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全國交通會議背景資料

氣象分組



子題


氣象業務與社會互動的發展策略




撰寫單位:中央氣象局

中華民國九十年四月二十四日【預備會議資料】


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         目 錄


一、緣起

    1、氣象建設的信念        2、氣象作業的目標與價值

    3、#氣象業務發展的階段特徵   4、氣象業務與社會互動發展的內涵


二、氣象業務發展現況與趨勢

      1、#1、由「近乎藝術」至「高科技化」的氣象預報作業

      2、由預報產品再加工衍生出氣象預報精緻化的概念

      3、由配合性氣象防災研究轉向主動思考防災角色

      4、逐漸重視氣象資訊應用面與經濟效益開發

      5、資訊環境蓬勃發展、全球化趨勢衝擊氣象作業

      6、密切觀察短期氣候預報國際發展趨勢及潛在經濟效益

      7、由紀錄地震至強震即時減災的發展歷程

      8、艱難條件中一步一腳印地成長的海象業務

三、氣象資訊需求面的挑戰與機會

      1、背景說明

      2、來自水災受災者的啟示

      3、「晴、時多雲、偶陣雨」背後的省思

      4、為什麼有人會大聲說「台灣的天氣預報不準」

      5、交通部氣象資訊需求調查的感想

      6、民間「三粒湯圓避震災」的省思

      7、氣象局有許多想當然的新增業務

      

四、策略性氣象業務發展的具體建設方案與條件

      1、逐步實現精緻化氣象預報的服務理想

      2、推行24小時劇烈天氣監控、實踐即時預警無意外的氣象服務

      3、推動跨領域短期氣候應用合作,開發氣候資訊的實質經濟效益

      4、建立台灣地區完整的海洋氣象觀測與預報系統

      5、建立地震速報系統,發展自動化強震監測即時警報系統

      6、強化教育宣導與雙向溝通機制

      7、氣象業務發展的定位


五、結論與建議






氣象業務與社會互動的發展策略


交通部中央氣象局

http://www.cwb.gov.tw



    一、緣起

    1. 氣象建設的信念    Frame2

氣象業務發展是本著服務的絕對價值觀,以旺盛的企圖心追求效能,期望奉獻氣象專業識能回饋社會,建立屬於氣象界的專業自尊與榮譽

服務;社會是個整體,氣象、地震及海象條件影響民生甚鉅,我們有此專業能力就應盡力地服務大眾,這是身為社會一份子所應有的基本信念;

效能:有效能才能有所作為;

奉獻:氣象業務(氣象、地震及海象)都是高科技的作業,科技的發展需要整體社會的支持,奉獻科技成果以回饋社會,是科技及科技作業人員的基本信念;

榮譽:藉由奉獻與服務參與社會的共同發展,展現效能以獲取使用者的肯定,這是所有氣象從業人員所期待的榮譽,也是激發我們不斷提昇服務與奉獻熱誠的動力。

    1. 氣象作業的目標與價值

中央氣象局掌管全國氣象觀測及預報業務,範圍涵蓋氣象、地震及海象。現代化氣象作業的目標在於:

提供科技所能及最精確的氣象、地震及海象資訊,以提昇社會大眾生活品質、減輕自然災害損失、並積極應用氣象資訊創造實質的經濟效益

現代化氣象(包括氣象、地震及海象)作業依據的是科技,而氣象作業所產出資訊的價值則取決於應用。因此氣象業務的發展是以科技為手段,而以滿足使用者的需求為最高價值標準。然而近年來氣象科技快速進步,現代化氣象作業已進入一個前所未有的境界 — 在一方面,科學告訴我們大氣是個「渾沌」系統而永遠無法完全預報,因此傳統逐日天氣預報準確度將無法無限的提昇;在另一方面,現在以及在可預期的未來,氣象、地震及海象作業所能提供的資訊早已超越傳統氣象作業的範圍,許多是前所未有,甚至是前人所無法想像得到的。

於此我們應該嚴肅地思考一個問題:氣象資訊提供者是否可以假設,使用者知道最切合他們需求的資訊內容與形式是什麼嗎?更切確的問:使用者對資訊的解讀與資訊提供者的原意相符嗎?氣象資訊是否已被完整而有效地使用?很顯然的,答案的重點不在是或不是,而是在如何改進現況,開發氣象資訊的最高應用價值。

    1. 氣象業務發展的階段特徵      Frame2

氣象、地震及海象業務性質不同,因此業務發展的軌跡也不盡相同。但是整體氣象業務的發展,仍可概括地分為三個階段:早期受限於簡略的作業規模與技術能力,氣象作業所能提供的資訊相當有限,氣象業務的發展重點在提昇內部作業效率與既定產品之品質。當內部作業效率與產品品質達到一定水準後,使用者的正面評價逐漸匯集,此時氣象作業單位若能及時開拓資訊提供管道與豐富產品內容,往往可以獲得使用者高度的肯定,這是氣象業務發展的第二階段。第二階段的發展憑藉的是高科技的觀測技術、資訊處理與管理技術、以及氣象、地震及海象專業理論與技術的突破和應用,此階段的成功發展不但使傳統氣象服務的內容與品質趨於完善,高科技化的氣象作業更允許作業單位收集、分析並產出前所未有的氣象資訊形式與內容,於是到了第三階段,也就是目前世界先進氣象、地震及海象作業單位的業務發展階段,此階段不再是單向的尋求滿足使用者的需求,在發展概念上更朝向積極的開發新應用領域,以期有效而完全的利用作業所產出資訊的最高可能價值。

氣象業務發展的第一階段是以內部作業之效率與品質提昇為主,建設成效的指標是專業而內定的,因此作業型態趨向於封閉。第二階段中,氣象業務發展有嚴謹的科技導向特性,專業考量是業務發展的最高指導原則,作業型態仍是封閉多於開放。直到使用者的需求逐漸成為業務發展的考慮重心後,使用者需求導向的服務觀確立,氣象作業形式才趨於開放。只是嚴格的來說,重視需求而對需求採取反應仍只是單向的開放,此階段建設成效的指標除了專業的技術進展評估外,使用者的主觀滿意度也是重點。第三階段事實上是第二階段服務導向業務概念的再擴充,開發氣象資訊的新應用領域,往往需要跨領域的合作與溝通,因此氣象作業型態勢必要完全的開放,成效指標也可能進入實質經濟效益的計量形式。

現階段中央氣象局的作業水準,已有進一步開發應用面的實力,即是具備第三階段氣象業務發展的條件。此階段觀念上強調的是氣象資訊應用的拓展,此種拓展應用面的概念不難理解,但是實際推動上卻是個極其複雜而困難的事情。例如,中央氣象局曾經善意的對東部地區提出防備地震的呼籲,結果卻意外地對當地觀光旅遊業者造成不小的衝擊。在國際上,聯合國氣象組織對於氣象資訊的經濟效益,究竟應歸屬於個別政府、或國際組織、或商業團體、或一般民眾,仍處於爭論不休的階段。顯然開發新應用領域的問題,絕不是單純的是氣象作業單位與氣象資訊使用者之間的問題,而是牽涉到不同專業領域的合作,以及社會、經濟及科技大環境變化趨勢的問題,尤其是與社會不同階層之間的相互關係與互動模式有著密切的關連。事實上,即便只談傳統氣象服務的內涵,民眾對氣象資訊的需求也會隨著社會、經濟及科技大環境的變化而改變。因此不論探討氣象服務的問題或是拓展應用面的問題,所應面對與思考的外在條件都是動態的,問題本質牽涉社會發展的整體性,因此中央氣象局即將面對的挑戰,將是如何建立一套有效的氣象業務與社會互動的發展策略

    1. 氣象業務與社會互動發展的內涵     Frame2

回顧現代化氣象作業的目標:提供科技所能及最詳實的氣象、地震及海象資訊,以提昇社會大眾生活品質、減輕自然災害損失、並積極應用氣象資訊創造實質的經濟效益。

達成此目標的條件包括氣象、地震及海象資訊的產出、提供、以及應用過程的規劃,而與社會互動發展的精神則在於掌握社會脈動,由重視應用面、了解應用面、反應應用面需求,以至主動積極開發新的應用領域。互動的概念包括主體、客體與環境,因此,氣象業務與社會互動的發展策略應該具有以下特點:

      對本身條件能夠自省與掌握

      1. 發揮氣象業務現代化的建設成果

氣象業務與社會互動的發展策略,應該是在現有基礎上百尺竿頭更進一步,並包含善用氣象業務現代過程中所培育高科技人力的策略。

      1. 開發科技所能及的高品質資訊產出與供應能力

氣象業務越是強調應用,對產品產出能力、內容及品質的要求將更嚴格,因此越是需要制定多方位的科技提昇策略,積極引進並利用成熟科技,以維持最高的作業水準。

      1. 維持反應需求面變化的業務調整彈性與效率

作業單位的彈性與效率是互動的基礎,它的動力應是積極的使用者需求導向的服務觀、以及對奉獻服務的絕對價值觀,發展策略也應包括內部組織的再造過程,以順應社會大環境快速變化帶來的挑戰。

