方九貞 2022-8-11 17:29
氣象界經典之作 -- 烈風概率123([url=https://www.discuss.com.hk/viewthread.php?tid=25028028]https://www.discuss.com.hk/viewthread.php?tid=25028028[/url])
至今已面世近七年. 七年來, windy 和 EC strike probability 已成為追風界的超級武器, 這123玩意和之前天文台的豬腰一樣, 越來越 out, 應用價值近乎零.
網上竟然還有人討論怎樣看8號風球的問題? 簡單不過: 你看 windy EC 的預測香港附近海域有 34 海浬烈風, 並連續很多報都差不多, 咁香港吹烈風(或8號)的機率就應該大於 50%, 因 EC 通常還是會低估強度的, 你可以從實況或其他模式(GFS, CMC, NAV 都會有較強熱帶氣旋)評估. 如果是近測(~6hr)的話, 則留意南中國海的風速資料.
十年前, 估計沒有人會看着這些全球模式的風場預報就當真的, 但現在大家都看 windy, 其實就即係相信風場預報了, 感覺上也真的準了很多. 很明顯地是可以試試用這些模式的風場預測來做概率預報的. EC 路徑預測一向最準, 但往往仍然低估對流強度, 假如只用 EC 集合做概率預報(是可行的, EC 網站有 meteogram), 就要評估低估的問題以作修正; GFS 近年非常不穩定, 有時太多熱帶氣旋生成又過強. 但對於強烈對流的預測, 反而可能彌補 EC 的不足. 而且始終在三幾天的路徑預報上, 多模式平均還是比較可靠, 今次木蘭預測好象也是這樣.
要發展 456, 在非常有限的資源下([url=https://wmohk.com/mrf.html]https://wmohk.com/mrf.html[/url]), 我選擇了多模式的 850hPa 風場. 850hPa 風場好像沒有地面風直接, 但其實地面 10m 風受個別模式的影響很大: 邊界層/近地層參數化, 與及未能考慮降雨帶來高空大風的影響.
整個思路就是要將 850hPa 風在雨區影響時換算到地面, 而這只需要一個轉換系數, 就簡單取為 0.9. 0.9 這參數當然可以調較(天文台就有windprofiler/radar數據可用), 這裏提供兩個 source 給大家參考:
(1) 美國佬投落送:
[img]https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEipB005QgtElZ3LF7nrtv0wiMZPwTrKQA9hXy_hB9zGDB7GSN_lyh5K5NdlU-9QKDGuUgpqkEZAmxQDgVx4QaUciz4TGkBMiaPIGQivHHR3dKjqysYB6KNTS33dAatgNz59hQ2nlVqfpFBZ6DdLL3h4t5ZfGwHKx2QOEzxyXIz7CBipsa3thg2B7F2JMw/s1600/dropsonde.png[/img]
在眼牆, 一般 850hPa 都會在 1500m 以下, 上圖所見轉換系數可能要低於 0.9. 目前只能估計在強雨帶下轉換系數會和眼牆的接近.
(2) 木蘭橫瀾
[img]https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEi1us_AmBpjOMwZJV-ZrsgW6U2JNjapEYiOcZN-qcoCE0PT4wnx2tZJSOG32sLp6pOBR1Iwfsijj61s6gKDX0ORjnseg8HvR9zaqmQOewWwPud5Rw2bBRNIvil5l38N-T43yL7R0e5WfoaZ0CLAijfATklesYPiktixjxQoVLKfQlbaCNcOfB-0QmCHqA/s1600/wglspd.20220809.png[/img]
8月9日上午7時多, 橫瀾吹了接近 80km/h 的十分鐘"陣風" (註: 按照現時發風球定義, 這烈風訊號 80*海平面0.9 不算持續). 當天早上京士柏探空 850hPa 剛好就是 80km/h. 橫瀾要轉到海平面可能要打9折, 亦即以上的轉換系數為 0.9. 這樣轉換, 前題當然還要探空數據不是太湍, 就像全球模式的風場輸出能代表某平均值.
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按上面 (2), 850hPa 風速乘以 0.9, 就成為了 10分鐘風速的 upper bound. 這 upper bound 就會在當受雨區/雨帶影響時發生(但可能要像在眼牆那種活躍和持續度). [color=#ff0000]演譯為天文台的詞彙, 就會是"短暫吹烈風"或"間中吹烈風"[/color]. 有了這 upper bound, 較平均吹烈風或8號風的機率就要從雨帶的活躍程度等等進一步評估(這個以後可以再看). 以作天為例, 早上京士柏探空風速仍為 80km/h, 換算地面 72km/h, 但因為作早香港附近的雨帶已減弱(亦即平時說的季風低壓增強外圍風減弱), 香港地面10分鐘風明顯到不了 72km/h 這 upper bound.
較核心的問題是究竟多模式集合的 850hPa 風場預測有多準確呢? 能否補償 EC 可能的低估?
