氣象資訊與環境應用,讓生活更好-呂國臣

呂國臣
2016-01-28發佈
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講者介紹

中央氣象局氣象預報中心呂國臣副主任是災害天氣、颱風、小區域天氣分析、預報專家,也是台灣鄉鎮天氣預報系統發展者。對於氣象教育推廣更是不遺餘力,於國立臺灣師範大學地科系兼任助理教授,授課教導天氣預報與分析,天氣學原理與實務應用,並擔任臺北市教育校園氣象站顧問,參與小小孔明天氣預報競賽、氣象知能網路競賽等多項比賽。

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影片介紹

中央氣象局職掌我國氣象業務,範圍涵蓋氣象、海象、地震與氣象有關的天文業務。過去在氣候方面所投入重點主要,是在短期氣候(月、季、半年)預報技術與作業系統之建置及資訊之提供。透過氣象資訊服務,分析過去、掌握現在,預測未來氣候環境之變化,有助於提高各類決策品質,落實氣候風險管理與預警。氣象資訊與環境應用,不只有氣象預報,擁有全方面的服務,可以降低氣候變遷之衝擊程度,讓你我生活更好。

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文稿

氣象資訊是一個非常抽象的,既看不到也摸不到,但是它就是我們環境的資訊。我們當初把天氣預報變成數字化的這些想法,正好搭上了浪潮。2008年有一個同仁從美國回來,帶了一支iPhone,他跟我說:「副主任、副主任,這個iPhone很好用喔你看」,裡面可以看到,非常非常細膩的氣象資料,什麼時候溫度幾度、什麼時候溫度會下降等等。

那段期間其實台灣的HTC也很強,HTC就把天氣訊息放在手機上面,所以這位同仁就很高興,說:「這個資料將來會把你們氣象局打敗的,你看你們現在還在報每日的天氣預報,人家都報到每小時。」

我想一想是不是氣象局將來就沒有飯吃了。其實,這個問題讓我想到天氣的服務,我們的確是面臨到很大的危機。危機感在哪裡呢?以後報天氣不是氣象局的專利了,現在手機都是隨身物品,這隨身物品已經可以告訴我們所有氣象資訊了,不是嗎?

但是其實也是個轉機,怎麼說呢?因為氣象基本上是個專業的服務,在這個服務本行裡面我最厲害。如果說把我本行的訊息透過一個行動裝置,讓用戶可以無遠弗屆的帶著這個資訊,我覺得就是對你最大的幫助。

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其實我最近也在想一個問題,可不可以利用手機APP告訴在那地方遊憩的人:快下大雨了,開始東西收一收準備起來了。如果可以做到這個,其實反而手機對我來講,對民眾來講,是一個喜訊,對不對?

氣象局有接收在高空三萬六千公里高的人造衛星,每十五分鐘會掃描氣象資訊,傳輸到我們這裡來。氣象局架構了非常多的氣象雷達,掃描全台灣地區的天氣,所以只要附近有颱風,附近有鋒面會經過台灣,隨時可以掌握到,隨時可以透過手機APP告訴你:你那邊快要下雨了。

那我們也架構了非常多的雨量觀測站,今天大家在推動智慧城市,其實智慧就是把感知元件數據透過無線電的傳輸,把這些東西送到資料庫裡面。這資料庫就可以整理出一些有價值的訊息,告訴你這地方可能會有甚麼樣的變化,這叫做智慧。

那這一方面其實也是我們氣象局的專長。其實一般人眼睛看不到的溫度、氣壓、風,可以從傳感器sensor產生的數據告訴你,現在的風到底是怎麼樣,現在氣壓到底是怎樣,現在是哪裡會下雨。所以我們的科技是把所有的空間網格化,讓網格化的觀測數據發到超級電腦,去解析出全球的天氣、氣壓、溫度等等。