      重視與使用者的相互了解與溝通

      1. 傳遞正確的資訊解讀及科技的極限概念予使用者

氣象資訊的本質是科學的,使用者的反應則是生活面的詮釋,如何減小落差是個必須嚴肅面對的課題。正確解讀始有應得的效益,過度或不當的解讀甚至會造成負面效果。

      1. 展現氣象科技應用空間切身、多樣及可開創性的特質

落實使用者需求導向的業務發展策略,使用者對未來資訊可用空間的憧憬與關心是互動的推力,也是應用科技發展最源頭的動機。

      1. 提供雙向溝通的環境與機能

想像廣大的使用者群,互動的精神如何落實是個大挑戰,掌握互動的立場、目的、方法與反應決策,氣象建設的信念與氣象業務的目標仍是最高指導原則。

      對大環境趨勢有合理預期與因應

      1. 滿足社會對資訊需求的即時、便捷、量化及彈性特質

資訊環境的蓬勃發展必然趨向全球化,而高度分工的現代社會則將更趨於多元化。因此氣象發展策略應該反映開放的國際觀,並預期資訊的內容與流通要符合即時、便捷、量化及彈性,以順應多元化的社會需求。

      1. 掌握應用面的跨領域特性及合作產出資訊的趨勢

資訊的應用將趨於專業,跨領域的合作是自然的趨勢,而社會各階層、各領域之間的互動本質,也顯示氣象業務將在跨領域的互動過程中逐漸演進,更密切的國際合作也是預期的趨勢。

      1. 善用民間資源發揮氣象服務中間媒介的積極角色

氣象資訊提供者與使用者的雙向溝通,是縮小資訊解讀落差的必要途徑。但是面對眾多的使用者,政府氣象作業單位以有限的人力和物力,勢必無法做到與個別使用者的有效溝通與互動,氣象服務的規模與品質必然有其極限。觀之氣象先進國家的發展,善用民間資源、鼓勵民間氣象產業發展以參與氣象資訊應用開發,是一有效發揮氣象資訊應用價值的良策。惟台灣發展氣象產業的條件迥異於其他國家,氣象局有必要營造有利條件,以引導的方式逐步地培植民間氣象產業,使之萌芽生根,在良性互動的關係下,提昇整體氣象服務的規模與品質。

氣象業務發展有階段性,各階段之間則必須是循序漸進的發展,階段特徵是漸變而非突變。因此,第貳章我們就氣象業務發展現況與趨勢做一簡要回顧;而在「與社會互動」的概念下,於第參章中我們嘗試描述氣象局接觸外來氣象資訊需求訊息的部分經驗與感想;其次基於現況、趨勢、及對需求的認知與開放態度,在第四章中歸結現階段策略性氣象業務發展具體建設方案重點,最後第五章為結論與建議。


    二、氣象業務發展現況與趨勢

    1. 由「近乎藝術」至「高科技化」的氣象預報作業     Frame2

二十年前之天氣預報,曾經相當倚賴預報員個人的經驗、甚至是直覺,因此有半藝術、半科學之稱,預報能力相當有限。自民國七十二年起,氣象局在「氣象業務全面電腦化」火車頭式的計畫帶領下,氣象業務朝高科技化發展,氣象作業水準全面提昇,逐日天氣預報能力於二十年間,由不足三天快速提昇至今日足七天的預報能力。

過去氣象局執行之「氣象業務全面電腦化」是個以發展「數值天氣預報」為主軸的整合型計畫,「數值天氣預報」技術精深、涉及理論廣博,其整體發展策略為「循序漸進,技術生根」,在歷經前後三期計畫的努力,氣象局不但在作業型態、預報準確度、氣象服務管道上均有顯著的進步,更重要的是執行計畫也使得氣象局人員素質大幅提昇,為後續發展奠定厚實的基礎。此三期計畫的執行策略與計畫成效簡要歸結如下:

    第一期「氣象業務全面電腦化」計畫

第一期計畫採取的策略是「委託規劃」與「委託發展」,重點在技術轉移並培養作業性系統維護的自主人力,此期計畫執行期限自民國七十二年起至民國七十八年止,總經費約十四億元。在此期計畫中氣象局完成氣象作業自動化等系統,奠定氣象業務電腦化的基礎,並同時引進國內首部超級電腦,成功地運作第一代數值天氣預報系統,當時數值天氣預報的有效預報期限還不足三天。

    第二期「氣象業務全面電腦化」計畫

第二期計畫仍是「委託規劃」,但執行上改採「委託合作」的策略,積極培養氣象研發人才,此期計畫執行期限自民國七十九年起至八十三止,總經費約十五億元。此期中,氣象局係以執行一期計畫的經驗為基礎,全面更新數值天氣預報模式,將有效預報期限延伸至五天以上,而隨著天氣預報產品應用的熟稔,預報作業參考之電腦輸出資料量大增,氣象局此時與美國預報系統實驗室(FSL)合作發展完成的「天氣整合即時預報系統(WINS)」,即時的發揮資料整合功能,氣象局的天氣預報作業型態也因而改變,紙面天氣圖的輸出量逐年減少,開始進入電腦化的作業型態,並建設完成全國氣象服務網及局屬氣象站服務網路。

    第三期「氣象業務全面電腦化」計畫

由於第一期和第二期計畫的成功,執行期限由八十四年起至九十年止的第三期「氣象業務全面電腦化」計畫,氣象局已能掌握大部分技術而採取「自行發展、顧問協助」的積極主動發展策略,總經費約十三億元。此期計畫的目標包括氣象局電腦網路的加強與整合,數值天氣預報、劇烈天氣預報及颱風路徑預報技術之提昇,即時天氣資料整合系統之更新,建立氣象雷達網連系統、發展統計預報、改進大量氣象資料貯存管理系統,及建立綜合性氣象服務系統等。目前氣象局發展的第二代天氣整合即時預報系統已正式作業,數值天氣預報系統也已完成升級改版工作,作業模式包括解析度約100公里的全球模式、解析度60公里內嵌20公里解析度的區域模式、解析度45公里內嵌15公里及5公里解析度的新一代區域模式、解析度15公里的區域波譜模式、及解析度45公里的颱風路徑預報模式。其中全球模式已具有合理氣候模擬的能力,是未來發展短期氣候預報技術的工具之一;區域波譜模式模式則是發展區域氣候預報技術的基礎;而新一代區域模式將可執行非靜力平衡運算,其內嵌模式解析度理論上可達2公里以上,將是未來發展精緻氣象預報技術的重要工具之一。

氣象局在推動「氣象業務全面電腦化」計畫期間,在氣象觀測現代化方面的努力也未曾或歇。其中除了全面更新觀測儀器之外,其它顯著的建設還包括於八十七年完成全島一百零二座自動氣象(包括雨量)站,及二百二十三座自動雨量站之觀測站網,以及將於九十年度前完成五分山、花蓮、墾丁和七股四座現代化、高效能的下一代都卜勒氣象雷達站,此兩組觀測利器為發展「劇烈天氣」即時監測與預報的重要依據。

    1. 由預報產品再加工衍生出氣象預報精緻化的概念    Frame2

在傳統逐日天氣預報技術快速提昇時期,台灣社會整體資訊環境也蓬勃發展,氣象局在此階段極其敏感地適時擴展一系列的氣象服務措施,將氣象資訊普遍而深入地傳達至社會各角落,使得多數民眾可以接觸並清楚感受到氣象預報的進步。當一般人心中仍存在著強烈「天有不測風雲」的觀念,而突然察覺在大部分時候,天氣竟如氣象預報所描述般地起了變化,這種感受已足夠使作業氣象界的努力獲得高度的肯定。

但是受限於大氣層的物理特性,尤其是大氣變化的「渾沌」本質,傳統逐日天氣預報的表現很難再快速而持續地提昇。然而,近年天氣預報的良好表現已經大大地提昇民眾關注氣象服務的程度,使用者將更積極的要求他們所需要的資訊。因此天氣預報業務發展重點,在準確度之外也逐漸重視資訊可用性的擴充,氣象局稱之為預報產品再加工,如提供降雨機率預報、舒適度指數預報、旅遊預報、及主要城市天氣預報等,這是近五年來氣象業務發展重要的觀念進階。事實上,不僅是需求面,在技術面越是開發氣象資訊的可用性,我們越是覺得氣象資訊進一步的可利用空間越大,尤其現代觀測儀器及預報模式對大氣的解析能力仍然持續而穩定的增強,刺激我們思考並發展出精緻化氣象預報的概念。

