為什麼天氣預報會不準？別再怪氣象署了！專家曝2大關鍵原因

日常生活中總少不了「天氣預報」。像是需不需要帶傘具、要穿什麼衣服……我們外出前總會參考天氣預報來做決定。不過，可能有人會納悶：「科學已經如此進步，為何天氣預報還會不準？」

建立天氣預報的基礎是數值預報，專家先用觀測數據打造模擬的3D大氣模型，然後以此為出發點，用運動方程式推導出未來的狀態。相對於模擬模型的解析度來說，如果天氣現象的規模太小，會變得難以預測。就拿水平方向解析度為五公里的模型來說，雖然它可以顯示天氣圖上的低氣壓內部結構等等訊息，但個別積雨雲或龍捲風的涵蓋範圍實在太小，無法表現出來。

此外，計算所用的初始值也會有誤差。大氣運動具有一種混沌特性（chaos），使「初始值的小誤差將隨著時間擴大」。也就是說即使是微小的誤差，經過一段時間仍會變成不可忽視的差距。

小小的震動隨著時間經過，將能傳遞到遠方形成巨大的振幅—這是美國氣象學家愛德華‧勞倫茲（Edward Lorenz，一九一七—二〇〇八）在一九七二年提出的理論。當時他以「巴西的蝴蝶振翅時，會不會在德州引發龍捲風？」為題發表演說，因此這一概念稱為「蝴蝶效應」。假如起始點已經有些微誤差，即便透過正確的計算，仍舊會因為各種因素影響，推導出與現實不符的未來結果。

不論是一週天氣預報這類中期預測，或是季節預報這類長期性預測、颱風預報，全都避免不了混沌造成的問題。於是，我們反過來利用大氣的混沌特性，事先加入誤差值進行多次模擬，再依各種結果來判斷天氣變化的容易度，這就是「系集預報」。

颱風的路徑潛勢圖也是系集預報的分析結果。

所謂潛勢圖，是指「預報時間內會出現颱風中心的機率為70％」的圓形範圍。時間越往後拉（離現在時間越遠的未來），其圓圈就會變得越大，但這可不是指颱風本身規模變大的意思，很多人似乎對此有所誤解，其實圓圈代表的意義，是預測的不確定性將會隨著時間擴大。

日本氣象廳官網的一週天氣預報會標示A～C的可靠度等級，這也是運用系集預報的成果。針對是否會降雨的預報，當準確度和隔日預報一樣高，就會列為A，然後依序為B、C，可靠度依次降低。

懸浮粒子會改變雲

造成天氣預報失準的原因之一，是我們對氣象還無法全面了解，尤其是關於「雲」的研究，目前尚在發展階段中。

大多數的雲，都是以大氣中的懸浮微粒「氣膠」作為凝結核所形成。在空氣潮濕的日子，有時煙囪冒出的煙霧會直接轉變成雲。這是因為煙霧發揮凝結核的作用，間接生成了雲。

關於氣膠對雲和降水的影響，目前我們比較了解的是由水滴組成、雲層較薄的水雲。當氣膠偏少，成形的雲滴也比較少，因此每一顆雲滴可用於成長的水蒸氣量相對較多。於是雲滴迅速成長為雨水，使雨量上升，但也縮短了雲的壽命。

相反地，在氣膠很多的天空中，雲滴會大量出現，每一顆雲滴可以消耗的水蒸氣相對變少，雲滴變得很難成長。結果雨量減少了，雲的壽命也因此延長。 （相關報導： 除濕機千萬不要放在家裡3處！機器壽命提前報銷，專家曝正確用法不怕電費暴增 ｜ 更多文章 ）

這個現象對地球暖化的預測相當重要。雲會反射來自太陽的輻射，基本上具有替地球降溫的作用。假如雲的壽命或數量改變，反射太陽輻射的程度也會隨之變化，繼而影響地球的溫度。

另一方面，目前尚不清楚氣膠對積雨雲這類含有冰的厚雲層造成的影響。有一種說法是氣膠增加有利於雲的發展，雲會因此吸收更多水蒸氣量，使雨水增加。氣膠數量跟人類活動也有關聯，甚至有研究顯示，大型卡車的排放氣體通常會在週二到週四期間產生較多氣膠，所以「積雨雲容易在週三發展」。

