第伍章 降雨預報產品調整技術精進
5.3 案例說明
以108年白鹿颱風、107年瑪莉亞颱風為例進行實作與說明。民 國108年第十一號颱風白鹿(BAILU)8月21日於菲律賓東方海面生 成,中央氣象局8月23日05時30分發布海上颱風警報,並於23日14 時30分發布陸上颱風警報,圖5-12為白鹿颱風移動路徑,颱風由臺 東東南方往西北移動,於24日13時15分由屏東縣滿州鄉登陸,並於 14時10分由高雄楠梓附近出海。白鹿颱風期間主要在東部形成顯著 降雨,後續以花蓮溪流域(2420)、秀姑巒溪流域(2370)、卑南溪流域 (2200)檢視預報降雨調整結果。
民國107年第八號颱風瑪莉亞(MARIA)颱風期間,中央氣象局於 民國107年7月9日14時30分發布瑪莉亞颱風海上警報,並於7月9日23 時30分發布海上陸上颱風警報訊息。圖5-13為瑪莉亞颱風移動路 徑,其由臺灣東北角海面掠過,因其暴風圈籠罩臺灣北部區域,主 要降雨發生在北部至中部山區,集中在北北基至苗栗一帶,後續以 淡水河流域(1140)、頭前溪流域(1300)檢視預報降雨調整結果。
圖 5-12 白鹿颱風路徑圖
圖 5-13 瑪莉亞颱風路徑圖
在後續在各圖中,RADQPE觀測雨量為藍色組體圖,對於該時 間 而 言 為 事 後 資 料 ; 橘 色 組 體 圖 為 目 前 對 外 提 供 之 使 用 產 品 QPESUMSQPF ; 綠 色 及 紅 色 組 體 圖 分 別 為 本 計 畫 產 製 之 mQPFHourly及mQPFmHourly調整產品(註:根據預報時間的不同,
mQPFmHourly可能不包含前述第三層的逐時調整機制)。縱軸標示為 觀測或預報時雨量,單位為毫米(mm);橫軸為以圖名時間為基準時 間至未來第1~最長至第24小時之未來時序。
對於各案例說明皆以三組圖表呈現,第一組圖表表示在QPF提 供時間點(02、08、14、20時)所進行的調整結果,主要檢視將QPF6hr 調整為mQPF的情形。對於每一個案例選取雨勢較大的連續兩次六小 時間隔,共計12小時之連續調整結果,分別呈現於第二組(a)、第三 組(b)圖表之中,重點在於檢視接近目前時間的調整結果,也就是 mQPFmHourly的部分。各圖下方列出其統計值,前三列分別為相關 係數、效率係數以及累積雨量,每組統計值共有三個數據,為 QPESUMSQPF、mQPFHourly以及mQPFmHourly的表現,同時列出 事後觀測的累積雨量值於第四列。
相關係數代表預報產品與事後觀測資料之間的趨勢相關性,當 數值越大表示逐時資料上越有同樣大或同樣小的趨勢,效率係數代 表預報產品逐時資料與事後觀測資料之間的差異表現,效率係數越 接近於1,表示預報產品逐時資料與事後觀測資料的數值越相近。累 積雨量則為該圖時間段中的總雨量表現。
一、白鹿颱風花蓮溪(2420)案例說明
表5-4為白鹿颱風期間花蓮溪流域於082320、082402、082408、
082414的調整結果。以時間點082402而言,mQPF的調整效果較差。
表5-4(a)為082402~082407間逐時調整情況,為雨勢正起的時段,主 要進行前幾個小時的調整,因此對於中段時間的部分並未進一步改 變,使得相關係數、效率係數表現不佳。表5-4(b)為082408~082413 間逐時調整情況,為雨勢較大的時段,以相關係數而言,各預報資 料大約介於0.4~0.6之間,以效率係數而言,係有所改善。
表 5-4 白鹿颱風期間花蓮溪流域雨量調整組體圖
表 5-4(a) 白鹿颱風期間花蓮溪流域雨量調整組體圖 (2019082402~2019082407)
相關係數:0.4247 , 0.3947 , 0.3947
表 5-4(b) 白鹿颱風期間花蓮溪流域雨量調整組體圖 (2019082408~2019082413)
相關係數:0.5294 , 0.4042 , 0.4042
二、白鹿颱風秀姑巒溪(2370)案例說明
