香港地下天文台網誌

大氣是一個「混沌」的系統，只要觀測數據稍有誤差，預報結果完全不同。「集合預報」的出現，就是模擬數據及模式的誤差，從不同的預報結果推敲預報的可信性及發生概率。 熱帶氣旋路徑集合及概率預報相信大家不會陌生，天文台氣溫延伸（概率）預報也應該見過。隨著 ECMWF 今年公開預報數據，我們可在網上觀看世界各地的10天雲量、雨量、風力及氣溫集合預報。（如果該點不在模式的預報點上，則以該點四周預報點作插值運算，並以海拔高度調整。） ECMWF 有 52 個預報成員。第 1 個是根據觀測數據，利用高解像模式進行運算得出的預報（HRES），亦即是在 Windy 或 Tropical Tidbits 看到的預報。理論上這是最準確的預報。 第2個成員，就是利用同樣的觀測數據，放入簡化了的集合預報模式（以加快運算）計算得出的控制預報（CONTROL）。由於模式不相同，即使數據相同，CONTROL 與 HRES 預報通常並不相同。 餘下的50個成員，就是將觀測數據及模式進行擾動（pertubation）來模擬誤差，計算出不同的結果。這些結果的平均就是集合預報平均（ensemble mean）。 熱帶氣旋路徑集合預報就是50條不同的預報路徑（假設熱帶氣旋在預報期內未有消散）。利用這些路徑的分散程度，我們就得出熱帶氣旋路徑概率預報。 --- 消化時間 --- 我們在了解 ECMWF 的氣溫集合預報前，要對統計學上的「盒鬚圖」或「箱形圖」（box-whisker plot，簡稱 boxplot）有些認識。…

十月份西太平洋及南海熱帶氣旋活動非常活躍，至今已有6個熱帶氣旋被命名，比正常的3至4個為高。 眾所周知，熱帶氣旋的能量來自海洋，海水溫度高有利熱帶氣旋形成，但這並非充份條件。熱帶氣旋的形成還需要地面空氣輻合匯聚，不穩定且風勢微弱的大氣提供空氣上升條件，以及高空的輻散提供空氣流出通道。 赤道東太平的厄爾尼諾及拉尼娜現象，令海水溫度及赤道東風出現周期性轉變，也會影響熱帶氣旋形成的數目及位置。 不過一個較少人留意的大氣震盪現象，Madden-Julian Oscillation （馬登-朱利安振盪，又稱季內震盪，MJO）, 對熱帶氣旋的形成起著重要作用。MJO 是熱帶赤道地區的一種 30-60天周期大氣變化，經過的地區會產生對流活動，雲量及雨量增加，並有利熱帶氣旋的形成。 MJO 以非洲作為開始，由西向東移動，橫過印度洋進入南海，再進入西太平洋。 MJO 指數計算根據 Wheeler and Hendon (2004) 的文獻，參考大氣低層及高層（850及200百帕）緯向風（東西分量的風）變化，以及大氣長波輻射數據。大氣長波輻射是指由地球反射回太空的輻射，當雲量增加，大氣長波輻射便會減少。 我們可以從澳洲氣象局網頁監察 MJO 指數的變化。十月份 MJO 進入第5區並持續，因此有利熱帶氣旋在南海及菲律賓近海形成。隨著十月下旬 MJO 進入第6區，熱帶氣旋形成位置逐漸東移，最新形成的熱帶氣旋天鵝便是一例。 現時 MJO 預測仍然有很大的不確定性。 延伸閱讀： An…