區域模式系集預報

由於數值氣象模式預報存在不確定性，若只採用單一模式預報，

將無法提供未來預報風險分析。而系集預報是基於此問題之下發展出 來的預報方法，可提供未來災害情境推估時重要情資。今年度針對需 求調整與精進過去台灣系集預報實驗之成員，重新設計建置系集預報 系統，以因應未來防災研判的預報資訊提供。

系集預報系統架構包含模式輸入、區域模式運算及模式輸出三個 部分（圖 45）。在模式輸入方面，原使用 NCEP GFS 全球模式 0.25 及 0.5 度資料作為模式初始場及邊界條件。由於 NCEP 於 9 月 25 日起停 止供應此產品，因此，自 9 月 26 日起採用 NCEP FV3-GFS 全球模式

0.25 及 0.5 度資料。此外，亦加入傳統觀測資料與福爾摩沙衛星掩星 觀測資料進行資料同化。區域氣象模式採用美國國家大氣研究中心 (NCAR)發展的 WRF (Weather Research and Forecasting) 3.8.1 版本，重 新規劃設計 16 組系集成員。氣象模式採三層巢狀網格設計，水平解 析度分別為 45、15、5 公里，每天進行 4 次氣象預報，預報時間達 84 小時。詳細模式設計請參考「跨尺度天氣預報系統開發暨颱風與豪雨 預報技術研究技術報告」(徐等，2020)。模式輸出部分除了各種研判 圖資，另外與資訊組合作使用 API 形式將 16 組系集雨量對外提供服 務。目前即時提供給氣象局、公路總局及地方防災協力單位的總資料 量約 80G。

圖 45 系集預報系統與應用服務架構流程

本年度系集預報的應用開發，包含「系集降雨預報」、「系集颱風 路徑」、「系集路徑分析」。「系集降雨預報」是利用本中心 16 組系集

預報與氣象局 20 組 WRF 系集預報系統及 2 組決定性預報進行分析 統計。除了即時將各成員預報的雨量繪製成 12 小時累積降雨分布圖

（圖 46），提供不同的降雨情境，可進行情境推估可能存在的風險。

並且發展定量降雨系集統計方法，用來改善系集平均降雨極值低估的 問題，挑選系集雨量前 50%之成員進行平均，可提供極端氣候情境下 暴雨預報示警之參考。

圖 46 系集雨量預報 12 小時累積圖。圖例為白鹿颱風 2019 年 08 月 24 日 00 時 預報（UTC），預報 00 小時至 12 小時累積雨量。左上圖為觀測雨量，其餘 小圖為各系集成員雨量，其中右下角為前 50%系集平均

「系集颱風路徑」(圖 47)為本中心系集預報所定位的預報颱風 中心資訊，配合氣象局官方預報路徑繪圖，可透過系集模式預報之颱

風路徑分布特性，分析颱風可能偏差風險。

圖 47 系集模式預報之颱風路徑，圖為白鹿颱風 2019 年 08 月 22 日 18 時預報

（UTC），系集颱風路徑（紅線）與系集平均路徑（粗紅線），藍線為氣象 局官方路徑。左上角有標註颱風名稱與模式起初時間

「系集颱風路徑分析」是利用系集颱風路徑開發路徑分群技術，

在颱風豪雨災害應變期間，找出與颱風相對位置有相類似特徵之系集 成員，整合出不同情境下的颱風路徑與未來 72 小時的降雨預報(圖 48)。提供作業單位了解不同情境下的降雨分布的結果，有助於災害防 救時期的決策與風險管理。

圖 48 颱風路徑分群與分群成員預報雨量。圖例為白鹿颱風 2019 年 08 月 22 日 18 時預報（UTC）路徑分群結果，上圖為偏左路徑下的成員路徑(紅線)與 平均路徑（粗紅線），下圖為偏左路徑下每 12 小時累積雨量分布