最新熱門關鍵字:  管理    成功  策略  
風雲變幻莫測 氣象預報非預知 豈能百分百正確
極端天氣在過去一個月影響全球,先是英國暴雨成災,再有美國暴風雪,包括香港在內的亞洲地區亦遭遇強大寒潮,實際情況更差過氣象部門預測,讓港美等地民眾不滿。事實上,隨著科技進步,天氣預測誤差近年已持續下降,但亦偶然產生重大失誤,究其原因,還是大氣過於複雜多變,目前人類對全球天氣狀況認知仍然較少,加上資訊及電腦等科技水平始終不足,導致未能做到十全十美的預測。
1970-01-01 /  5716

美東遭遇「怪獸級」暴風雪,帶來破紀錄降雪量。  圖片來源:香港文匯報

香港《文匯報》報導,公眾平時接收的天氣預報內容,一般清晰易懂,只有未來數日的溫度、相對濕度等數字,還有「天晴」、「間中有雨」等簡單描述。不過,天氣現象涉及厚10多公里的大氣層,加上受地形等因素影響,準確預測需要相當複雜的運算。

目前美國、英國、歐洲及日本等地氣象部門均有運作數值預報模式,向超級電腦輸入各層大氣的資料,運算大氣的可能變化,供各地預報員參考,當中以美國國家環境預報中心(NCEP)的「全球預報系統」(GFS)及歐洲中期天氣預報中心(ECMWF)的預報模式最常用。

香港天文台在以上兩個模式以外,還會參考日本氣象廳(JMA)和英國氣象局(UKMO)的數值預報,再以「多模式集成預報」方式綜合所有資料。

然而數值預報模式有局限,分辨率受制於電腦運算能力,對較小的天氣系統並不敏感,各模式亦有偏差。更大缺陷是,人類對全球天氣狀況認知較少,例如海洋上只有極少島嶼設有氣象站探測大氣,而起初輸入電腦的天氣資料稍有失誤,數值模式便難以運算出可靠結果。

人類活動高度集中於城市,些微誤差已足以造成巨大影響。去年1月暴風雪吹襲紐約一帶,市面風雪竟不大,僅50公里外的長島降雪量卻高達2呎。去年7月颱風「蓮花」襲港,天文台發出8號風球,但最終「蓮花」在港以北近距掠過,因已登陸及迅速減弱,香港風力遠比預期低,一河之隔的深圳則受烈風吹襲。

基於種種因素,氣象專家仍難以「百分百」準確預測天氣,只得利用知識和經驗,修正預報模式的結果。科學界亦不斷尋求更準確的預測技術和方法。ECMWF、英國雷丁大學及加拿大環境局聯合研究發現,偵測平流層風向轉變,可準確預測未來2周至1個月的天氣,有助政府及早預警極端冬季氣候。

在距面約40公里高空出現的「極夜噴射氣流」(冬季形成的極地高空噴流),風向通常由西向東,風速約每小時112公里。研究團隊發現,若此噴流突然減弱,平流層溫度會變暖;若轉強,則平流層變得異常寒冷,預計到將出現極端天氣。這情況通常在冬季發生3至4次,氣象局可用此預早2至4周發出預警。

科學家也致力改良儀器,例如ECMWF的「超級電腦」現時設有16萬組件,未來5年會增至100萬,希望更精準及更快預測天氣。

近年歐洲中期天氣預報中心(ECMWF)預報模式表現較理想,在多個個案中把美國國家環境預報中心的「全球預報系統」(GFS)給比下去。該中心今年完成升級GFS系統,提高其解析度和運算能力。  (接下頁)

2012年颶風桑迪威脅美東,當時ECMWF預計會在大西洋折向西北,登陸美東,GFS則預期它轉向東北,遠離美國。結果桑迪橫掃美東,紐約等多處災情慘重,美國隨即湧現對GFS的質疑聲音,批評它不夠精細。去年10月颶風「華金」在大西洋緩慢移動,GFS起初預測它直撲美東,ECMWF則預測會在外海掠過。結果GFS一天後修正預測,跟ECMWF看齊,華金最終亦轉向東去。

美國國家颶風中心強調,GFS平均誤差與ECMWF相若,公眾不應以個別事件論斷。然而統計數字顯示,GFS在大氣環境複雜時,準確度明顯下跌,使它不及ECMWF可靠。華盛頓大學大氣科學教授馬斯指出,ECMWF分析時採用更精細的天氣數據,運算誤差較少。

不過,ECMWF始終是電腦預報模式,不可能適用於所有情況,例如2012年颶風「艾薩克」吹襲墨西哥灣時,GFS的預測路徑便更準確;去年1月紐約州受冬季風暴威脅,GFS預報降雪量誤差亦較ECMWF少。ECMWF的運作方式亦有漏洞,它不設預報員以人手輸入風暴位置等初始數據,若未能自動捕捉各天氣系統,便會減低準確度。分析認為,預報員不應偏重單一模式的運算結果,而是要全盤考慮各模式。

天氣預測對航空交通管制非常重要,美國聯邦航空局(FAA)數據顯示,美國70%航班延誤是由惡劣天氣造成,令乘客每年合共損失67億美元。若航空管制員及時取得準確數據及功能更強大的航空管理支援工具,約66%的航班延誤均可避免。就此,FAA已研發出專供航管使用的天氣預測系統「NextGen Weather Processor」,可同時進行數千組運算。

相關科技亦可應用在國防領域。不過,目前航空天氣數據由多個不同系統提供,數據龐大而分散,難以讓航管及時採用。

預測不準長期困擾氣象學家,美國氣象預報機構AccuWeather專家埃利奧特為同儕解畫,指天氣瞬息萬變,最終仍是「自然決定一切」。

埃利奧特表示,在她為AccuWeather工作期間,看過不少言論批評預報不準,甚至曾被人懷疑有政治目的,例如為獲更多研究經費,才作出聳人聽聞的預報。她反駁指,當氣象學家遇上強烈風暴,便立刻收集及分析大量資訊,等候電腦模擬結果,並在社交媒體回答民眾查詢,公佈當時最好的預測結果。

她指出「當時」是關鍵詞,畢竟天氣不會經常按預期發展,他們是預測無法控制的東西,準確度不足情有可原。

北半球早前經歷「世紀寒潮」,美國、韓國、日本等地暴雪成災,相反北極卻罕有出現「熱浪」,氣溫一度升至冰點以上。氣象公司WeatherBell Analytics專家毛厄指出,這是由於聖嬰現象令太平洋變得異常溫暖,導致去年底大西洋及北冰洋出現一連串風暴,加上北大西洋「怪獸級」風暴把濕暖空氣吹向北極,導致北極氣溫急升,極地冷空氣被迫南下。

雖然北極氣溫很快恢復正常,回落至冰點以下數十度,但已嚴重打亂高低緯度氣團的穩定和平衡,擾亂極地漩渦,導致阻擋極地冷空氣南下的高壓崩潰,造成席捲北半球的寒潮。

圖片來源:香港文匯報


推薦閱讀

NO.217 綠色黃金

NO.511 綠色競爭力

NO.506 大數據