精緻化氣象預報的精神在於提供高空間解析度及高時間密集度的天氣預報,以及定時、定點及定量的降水預報,對台灣地區還包括特別重要的颱風路徑與颱風風雨定量預報。氣象預報精緻化在現階段技術可及的部分,舉例來說,可以進一步劃分預報分區至縣市、鄉鎮區之行政分界,並縮短預報有效時段由現今12小時細分為3~6小時。由於定量降水和颱風風雨定量預報技術瓶頸仍在,初期應以即時提供觀測或推導的台灣地區降水分布圖為目標。其次在歷史資料分析、密集的自動雨量觀測系統、氣象衛星與都卜勒氣象雷達資料分析、及高解析度數值預報產品應用的基礎上,以前瞻而開放的實驗精神推動試驗性預報與評估,測試定量降水及颱風風雨定量預報的可行性。

    1. 由配合性氣象防災研究轉向主動思考防災角色

在防災領域,氣象作業單位往往是被定位成「上游」的資料提供者,這種上、下游的區分使跨領域合作成為以資料流程的考慮為中心,如此常會產生思考上的盲點,也就是如何確定氣象資訊已被最有效而充分的利用?這個現象事實上並不利於深層合作關係的發展。在防災的實務面,上、下游的關係往往會產生權責難以區分的尷尬窘境。尤其在有發生氣象、地震或海象自然災害的可能,或已經發生時,一般民眾首先想到的資訊來源可能是氣象局而非其他單位,因為氣象局是資訊的最源頭,事實上掌握有最高的主動與自主行為能力。

從技術面上說,目前精緻化氣象預報還只是在萌芽階段,當量化預報(尤其是定量降水預報和颱風風雨定量預報)技術成熟後,預期最直接的衝擊應是防災應用觀念的改變。在有了量化(定量及機率)的預報後,使用者將可以進行系統性的損益評估,而依據損益評估結果,防災決策便得以客觀化,決策行為將脫離主觀認定的行為模式。無客觀損益評估的主觀抉擇,決策者將背負主要的行為責任(例如颱風放假的決策),因此決策過程往往趨於保守。反之,經客觀化損益分析後的決策過程,幕僚作業將分攤部分風險責任,決策者將更勇於採取最有潛在效益的決策。當然,在此我們也應意識到,合理的損益評估很難在上、下游資料流程的切割下達成,損益評估將會是包含氣象專業的緊密跨領域合作任務。

推展氣象預報精緻化仍有許多技術瓶頸,最關鍵的是在極短時(0-12小時)天氣的監測、分析與預報作業技術方面。在極短時的預報作業領域,最終的目標是對劇烈天氣預報技術的突破,以達成即時預警,讓使用者面對快速變化的劇烈天氣,不至於發生全然未知的意外。此領域國外的發展以美國居於領先的地位。近年來由美國科學家發起,在世界氣象組織(WMO)的大氣科學委員會(CAS) 下設立一跨國的世界天氣研究計畫(WWRP),推動發展高效能的天氣預報技術,其最主要的重點是要提升極短時劇烈災變天氣的預報能力,以及其在防災減災的應用。氣象局近年來的氣象觀測現代化建設和各項新式觀測系統之建置作業,如自動氣象及雨量站網及下一代都卜勒氣象雷達站網等,使氣象局亦具備有發展劇烈天氣預報的有利條件。顧名思義,劇烈天氣的應用將不僅在傳遞資訊,通常要說服使用者能急起反應,因此資訊的傳遞形式及內容表達方式,將是氣象局必須主動思考的問題。

    1. 逐漸重視氣象資訊應用面與經濟效益開發    Frame2

氣象局曾經以春季雨量預測,協助政府做成取消休耕計畫的決策,為政府省下一筆可觀之補償費,同時也維持了農作的正常產量。氣象局也曾經協助工務單位,在雨季中掌握難得的連續三日晴天,順利完成急迫性、但對降水敏感的路面工程。

近幾年,氣象局嘗試敞開大門與使用者直接溝通,成效相當具體。以氣象局和台灣電力公司的合作模式為例,在氣象局提供「顯著」降水事件預報後,每年為該公司節省數以十億計的發電燃料費。其原理是在主要降雨事件前,積極利用最低成本的水力發電,以節省昂貴的火力發電燃料成本。在沒有氣象資訊的情況下,水力發電通常只用於調節逐日的日尖峰用電需求,而在降雨之後通常伴隨氣溫下降,於是發生水庫儲水增加時,不但不需要水力發電的調節,可能還會產生火力發電能量過剩的情況,造成雙重浪費。此類調節發電的應用,最有效的是二或三天前的降水預報,而如果有日最高溫預報將更有實效。

其它接受氣象局提供特殊氣象資訊服務的單位還包括中國石油公司,中國鋼鐵公司、及部分航空公司等。目前氣象局只依需求提供資訊,並不清楚這些單位使用氣象資訊的情形,這是我們期望改進的地方。

    1. 資訊環境蓬勃發展、全球化趨勢衝擊氣象作業

隨著網路時代的來臨,民眾對於政府的服務品質與內容之期望均將急速增加。同時,由於資訊獲得管道的大幅擴展,未來資訊之獲得的滿意度必將成為影響民眾對政府滿意度之重要指標。

例如以九二一集集大地震為例,中央氣象局於地震發生後一百零二秒即計算出地震位置、規模大小及各地震度,並隨即對外發布地震消息。雖然我們哀痛地震中的重大傷亡,但是氣象局地震測報的表現普遍受到國際媒體的肯定與推崇,不但維護了政府的形象,事發當時也發揮協助政府快速救災動員的功能,事後部分民眾也能由網路資訊中較客觀的了解政府的效率。

此外,許多世界先進氣象作業單位,自1990年以來不約而同針對新時代的來臨紛紛調整作業方式,如今全球民眾都可藉由國際網路取得愈漸豐富的氣象資訊,此一既定的趨勢值得加以重視。這種主要來自於國際化的衝擊,預期將會在「氣候變遷」議題及氣候的監測、分析與預報業務方面特別明顯。氣象無國界,在氣候議題之下國際間更不斷在加強合作。WMO的世界氣候研究計畫(WCP)不但要推動加強全球大氣與海洋之觀測,並促進資料自由交換(GCOS/GOOS/GTOS),也支持並推動氣候預測技術之提升(WCRP/CLIVAR)以及氣候預測資訊的交換、應用和服務(CLIPS)。大陸氣象局在1996年成立了「國家氣候中心」,目前一方面積極參與國際間氣象活動,另一方面積極發展大陸地區觀測、分析與預報技術的提升以及氣候研究。我們可以預期不久的將來,網路上將出現非氣象局發布而為台灣民眾或政府所關心的氣象資訊,屆時氣象局必須有資訊鑑別的能力,也就是說氣象業務必須更開放、更全面地發展。

    1. 密切觀察短期氣候預報國際發展趨勢及潛在經濟效益

近年來,氣象及海洋學家對大氣與海洋的觀測技術與其相互關係的瞭解均有顯著進展,使得短期氣候預報技術及預報的可用度大幅提昇。雖然目前短期氣候預報技術,最可靠的預報能力係建立在「聖嬰現象」預報的基礎上,在台灣地區應用的直接貢獻相當有限,但是我們不應忽略經由國際經貿關係而來的間接影響。

我們知道在季節至年際時間尺度範圍內的短期氣候變化,常直接衝擊農業、漁業、水資源規劃、能源規劃及商品運輸規劃等重要經濟活動,因此「經濟效益」一詞常如影隨形的和「短期氣候預報」一同被提出來討論,「短期氣候預報」也成為國際氣象合作的重點議題。在某一特定時間,受氣候變化直接衝擊的區域可能很有限,但是間接地經由國際間錯綜複雜的政經關係,氣候變化的衝擊常是全球性的。此外,經由動力氣候的深入研究與分析,配合動力模式的再精進,一般相信在大自然的背景擾動之外,將有更多長週期的氣候訊號被分離出來,尤其在東亞季風區的範圍內,也就是說包含台灣及鄰近地區的短期氣候預報能力將有進一步開發的空間。

此外,地球的氣候正在轉變之中已是個不爭的事實,惟以往國際社會認為重視「氣候變遷」是個為後代著想的長期訴求。近年來全球性的極端天氣致災事件頻傳,如1999年在歐洲發生的世紀大風暴,北美東北地區的異常高溫,以及今(2000)年大陸華北地區發現的沙漠化現象等,已令世人警覺到「氣候變遷」不再只是專家談論的議題,而是當代人必須嚴肅面對與切身有關的課題之一。從技術面而言,如果我們能面對及處理短期氣候變化的問題,很可能我們將可累積足夠的專業知識,協助我們解決更長時間尺度的「氣候變遷」相關的問題,這是美國國家海洋暨大氣總署轄下全球計劃辦公室(NOAA/OGP),推動成立「國際氣候預測研究院」進行短期氣候預報作業實驗與應用,他們最初所秉持的基本信念。「國際氣候預測研究院」在南美洲地區推動的氣候預測應用計畫,實作上也證實氣候應用面可以有很高的經濟效益。

