5.3 評估與分析未來風險
5.3.2 評估基期風險
在評估基期風險之前,需要比較歷史與氣象合成模式之基期資料,驗證氣象合 成模式是否能夠重現歷史特性。首先本研究依據 IPCC AR5 之定義,將基期
(Baseline)設定為 1986-2005 年,並且利用傳統型氣象合成模式(WGEN)和低 頻率氣象合成模式(LF-WGEN)產生 50 組 20 年的氣象資料,兩種氣象合成模式 根據蒙地卡羅法隨機產生一系列日降雨資料,來維持氣象統計特性。理想的氣象合 成模式能夠在維持歷史統計特性的前提下,產生更多的極端事件。WGEN 和 LF-WGEN 兩種氣象合成模式產生的日平均溫度皆接近歷史日均溫,而在雨量方面整 理在表5-9,顯示 LF-WGEN 能夠更好的呈現歷史日雨量的平均值和標準差,同時 產生更極端的日雨量,歷史最大日雨量為 397 mm,而 WGEN 產生最大日雨量為 382 mm,僅能重現 96%的歷史資料,結果顯示 WGEN 較難產生極端的日雨量。另 外,表 5-10 顯示氣象合成模式之各月雨量與歷史月雨量相比,LF-WGEN 的相關 係數(correlation coefficient, r)較高,而均方根誤差(root mean squared error, RMSE)
較低,顯示LF-WGEN 表現較好。
因台灣農業分為兩期作,因此一期作與二期作之總雨量對於農業灌溉相當重 要,表5-11 比較氣象合成模式之各期作雨量與歷史期作雨量,而 LF-WGEN 產生 之一期作與二期作總雨量,其平均值較為接近歷史值,而標準差方面,在一期作,
WGEN 較為接近歷史值,二期作則是 LF-WGEN 比較接近歷史值,以上結果證明 LF-WGEN 在重現雨量資料之統計特性上有較佳的能力。另外,表 5-12 顯示氣象 合成模式之連續不降雨日和年雨量,為影響家庭節水率和支撐延時的重要因子,因 此需要分析氣象合成模式產生之日降雨資料,其連續不降雨日和年雨量是否接近 歷史值,才能避免繁衍之雨量資料影響指標結果。WGEN 和 LF-WGEN 產生之日 降雨資料,其連續不降雨日之平均和標準差,皆與歷史連續不降雨日接近,但年雨 量方面,LF-WGEN 產生之年雨量,不論在平均和標準差方面,都較為接近歷史年 雨量。
表5-9 氣象合成模式產生日雨量之統計特性
表5-10 氣象合成模式產生之月雨量 LF-WGEN 807 304 426 295
WGEN 887 225 343 131
因在於WGEN 和 LF-WGEN 產生之日降雨資料的連續不降雨日比歷史資料低。圖 5-6(b)為歷史與基期之支撐延時,歷史值和 WGEN 和 LF-WGEN 基期結果接近。
最後,表5-13 總結 WGEN 和 LF-WGEN 兩個氣象合成模式,產生之基期日降雨資 料對於指標結果的影響。LF-WGEN 在案例 1、4、8 中,一期作水分利用效率、一 期作農業節水率、二期作農業節水率、家庭節水率以及支撐延時,其平均值較為接 近歷史值。而WGEN 只有在案例 1 中,二期作水份利用效率的平均值比較接近歷 史值。綜合以上的指標結果,可看出LF-WGEN 基期資料,各項指標值的平均和中 位數都和歷史指標值比較接近,顯示LF-WGEN 重現歷史特性之能力較佳,因此在 後續未來風險評估,本研究使用LF-WGEN 產生之氣象資料進行未來風險評估。
圖5-4 歷史與基期之水分利用效率
圖5-5 歷史與基期之農業節水率
圖5-6 歷史與基期之家庭節水率與支撐延時 表5-13 比較氣象合成模式之指標結果
指標 LF-WGEN WGEN
水分利用效率(一期作) 案例1、4、5、8
水分利用效率(二期作) 案例4、8 案例1 農業節水率(一期作) 案例1、4、5、8
農業節水率(二期作) 案例1、4、5、8 家庭節水率 案例1、4、5、8 支撐延時 案例1、4、5、8