第六章 驗證
6.3 驗證作業
本研究針對決定性預報、達 1 個至 6 個的一級淹水預警,以及達 1 個至 8 個 的二級淹水預警等方法進行實驗,實驗所使用的資料是 2019 年 0517 豪雨、0518 豪雨與 0520 豪雨共 3 場事件,每場事件選擇 3 個氣象預報初始場,共使用 9 個氣 象預報初始場。
6.3.1 0517 豪雨驗證成果
本研究使用 0517 豪雨事件內 5 月 16 日 08 時、5 月 16 日 14 時與 5 月 16 日 20 時共 3 組預報資料。在 5 月 16 日 08 時與 14 時預報資料中,門檻數量達 3 個以 上便無一級淹水預警訊號與二級淹水預警訊號,因此在此二個初始場時間內,本 研究針對決定性預報、達 1 個至 2 個的一級淹水預警,以及達 1 個至 2 個的二級 淹水預警等方法進行記錄;在 5 月 16 日 20 時預報資料中,門檻數量達 6 個以上 便無一級淹水預警訊號與二級淹水預警訊號,因此在初始場時間內,本研究針對 決定性預報、達 1 個至 5 個的一級淹水預警,以及達 1 個至 5 個的二級淹水預警 等方法進行記錄。如表 9 所示。
表 9 0517 豪雨驗證成果
6.3.1.1 051608 初始場
在 051608 初始場中,有淹水預警訊號的方法有達 1 個一級淹水預警、達 2 個 一級淹水預警、達 1 個二級淹水預警以及達 2 個二級淹水預警,加上無淹水預警 訊號的決定性預報,共有 5 組方法進行比較。首先,決定性預報無法預警到任何 淹水預警訊號;門檻數量達 1 個的一級淹水預警方法偵測率為 0.27,成功預警率 為 0.08,預兆得分是 0.07,偏離指數是 3.33,表示可偵測到約 27%的發生淹水災 情的鄉鎮市區,預警的成功率約 8%,預警能力為 7%,並有過度預警的現象;門 檻數量達 2 個的一級淹水預警方法偵測率為 0.07,成功預警率為 1.00,預兆得分 是 0.07,偏離指數是 0.07,表示可偵測到約 7%的發生淹水災情的鄉鎮市區,預警 的成功率為 100%,預警能力為 7%,並有預警不足的現象;門檻數量達 1 個的二 級淹水預警方法偵測率為 0.80,成功預警率為 0.11,預兆得分是 7.07,偏離指數 是 0.14,表示可偵測到約 80%的發生淹水災情的鄉鎮市區,預警的成功率約 11%,
預警能力為 11%,並有過度預警的現象;門檻數量達 2 個的二級淹水預警方法偵 測率為 0.13,成功預警率為 0.67,預兆得分是 0.13,偏離指數是 0.20,表示可偵 測到約 13%的發生淹水災情的鄉鎮市區,預警的成功率為 67%,預警能力為 13%,
並有預警不足的現象。
將上述 5 種方法的成果繪製成性能圖,如圖 17 所示,由圖可知,在此初始場 資料中,決定性預報無產生任何淹水預警,因此在性能圖上的落點在原點處;門 檻數量為個 1 的一級淹水預警與二級淹水預警的預兆得分落在 0.1 前後,而偏離指 數落點在斜率 3 至 8 之間,為過度預警,其中二級淹水預警的預兆得分較一級淹 水預警高,故預警能力較一級淹水預警佳;在門檻數量為 2 個的部分,一級淹水 預警與二級淹水預警的預兆得分落在 0.1 前後,而偏離指數落點在斜率 0.2 以下,
為預警不足,其中二級淹水預警的預兆得分較一級淹水預警高,故預警能力較一 級淹水預警佳。
圖 17 051608 初始場各方法驗證成果比較
6.3.1.2 051614 初始場
在 051614 初始場中,有淹水預警訊號的方法有達 1 個一級淹水預警、達 2 個 一級淹水預警、達 1 個二級淹水預警以及達 2 個二級淹水預警,加上決定性預報,