那經過超級電腦運算,就可以把很複雜的物理流體力學運算過程,轉換成生活上可以用到的數據。

可是氣象預報沒有那麼準,的確。但是現在氣象局已經發展了一種叫做系集天氣預報的技術。它可以把未來天氣變化的極端,正極端、負極端運算出來,用機率的方式呈現哪一種現象是最有可能發生的。

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而且我們提供的數據,從原先比較大範圍的數據,現在已經精確到每五公里一個範圍的數據。從氣象的發展過程來看,是非常大的進步。氣象局未來也有可能會提供到三公里甚至兩公里範圍的。一個鄉鎮最小的範圍大概四、五公里,這樣基本上就可以解析全台灣的鄉鎮尺度的範圍。所以氣象局就開始去發展鄉鎮天氣預報系統,它所涵蓋的範圍可以把我們現在所預測的大範圍山區、平地、沿海、曠野這些區域分辨出來,把氣象服務推廣到更細膩的環境裡面。

我們是大概在民國101年正式把這個服務推展出來,中間有三個重要的改變的地方。第一個:把原來的時間解析度,以日為單位的天氣預報,把它變成每三小時為一個單位。大家以前常聽到未來天氣是晴時多雲偶陣雨,大家過去聽到這句話都在調侃氣象局,但是現在氣象局已經可以告訴你,甚麼時候是晴,甚麼時候是多雲,甚麼時候是雨。

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第二個,我們在空間的解析度也變得更細膩了。可以把屏東地區或者是台北山區分成山區、平地還有沿海。這些地方的天氣系統是不一樣的,譬如說沿海地區風會比較大,山區容易下豪雨,平地介於其中。在這裡生活甚麼時候要晾衣服,甚麼時候要出去旅遊等等,都必須用到這個資料。

我有一個好朋友喜歡騎單車,他說你這個資料太好了,除了可以幫助我決定要不要去騎車,會不會下雨之外,還可以知道風速未來會增強或減弱,因為騎腳踏車逆風而行是很辛苦的。所以他就很感謝氣象局提供這樣的服務,就說:國臣這個資料哪裡拿的到呢?其實,現在氣象局也做出氣象生活APP了,大家趕快去下載, Apple還是Android系統都有。

這些資料可以應用到很多不同的層面,也可以看到一些防災的訊息,跟一般手機的APP是不一樣的。如果說氣象局發布豪雨特報、發布強風特報,這些訊息,這個APP是可以直接通知你的。將來我們會發展4G手機,只要這個地方可能會下大雷雨,你的手機就會直接通知你,不用去下載任何東西,他會告訴你未來可能會有閃電會有打雷,要注意安全。

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過去幾年氣象局的確努力的把氣象預報的準確度,跟天氣預報的內涵跟天氣預報的應用度整合起來,希望這些服務能夠提供外界更好的應用。問一般人怎麼用天氣預報,都會說:氣象局的手機APP很好,可以讓我決定今天要不要帶雨傘,這個很好用。但如果把氣象局的生活APP這樣用真是太可惜了,因為氣象局的天氣預報不只是讓你決定今天要不要帶雨傘而已,它的層面是非常廣的。

在推展精緻化預報的時候我們辦了一個活動,希望對攝影有興趣的朋友可以提供全臺灣368鄉鎮比較經典性的照片給我們。有很多網友就提供我們風景的照片,風景跟旅遊有關,所以氣象局其實現在有報旅遊天氣,針對某個比較有特色的景點,我們都會發布未來幾天的天氣預報。除了這個之外,氣象局也發布了生態方面的訊息,包括增加了濕度,增加了風,甚至增加了逐時的氣溫,還可以讓做生態旅遊或是生態管理的人能夠運用。

臺灣也有很多感動的人文,氣象局的服務也提供了預約氣象,假如說你知道某一個地方有辦廟會,想知道廟會未來天氣是怎麼樣,可以去做預約,會固定收到Email告訴你這個地方未來天氣會怎麼樣等等等。