表 5-5 為 白 鹿 颱 風 期 間 秀 姑 巒 溪 流 域 於 082314 、 082320 、 082402、082408的調整結果。以時間點082314而言,QPF於後段時 間預報偏低;以時間點082320而言,QPF於中段時間預報偏低,後 段時間預報偏高,然而秀姑巒溪明顯的雨起時間段約在082402,對 於前兩個時間點而言,預報高低估的時段皆為12小時之後。表5-5(a) 為082402~082407間逐時調整情況,可看到除了在第10小時前後,調 整效果不佳(mQPF調整結果所造成),但前段時間調整結果理想。表 5-5(a)為082408~0824013間逐時調整情況,依照組體圖與統計數據而 言,各小時及逐時分佈的調整各有好壞。
表 5-5 白鹿颱風期間秀姑巒溪流域雨量調整組體圖
表 5-5(a) 白鹿颱風期間秀姑巒溪流域雨量調整組體圖 (2019082402~2019082407)
相關係數:0.6856 , 0.6758 , 0.6758
表 5-5(b) 白鹿颱風期間秀姑巒溪流域雨量調整組體圖 (2019082408~2019082413)
相關係數:0.6456 , 0.6141 , 0.6197
三、白鹿颱風卑南溪(2200)案例說明
表5-6為白鹿颱風期間卑南溪流域於082320、082402、082408、
082414的調整結果。以時間點082320而言,QPF於中段時間預報偏 低,後段時間預報偏高,然而卑南溪明顯的雨起時間段約在082408,
參考表5-6(a)為082408~0824013,表5-6(b)為082414~0824019間逐時 調整情況,可看到自082410起,前幾小時的mQPFmHourly調整情況 理想,但依照組體圖與統計數據而言,各小時及逐時分佈的調整仍 各有好壞。
表 5-6 白鹿颱風期間卑南溪流域雨量調整組體圖
表 5-6(a) 白鹿颱風期間卑南溪流域雨量調整組體圖 (2019082408~2019082413)
相關係數:0.5129 , 0.0649 , 0.0649
表 5-6(b) 白鹿颱風期間卑南溪流域雨量調整組體圖 (2019082414~2019082419)
相關係數:0.7037 , 0.8285 , 0.8285
四、瑪莉亞颱風淡水河(1140)案例說明
表 5-7 為 瑪 莉 亞 颱 風 期 間 淡 水 河 流 域 於 071002 、 071008 、 071014、071020的調整結果。明顯的雨起時間段約在071014,參考 表5-7(a)為071014~071019,表5-7(b)為071020~071101間逐時調整情 況,可看到在所有逐時調整資料中,相關係數雖然接近,但效率係 數以調整後的表現較佳,依照組體圖所見,也的確將整體雨勢調整 為更接近事後觀測雨勢,然在量值上可能有略微低估的情形。
表 5-7 瑪莉亞颱風期間淡水河流域雨量調整組體圖
表 5-7(a) 瑪莉亞颱風期間淡水河流域雨量調整組體圖 (2018071014~2018071119)
相關係數:0.8672 , 0.8027 , 0.8027
表 5-7(b) 瑪莉亞颱風期間淡水河 1300 流域雨量調整組體圖 (2018071020~2018071101)
相關係數:0.8905 , 0.883 , 0.883
五、瑪莉亞颱風頭前溪(1300)案例說明
表 5-8 為 瑪 莉 亞 颱 風 期 間 頭 前 溪 流 域 於 0071008 、 071014 、 071020、071102的調整結果。參考表5-8(a)為071014~071019,由於 中段時間係依靠mQPF調整機制,在數值向上調整的結果下造成效率 係數表現不佳。表5-8(b)為071020~071001間逐時調整情況,可看到 在此時段逐時調整資料中,相關係數雖然接近,但效率係數以調整 後的表現較佳,依照組體圖所見,也的確將整體雨勢調整為更接近 事後觀測雨勢。
表 5-8 瑪莉亞颱風期間頭前溪流域雨量調整組體圖
表 5-8(a) 瑪莉亞颱風期間頭前溪流域雨量調整組體圖 (2018071014~2018071019)
相關係數:0.7751 , 0.691 , 0.6946
表 5-8(b) 瑪莉亞颱風期間頭前溪流域雨量調整組體圖 (2018071020~2018071101)
相關係數:0.7921 , 0.7814 , 0.7814