不論從影響面或技術面而言,討論台灣的氣候問題都要有國際觀。氣象局在其發展台灣地區短期氣候監測與預報技術的規劃中,也自然地應該重視國際合作發展的趨勢,最好能借力使力發展適於台灣社會需求的東南亞、乃至全球短期氣候監測與預報系統。

    1. 由紀錄地震至強震即時減災的發展歷程     Frame2

地震觀測一直是氣象局的業務重點之一,惟在民國78年地震測報中心成立之前,地震觀測業務基本上只是在紀錄地震活動的情形,主要的資料使用者是地震學研究之專家學者,目的在了解台灣地區的地震結構和特徵。民國78年地震測報中心成立之後,氣象局開始積極推展強地動觀測計畫,加強台灣地區強地動特性之調查,以提供訂定耐震設計標準之參考,是為當時地震減災業務之首要任務。

民國84年起,體認地震監測技術發展的新趨勢,也為了進一步發揮強地動觀測網的效益,地震測報中心於是以其強地動觀測系統為基礎,逐步推動建立地震速報系統,並持續改進其分析研判之效率與精確度。此系統的目標為及時提供地震參數及各地震度,以作為震後救災指揮單位之決策參考。目前台灣地區地震速報系統已建立了75個測站,此系統從地動訊號接收至消息發佈,採全自動化作業,能在地震發生後一分鐘內提供地震位置、地震規模及台灣地區的震度分佈,並藉由呼叫器系統及網際網路功能將消息送至防救災單位,是目前世界上少數先進的系統。

在人們早期未了解地震發生原因之前,總認為地震災害是上蒼對人們的懲罰,歷經長期科學化觀測後,始瞭解其為地球上之自然現象,於是漸漸有了因應的對策。談到地震防減災之問題,除了加強耐震工程設計外,最先想到的就是地震預測,地震災害中以人員瞬間大量的死傷,最令人痛心。因此,若能預知地震發生的時間及地點而先將人員撤離地震區,當然就能將人員的傷亡降到最低,是故地震預測的研究應運而生。地震預測是一個重要的地震防災方法,但至今卻仍是不成熟也不實用的方法,主要是地震預測的成功率仍太低,大部分的災害性地震都無法被事先預測到,因此『地震能否預測』在學界仍是一個意見相當分歧的話題。由於體認到地震預測之成效低,因此許多國家轉而投入強震即時警報系統(Seismic early warning system)及地震速報系統(Seismic rapid reporting system)之發展。地震速報系統能提供快速的地震資訊,除了是地震防災反應的重要指標外,更能滿足社會大眾及新聞媒體的殷切需求。而強震即時警報系統除了提供預警訊息外,更能直接提供重大工程及民生設施採取緊急地震應變的契機。

所謂地震速報及強震即時警報其定義如下:

地震速報—為在地震發生後的數十秒至數分鐘內提出地震資訊,此資訊包含地震位置、規模、震度分佈圖及重要設施搖晃情形。速報的資訊將可以減低地震的二度災害、加速救災反應及災後恢復。運用的層面例如:

強震即時警報—當強震發生後,在破壞性的地震波尚未來襲前之數秒至數十秒提出警告即稱之。這段時間可直接用於降低地震災害,運用的範圍如下:

    1. 艱難條件中一步一腳印地成長的海象業務      Frame2

海象(海洋氣象)是海洋與大氣交接面的自然現象,如波浪、水位、海流、海冰(台灣所處緯度不易發生)、海霧(現行預報上屬氣象範圍),因此海象測報中心之工作是有關波浪、潮位、暴潮、海流、海水表面溫度及海氣交互作用等相關的觀測、預報及資料庫等項目,另研究發展亦是推動業務進步不可缺少的一環。海象測報中心成立於民國八十二年七月一日,職司海象測報專責機構,作為發展海洋的第一步,由於成立之初適逢行政院實施精簡計畫影響,工作同仁僅有十二位(目前僅能推動波浪與潮汐相關測報業務)。在有限之人力與經費限制下,為提昇海象測報各項業務,經由委託外界處理與中心同仁的努力,主要工作都已具相當規模。

    沿海海象觀測站

建立沿岸潮位即時觀測站十四個觀測點、沿岸潮位非即時觀測站四個觀測點、近海波浪觀測站六個海域觀測點、海上資料浮標站三個海域觀測點。這些潮位站、波浪站及海上資料浮標站其目的是蒐集沿岸潮位上升或下降、海上波浪起伏情形及海洋氣象等資料。這些觀測資料,透過電話線或數據專線或無線電彙整到氣象局,提供一般釣魚、海上緝私、海水倒灌及海上航行安全所需的資料。

    海象預報

      1. 潮汐預報: 每月發布下個月潮汐預報(潮高、潮時)一次,預報地點有淡水、竹圍、觀音、新竹等二十四個地區。提供大眾媒體、政府機關與民眾作為海岸巡防、海岸工程、休閒活動之參考。由於外界的需求逐漸增加,如需提供台灣海域全面的海水位預測,則非藉助潮汐數值模式不可。除了海水位變化外,在航行及海上救難方面,尚需提供流的資料。而台灣海域除受潮流影響外,還受到長週期海流的影響。但有限區域潮汐數值模式受限於開口邊界條件,因此如何得出正確的開口邊界條件,是模式將來能否作出正確預報的關鍵。

      2. 暴潮預報: 颱風影響或侵襲台灣地區時,根據颱風警報資訊,利用暴潮數值模式預測有效期間內,全省各地最高水位及其出現時間(預報地點與潮汐相同)。由此預報資料再與各地海堤高度資料比較,適時發布暴潮或海水倒灌之警訊,對於防災扮演積極角色。台灣地區的颱風暴潮具有地域的特性。當颱風接近台灣地區時,受到中央山脈的阻擋,颱風結構遭到破壞變形,情況相當複雜,因此需發展一個適用於台灣地區的暴潮數值模式。颱風暴潮的動力因素是來自一個移動颱風參數化模式。由於颱風路徑預報有其不確定性,故目前實際應用時是根據中央氣象局預報中心發布的預測颱風路徑及強度,納入一個移動颱風參數化模式,來決定海平面氣壓場及海面風場。

      3. 波浪預報: 每日提供一次早上八點波浪分析圖及未來二十四小時波浪預報圖(2米以上波向及波高等值圖),波浪圖涵蓋範圍自東經105度至140度,北緯5度至35度,包括了台灣海峽、東海、黃海、南海及部份西北太平洋海域,對於我國海域航行安全有相當大的助益。目前所根據的波浪數值模式解析度為0.5度,在台灣海峽最窄處只有3個網格點。並且所採用的波浪模式是引進國外模式修改至所需的涵蓋範圍,有其應用之限制。對於台灣海域複雜的海岸地形及水深並不能掌握,無法提供漁民近海作業、沿海養殖或一般民眾海岸休閒活動所需之近海波浪預報。

    海象資料庫       Frame2

中央氣象局是國內擁有海象資料最多的單位,除有責任將本局觀測海象資料整理建檔,提供各有關及相關單位使用外,國內其他單位因不同任務所進行海象觀測的資料亦是本局蒐集、整合並加以建檔格式化的重要項目。為持續提昇海象資訊服務現代化工作,在人力有限及經費限制下,經由委外處理與中心同仁的努力下,氣象局第一階段之海象資料庫系統已於2000年1月建置完成,目前以波浪、潮汐為主。

「海象資料庫系統」使用分散式和主從式網路架構,又可分成三個主要子系統:「資料庫管理子系統」採用關聯式資料庫管理系統,經由對各式海象資料表格欄位及格式作詳細的規劃訂定,能有效管理及存取海象資料。目前即時海象觀測資料已彙整到資料庫中,歷史海象觀測資料也盡量在蒐集納入中。「資料庫應用軟體子系統」係建立一個具有親和力的使用者介面,可進行資料品管工作、簡化資料供應流程及作各式資料的查詢、展示及應用。另使用者亦可透過瀏覽器連結到中央氣象局全球資訊網站,並點選(海象潮訊)超連結至第三個子系統「網際網路服務子系統」,其主要功能為提供海象預報資訊、海象資料索引查詢及資料申請服務等。

