潘大綱

一、前言

　　近年來電腦的快速進步與發展以及遙感探測上的突飛猛進，已經使得利用其原理來觀測大氣的儀器無論在空間解析度上均以大幅的提高，因此氣象人員對思考如何利用這些先進的技術，做出更好、更快及更準確的氣象或天氣預報，在這個理念的主導之下，「極短期天氣預報」(Very–short-range forecasting)與「即時天氣預報」(Nowcasting) 的雛型也就應運而生了。基本上而言，極短期天氣預報是指時間長度在0~3小時(或0~ 12小時)之內的天氣預報，而即時天氣預報時間尺度則是由 0~1小時(或0~2小時)之內的天氣預報，就空間尺度来看，這兩種預報的內容與對象均是幾公里~幾百公里的中尺度天氣現象，所以除了時間尺度的考量稍有不同外，其它均大致上是相同的( Mc Ginley，1986;Browning，1982; Qrlanski，1975)。本文雖以即時天氣預報為文，然而實際上討論中亦包含了極短期天氣預報的內容，這是因為除上述之預報時間尺度兩者互異之外，其餘則相同。 此外，由於個别的即時天氣預報系統架構可因主、客觀因素上之不同，而有不同的 硬體組成，所以有關硬體架構的部份亦未深人提及，然而針對系統設計與規劃上而言，筆者却指出其共通性與必要的考量。

　　由於即時天氣預報系統中包括了硬、軟體以及預報員如何地使用龐大資料來達成此一”即時預報”的目標，因此本文中首將即時天氣預報的一些概念加以介紹，後續將另外針對同一主題不同方向再做描述，然而基本上而言，遙測技術和通訊的能力在這個主題上扮演著相當重要的角色，另外針對雷達、衛星氣象學、中尺度氣象學上的努力及人材培育等等，都將是決定性地主導了即時天氣預報成功與否的重要關鍵。

　　天氣運動的尺度概念，自1960年代迄今，已廣泛地受到氣象人員的注意與深入的瞭解，雖然不同尺度之間的大氣運動存在著繁密的交互作用，觸發產生天氣之機制與現象亦有差異，然而明顯又急驟且充满破壞性的天氣現象如雷雨、豪雨、冰雹、龍捲風及各種型式的亂流等，對於高度密集發展又人口集中的城市或一般農工、商業活動而言，著實地造成了鉅大的傷害與損失，這些劇烈的天氣現象所蘊涵的尺度又正好是氣象人員認識與瞭解較少的中尺度天氣現象。

　　傳統天氣(實為氣象)預報基本上是根據綜觀尺度高空觀測的大量資料配合地面觀測，收集分析之後所得，由於數值、動力上不斷的瞭解與進展 ，使得對於1~2天的預報已有相當令人滿意的成果，然而僅管有些作業單位採用了較為細密網格的模式(如Fine-mesh model)，但是却仍然沒有足夠的解析度、起始場和(或)物理論據( Physical realism)來描述中尺度的天氣系統，因此對於12小時以內的區域性(局部性)天氣預報而言，上述的模式並無明顯的大幅改進或突破( Browning 1982)，然而慶幸的是在近四十年來，大量密集的觀測，中尺度實驗與計劃之執行與完成，以及這方面豐碩的成果等等，已經廣泛地增進了我們對於中尺度天氣系統的認識與瞭解，再加上各種精密科技之應用與發展，使得履行極短期及即時天氣預報的環境已成熟並得以付諸實行了。

　　即時天氣預報的名稱(Nowcasting)，早在1970年代中期就衍生出來了，當時有一個實驗計劃就採用了此一名稱(Chesapeake Bay Region Nowncasting Experiment )， 其主要是將同步衛星資料、雷達資料與其它相關之氣象資料加以整合，及時地提供給地區性的社區當時的天氣狀况以及有關的天氣資料。前面曾經提過即時天氣預報與極短期天氣預報的異同，然而就其運作的方式而言，此二者均是將不同型式的各種資料迅速的傳遞、收集之於某處，而後整合來描述當時已經發生的天氣現象與特徵，之後運用各種方法 (如綫性外推，或動力法則等等)判斷出未來可能將受到明顯天氣影響的地區，時間以及強度等，而後透過暢通且迅速的通訊網，對當時的人適時地提出預警。1970年代中期由於受到諸多因素的限制 ｲ當然無法圓滿的達成此一項目標，然而今天的環境却使我們得以完成此項需求。