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為什麼氣象預報老是不準？

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陳慈忻｜國立臺灣大學地理環境資源所

2013年8月29日因康芮颱風環流影響，水淹台南，為什麼台南市卻沒有停班停課？台南市長賴清德認為應該歸咎於氣象局預報，因為預報中台南不會在康芮暴風圈範圍，但台南卻下了豪大雨，氣象局千萬則「不準」的歷史紀錄又添一樁，網友認為「報不準就下台，才有肩膀」，也有網友指出「全部交給氣象局提供的科學數據，幹嘛要人（地方首長）來判斷放不放」。每每出現預報不準確或是決策出現失誤時，總是會有些不同的聲音，到底是誰該負責？地方首長和老百姓又該如何理解氣象預報，使預報更具實用性？

氣象局早已承認氣象預報從來就不可能100%精準。事實上，當社會各界一次又一次的抱怨氣象預報不準時，早已突顯台灣的防災溝通不夠充分，民眾對於氣象預報的科學原理理解不足，以至於無法接受氣象預報測不準的事實。到底為什麼氣象預報會不準？我們可以從回顧氣象觀測技術的發展來理解：

人類觀測天象已有幾千年的歷史，透過經驗的累積，尋找氣象變化的蛛絲馬跡。但是氣象觀測技術的第一個轉捩點，卻是到19世紀中葉才出現，科學家研發儀器以蒐集各種氣象資料，可以繪製出天氣圖，甚至分析氣壓、鋒面等天氣系統；而1940年代是氣象觀測技術的第二個轉捩點，讓氣象學得以從「觀測」邁入「預測」，原因是科學家發現大氣流動的現象，可以用幾個基本的物理方程式來解釋，因此只要帶入幾個氣象變數，就可以估算出未來的氣象變化。

原本以為天地間的風雲因而可以預知，沒想到才二十一年，氣象學家的美夢便碎了。1961年，麻省理工學院（MIT）的勞侖次（Lorenz）教授在冬天的實驗室裡頭使用電腦程式，運算大氣中空氣流動的數學模型，當他在進行第二次的檢驗時，心想重新運算太花時間，逾時直接從上一次完成的實驗中，抽取一個運算中途的數據來繼續運算，結果居然與第一次的運算結果相去甚遠。

起初，勞侖次還以為他的電腦程式出了問題，但最後發現，真正的問題是，他在第二次檢驗時只輸入到小數點後三位的數據，但是第一次連貫性完成運算的過程中，其實每一筆數據都儲存到小數點後六位。初始變數的誤差看似極為微小，但是隨著模式中的時間演進，運算結果的差異會越來越大，也就說明氣象觀測的微小誤差會造成氣象預測的不確定性，而且隨著預測時間愈遠，準確的難度就愈高，這是氣象學中著名的「渾沌理論」，也是人們耳熟能詳的「蝴蝶效應」。

儘管科學是有限的，我們依然可以搭配「機率預報」和「風險管理」等概念，來提升氣象預報的實用價值，可惜台灣目前的預報形式仍提供相對單一的預報結果，關鍵是氣象局沒有把握更改預報形式的時機已成熟，民眾能不能接受更科學（承認不準確）的預報模式呢？先來看看國外氣象預報如何報出不準確性：

美國某電視台的氣象預報在2005年Rita颶風前後是這樣子播報天氣預報的：在未來的五天，明後天會下雨、風會增強，但是第三、四天的天氣如何？圖示皆為「？」，下方註記著，要視颶風Rita的變化而定；第五天呢？待觀察。這樣的預報方式可說是「知之為知之，不知為不知，是知也。」的現代代言人！

再以亞洲國家為例，日本則運用「統計機率的分級」來呈現氣象預報的真實性，將每一天的預報依照可預測的準確度，也就是統計學中的信心水準，由高至低分為A、B、C三級。譬如在一周當中，估計第三、四天有鋒面系統通過，會因為鋒面通過速度的變化，影響第二、五天的預報結果，因此距離鋒面通過最遠的第一、六、七天分為信心水準最高的A級；第三、四天因為鋒面通過而天氣波動較大，則分為B級；第二、五天剛好在鋒面過境與否的臨界點，不確定性最大，因此分為信心水準最低的C級。

你接受以上的氣象預報形式嗎？同一份氣象預報對於學生、婚紗公司、地方首長有不同的意義，氣象局提供的單一預報結果不會全面適用，未來透過機率預報，讓人們作風險管理操作者，能夠找到更合適的解答，氣象專家應是災防溝通的教育者，而政府官員，乃至形形色色的社會大眾，也應該是災防知識的學習者。（本文由國科會補助｢新媒體科普傳播實作計畫─重大天然災害之防救災科普知識教育推廣｣執行團隊撰稿）

責任編輯：鄭國威｜元智大學資訊社會研究所

氣象預報(9) 氣象觀測(12) 蝴蝶效應(5) 科發月刊(5210)

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