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大氣物理研究所書報討論 Monthly Forecasting at ECMWF 講員：譚振威 學號目次 1. 關鍵字　　　　　　　　　　　　　　　　　　　p.3 2. 前言 p.4 2.1 前言 p.4 2.2 前人研究 p.4 2.3 研究目的 p.4 3. 研究方法 p.5 3.1 模式系統簡介 p.5 3.2 資料 p.8 3.3 分析方法 p.8 4. 結果與討論 p.11 5. 總結 p.17 6. 問題 p.19 7. 參考文獻 p.21 8. 附錄 p.21 1. 關鍵字 1.1 Extended-range forecast and monthly forecast Extended-range forecast 是指時間尺度在 10 天到一個季節之間的預報. Monthly forecast 則是指時間尺度在 10 天到一個月 (約30天) 之間的預報. 1.2 Ensemble prediction system (EPS) 系集預報系統是由多個預報實驗 (系集成員) 所組成的. 一般是利用不同的初始場來做出多個預報實驗, 而不同的初始場是加入小擾動產生的. 使用系集預報系統的好處在於可以取得模式中不確定性的資訊, 並且系統的輸出比一般的系統多出一個維度 (f(x,y,z,t,e)), 所以我們可以利用系集預報系統的輸出來產生機率預報 (probabilistic forecast) 以及機率預報校驗 (probabilistic forecast verification). 1.3 Terciles 三分法. 把資料排序再分成三等份 (Below normal, Normal 和 Above normal), 所以資料可能落在每一個category 的機率都是 1/3 (Fig 1.1). Fig 1.1 Terciles 2. 前言 2.1 前言 Medium-range forecasting 的預報時間尺度在 3 天跟 10 天之間, 其準確度主要是取決於大氣的初始場, 所以 SST 只需用 persistence 的. Seasonal forecasting的預報時間尺度在一個季節以上, 準確度主要是取決於長時間尺度的海洋性環流的可預報度, SST 對於此可預報度的影響十分大, 所以 ECMWF 的 Seasonal forecasting system 是利用 “海洋 – 大氣耦合” 的模式. Monthly forecasting 的預報時間尺度大約是一個月, 主要影響可預報度的因子包括 Madden-Julian Oscillation 和平流層的初始場. Monthly forecasting 是其中最困難的, 對於初始條件來說, 預報時間尺度太長, 初始條件的記憶不能維持. 對於海洋的變化度來說, 預報的時間尺度則太短，所以海洋的變化不夠明顯 2.2 前人研究 Miyakoda et al. (1983) 利用簡單的 GCM 做一個月的預報, 成功地把 1977 年的一次阻塞事件再產生. ECMWF 在1985~1989 年之間也操作了一個預報時間尺度為 31 天的預報作業. Miyakoda et al. (1986) 以及 Brankovic et al. (1988) 發現此實驗在預報的第 10 天之後仍然有一些 skill 存在 (相對於氣候值). Molteni et al. (1986) 指出在 ECMWF 的extended-range 預報實驗在預報第 10 天之後的 skill 比利用medium-range 作業性預報作 pe