瀏覽人次

4282


通過A+等級無障礙網頁檢測, 另開視窗.

簡介

氣象模式的可能性最先在20世紀20年代被提出來,但是直到50年代隨著計算機的發展才有第一次的預報產生,其簡化許多物理方程,並成功預測了一場美國東北的大風雪。80年代以後隨著電腦計算速度的演進、衛星遙測技術發展、氣象衛星的觀測資料及各地觀測站的設立,氣象模式也越來越精進及龐大。至今為止,目前比較有名的氣象模式如美國的MM5(Fifth Generation Mesoscale Model)及WRF(Weather Research and Forecasting model)模式、歐洲的ECMWF(European Center for Medium Range Weather Forecasting Integrated Forecast System)等,各個國家的氣象局也有其自己發展及修改的氣象模式。       

 

        大氣基本上為一團流體,因此氣象模式最初的發展由動力方程、熱力方程、質量守恆方程及氣體狀態方程而來,主要可以計算大氣中的氣壓、風速、風向、溫度、濕度、水含量等氣象要素三維空間分佈。其計算的有效網格解析度約可以到10公里左右。然而,大氣中有許多重要的物理過程,如積雲對流所造成的溫濕度、動量、熱量等變數重新分佈,大氣與邊界層間的各種交換作用,紊流所引發的動量能量和水氣輸送等,往往需要解析至1公里或以下的尺度才能有較好的模擬結果,其需要的計算資源龐大。模式中為了解決此一問題,透過研究統計出次網格的物理過程對於預報因子在網格尺度上的影響,再以參數化的形式將其影響回饋至模式內,以解決模式對於次網格尺度下物理過程的不足。各地區亦可以微調適用於當地的參數以提高預報的準確度。
       

        原則上,從已知的初始狀況和邊界條件就可以開始模式計算。初始狀況一般由實際各地的觀測資料建構而來,觀測資料經過QA/QC篩除錯誤數值後,將其代入模式網格中,然而觀測資料遠少於模式模擬所需要的網格點數,因此先以模式模擬的結果當做背景,將實際的觀測資料差值代入模式網格後作修正,此步驟稱作資料同化。因此模式在建構初始場時需要預跑一段時間,以建構正確的初始場。近年來氣象模式朝著海洋、陸地、大氣三者物理過程交互耦合的方向發展,如海洋的溫度是影響颱風增強或減弱的關鍵等,彼此密不可分。       

 

        對於空氣品質污染模式而言,氣象模式則扮演著提供空品模式模擬前的氣象環境背景場,與氣象模式較注意的中小尺度物理現象不同,空品模式較在意是微弱風速下的氣象環境,即使如此,準確的氣象模式仍然是空品模式的重要因素。

 


網站最後更新日期:2019-01-18