共有 5 組方法進行比較。首先,決定性預報的偵測率與成功預警率皆為 0.00,預 兆得分也是 0.00,偏離指數是 0.13,表示可偵測淹水鄉鎮市區的比率、預警成功 率與預警能力皆為 0%,並有預警不足的現象;門檻數量達 1 個的一級淹水預警方 法偵測率為 0.53,成功預警率為 0.31,預兆得分是 0.24,偏離指數是 1.73,表示 可偵測到約 53%的發生淹水災情的鄉鎮市區,預警的成功率約 31%,預警能力為 24%,並有過度預警的現象;門檻數量達 2 個的一級淹水預警方法偵測率為 0.40,
成功預警率為 1.00,預兆得分是 0.40,偏離指數是 0.40,表示可偵測到約 40%的 發生淹水災情的鄉鎮市區,預警的成功率為 100%,預警能力為 40%,並有預警不 足的現象;門檻數量達 1 個的二級淹水預警方法偵測率為 0.67,成功預警率為 0.21,
預兆得分是 0.19,偏離指數是 3.20,表示可偵測到約 67%的發生淹水災情的鄉鎮 市區,預警的成功率約 21%,預警能力為 19%,並有過度預警的現象;門檻數量
達 2 個的二級淹水預警方法偵測率為 0.47,成功預警率為 0.88,預兆得分是 0.44,
偏離指數是 0.53,表示可偵測到約 47%的發生淹水災情的鄉鎮市區,預警的成功 率為 88%,預警能力為 44%,並有預警不足的現象。
將上述 5 種方法的成果繪製成性能圖,如圖 18 所示,由圖可知,在此初始場 資料中,決定性預報的淹水預警命中個數為 0,因此在性能圖上的落點在原點處;
門檻數量為 1 個的一級淹水預警與二級淹水預警的預兆得分落在 0.2 前後,而偏離 指數落點在斜率 1 至 4 之間,為過度預警,其中一級淹水預警的預兆得分較二級 淹水預警高,故預警能力較二級淹水預警佳;在門檻數量為 2 個的部分,一級淹 水預警與二級淹水預警的預兆得分落在 0.4 前後,而偏離指數落點在斜率 0.4 至 0.6 之間,為預警不足,其中二級淹水預警的預兆得分較一級淹水預警高,故預警能 力較一級淹水預警佳。
圖 18 051614 初始場各方法驗證成果比較
6.3.1.3 051620 初始場 0.73,成功預警率為 0.92,預兆得分是 0.69,偏離指數是 0.80,表示可偵測到約 73%的發生淹水災情的鄉鎮市區,預警的成功率為 92%,預警能力為 69%,並有
兆得分是 0.20,偏離指數是 0.20,表示可偵測到約 20%的發生淹水災情的鄉鎮市 區,預警的成功率為 100%,預警能力為 20%,並有預警不足的現象。
將上述 11 種方法的成果繪製成性能圖,如圖 19 所示,由圖可知,在此初始 場資料中,決定性預報無產生任何淹水預警,因此在性能圖上的落點在原點處;
門檻數量為 1 個的一級淹水預警與二級淹水預警的預兆得分落在 0.1 至 0.2 之間,
而偏離指數落點在斜率 5 至 8 之間,為過度預警,其中一級淹水預警的預兆得分 較二級淹水預警高,故預警能力較二級淹水預警佳;在門檻數量為 2 個的部分,
一級淹水預警與二級淹水預警的預兆得分落在 0.2 至 0.5 之間,而偏離指數落點在 斜率 2 至 4 之間,為過度預警,其中一級淹水預警的預兆得分較二級淹水預警高,
故預警能力較二級淹水預警佳;在門檻數量為 3 個的部分,一級淹水預警與二級 淹水預警的預兆得分落在 0.4 至 0.7 之間,而一級淹水預警的偏離指數為 0.80,落 在斜率為 0.8 的線上,為預警不足,二級淹水預警的偏離指數為 1.87,落在斜率為 2 的線上,為過度預警,其中一級淹水預警的預兆得分較二級淹水預警高,故預警 能力較二級淹水預警佳;在門檻數量為 4 個的部分,一級淹水預警與二級淹水預 警的預兆得分落在 0.7 前後,而偏離指數落點在斜率 0.8 至 1 之間,為預警不足,
