氣象預報

數值模式實驗室

中國古代

• 以農立國
• 戰爭情報

天氣現象

已知現狀＋物理定律>>推知未來

氣象終極問題

• 正確的觀測多重時空尺度下的大氣現狀
• 正確的大氣運作規律方程式

18~19世紀

• 天文學可以預測76年， 為何氣象學不行?
• Euler, d'Alembert 流體力學模型
• Laplace 潮汐方程
• 第二次工業革命 >> 電報發明 >> 資料統合

20世紀初

• Lewis Fry Richardson
• 1910手動計算天氣預報
• 2年  >>  計算錯誤
• Richardson dream

20世紀中

• WWI, WWII >> 氣象預報受重視
• 1950s The ENIAC
• 500 calculates/second

1970s至今

• 超級電腦飛速發展
• 1,000,000,000,000,000,000 calculates/second
• 廣設氣象站
• 雷達、衛星觀測
• 架設巨型全球氣象資料庫

氣象預報數值模式

• 電腦中模擬所有大氣中的物理規律
• 地球的數位雙胞胎

困境

• 大範圍天氣概況精準
• 僅適用於不受地形影響的高空或海洋環境
• 無法完全描述特殊天氣系統

於是 . . .

特定天氣現象

深度神經學習網路

深度神經網路學習

小範圍天氣受地形影響

應用範例

• Marzban and Stumpf 1996 龍捲風
• 中央氣象局 2003 雲型對雨區判別
• 中央氣象局 2004 暴潮預報

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