8月8日00Z 48小時預測:
[img]https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEi42TWfv9jGqJoFapcdE-AHqqit9fIyqwm4vXubDP3J0FDgDFHhxBfEzdLkT249uMFu0RVVu7-50pcVk4-oSd3S_u4rljQhU9AjNZizrzl9Sk4BRDZK6z1zjIrvf70WjJ66TrJinHQ7q_5qTlKNlHHQusd6ylS61lquKrb4mWW5okJl8_IMvI67YBEzBw/s1600/2022080800.png[/img]
8月9日00Z 24小時預測:
[img]https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiHkyyG6dr1TeQZ1FH2iEe-9T_J5Q25LqmlNfHTKdwnUIiP7pOwcQCi5XGe6MxGzC_UY08HqswGdEH7iHHDbrUKO6NEGLHL0N1EK9GMZXAKg-3wWar3I6bHNnwclUUWb6otUrZ7_5z4pTgIuOiafr_Knv9Dce13Rr-OeA5VkORscD8p1O3wgwHxmRKbmQ/s1600/2022080900.png[/img]
8月10日00Z 分析:
[img]https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiA_ltXpYtJt5S-hQKTpdTjAZSuY-miGbd1cL9jqGVd41m2tJPXerYCMGN4aIiR-J8dGgBj6QO62E-ZIbz4vvUYysI_xE1nbUAL8NemlfxSychYvBrGPHSK30yXexxpg9gj5KyK0xlxho88O27nb5ujXsDdI7Hs-tm0rR11rV3jRu4Jnft1ErqVvxaRoQ/s1600/2022081000.png[/img]
令人失望, 62.269, 66.348, 71.545, 明顯地集合平均在追落後, 分析值 71.545 比京士柏實測 80km/h 仍低.
結論: 456 工具發展未成熟:
(1) 如要應用仍需要人手上調
(2) 互聯網上大多模式只得 12 小時甚至 24 小時間隔預測
(3) 850hPa 高度可以很不一樣, 轉換系數會有問題. 原理上換為例如邊界層風速值會較好, 但都沒有這些資料, 有也未必有硬盤放
(4) 只能提供 10分鐘風速的 upper bound. 較弱或不持續的雨區雨帶也可能到不了 upper bound
(5) lower bound 即乾風, 這裏未有提及. 按上圖(1), 可能低於 0.8. 作早京士柏探空80km/h, 所有站地面10分鐘也似乎沒有 0.8 即 64km/h.
(6) 可以選取較強的模式及其集合成員做預測, 即 GFS/CMC/NAV. 但如預報時效長, 很可能影響路徑準確度
(7) 目前最簡單實際還是看 windy, EC meteogram 等自行評估調升空間吧. :smile_30:
[[i] 本帖最後由 方九貞 於 2022-8-11 18:54 編輯 [/i]]
nilietlobulnab 2022-8-14 01:59
請教一下︰
查看WMOHK網站提供的數值及機構預報的850hPa風力圖表，圖例中只看到0-10kts、10-20kts之類的風力區間。如何找到實數呢？
橫瀾島風速表海拔83米，風速換算到海平面10米，打九折是否足夠呢？
[attach]13507848[/attach]
轉換系數的可靠性有多高呢？根據8月9日HKO的高空氣象觀測，08時1042米高度風速大約是235米高度風速的2.66倍，20時1045米高度風速大約是232米高度風速的1.52倍。但根據Eyewall的轉換系數，200多米高度風速應該不低於1000多米高度風速。即使採用Outer Vortex的轉換系數，相差也不超過1.15倍。
方九貞 2022-8-14 20:03
[quote]原帖由 [i]nilietlobulnab[/i] 於 2022-8-14 01:59 發表 [url=https://www.discuss.com.hk/redirect.php?goto=findpost&pid=551195608&ptid=30713693][img]https://www.discuss.com.hk/images/common/back.gif[/img][/url]
請教一下︰
查看WMOHK網站提供的數值及機構預報的850hPa風力圖表，圖例中只看到0-10kts、10-20kts之類的風力區間。如何找到實數呢？
橫瀾島風速表海拔83米，風速換算到海平面10米，打九折是否足夠呢？
[img]https://img.discuss.com.hk/d/attachments/day_220814/20220814_3ba2a57848b9897c7a5c8FTSP4ritkeH.png[/img] [/quote]
那些圖是從原數據畫出來的. 原數據都為 GRIB 格式, 例如 GFS 可以在這裏:
[url=https://www.ftp.ncep.noaa.gov/data/nccf/com/gfs/prod/]https://www.ftp.ncep.noaa.gov/data/nccf/com/gfs/prod/[/url]
可能也要考慮地形. 隨意看了 2013年 HKO technical note 1095 [url=https://www.hko.gov.hk/en/publica/reprint/files/r1095.pdf]https://www.hko.gov.hk/en/publica/reprint/files/r1095.pdf[/url] 仍舊引用 1978 technical note 45 的橫瀾折算: 0.875
但不同風向應該不同的, HKO 咁多年都冇人做新數字. :smile_30:
上面圖一是 dropsonde, 都在海上的; 京士柏陸地站, 地面摩擦大很多, 過風就低. 但 2.66/1.52 偏差咁大就說明只係統計, 湍流嘛, 像煲水一樣, 時/空變化很大. 就算在海上也是難轉換的.
[[i] 本帖最後由 方九貞 於 2022-8-14 20:07 編輯 [/i]]
方九貞 2022-8-23 10:40
456要實現目前有點多餘, 但關於雨帶強弱這一概念還是可以稍為考慮的.
以下是 123+456:
目前 EC 及集合預測 CPA 大約 100 km, 個人認為會西, 加碼至 150 km. 風圈方面, 看 850 hPa 模式風場顯示不小, 但因為雨帶主要集中在西/西南面, 估計地面只比正常大些少, 我給 230 km. 48 小時路徑誤差估計不大, 80km.
123查表, (C-G)/E = (150-230)/80 = -1. 烈風概率 90%.
至於 9/10, 估計機會是有, 約 10% (150-70)/80 = 1.
[[i] 本帖最後由 方九貞 於 2022-8-23 11:09 編輯 [/i]]