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動力降尺度資料
什麼是動力降尺度資料

動力降尺度是透過高解析度的區域模式重新模擬,進而提升資料空間解析度的一種方法。

TCCIP 平台所提供的動力降尺度資料包含歷史氣候的重建與未來氣候的推估,資料商店中的歷史氣候重建資料 (詳見資料介紹 歷史氣候重建資料) 與颱風降尺度資料 (詳見資料介紹 動力降尺度資料) 都是透過動力降尺度方法產製的資料。

動力降尺度資料因為使用模式模擬,所以能提供完整的變數,除了基本的溫度、雨量,還能提供相對濕度、不同高度風場、日射量等變數,如您所需求的資料變數未能於資料商店中找到,請至 進階資料需求 提出申請。

歷史氣候重建資料 (TReAD) 與未來推估的動力降尺度歷史氣候模擬有何不同

歷史氣候重建資料 (TReAD) 和未來推估的動力降尺度資料除了在時、空解析度不同之外,最主要的不同是未來推估動力降尺度資料是氣候推估資料,而 TReAD 的上游資料為代表觀測的重分析資料。

氣候推估資料 (未來推估動力降尺度) 可以參考的是一段時期的氣候統計值,如平均值、變異量、發生頻率…但是推估資料中天候事件的發生時間是無法對應到歷史觀測紀錄的。

重分析資料的降尺度 (TReAD) 則能夠和歷史紀錄做逐一的比對,例如2009年莫拉克颱風、2016年霸王級寒流事件、2003-2004乾旱事件等等…在這組資料中都能夠重現。與過去動力降尺度共通的特點是兩者都是區域模式模擬的資料,所以和觀測紀錄比對時,不可避免地都會有一定的誤差存在。 

為何資料商店的颱風降尺度資料和歷史颱風事件無法對應

資料商店所提供的颱風降尺度資料為MRI和HiRAM高解析度氣候模式所模擬出來的,非觀測資料。基期推估中的颱風可視為在相同的氣候條件下發展出來的颱風,但無法一一對應到歷史颱風事件。若需要對應歷史事件,可使用歷史氣候重建資料。

 

颱風降尺度資料產製目的是為了比較基期與未來推估時期不同大氣環境條件下的颱風路徑及雨量差異,並非歷史事件模擬,因此和歷史颱風沒有任何關連性,也不能作為未來颱風的預測使用。

詳請參閱動力降尺度資料生產履歷動力降尺度颱風雨量說明文件

颱風降尺度資料是否能當作未來颱風的預測

不能,氣候變遷模擬的推估資料僅呈現在某幾種暖化情境下氣候可能的情況,未來的情境可能和模式的設定(模式僅模擬高溫室氣體濃度的情境)並不相同,不能直接當作預報使用。

氣候模擬可供參考的是20~30年的氣候統計值,氣候模擬中的場次編號雖是颱風生成的時間順序,但僅為辨識用的代碼。單一場次的颱風資料並不代表什麼,建議完整使用模式長期的所有模擬結果,以不同氣候時期統計量的變化趨勢來討論氣候變遷對颱風的影響。

 

推估資料的限制條件與注意事項

1. 模擬的歷史資料與觀測資料並不相同

模式的歷史基期不同於測站觀測數據,是使用過去歷史相似的條件模擬的假想過去,且降尺度的過程使用網格化觀測資料進行校正,因此歷史基期主要呈現過去的變化趨勢,並不建議直接當成觀測數據使用,建議搭配同一個模式的未來推估資料評估未來的變化率。

2. 氣候與天氣討論的時間尺度不同

在資料使用上即使模式歷史模擬資料有各個年份標註,但是必須注意其與實際觀測資料並不相同,模式的設計是針對長期的氣候進行模擬,並不能以單日天氣的角度進行解釋,僅能就某段氣候時期(至少20年)的統計特性加以比較。

3. 時空解析度與訊噪比的關聯

模式資料降尺度的時空解析度增加時,往往會使變異量加大(也就是雜訊震幅增加),相對的氣候變遷的訊號就顯得不那麼強,或是在未來推估變動較小的氣候時段 (如:近未來2021-2040) 與情境(如:RCP2.6) 時,會出現訊噪比值較小 (即雜訊震幅接近或大於暖化趨勢),在應用上必須了解其侷限。

4. 不建議直接使用絕對數值

統計降尺度資料有經過網格化觀測資料之偏差校正,可直接應用於各領域,但不建議當作測站資料使用。因網格化觀測資料是面平均資料,整體低估於測站資料,而統計降尺度資料又是據此進行降尺度,故網格資料相對於測站資料會低估,尤其是降雨量的部份。建議使用同樣模式的歷史資料與推估資料進行變化率的計算,並使用多個模式的變化率 (平均、眾數或使用盒鬚圖呈現) 來討論氣候變遷下的衝擊,若有使用絕對數值的需求,建議先使用模式歷史資料計算指標並與現行使用的指標進行比較,確認偏差的程度是否在研究的可接受範圍內。

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