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系集路徑校驗方法

第四章 系集預報校驗與應用

4.3 系集颱風路徑校驗

4.3.1 系集路徑校驗方法

當應用路徑預報資料時,了解系集成員的路徑模擬與實際颱風路 徑的相關性,有助於選擇適當的雨場分布進行災害情境推估。

將系集成員每一個預測路徑點與觀測路徑進行距離偏差計算,再 將每 12 小時的路徑距離偏差其平均,以平滑可能因觀測誤差的差異,

每 12 小時做為區間設定與雨量校驗時間區間設定相同,如此可方便 比較路徑與雨量的校驗成果相對應關係(圖 29)。

圖 29:以麥德姆颱風為例,各系集成員於不同預報時段路徑校驗成果。當值愈 小,表示愈接近實際觀測路徑

續圖 29:以麥德姆颱風為例,各系集成員於不同預報時段路徑校驗成果。當值 愈小,表示愈接近實際觀測路徑

4.3.2 個案分析

以 2014 年第 10 號颱風麥德姆(MATMO)為例,當海上警報發佈,

中央災害應變中心二級開設時,檢視距離此時段最近之系集路徑預報

(圖 30),可看出預報路徑趨式仍有分歧,路徑偏離差異由台灣北部 海上至台灣南部皆在預報可能路徑範圍內,因此數值天氣預報的不確 定性風險仍然較高。然而颱風由北部與由南部穿過台灣時災害預警的 區域差異很大,此時要挑選較適當的降雨分布預測方式,若颱風預報 路徑趨勢一致,可由氣象局官方路徑為基礎,挑選系集成員中較接近 路徑之降雨分布,或者考量模式過去降雨得分狀況及路徑偏差分析,

挑選得分狀況較佳之成員。若路徑趨勢不一致時,則需考量路徑預報 偏差趨勢,並輔以人為趨勢判識,挑選可能的颱風路徑情境與颱風情 境雨量分布,提供下游災害模擬使用。

圖 30:2014 年 07 月 21 日 12 時(UTC)麥德姆颱風系集成員路徑預報。白線為 中央氣象局官方預報路徑(圖片左段)及觀測(圖片右段);藍線為中央 氣象局 WEPS 及 WRF 決定性預報成員預報路徑;綠色為國研院颱洪中心系 集成員預報路徑;紅色為本中心所模擬之颱風路徑預報

在此颱風個案中央災害應變中心二級開設前,進行先置評估作業,

應情境模擬設定所需,挑選近官方路徑、官方偏北路徑、官方偏南路 徑之雨場進行災害模擬(圖 31、圖 32),由(圖 31、圖 32)可看 出,當颱風路徑不同,相對應之雨量分布也會有明顯差異,當路徑走 向為偏北路徑時,降雨集中區位於台北部地區;若路徑走向為官方預 報時,則颱風在登陸前降雨集中區在東部地區,登陸後集中於中部地 區;若為官方路徑偏南走向時,則颱風登陸後,降雨集中區在中南部 地區;因此,提前預擬颱風路徑情境,並透過了解路徑不確定性所造 成的降雨特性差異,提供決策者對災害警戒區域有更明確作為之操考 依據。

圖 31 2014 年 07 月 21 日 00 時(UTC)麥德姆颱風情境路徑,包括官方預報路 徑(白線)、近官方路徑成員 E04、偏北路徑成員 E02 與偏南路徑成員 E19

圖 32:2014 年麥德姆颱風,2014 年 07 月 21 日 00 時(UTC),選取系集成員路 徑預報所對應之 12 小時累積雨量圖。(a)偏北路徑對應之雨量分布,成 員為 E02;(b)官方預報路徑對應之雨量分布,成員為 E04;(c)偏南路 徑對應之雨量分布,成員為 E19

2014 年 07 月 22 日 00 時(UTC)的系集颱風路徑預報,麥德姆颱風 登陸台灣前路徑仍具有相同不確定性,並由前幾次預報路徑趨勢分析,

系集颱風路徑預報趨勢逐漸往南偏移修正,當時人為研判颱風登陸點 可能比當時的官方預報路徑更偏南。因此為提前因應颱風可能偏南移 動時造成的雨量預估偏差所造成的情勢錯估的可能,因此災害情境則 挑選兩組不同路徑走向之雨量分布進行分析研判(圖 33),一組為接 近官方預報路徑之系集成員 E16,另一組則為偏南路徑的參考組 M18,

並於颱風應變期間同時提供做為預警之用。由事後降雨分布比較(圖 34),當時人為預判路徑偏南所挑選的颱風路徑及降雨情境皆較接近 實際情況,避免南部降雨嚴重低估的錯誤。氣象局官方預報路徑亦於 下一報中將颱風路徑預報往南修正,然而偏南路徑的情境挑選可以提 前因應颱風變化的應變作為,延長颱風防災的準備時間。

圖 33:2014 年 07 月 22 日 00 時(UTC)麥德姆颱風官方預報路徑(白線)、近官 方預報成員 E16(藍線)與偏南路徑成員 M18(紅線)之路徑分布

圖 34:2014 年麥德姆颱風,2014 年 07 月 22 日 00 時(UTC),選取系集成員路 徑預報所對應之 12 小時累積雨量圖。(a)官方預報路徑對應下雨量分布 成員 E16;(b)偏南路徑對應之雨量分布,成員為 M18;(c)為實際觀測 雨量

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