黃椿喜 葉世瑄 呂國臣 洪景山

中央氣象局

（中華民國一○五年二月十五日收稿；中華民國一○五年七月十八日定稿）

摘 要

 本研究延續葉等(2016)的工作，在中央氣象局之系集預報系統的架構下，依據系集預報系統設計之 原理，並由 2015 年梅雨季統計校驗之結果，探討各種系集預報方法產生之定量降水預報(Quantitative Precipitation Forecast, QPF)產品特性，包括系集平均、機率擬合平均(PM, Probability-Matched Mean)、NPM (New PM)及超越機率之 QPFP (Exceeding Probability of QPF 或 QPF Percentile)產品。整體而言，所有系 集預報方法之預報技術皆隨雨量門檻提高而降低。系集平均對小（大）雨之預報技術高（低），具有對 小雨高估但大雨低估且不均勻偏離的特性。決定性預報之 WRFD (DeterministicWeather Research and Forecasting Model)在小（大）雨量的預報技術低（高）於系集平均，與觀測相比有略低估之傾向。PM 在 極端降雨之校驗技術最高，但偏離指數也大；小至大雨則略有高估且偏離指數略大於 1。NPM 是最中性 的定量降水預報產品，對極端降雨具有有限的預報技術，而對整體雨量僅有輕微高估，但其偏離指數最 接近 1，近似於均勻無偏。QPFP 之偏離指數隨機率門檻增大而減小；任意機率之 QPFP 隨雨量門檻增 加呈不均勻偏離，但程度小於系集平均；50%以上之 QPFP 對整體之降水為低估；而 QPFP20 與 QPFP30 具有較高的預報技術，對極端降雨仍具有限的技術，雖略有過度預報，但不失為優良的指引。另外，系 集平均、PM 或 NPM 之總降水量與系集預報系統總平均降水量相等，具有保守特性；但 QPFP 之總降 水量則不保守，且隨機率門檻增加而下降。

NPM 是系集預報系統在理論及統計上的最佳解，具有高預報技術、高偵測率，低誤報率、低漏報 率且接近無偏的最佳的預報特性。為了防災上的需求，對於具有有限機率的高風險事件，通常會預作提醒及特別注意。因此中央氣象局之官方定量降水預報作業會傾向提供稍低機率、但高風險的事件，以致 預報稍有過度之傾向，其特性與 QPFP20 相似，為本研究建議另一綜合評估之重要參考。QPFP 產品亦 可提供預報人員更多預報之彈性，例如針對防災之應變，可依機率提供不同情境評估，如：1.)高風險、 低機率的 QPFP5 或 QPFP10；2.)稍高風險、稍低機率的 QPFP20 或 QPFP30；或 3.)低風險、高機率的 QPFP50 或 QPFP70 等。

關鍵字:系集預報、定量降水預報、機率擬合平均、超越機率