其中二級淹水預警的預兆得分較一級淹水預警高,故預警能力較一級淹水預警佳;
在門檻數量為 5 個的部分,一級淹水預警與二級淹水預警的預兆得分落在 0.2 以下,
而偏離指數落點在斜率 0.2 以下,為預警不足,其中二級淹水預警的預兆得分較一 級淹水預警高,故預警能力較一級淹水預警佳。
圖 19 051620 初始場各方法驗證成果比較
6.3.2 0518 豪雨驗證成果
本研究使用 0518 豪雨事件內 5 月 17 日 20 時、5 月 18 日 02 時與 5 月 18 日 08 時共 3 組預報資料。在 5 月 17 日 20 時預報資料中,一級淹水預警在門檻數量 達 3 個以上便無訊號,而二級淹水預警在門檻數量達 5 個以上便無訊號,因此在 此初始場時間內,本研究針對決定性預報、達 1 個至 2 個的一級淹水預警,以及 達 1 個至 4 個的二級淹水預警等方法進行記錄;在 5 月 18 日 02 時預報資料中,
決定性預報、一級淹水預警與二級淹水預警皆無任何淹水預警訊號,本研究針對 決定性預報方法進行記錄;在 5 月 18 日 08 時預報資料中,一級淹水預警與二級 淹水預警皆無任何淹水預警訊號,本研究針對決定性預報方法進行記錄。如表 10 所示。
表 10 0518 豪雨驗證成果
圖 20 051720 初始場各方法驗證成果比較
6.3.2.2 051802 初始場
在 051802 初始場中,各方法皆無淹水預警訊號,本研究針對決定性預報方法 進行收錄。
將決定性預報方法的成果繪製成性能圖,如圖 21 所示,由圖可知,在此初始 場資料中,由於決定性預報未命中發生淹水災情的鄉鎮市區,因此各方法在性能 圖上的落點在原點處。
圖 21 051802 初始場各方法驗證成果比較
6.3.2.3 051808 初始場
在 051720 初始場中,有淹水預警訊號的方法是僅決定性預報,本研究針對決 定性預報方法進行收錄。決定性預報偵測率為 0.00,成功預警率為 0.00,預兆得 分是 0.00,偏離指數是 1.00,表示可偵測到 0%的發生淹水災情的鄉鎮市區,預警 的成功率為 0%,預警能力為 0%,其預警為無偏預警;
將決定性預報方法的成果繪製成性能圖,如圖 22 所示,在此初始場資料中,
由於決定性預報未命中發生淹水災情的鄉鎮市區,因此各方法在性能圖上的落點 在原點處。
圖 22 051808 初始場各方法驗證成果比較
6.3.3 0520 豪雨驗證成果
本研究使用 0517 豪雨事件內 5 月 19 日 14 時、5 月 19 日 20 時與 5 月 20 日 02 時共 3 組預報資料。在 5 月 19 日 14 時預報資料中,一級淹水預警在門檻數量 達 6 個以上便無訊號,而二級淹水預警在門檻數量達 9 個以上便無訊號,因此在 此初始場時間內,本研究針對決定性預報、達 1 個至 5 個的一級淹水預警,以及 達 1 個至 8 個的二級淹水預警等方法進行記錄;在 5 月 19 日 20 時預報資料中,
一級淹水預警在門檻數量達 7 個以上便無訊號,而二級淹水預警在門檻數量達 9 個以上便無訊號,因此在此初始場時間內,本研究針對決定性預報、達 1 個至 6 個的一級淹水預警,以及達 1 個至 8 個的二級淹水預警等方法進行記錄;在 5 月
一級淹水預警在門檻數量達 7 個以上便無訊號,而二級淹水預警在門檻數量達 9 個以上便無訊號,因此在此初始場時間內,本研究針對決定性預報、達 1 個至 6 個的一級淹水預警,以及達 1 個至 8 個的二級淹水預警等方法進行記錄;在 5 月