AtmosSci

發信人: Waitingchen.bbs@ptt.cc (Rejoyce ) 看板: AtmosSci
標 題: Re: [問題] 統計模式與動力模式
發信站: 批踢踢實業 (04/01/06 20:53:54 Sat)

※ 引述《erner (Andante Cantabile)》之銘言：
: 常在中央氣象局的季長期預報中看到這兩個詞彙，
: 因此想請教這兩種模式所根據的預測原理大致為何？
: 是否統計模式是運用計量方法，從過去統計資料去預測未來？
: 而動力模式是運用大氣動力學的原理，分析高空觀測資料以預測未來？
: 或是以上看法不正確？
: 是否可以簡單介紹兩種模式下一些常用的方法與原理？
: 謝謝！
: （非考試或作業問題，純為個人興趣）

我來拋個磚頭好了

統計模式是由過去長期觀測資料
建立起想要預報的參數與其他參數之間的統計關係
以此關係預報未來

例如（這是一個完全假設性的例子）
由過去資料發現a地的氣溫(Ta)與B地三日前的氣溫(Tb)有線性相關 （Ta= A*Tb+B)
就可以從今天的Tb推估三日後的Ta

實際的統計模式當然是非常複雜的
要預報一個參數可能同時要用到四五個參數
而且也未必是線性的 可能是很複雜的數學關係

統計模式的優點在簡單 直觀
但是物理基礎比較弱（相對於動力模式而言）
統計關係很強的兩個參數 可能在物理上沒有任何因果關係可解釋
另一方面 因為大氣的複雜 很多從物理上顯而易見的關係
未必會反應在資料的統計分析結果上
因此統計模式有其侷限性
一個地方發展出的統計模式
常常到另一個地方就不適用
或是針對某些天氣系統（如颱風）的統計模式
無法用在其他天氣系統（如梅雨）上


至於動力模式 也就是一般所說的數值模式
所有的參數都是由大氣動力方程式計算得出的
所以預報結果完全可以由物理關係解釋
觀測資料主要在提供動力模式合理的初始條件
之後的運算並不太會用到觀測資料

例如a地的氣溫 理論上會受到溫度平流 太陽加熱
地面輻射冷卻 潛熱釋放等等物理過程影響
所以用方程式計算出這些物理過程的影響程度
就可以得知a地的氣溫未來會如何變化

動力模式的優點在於一切預測都有物理理論根據
而且能夠預報的參數非常多
但是 因為對於大氣動力的許多過程尚未有詳細的了解
而同時處理不同尺度的現象對數值計算是很大的挑戰
再加上數值預報度的問題
（詳細討論請在板上搜尋"數值"）
動力模式在某些時候仍力有未逮
所以在預報實務上統計模式跟動力模式的結果都會同時參考
詳細情況我不清楚
但是我猜想兩者提供的預報產品應該是不同的
因此只能互相參照而不能直接取代

大致就是如此
希望下面的玉趕快出來 XD



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