此外,「全國海象資訊索引系統」正積極建置中,將國內各機關及單位獲得的海象資料現況資訊,整理成索引資料供各界查詢使用。為因應外界對海象資料需求日益增加,大部份為學術研究、經建單位及民間事業所需,海象中心將在現有的基礎上,賡續提升及擴充資料庫作業系統之軟、硬體設備,並考量網際網路服務的趨勢及結合地理資訊系統,建置成「海象資料庫系統中心」,並建議將港灣技術研究中心、經濟部水資源局(水利處)、國科會海洋科學研究中心等單位規劃為區域性中心,以達到資源共享、資料交流和充分有效運用海象資料的目的。




    三、氣象資訊需求面的挑戰與機會

    1. 背景說明             Frame2

台灣地區因地理位置關係,經常受到颱風、豪雨及地震的影響,而造成不同程度的天然災害,近二十年來每年因氣象因素導致的災害損失平均高達新台幣174億元。另外,每年也因暴潮、巨浪等異常海象,導致海堤破損、海岸流失、海水倒灌等,使沿海公共建設及居民生命財產之損失不勝其數。民國88年發生在中部九二一集集大地震,造成2,456人死亡及失蹤,11,306人受傷,無形的社會成本損失更是難以估計。這些數據背後值得我們關注的事實包括:

    台灣社會對氣象環境敏感度快速攀升

在此值得我們特別注意的是,雖然氣象預測準確度已明顯提昇,政府也投入相當的資源在防、救災的努力上,但是氣象災害損失的數據卻有明顯逐年攀升的趨勢,顯示台灣社會對氣象環境的敏感度正對我們發出警訊。社會對氣象環境條件敏感度的成因,固然是個需要專業探討的問題,但是我們看到台灣地區平時繁忙的交通流量、密集的居住人口、特殊的山坡地開發、耕地的減少、工業用水需求的增加、以及能源消耗的擴張等等,實不難想像此氣象敏感度的由來。

    台灣位居地震帶上,無法避免地震之侵襲

台灣位在地震頻繁的環太平洋地震帶上,全球約有75%的地震發生在此地震帶內。台灣地區有歐亞大陸板塊與菲律賓海板塊相接觸,台灣島是典型板塊碰撞下產生之大陸邊緣島嶼。據地質學家推測,菲律賓海板塊約在六百萬年前開始向歐亞大陸板塊擠壓,台灣島遂得以誕生並成長,此造陸運動迄今仍在持續進行,也引發了台灣旺盛的地震活動,更頻傳災害性地震,例如1906年嘉義梅山地震、1935年新竹台中烈震、1964年台南嘉義烈震及1999年集集大地震等,都造成人民生命財產的嚴重傷害,是台灣人民心中無法抹滅之記憶。

由於土地之取得不易,因此我們無法將人類遷離地震之危害地帶,而目前全球之地震預測工作投入之心力與報酬率無法相提並論,所以強震即時警報系統之發展將是未來地震即時減災之重要課題。當強烈地震發生後,氣象局現行地震速報作業系統可於一分鐘內發布地震震度消息,供防救災單位採取應變措施。依目前之規劃,氣象局將可於未來幾年間逐年縮短地震發佈時間,直至達成強震即時警報確實可行之目標。中程目標在於繼續縮短地震測報作業時間,強化地震速報系統之功能,預期至民國九十三年縮短發布時間至50秒、九十四年縮短至40秒、九十五年達到縮短於30秒內之時效目標。

    台灣四面環海,往海上發展為必然趨勢

台灣四面環海,東起太平洋、西濱台灣海峽、北接東海、南臨巴士海峽。海岸線綿延約1600公里,平均6公里即有一座漁港,又有基隆(北)、高雄(南)、花蓮(東)、蘇澳(東北)、台中(西)等5個國際港口,另有台北及安平兩個輔助港,海洋地理環境條件優越。氣候上則有東北及西南季節性季風,每年5、6月為梅雨季節,另夏、秋之際有颱風侵襲本地區,常造成人民、財產之重大損失。因此海洋氣象資料對從事有關海洋運輸、遠洋近海漁業、海事工程、港灣建設、海洋環保、海洋巡護、海上緝私、海上救難、海洋資源開發、海洋娛樂及其他與海洋有關的經濟活動等均有莫大的影響。台灣地區自解嚴及實施週休二日後,一般民眾到海岸及近海作觀光遊憩活動,如游泳、潛水、海釣、賞鯨豚、滑水等將會越來越多,政府單位亦應以正面積極的態度來提倡,加以海峽兩岸交流活動等日漸頻繁,社會各界對海象服務的需求將會日益殷切。

    1. 來自水災受災者的啟示

電視上曾經播出一位正被救難人員撤離的居民說:「誰知道三百公厘是什麼意思,要是氣象局告訴我家會淹大水,我早就走人了。」這個時候如果還有人嘗試去解釋,河川流量屬於水利單位的職掌,市區淹水是工務局或內政部管理範圍,必然會引起公憤。在此我們學到的是:民眾要的是在生活面可以直接解讀的資訊

事實上氣象界很早便試著想推動洪水預報,早期得到工程界的反應是:「我們需要每40公尺乘以40公尺範圍的六小時降水預報資料。」這個需求是遠超過氣象觀測所能及的精密度範圍,甚至不用談預報的問題,通常這種對話很快便結束,然後一切回歸原點。問題是洪水預報真的不可能嗎?事實上這不是能不能的問題,而是能做到多好的問題。好壞只要有正確的認知,合宜地使用總比完全沒有洪水預報好。這裡告述我們的是:縱使是專業之間的跨領域溝通,常常也都不是一件直截了當的事。

在八掌溪事件之後,有人發覺氣象局在發布山區有陣雨之後,有近乎習慣性地附加「山區民眾應提防土石流及溪水爆漲」之類的語句,顯然氣象局已經意識到,民眾對氣象局的天氣預報有「額外」的需求。曾有專業人士善意的建議:氣象局是否可以提供網路上類似交通流量監控的資訊,在網路的地圖河川分布圖中,用不同的河川顏色標示該河川當日出現異常流量變化的危險等級,綠色表示不期望有變化、黃色為警戒、紅色表示危險、紅色閃光表示已經在危險狀態中。這件事牽涉跨單位業務協調問題,當氣象局有心敞開大門,採取與社會互動的發展策略時,跨單位協調也將是「互動」的範圍。

土石流預警與氣象預報的關係類似洪水預報,土石流預警曾經接近作業化,在媒體上也受到很高的關注。雖然921地震使土石流預警模式必須全面從新調校,但是在921之前,土石流預警便因「引起民眾不必要的恐慌」理由而迭受批評。很不幸地,善意的專業服務不一定獲得使用者正面的解讀,這是資訊服務提供者所必須嚴肅面對的問題。

    1. 「晴、時多雲、偶陣雨」背後的省思     Frame2

多年以前,幾乎是世界性的共同現象,氣象議題常被當作「娛樂」項目般的談論著。在台灣「晴、時多雲、偶陣雨」便被曲解而成為最典型的取笑用詞。如今,好不容易氣象預報終於建立起專業形象,氣象播報員甚至成為受民眾「敬重」的明星,這是氣象專業人員積極努力獲得的成果。

不過氣象專業的人一定要重視「天有不測風雲」的事實,當民眾對氣象服務有一定程度的滿意感覺時,偶爾的預報失誤不至於引起太大的責難,但是如果民眾對一般氣象服務滿意度不足時,偶爾的預報失誤便會被大肆宣染,對氣象服務滿意度將產生惡性循環的傷害,進一步將會影響民眾使用氣象資訊的正面態度,要再重新提昇民眾的滿意度將更為困難。因此我們要珍惜努力的成果,最好的策略就是更努力的建設,更主動積極的服務,維持氣象服務滿意度於高檔。

    1. 為什麼有人會大聲說「台灣的天氣預報不準」?