既然有針對「氣膠增加，雨量也會增加」的實證觀測，當然也有反證的研究。加上大氣狀態、上下交錯的風層、積雨雲的型態，這些全都會對雲、降水帶來不同的影響，所以現在尚無定論。

前述內容都是在談形成「水雲滴」的氣膠。至於幫助「冰晶」形成的氣膠，其本質為何、存在於何處、數量有多少、又會如何變化，我們仍然不甚瞭解。

由此可知，在地球暖化的預測上，氣膠跟雲、降水之間的關係有很大的不確定性，連帶影響天氣預報這類短期預測。

實際上，現在氣象廳使用的數值預報模型，也沒有完整地將氣膠影響列入計算。或許未來我們不只需要更深入了解氣膠跟雲、降水之間的關聯性，也應該配合分析氣膠構造及分布狀態的化學模型，進行更縝密的模擬預測。

氣象資訊的未來

目前的天氣預報，都是基於觀測資料中準確度最高的初始值來進行預測，並以「決定論觀點」為基礎來建立天氣情境。

在多數情況下，最新的初始值，也就是預報時間較短的數值，預報準確度比較高，我們會依此結果來製作最後發布的天氣預報。

不過，即使是決定論，有時預測也會脫離現實。由積雨雲、線狀雨帶、南岸低氣壓造成的關東降雪和颱風即是典型的例子。現在的技術還很難準確預測此類現象，因此建立預報情境時，必須在決定論預測本身就不準確的前提下進行。

另一方面，根據我的一位氣象主播朋友所說，有時媒體會為了讓觀眾接收到「滿意的資訊」而做出誇飾或扭曲事實的報導。

明知道預報本身不完全準確，但媒體仍想斷言某種天氣情境。基於觀眾總想藉著明確結論得到安心感的心理作用，媒體便自行給出特定天氣情境。

這樣做究竟好不好呢？

近來日本氣象廳會提供短期預報用的「中尺度系集預報」資料。若能夠善用資料，對於南岸低氣壓所帶來的降雪這類預報困難、對社會造成嚴重影響的天氣現象，或許可以提供民眾既有科學根據又誠實的資訊。

舉例來說，遇到關東究竟會不會因為南岸低氣壓而下雪的問題，可以用「明日東京的天氣為多雲機率30％，降雨機率10％，降雪機率60％」的方式呈現。這個說法可能會讓部分的人覺得很難理解，可是正確表達出「預測的難度」，難道不是出於科學角度的誠實播報嗎？

當然，我也知道作為媒體，讓觀眾對內容感到「滿意」是他們的目標之一，難免想給出肯定的結論。可是我怕這樣做的後果，將會降低民眾的科學識讀能力。

降雨機率跟颱風潛勢圖都是一種機率資訊，或許多花點心思，就能將正確訊息更好地傳達給大家。

如果可以多多宣導，讓一般民眾學會辨讀氣象資訊的能力，媒體不就更能以科學實證角度進行解說嗎？我認為大眾若能跟正在閱讀本書的各位一樣，學會基本的氣象知識，整體社會就有機會往更好的方向改變。

作者簡介｜荒木健太郎

雲研究家、日本氣象廳氣象研究所主任研究官。出生於1984年，茨城縣人。曾就讀慶應義塾大學經濟學系，後畢業自氣象廳氣象大學，學術型博士學位。在地方氣象台擔任預報、觀測工作之後，轉至現今職務。專業為雲科學、氣象學。為宣導防災和減災，致力於研究引發氣象災害的雲的結構。

曾任電影《天氣之子》（新海誠導演）氣象顧問，也曾參與《情熱大陸》、《哆拉a夢》等拍攝。著有《世界上最棒的雲教室》（三才Books）、《愛雲的技術》（光文社新書）、《雲裡發生什麼事？》（Beret出版）等書（上述書名皆暫譯）。在台已出版著作包括：《超厲害的天氣圖鑑1-3》（小角落文化出版）

本文／圖經授權轉載自美藝學苑社《讀一個天氣的故事：從味噌湯開始的氣象科普書！最會講故事的雲研究家，帶你打開天空的劇場！》​ （相關報導： 除濕機千萬不要放在家裡3處！機器壽命提前報銷，專家曝正確用法不怕電費暴增 ｜ 更多文章 ）

責任編輯／梁溶珈