我們台灣物產很豐富,OK,各個地方都有很好的農產,那氣象局也提供了農業氣象的預報給當地的農夫,尤其當他們要灌溉,除草,灑農藥等等的。台灣四面環海,很多漁船漁民他們會用到這個服務,因為這是跟他們安全有關係。所以氣象局在預報上面也有提供漁業天氣預報三天,另外還有提供藍色公路的氣象服務。

城市的基礎建設也是氣象局非常關心的,所以我們現在把台灣360個鄉鎮都預報出來。在推展這件事情時,有原住民電視台的記者來問我:我們原住民對台灣貢獻非常大,這是我們打造出來的環境,我們原住民的部落是散落在比較高危險的山區,氣象局可不可以提供這些資料給我?所以我們也特別提供原住民朋友347個原鄉部落氣象自詡給他們做參考。他們也非常感謝,覺得能夠去開發到這一種高危險地區的服務,也考量到這些民眾的生活水準。

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我們知道台灣基本上是365天都可能會受到災害的侵襲。像最近幾天天氣這麼好,不過誰知道東北部現在在下大雨。台灣在冬天會受到寒害,氣象局面對寒害只要有可能會產生寒害的情況,氣象局就會發布低溫特報。

山洪暴發,每一次颱風來,氣象局會適時的發布颱風警報或豪雨特報。甚至在低漥地區淹水的地方,我們會提供每2.5公里的網格細緻的資料,讓他們去做未來的淹水預警;那有時候颱風來會產生焚風,氣象局會透過簡訊發布焚風訊息。那颱風來也會帶來強風,氣象局隨時在監測發布海上甚至陸上的強風特報。

這些都是政府的作為,可是從人民的角度來看,政府可以提供我甚麼呢?氣象局的同仁都在討論這個議題。從個人的角度,從社區管理的角度,從士農工商的角度,從政府的角度,我們想獲得怎麼樣的訊息,或者是這些訊息對我有什麼關係呢?

我們可以回過頭來想。從個人來看,個人需要氣象資料嗎?當然需要啊,譬如說,天氣變得極端的熱、變得極端的冷,跟我的健康有沒有關係?當然有關係啊,所以我要關心天氣啊對不對?天氣變化的時候我是不是比較容易感冒?所以氣象變化也是跟我有關係啊。

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最近天氣日夜溫差很大,穿著要有不一樣的穿法。如果下雨下了一段時間覺得很冷就必須穿比較厚的衣服。氣溫跟天氣會影響到穿衣服,環境的變化、環境的調節、溫度升高、開冷氣等等都需要氣象的資訊。

那社區、工業、農漁業需要哪些氣象服務呢?其實就是氣溫的預報、下雨的預報、雨會下多大的預報、太陽會不會太熱的預報、紫外線的預報等等,還有風速、氣壓。最後我們把它總結出來之後我們可以發現,個人部分跟氣溫比較有關;跟社區、國家的運作,跟風雨比較有關;可是講到工商業跟漁業呢,就比較複雜。

前一段時間去做鄉野調查,有養殖漁民跟我說:我們需要你給我氣壓資訊。我說:氣壓?!氣壓對你有甚麼影響呢?颱風來的時候氣壓從一千百帕掉到九百五十百帕我也不會覺得怎麼樣啊?他說:不對不對,我們養魚只要氣壓低他就頭抬起來跟你搖頭,這個時候你再不理牠,牠就會翻肚。OK我知道了,原來氣壓跟水的含氧量是有關係的,所以需要氣壓的預報。誰知道對不對?可是氣壓要降低到多少才會影響到小魚的翻肚呢?這時就就需要一些專家進來。

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好,所以要善用氣象的預報,就必須集合很多不同領域的專家進來。最近的氣象局做了一些有成效的案例。我們跟防災單位、交通單位合作,利用氣象雷達資料,結合觀測資料,針對某些橋梁路段做預警的措施。因為通常有時候開車如果雨下很大,尤其是山路,就很擔心上面的落石會掉下來砸到人。通常這些現象跟下雨的大小有關。如果可以蒐集一些下雨大小的資料跟路段坍方的資料,就能計算兩個之間的關係。