在最近幾年各類政府施政滿意度調查中,氣象局的滿意得分都在85﹪以上,顯然會認為「台灣的天氣預報不準」的人應該很少。有人說:「民主就是永遠有20﹪的人反對你。」不過我們寧願以開放的態度來探討這個問題,了解原因後總能有改善的方法。從氣象局接到的批評個案中,可以解釋的案例包括:

    1. 交通部氣象資訊需求調查的感想

民眾到氣象局申購氣象資料的大宗是雨日資料,主要的用途是計算工程天數,通常是為了解決工期不定所衍生的民事糾紛。提供雨日資料不是大問題,我們注意到的是顯然建築工程對氣象因素相當敏感,因此交通部科技顧問室曾經針對建築工程使用氣象資料的情形進行調查。

分析發現,大型工程通常會依據氣候的平均雨日預估可施工天數,再依據可施工天數安排工程用料的進貨時程,通常作業程序必須在實際進貨的一至三月前進行。如果實際雨日多於氣候預估值,進貨過早將增加資金與倉儲成本,同時也增加物料損毀的風險。如果實際雨日少於氣候預估值,工程進度可以加速,進貨不及將造成人力的浪費。因此,所有受訪工程單位均表示希望氣象局能提供「準確」的長期雨日預測,而且預期將有經濟效益上很大的可開發空間。

在國外,類似工程上的氣象資訊需求,因為經濟效益明顯,損益分析清楚,所需資訊通常是由民間氣象顧問公司所加工提供。鑒於氣象局人力有限,但卻掌握許多高附加價值的氣象資訊,如何利用民間力量,協助推廣氣象資訊的有效應用,對社會資源應用及國家整體經濟發展都是個利多。目前台灣民間氣象活力相當切乏,氣象局似可擔任開發經濟效益的前導,然後再逐步培養民間力量,分攤氣象局的人力負擔,也創造民間就業機會,更提昇整體性的經濟正回饋。交通運輸規劃、遠洋漁業的漁獲預估與資源規劃、農業生產規劃等等,都可以是工程規劃外,可嘗試開發經濟效益的氣象資訊應用領域。

    1. 民間「三粒湯圓避震災」的省思     Frame2

過去幾年先是有「日本專家」的地震預測,後來又有「神明降旨」的避震指示,在民間都引起相當大的波瀾,而國內專家的理性呼籲有時還比不上「三粒湯圓」的效果。這些現象顯示的是民眾面對不可知的未來,因為不確定性而加強的危險意識下的心理焦慮。

幾乎所有調查都顯示,民眾最恐懼的自然災害是地震。通常自然科學界的專家會強調應加強防震宣導,並讓民眾了解地震是每天發生的事,應該理性面對它。但是部分民眾的反應是:「氣象局天天報地震,嚇都把人嚇死了!」有些還更進一步要求:「沒事的不要報,有危險的早點通知。」顯然這不是很有理性的反應,但卻是很「人性」可理解的表現,而這確實是實實在在氣象服務所要面對的「顧客」。

從事自然科學領域的專業人員,面對問題通常習慣先將問題解析,區隔出幾個可以獨立理解的相關議題,即所謂的「把問題單純化」,再逐一探索個別問題的解答。在這種訓練背景下,最常遺漏的是忘記了「人」的複雜性,只知道處理「理性」的事,而不清楚如何面對「不理性」的挑戰。事實上,整體氣象服務的範圍,多少都會牽涉到「人」的主觀感受,而不僅是陳述客觀事實,此種主觀感受是會隨客觀環境的改變而不同。因此氣象服務本身也要有「人性」,要能與社會互動。

    1. 氣象局有許多想當然的新增業務

氣象局的業務曾經很單純,有許多業務是在「想當然爾」的情況下,逐漸增加起來的,例如:那邊大煙囪冒煙了,民眾常先想到氣象局,要氣象局告訴他們煙會不會飄到他們家;某地火山爆發、砂塵暴發生了,環保署找到氣象局一起評估懸浮微粒對台灣的影響;前蘇聯核子事故,原子能委員會也找氣象局追蹤污染物的飄移情形;談論全球變遷,氣候相關的問題自然要氣象局發表意見;乾旱嚴重了,問氣象局何時下雨,再不就請氣象局和空軍去人造雨;冬衣庫存要多少、火鍋料要推出多少、冷氣機要進多少貨,先問氣象局;重大活動規劃,先問氣象條件;要旅遊、爬山、釣魚、出國觀光,先看氣象報告,氣象報告不夠清楚、不夠確定,問氣象局去。

上述之類的例子很多,表示氣象局一直在反應需求而調整業務,事實上氣象是一門很新的科學領域,氣象業務的自然擴展正是新科學的特質。有時候技術發展在前,需求發生在後,業務調整起來自然愉快。但是更多的時候,需求實際上困擾了預報員很長的時間後,技術面才趕上,才慢慢地的形成新的例行業務。在過去,業務的增加常是氣象局局長個人的決定,現在則逐漸形成共識,既然業務的擴展是氣象領域的特質,氣象局便應該制度化或有系統的看待這個趨勢。技術發展在前時,則由技術引導需求;需求在前時,則依使用者需求導向的精神,慎重規劃業務的發展重點與方向。




    四、策略性氣象業務發展的具體建設方案與條件   Frame2

    1. 逐步實現精緻化氣象預報的服務理想

氣象預報精緻化的發展將可大大地拓展預報資訊的應用空間,尤其是對防災、減災及水資源管理都有很高的潛在價值,因此這是氣象業務發展的重要開發工作。由於精緻化氣象預報仍處於新嘗試的階段,需要努力突破的技術瓶頸及配合的措施相當多,舉其重要者說明如下:

    作業觀念的調整

發展精緻化氣象預報必須建立在高科技、高品質的作業基礎上,在努力突破技術瓶頸的同時,作業觀念上也要有所調整。首先要進行的是調整傳統氣象作業的技術評估重點,由大範圍的天氣預報技術得分擴充至定點、定量、甚至定時預報的可信度分析,最終甚至要以使用者最關心而直接「感受」的量進行技術評分,然後才得以跟隨氣象科技進步的腳印,逐步建立精緻氣象預報內容的廣度與可用度。

氣象預報精緻化的結果將產生大量的可用資訊,這些資訊如何傳遞?使用者如何找到最適宜的資訊內容與形式?都將是新的課題。或許將來有必要大量使用二度空間或三度空間的圖示產品,動態表現也是可能的方式。

    突破氣象觀測的瓶頸

觀測是氣象作業最根本的依據,隨著作業型態與需求的改變,氣象觀測也有不同的需求,需要新的設計與規劃,例如:

    提昇颱風豪雨等劇烈天氣之監測能力

更新氣象衛星接收系統、建置都卜勒氣象雷達觀測網、建立雷電偵測系統及引進無人飛機探空(Aerosonde)等現代化觀測技術,進一步提昇氣象局對颱風豪雨等劇烈天氣之監測能力。

    提昇傳統氣象觀測技術

更新探空接收系統為最新式的全球衛星定位系統(GPS),更新地面自動雨量氣象遙測系統,以提高觀測資料之精確性及資料傳輸之穩定性。增建金門、馬祖氣象站,加強紫外線、酸雨及大氣輻射的觀測,以有效監測台灣地區大氣環境之變化。

    加強氣象儀器檢校並建立氣象資料品管標準化作業

興建氣象儀器檢校大樓、設立氣象儀器工廠及標準實驗室,以加強氣象儀器品質管制,支援儀器維修,研發現代化之氣象觀測儀器系統。

    提昇數值天氣預報技術        Frame2

數值天氣預報是現代氣象預報最主要的客觀指引,它目前的應用重點是一至七天的逐日天氣預報。然而,因應精緻化氣象預報作業的需求,先進氣象研究及作業單位均積極地致力於數值天氣預報技術的提昇工作,尤其以發展高解析度非靜力平衡預報作業系統為一大重點,因為那是最有希望突破定量降水預報瓶頸,以及提昇精緻化氣象預報產品可用度,最具發展潛力的客觀預報工具。

氣象局第三代數值預報系統將於民國90年完成,此後將擁有解析度約60公里之全球預報模式、15公里之區域預報模式,以及5公里之高解析度非靜力預報模式。後續的發展重點將是高解析度的資料四維同化技術,配合全自動資料接收處理系統和氣象資料整合暨即時預報系統的運作,此高解析度模式將可提供大量的局地氣象資訊,不但可以作為部分精緻氣象預報作業的基礎,也可支持定量降水試驗性預報的推動,有助於早日達成作業化目標。

    建立多元化氣象服務系統

在使用者需求導向的思考概念下,建立多元化氣象服務管道一直是氣象業務發展的重點之一。在預報精緻化的發展趨勢下,建立多元化氣象服務系統的理想是:將最適宜的氣象資訊、在最及時的情況下、以最便捷的方式、提供給最需要的使用者。大原則是善用資訊技術、規劃推動中的具體措施包括:

強調相關資訊整合加值處理,一方面切合使用者的整體資訊需求,二方面方便後續使用的再加工。例如雷達雨量推導資料配合對應比例尺之行政區圖、甚至淹水潛勢圖、河川流量資料等;或是針對旅遊「功能」需求,將現況、極短時至中期天氣之溫度與降雨機率預報等資料整合等。

推動電子化政府之氣象服務

為配合電子化政府及全民上網趨勢,加強現有服務系統及WWW網站之功能及內容,重視使用者意見回饋機制。積極與電信及資訊業者合作,供業者轉發即時氣象資訊,提昇資訊傳送效率,擴大氣象資訊服務層面。

