學習 · 天氣與天空解說

為什麼天氣App的預報不一致

一款App說星期六降雨機率20%,另一款說60%。光是這個落差,並不能證明哪一款錯了。不同的起始估計和預報選擇,可能產生不同但都合理的結果,預報時間越遠越是如此。

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一款App說星期六降雨機率20%,另一款說60%。光是這個落差,並不能證明哪一款錯了。不同的起始估計和預報選擇,可能產生不同但都合理的結果,預報時間越遠越是如此。

起始時的小差異會放大

1961年,愛德華·羅倫茲重新執行一次天氣模擬,他輸入列印稿上的0.506,而不是儲存的0.506127。差距大約只有四千分之一。模擬兩個月之後,兩次運算走向了截然不同的天氣。

兩次模擬天氣運算,一次從0.506127開始,一次從四捨五入的0.506開始,起初並行,兩個月後逐漸分開;差距約為4,000分之一
約四千分之一的四捨五入差距,讓羅倫茲的兩次運算走向不同的天氣。

這說明了對初始條件的敏感性。預報始於對大氣的估計,由不完整的觀測資料拼湊而成。氣球、浮標和衛星測量之間都有空隙,所以起始畫面永遠不會精確。

隨著誤差擴大,信心通常會下降。NOAA提供一個粗略的教學用經驗法則:五天預報的準確度約90%,十天以上約一半。它並未在那裡定義單一驗證指標,所以這些數字不是對你所在城鎮的保證,也不是某款App的成績。

不同的App可能共用資料,也可能做出不同選擇

天氣供應商會對模型、如何填補觀測空隙,以及如何調校當地預報做出選擇。設計不同的兩款App可能用同一家供應商;兩家不同的供應商對同一地點也可能給出不同答案。

所以只比較介面,很難看出它們的預報有多獨立。在把兩個相同數字當作各自獨立的證據之前,先找出背後的來源。

弄清楚「降雨機率」是什麼意思

對美國國家氣象局而言,降水機率是預報地點至少累積0.01英吋雨量的機率。40%的數值並不表示一天有40%的時間會下雨。

NWS定義卡片:40%表示此地至少下0.01英吋雨的機率為40%,「一天有40%的時間下雨」被劃掉,背景是社區的空拍畫面
依NWS定義,40%是該地點至少下0.01英吋雨的機率,不是一天有40%的時間下雨。

NWS的定義並非每家供應商通用的定義。比較百分比時,請讓地點和預報時段保持一致,也別把機率解讀成時間長度。

分歧本身就是資訊

預報員用系集預報來探索不確定性:以略有不同的起始條件進行多次運算。ECMWF的系集有一個控制成員和五十個擾動成員。離散度小,表示對結果較有共識;離散度大,則保留較多可能性。

五十一次ECMWF系集運算,從星期一到星期六,起初靠在一起,之後呈扇形散開,標示「一致表示有信心」和「分散表示不確定」
保持靠攏的系集運算代表有信心;呈扇形散開的運算則保留較多可能結果。

比較兩家供應商只是這個概念的小型類比,不是經過校準的系集。在星期六的示意例子中,20%對60%是保留備案、接近當天再查一次的理由。一致可以提高信心,但兩份預報仍可能一起出錯。

重點整理

下次可以這樣檢查:

  1. 找出每款App背後的資料供應商。
  2. 比較同一地點、同一時段、同一項數值。
  3. 利用預報分歧保留彈性,接近活動時再查一次。
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兩款天氣App。同一座城市,同一個星期六。一款說降雨機率百分之二十。另一款說百分之六十。所以其中一款錯了,對吧?不一定。這個落差可能是你螢幕上最有用的數字。

一九六一年,MIT氣象學家愛德華·羅倫茲重新執行一次天氣模擬,輸入列印稿上的數字:零點五零六,而不是零點五零六一二七。差距大約只有四千分之一。模擬兩個月之後,兩次運算飄向了完全不同的天氣。

這就是混沌:起始畫面中的微小誤差會放大。而那個畫面從來不完美:每個氣球、浮標和衛星之間都有空隙。所以預報會隨時間失準。依NOAA粗略的經驗法則,五天預報大約十次對九次。十天之後,大約一半。

接著,每家天氣供應商都會做出自己的選擇,有些App還共用同一家。不同的模型、不同的空隙填補、不同的當地調校。

就連「降雨機率」也不是通用的。對美國國家氣象局來說,百分之四十表示某個地點至少下百分之一英吋雨的機率是百分之四十。不是一天有百分之四十的時間下雨。

預報員正是這樣應對的。他們不只跑一次預報,而是跑幾十次,每次都在開始時稍微調整。歐洲的主要預報中心跑五十一次。運算結果一致時,信心就高。結果分散時,可能的結果範圍就更廣。兩款App不一致,就是這件事的迷你版。這不證明哪一款錯了,而是天氣不確定的跡象。

所以:它們一致時,你可以更有信心地安排,不過它們也可能一起出錯。不一致時,準備備案,接近星期六時再查一次。

記住:落差就是資訊。多數App只給你一個答案。Forecast Bar可以給你兩個。「比較來源」把The Weather Company和Apple天氣並排呈現,標示出它們的分歧,並點出最大的分歧:星期六,二十對六十。主要預報由哪一家提供,由你決定。

Forecast Bar。看見預報的兩面。

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Forecast Bar能幫上什麼

把學到的知識派上用場。

比較來源

把兩份預報放在同一張圖表上。

Forecast Bar將The Weather Company和Apple天氣並排比較,以陰影標示分歧,並點出最大的一項差異。拖移圖表時,兩邊的讀數會一起跟著走。

  • 「比較來源」可在iPhone、iPad和Mac上使用
  • iPhone和iPad需要Gold;Mac需要Pro
  • 範例中的20%和60%並不表示某家供應商的預報普遍偏濕
預報來源

選擇你的主要預報。

「預報來源」設定可讓你在最高方案中選用Apple天氣,取代The Weather Company作為主要預報。比較功能讓你在選擇前先看看有什麼變化。

  • 花粉、空氣品質、歷史資料和15分鐘降水仍來自The Weather Company
  • 比較同一地點、同一時間的兩份預報
常見問題

常見問題

為什麼兩款天氣App的降雨機率不一樣?
它們可能使用不同的供應商、模型、起始估計和當地調校。比較之前,先確認來源、時段和機率定義。
40%的降雨機率表示一天有40%的時間下雨嗎?
依NWS定義,不是。它表示預報地點在預報時段內至少下0.01英吋雨的機率為40%。
預報一致就代表兩份都正確嗎?
不是。一致可以支持信心,但預報可能共用輸入資料,也可能一起出錯。
Forecast Bar能同時顯示兩家供應商嗎?
可以。「比較來源」在iPhone、iPad和Mac上將The Weather Company和Apple天氣畫在同一張圖表上,iOS需要Gold,Mac需要Pro。
Forecast Bar App圖像

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