雖然小弟不從事此領域,不過大體上使用電腦模擬,流程應該都是:
資料輸入(來自觀測站,雷達,衛星,氣球...)
-> 使用模型 (模型好壞差很多)
-> 電腦計算 (計算能力太差,時間又有限,就只好犧牲準確度)
-> 獲得結果
要準,就要有更詳細的資料 (花很多錢),研究/授權/買更好的模型 (花不少錢),用運算能力超強的高速電腦 (花很多很多錢),才能有機會能獲得更準確的結果。另外,相關的基準研究也是相當重要,這就算是長期且不能間斷的投資 (持續的花錢)。
明天過後的天氣,電腦算給你知
文/張明德 (記者) 2006-07-14
http://www.ithome.com.tw/itadm/article.php?c=38191
天氣預報是結合數學、物理和電腦的應用科學,臺大大氣科學研究所P-3實驗室助理賴曉薇以她對氣象數值預報的研究經驗,解釋電腦在現代氣象預報中應用與限制...
...事實上氣象研究一向是最需要電腦效能的領域,
根據Top500超級電腦組織(www.top500.org)的最新統計(2005年11月),在世界前 500大超級電腦中,其中19臺是由氣象研究單位擁所有,排名最高的是第16名的韓國氣象廳,其次是第26名的中國氣象局。至於安裝在日本橫濱地球科學學院中,專為大氣循環預測、溫室化預測、地殼變動等計算而開發的地球模擬器(Earth Simulator)更曾佔據世界超級電腦速度榜首多年,在在顯示氣象研究是尖端電腦技術應用的一大重點...
氣象預報的準確率為什麼不如人意?
「過去氣象預報要達到令人滿意的水準是非常困難的,主要受到觀測密度和電腦設備的限制。近年來氣象觀測技術和數值方法的發展,以及電腦設備的提升確實大大增加了氣象預報的準確度。初始觀測的品質是現今限制氣象預報準確度的主要來源」賴曉薇表示。
氣象研究都必須建立在準確且緻密的觀測上,但受地理環境與經費限制,很難達到理想的觀測品質。如海洋就是設站的盲點,除非有島嶼,否則根本無法取得資料。另外一般觀測站都是設在地表,要取得不同高度的資料只能透過飛行器,但即使是中央氣象局也只能一天兩次在兩個測站施放氣象汽球。就觀測數據品質來說,目前最能掌握的還是陸地地表的大氣狀況,其餘部分就只能使用內插代替。然而海洋佔地表70%面積,地表也只是大氣的一小部份,真正有觀測值支持的其實只有一小部份,與實際狀況有相當的落差。
得到觀測結果後就能製成不同網格點或解析度的初始場資料,放到氣象模式進行預報計算。由於時效問題,氣象預測計算的範圍與解析度都會受到電腦性能的限制,如果電腦速度不夠,就只能代入比較「粗」的解析度。譬如將解析度設為50×50公里,也就是網格點取值間隔50公里,小於這個範圍的數值就以假設代替,然而對地形變化劇烈的臺灣本島來說,這種粗解析度求出來的結果也常常會失真。原本觀測所得到的數值就已經有許多缺漏,而在執行數值預報計算時限於電腦性能,又放寬解析度代入許多假設條件,最後得出來的預報結果不盡如人意也不足為奇。「氣象預報與產業緊密結合的程度超乎民眾的想像,目前的趨勢是將氣象預報產品與水利、防災結合,減少損失是最大的獲益。因此在氣象預報和觀測方面多投入人力和資金,改善預報準確度絕對是值得的。」賴曉薇表示。 (以上僅節錄)