      強化氣象防災通信體系,建立整體統包(turnkey)服務系統

配合衛星通信、寬頻網路及數位化影音視訊技術之漸趨成熟,氣象局將發展一套完整的氣象防災服務系統,以即時氣象資訊提供水利及防救災等相關單位使用。

      善用民間既有資訊傳播媒體

運用傳播科技與電腦網路整體技術,結合電視、電台等傳播媒體,以合作方式擴大氣象教育宣導服務,並利用其電子媒體大範圍、高時效大眾傳播功能之特性,將最新氣象資訊作快速而詳盡之即時報導,提高氣象預報及警報的效能。

      加強氣象資訊專業服務

整合氣象局對外服務資料之儲存、傳送及申購流程,建立氣象防災及服務資料庫、網路申購資料及顯示系統。配合網際網路、多媒體教學及遠距教學等技術之普及,氣象局將協助各級學校加強推廣氣象防災教育工作。

    1. 推行24小時劇烈天氣監控、實踐即時預警無意外的氣象服務

劇烈天氣監測與預報亦屬於精緻化氣象預報的業務發展範圍,但是對於大雷雨、豪雨、大雨、濃霧、寒潮低溫、霜害、強風、龍捲風及焚風等劇烈天氣現象,在監測及預報上往往需要極高的時效要求、特殊的資料解讀技巧及完善的預報輔助工具。具體需求上必須建立即時、大量之監測與觀測資料處理及分析能力,尤其是在中小尺度先進的資料分析技術與方法、高解析預報模式產品產出和應用、以及模式技術之提昇上,都必須再精進。由於劇烈天氣監測與預報技術發展上有其獨特性,需要整合氣象、觀測、資訊及通信專長人員共同努力,所以這是氣象局規劃下一期專案計劃的內容重點之一。

劇烈天氣具有高度危害性,但是通常其發展生命期短、尺度小、發生頻率也低,傳統天氣監測與預報系統很難掌握此類天氣系統的行蹤。因此,要突破目前作業上的困境,最有實際效益的可行策略是從加強劇烈天氣的即時監測開始,同時在嘗試於0-12小時及短時預報上尋求技術突破。具體措施除了加強觀測資料之時空密度、銜接處理氣象局現有之地面、衛星觀測和數值天氣預報資料外,更要充分利用氣象局即將完成作業運轉的全島都卜勒氣象雷達網之觀測資料。都卜勒氣象雷達是監測劇烈天氣的利器,但是雷達資料量龐大,必須強化資料處理與資訊萃取能力,並佐以精密的自動預警系統軟體的開發,始能發揮應有的作業效能。有效利用都卜勒氣象雷達網,可以發揮相當有效的及時監測功能,並可以線性推演出極短時的預警效果。最先進的氣象科技發展觀念則是,結合都卜勒氣象雷達觀測與區域高解析度觀測系統,配合高解析度數值天氣預報之資料四維同化系統,發展新一代全功能的區域天氣預報系統。

    1. 推動跨領域短期氣候應用合作,開發氣候資訊的實質經濟效益   Frame2

短期氣候預報事實上是個高難度的挑戰,需要有適當的工具以及充分的氣象資訊與專業知識,作為分析、研判及預報或預警決策之基礎。氣候預報模式可以概分為動力與統計兩類,動力模式預報能力的區域差異極大,對特定區域不一定有實用性,但發展潛力相當樂觀;純粹統計的預報模式開發許久以來均遲滯不前,原因是氣候問題牽涉不同時間尺度現象的複雜關係,氣候的非線性物理本質加上氣候資料的紀錄時間不夠長所致。在尖端動力氣候學研究的助導下,配合動力氣候模式的使用,或許氣候統計預報仍可開拓新的應用領域。

氣候預測應用本質上是人類行為力量與自然環境變化的折衝與調適問題,執行得當通常可獲致可觀之經濟效益。近年來國際上更有將短期氣候預測應用,視為永續議題下全球變遷調適之測試或實踐場的趨勢。氣候預測應用通常規模大,問題複雜度也高,往往需要整合自然、人文及社會科學研究成果,配合高科技氣象作業系統,甚至要在政府的適當決策宣示與動員下,始得以有效施行。因此推動短期氣候預測發展,必須有跨領域應用合作的配合性規劃,強調跨領域合作將是氣象業務發展新階段的特點。此外,氣候系集預報(ensemble forecast)研究顯示,綜合所有預報的統計結果一定比任何單一之個別預報要好,因此在短期氣候預測作業上,國際合作與資料交換的考慮也相當重要。

短期氣候預測應用若牽涉經濟活動,事實上有經濟面的當然風險。不過,一旦國際間的合作模式趨於成熟,而我國卻被排除在運作範圍之外,則我國將無法分享國際合作的共同經濟效益。減小短期氣候預測應用的風險,可採取的策略是密切結盟國內外適宜的策略夥伴,例如:

    國際氣候預測研究院

國際氣候預測研究院係由美國國家海洋暨大氣總署轄下全球計畫辦公室發起,加上臺灣(中央氣象局)及紐約哥倫比亞大學共同為創始會員。此組織以整合世界先進氣候預報資訊為基礎,強調前端至終端系統整合運作,而以推動短期氣候預測應用,創造可量測經濟效益為宗旨。在其草創階段便已於中南美洲及非洲地區,成功推動多項氣候預測應用實驗。在臺灣加入後,國際氣候預測研究院期望以台灣為基地,推動東南亞地區氣候預測,及氣候預測在農業、漁業、水資源規劃、及季節性疾病防治方面之應用計畫。

    亞太經合會(APEC)氣候網路計畫

亞太經合會氣候網路計畫係由韓國所發起,在亞太經合會架構下運作之區域「動力氣候預測」合作計畫,我中央氣象局為正式參加單位之一。此計畫以預測大東亞地區季節間氣候變化為目標,目前還在初步資料整合與比對階段,預定2001年夏季進行第一次聯合氣候預測實驗。此外,美國氣象局(NWS)也有意在APEC架構下,經由Working Group II (Industry, Science and Technology Working Group)推動區域氣候預測應用計畫。

    東南亞區域START委員會

東南亞區域START委員會(SACRS),為我國學術界「永續研究」研究團隊所積極參與,最重要之區域性全球變遷相關組織,為「全球變遷分析、研究與訓練(START)」計畫下14個區域委員會之一。目前SACRS有中華民國、澳洲、泰國、馬來西亞、印尼、菲律賓、越南、汶萊、寮國等為會員,2000年 - 2001年主席為中華民國代表,目前正嘗試以臺灣為中心,將SARCS相關研討會、訓練營、資料中心等活動之重心移至國內,而其階段性的研究重點也包括短期氣候預測應用。

    1. 建立台灣地區完整的海洋氣象觀測與預報系統    Frame2

氣象局海象測報業務起步較晚,人力非常有限,因此發展策略上強調跨單位合作,傾向於聯合全國相關海洋觀測及研究單位共同推動海象業務發展。

提昇海氣象預報服務,需要準確的預報模式。目前在潮汐預報方面比較成熟,但波浪預報的格點較大,精度也嫌過粗,尤其台灣四周地理環境差異極大,如著眼在近岸遊憩活動,需要研發各地專屬預報模式以為因應。由於風與浪有密切關係,因此上述專屬模式亦包含風的部份。另海流項目過去並未涉入,在海流資訊需求方面,可引進國科會國家海洋科學研究中心所研發的台灣附近海域海流模式,使其作業化,納入預報作業;配合措施是增加海流觀測網的建立,一方面提供即時觀測資料,並作校驗模式之用。但由於海面上設站之困難,而且風險甚大,可引進遙測技術(包含衛星、無人飛機及岸上雷達)在海面風場、海面波浪及海流等大範圍影像處理,其資料提供海洋數值模式之初始場及驗證用。另在颱風暴潮數值模式及近海波浪預報方面,可委託國內有實際經驗之學術單位研發適合不同地區及地域特性之模式,並於研發完成後移轉氣象局運轉使用。

一般氣象服務的內容已經包含海象,但是海象業務發展研究領域有其特殊的資訊需求。目前迫切需要的是整合全國海象資就料庫,內容包括波浪、風、海流、水溫及潮汐。策略上可與海洋單位密切合作,收集即時海象資料,嘗試增加商船即時自動觀測系統及遙測,以擴大觀測的範圍。其次並進行資料品管標準作業程序,完成海象服務系統,使氣象局有能力成為海象資料供應單一窗口,方便海象資料的流通與使用。

    1. 建立地震速報系統,發展自動化強震監測即時警報系統

地震發佈之時間由一分鐘前後劃分,發佈時間超過一分鐘屬於地震速報層級,目前作業能力已經接近此臨界標準;而發佈時間於一分鐘以內者屬於強震即時警報層級。強震即時警報與地震速報最大的區別在於震度之觀測上,地震速報之時間於一分鐘左右,地震之主震動波可涵蓋台灣全區,因此,震度為儀器實測資料。然而,強震即時警報之發佈時間,地震之主震動尚未傳達至警報目標區,因此震度是屬於預估值。發展強震即時警報系統,震度之預估方法及台灣地區場址效應之掌握是必須事先解決之課題。

