立.

目前 GFS 關於熱帶氣旋的業務預報有兩個產品: deterministic 和 ensemble, 另外已逐漸發展成熟的 GFS(EnKF) 集合就是從資料同化方面入手. 事實上, 業務 GFS 的資料同化方案似乎比較落後(好像還是用插值), 而歐中/日本/英國等全球模式都是探用四維變分, 歐中的早於 97 年已運作了. 以下的圖都是從參考連結 cap 出來的.

09 年北半球的驗證結果顯示 GFS(EnKF) 比 GFS, UK 和 CMC 集合都要好, 誤差和歐中集合相約:




10 年因電腦資源關係只能以較粗分辨率運行, 但北半球的驗證仍可和歐中集合相比:




較可惜的是如果只看西北太平洋, GFS(EnKF) 明顯輸給了歐中(下圖). 這亦間接顯示大西洋(或東太平洋)那邊 GFS(EnKF) 可能比歐中還略要好(圖略):




GFS(EnKF) 有可能於明年投入業務, 到時除了看三模(歐中,日本,英國)外可能要多看一個.

要注意的是模式的發展(進步)是持續和迅速的, 以上的結果在兩三年後可能已完全改寫. 作為用家, 當我們要從各模式結果中建立"超級集合", 權重亦難免會有點主觀因素來適應不斷改進的模式表現. 在我們的區域, 目前我心目中的三模(歐,日,英)權重大概會是 0.5, 0.3, 0.2.


參考: