十一　天氣預報（二）－數值方法及可測性

數值預報模式流程

1. 觀測數據

2. 數據分析(部分來自第5項)

3. 初始場 + 邊界條件

4. 積分

5. 預測場

6. 產生數值預報

用於數值預報模式的6項公式

1. 納維斯托克斯方程

2. 質量守恆

3. 熱力學第一定律

4. 狀態方程

5. 水成份守恆

6. 化學成份守恆

空間切割方法

把地球表面以上的大氣切割成小型的（近似）立方體，總區塊點數約為三億。

模型種類

1. 有限相差法（FDM）

2. 有限元素法（FEM）

3. 譜線法（spectral）

部分方法為不穩定，疊加後會出現誤差。

混沌及天氣的不可測性

雖然有電腦幫助數值預報，但天氣仍有預測不準確的時候。吸引者（Attractor）的概念可解釋這個問題。當裝滿水的瓶在轉時，起初轉得慢時只有一種波的頻率；當轉到臨界點時，開始出現兩種波的頻率；再到下一個臨界點，出現多種波的頻率；最後水瓶內的水運動變得混亂，再不能分辨出任河波和任何頻率。

在天氣預報中，如微調數值預報的一些參數，已產生不同效果：如將水氣含量調低7.5%，即可使預測一個地區有大暴雨變為滴雨不下。

總結

數值預報仍在發展中。如要讓數值預報取得較好表現，需要結合氣象學、物理學、化學、海洋學等知識。