公路總局在過去這段時間跟氣象局有充分的合作,所以也知道說下雨,不能夠用小時的雨量來看,需要氣象局能夠幫他打造每十分鐘的雨量資料,讓他能夠做即時監測,及時去判斷當下很大的雨時,對滑坡坍方落石的交通安全,尤其是道路用路的安全管理。

所以氣象局也幫忙打造一個客製化的產品,能夠把這資料透過數據即時的傳送給這些道路管理的單位,去做即時的封橋、封路。根據公路總局的統計,預防性封路在過去一百五十天極端氣候降雨的災害上,成就零傷亡的成績。所以這種跨域的合作可以對我們的生活帶來更多安全的保障。

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氣象局大概從五、六年前開始推展這項服務。第一個是讓我們的預報更精緻,另外呢就是讓我們的預報產品多樣化了,也開創預報應用的多元化。可是,我們知道計畫有時候真的趕不上變化,那尤其是環境的變化常常令我們愛莫能助。比如說過去一百年來,台灣的溫度大概上升了1.4度,相當於整個全球溫度變化的兩倍。這樣的溫度變化對我們有什麼影響呢?通常對你的影響可能不見得直接來自於溫度,是溫度影響到甚麼而影響到你。

那我們來看其他因子好了,是不是有變熱呢?大家一定覺得有變熱對不對,因為有時候晚上睡覺都要開冷氣,連晚上的溫度都降不下來。那我們統計過去幾年極端高溫事件,近百年之間是有增加的趨勢,也就是熱的天數越來越多,熱的規模越來越長。相對的從過去百年的時間序列來看,冷天的日數真的變少了。如果這裡有一些老台北的話,你想想陽明山多久沒下雪了?當我們一、二十歲是不是也常常感受到陽明山下雪,每次下雪就很塞車,但是大家都很興奮跑到山上去看。

所以的確,氣候變暖了,暖在我們環境裡面。氣候變暖也很好啊,就冷氣開久一點嘛,可是另外有一些東西在默默的影響我們。在變暖過程中我們空氣中含水量變多,這時候雨量就會變大。我們從過去的下雨日數來看,過去下雨的天數有變少,但是我們總雨量基本上是沒有太大的變化。換一個角度來想,就是降雨下大雨的日數增加了。

所以有好有壞對不對,下雨的天數變少,表示天氣很好大家可以出去玩。可是下大雨日數多大了,雨會變得又大又猛。有嗎?好像有又好像沒有對不對?過去幾年國家防災科技中心做了一些研究,發現受到一些下雨影響的颱風個數到底變化是怎麼樣。從過去三四十年的資料來看的話,三十年前大概是每三到四年才可能還有一個很大很大的颱風,對台灣造成非常大的災害影響。那最近十年,發現到幾乎每一年都有。好,這其實就反映到降雨的強度變大了,這些變大的雨通常會集中在颱風或者是劇烈天氣系統。這是一個事實的變化,這個事實的變化會在很多層面上影響我們。現在整個氣候變遷已經不是一個單一事件或是單一事故的影響,需要喚起大家的意識去共同面對。

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我們都知道台灣的高山跟平地到海面陡坡非常的明顯,所以在高山地區有高山地區的風險,在水資源有水資源的風險,在健康方面有健康的風險,國土保安有國土保安的風險等等,這些風險都不是單一領域的專家可以去解決的。這個時候我們必須回過來想一想,如果說氣候變遷對我們有影響的話,如何去提升全面化的氣候服務。

全面化的氣候服務包含了政府部門,還要有各部會的連結。所以政府在2013年6月提出了國家氣候變遷調適政策綱領,希望各個部會能夠去正視這個問題。而氣象局要有能力去做適當的氣候服務,以科學為基礎,去增強社會對氣象威脅風險的管理能力,尤其是高風險的領域要特別去面對可能的威脅。