台灣地區的地震速報系統已是目前世界少數最先進的系統之一。以九二一集集大地震為例,中央氣象局建置的地震速報系統已發揮了其速報的功能,於地震發生後一百零二秒即計算出地震位置、規模大小及各地震度,並隨即對外發布地震消息。行政院旋即根據地震報告在二十分鐘內於內政部消防署成立「九二一地震中央災害防救中心」,迅速進行相關救災行動。

九二一地震速報實例,是台灣地震作業一項深受國際肯定的成就,然而我們終究無法抹去重大傷亡事實的遺憾。因此在社會的深切期盼下,地震業務背負更上一層樓的深沉壓力,經過地震專業性的全面評估與決策思考後,現階段最迫切的地震業務發展重點為:

    加強地震速報系統發展,再提升政府災害應變能力

氣象局之速報系統雖然已有出色之表現,然此系統仍有相當大的發揮空間。例如,此系統下游之地震後災情估計及境況模擬能力,都仍有待擴充及加強。這些資訊有助於政府救災應變之決策,而快速明確的救援命令發佈,不僅是政府效率之展現,重要的是可使人民之傷亡減至最低。台灣的速報系統已經有良好的開始,加強速報系統之發展及速報資訊之下游應用,將是地震測報中心未來發展之重要課題。

    發展地震即時警報系統,實現地震即時減災功能

目前速報系統地震消息發佈的時間約為一分鐘,以台灣地震的特性而言,若要對震央100公里外的都會區建立預警之功能,消息發佈時間必須縮短至30秒以內。例如,台灣東部和中部地區發生的地震都可能對台北都會區造成威脅,而破壞性震波由該兩區傳遞至台北需時30秒以上,因此具有30秒以內的消息發布效率,便可在台北都會區進行地震即時減災之應用。然而,即時減災之實用性受限於多處技術瓶頸,包括如何於初始數秒內估算規模、如何縮短資料蒐集及處理的時間、如何建立快速可靠的通訊連線及如何避免錯誤預警的發生等問題均有待解決。

在建立自動化即時地震警報系統之後,期能在強烈地震波尚未到達前,透過快速的通訊系統即時提供強震訊息,供與民生關係密切的設施,例如大眾捷運系統,電力維生系統,銀行電腦系統等即時因應,達到減災的功能。強震即時警報系統是一先進概念,策略上可以先行推廣強震即時警報系統運用於交通行控上。未來捷運系統將會分佈於各個都會區,且高速鐵路將會貫穿台灣西部地區,強震即時警報系統之發展,若能與交通行控系統之結合,將會使這些交通系統受益,以提供更安全的交通服務。

    1. 強化教育宣導與雙向溝通機制      Frame2

互動的精神在重視、了解、滿足使用者需求,或提供使用者正確使用資訊的知識。積極的互動更是要發掘與引導隱藏性的需求,通常這會是跨領域合作的議題。

在氣象局內部,大方向上需要建立制度化、常態性的推廣與教育宣導人才訓練,尋求專業人士協助規劃設計教育宣導文宣與教材,善用網路多媒體技術與氣象資訊使用者溝通。而面對廣大的使用者群,雙向溝通機制的建立是個需要妥為規劃的工作。政府的防救災體系,常是氣象資訊應用面的觸角,這是氣象局應該積極溝通的一個族群。目前網路科技提供的溝通方式也是個很有效率的媒介,應該可以了解某些特定族群的需求趨勢,配合一般性及專業性的使用者需求抽樣調查與訪談,應該可以有足夠的使用者代表性。而藉由相關專業人士的「代為判定」使用者需求,則是比較可以系統性地推動的方式,尤其在發掘需求趨勢的目的上,專業的介入可能是最有效率的手段,這種做法事實上便是跨領域的氣象資訊應用面開發工作。

    1. 氣象業務發展的定位

就氣象業務發展而言,「防災」應用使氣象作業從「提昇生活品質」的抽象訴求,落實成具體的「保護民眾生命財產安全」,如果氣象資訊能經由系統性的應用規劃,創造出具體可量測的「經濟效益」,氣象業務發展的策略考慮就不應僅限於氣象專業領域的範疇,而應有國家整體性的大格局思考與規劃。




    五、結論與建議    Frame2

台灣地以位置特殊,無法免於颱風、豪雨及地震等自然災害的威脅,因此氣象業務一向為民眾所關心、政府所重視。中央氣象局本著服務的熱誠追求效能,近二十年氣象業務現代化的成效是有目共睹,今日更思進一步奉獻專業的知識回饋社會,期望在提昇人民生活品質與減少自然災害損失之外,更要以創造氣象資訊應用實質經濟效益的積極精神,提昇整體氣象界的專業形象與榮譽

因此,氣象作業的整體目標是:提供科技所能及最精確的氣象、地震及海象資訊,以提昇社會大眾生活品質、減輕自然災害損失、並積極應用氣象資訊創造實質的經濟效益

由台灣社會發展的現象,如交通繁忙、人口密集、山坡地開發、耕地減少、工業用水增加、以及能源消耗擴張等,讓我們不難想像台灣社會對氣象、地震及海象條件的敏感度將會越來越高,對相關環境資訊的需求,也將逐漸醞釀出根本性的變化。因此,氣象局應妥為因應,以前瞻性的專業眼光掌握社會脈動,在使用者需求導向的指導原則下,慎重規劃氣象業務與社會互動的發展策略

在考量主客觀條件及社會和科技發展趨勢後,氣象局應重視的大環境趨勢及可行的對策歸納如下:

對策是: 正視「天有不測風雲」的事實,不迴避預報可能的失誤。重要的是,要知道一旦滿意度下降,偶爾的預報失誤將會被擴大宣染,造成惡性循環。因此氣象建設不能停頓,更要慎重看待民眾的批評,對天氣預報準確度不滿意聲浪的大小,很可能是反應整體服務滿意度的指標。而要維持民眾的高度滿意,最基本的是重視使用者的需求,利用網路技術提供教育宣導及雙向溝通的機制是一種方式,抽樣調查或訪談是另一種方式。借助於其它專業發掘及分析使用者的可能需求,則是一種主動積極的開發新應用領域的行為,精神上是以科技引導需求,如此更可以讓氣象服務走在民眾的期望之前。

對策是: 在氣象局良好建設基礎上,努力突破氣象觀測及預報上的瓶頸,推動預報精緻化,並特別加強定量降水預報、颱風路徑與風雨定量預報、以及劇烈天氣24小時監測及極短時預報。宣導大氣變化「渾沌」的特性,積極利用系集預報技術,評估大氣所有可能狀態發生機率,減少預報上出現完全失誤之意外狀況的機會。

對策是: 積極規劃推動短期氣候預測研究,建立短期氣候預測能力並培養國際聯繫、交涉及談判人才,重點參與氣候研究、預測及應用相關之國際組織。在國內推動跨領域氣候預測應用相關研究,選擇適宜應用計畫,實際體驗應用短期氣候預測資訊創造實質經濟效益的潛力。

對策是:在專業領域配合建築結構防震研究、建立地震速報系統、發展自動化強震監測即時警報系統、並推展強震即時減災應用。同時要加強社會防震宣導,教育民眾防震觀念,讓民眾了解現階段地震預測的能力及瓶頸,以及地震單位積極但務實地追求地震預報能力突破的努力情形。

對策是: 建立海象資料供應單一窗口,由氣象局整合觀測資料,並積極協調國內海象相關單位與研究團隊,支援人力有限的海象中心之業務發展,建立台灣地區完整的海洋氣象觀測與預報系統

氣象局的業務既多元又繁雜,各業務之間往往又有相互依存的關係,發展上不能有任何偏頗。然而氣象業務發展人力與物力資源確實相當有限,過去氣象局採取重點式的專案計畫推動方式,以明確的目標管理,任務導向的人力規劃,配合慎密可行的計畫評估與控管制度,成功地帶動整體氣象建設前進的步調,使氣象業務全面邁入現代化的作業領域,事實證明氣象局過去的人力運應策略極為成功。

面對不斷演變的資訊環境,以及進展快速的氣象、地震及海象測報技術,今後人力運用的策略尤其要保持對外界需求反應的敏感度。因此,未來應密切掌握主客觀條件及社會和科技發展趨勢,妥為規劃最迫切也最有投資效益的重點計畫,務實地推動,維持技術人員求新、求進步的動能,並善用氣象局寶貴的人才庫,在「氣象業務與社會互動的發展策略」原則指導下,推動氣象局新一階段的業務發展,滿足高度經濟發展下,社會各階層越來越殷切、也越來越多元的氣象資訊需求。

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