在這個架構之下,氣象部門要開始去做一些準備,要對過去、現在、未來的環境變數所需要的氣候資料要有一定的準備。要去建立過去的歷史資料庫,能夠與把大數據的資料應用到各個領域中。同樣的也要確實的探討氣候轉變的原因、因素,去栽培自己的分析能力,能夠去提出月的預報、季的預報、年代紀的預報,讓台灣能夠在氣候變遷的過程中,能夠詮釋出未來變化的推估能力,這是第一個。第二個要能夠去協助各領域在應用氣象資訊的能力,這方面就是know how(知識)的建立。大家可能都沒有太多的經驗,要建設出能夠應變氣候變遷能力的技術就是要累積經驗;第三個要把這個技術著實的落實到我們作業上面,例行的情況裡面來。

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那當然環境大壞、情勢大好對不對?在這個時候我們必須擴展服務的領域跟連結的領域,去提升風險管理的機制,同時要蒐集更多的資料,讓這些資料能夠相互的連結。

前幾天在跟客委會開會,客委會每年都會辦桐花祭,氣象局可不可以幫我們預報一下桐花什麼時候開什麼時候消? 然後我們去翻一翻,回頭問客委會能不能提供給我過去幾年甚麼時候桐花開始,什麼時候結束,就可以幫你去做推估。不過他說他們的資料只有兩三年。如果用兩三年的資料去做推估未來可能比較困難,通常氣候變化可能都要好幾年,十年、二十年,所以背後資料建立跟蒐集是非常重要的。

有了這些連結,可以建立很好的夥伴關係,共同強化我們服務的領域。那我相信我們要建構科技能力,每一次碰到乾旱祈雨是沒有用的,要由氣象資料去解讀未來適不適合祈雨。第二,氣象領域的應用其實包含的層面非常的廣,要能夠把這些層面結合起來。大家都有不同的專業,要把這個共同的專業去結合起來,力量才能夠發展出來。

第三要積極去做一些國際交流的工作,因為在全球暖化過程中全世界任何一個國家都會影響到,所以經驗的蒐集是很重要的。台灣最近在講登革熱的事情,登革熱這件事情也不是只有台灣有,必須結合不同的領域。譬如說公衛的領域、病蟲害的領域、甚至農藥、氣象這些領域都需要。

我不是專家,你們也不是專家,但是共同面對這件事情全世界都必須要彼此學習,所以國際領域跟跨領域的合作是將來一定要走的方向,也希望大家在面對氣候變遷,雖然我們改變不了他,但是我們絕對有能力去做最好的調適,謝謝。

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主持人(邱虹儒):這個主題演講完全就是我們論壇的題目,我們的氣候資訊或氣象資訊要怎麼樣進行環境的應用。有一個問題想要跟呂副主任請教。剛剛有發現氣象局其實是有跟很多部會去進行合作,然後也有很多很棒的合作關係,例如像魚翻肚的漁業上面,或是交通部門封路等等。那因為跨部門合作其實是相當很大的溝通工作,甚至是個很大的整合工作。在這樣的工作中不知道氣象局有沒有遇到挫折,要怎麼去克服這樣的挫折?

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呂國臣:挫折難免都有,但是公務人員其實沒有太多權利去講挫折。我記得有一次我提一個氣象服務的時候,人家就跟我說,不要熱臉去貼人家的冷屁股,他說你去跟人家提出合作的時候或我可以幫忙你的時候,人家會不理我們。
其實公部門不要有這種把自己關起來的思維。我記得在跟原民會的企劃處處長說我們要做氣象服務,對原住民同胞做氣象關懷的時候,做了一個簡報,他跟我說你不像公務人員喔。其實大家會面臨到挫折是因為我們不知道怎麼去做,當我們怎麼知道怎麼去做的話,只要政府部門勇敢跨出去,大家都會彼此努力的,謝謝。

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