新冠肺炎疫情在全球蔓延
給各行各業帶來了巨大影響
氣象領域也不例外
疫情之下
會有多少氣象觀測缺失？
天氣預報會否因此變得不準？
近日，歐洲中期天氣預報中心（ECMWF）
、世界氣象組織（WMO）以及美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）都關注了疫情對氣象觀測和預報的影響
WMO 關注新冠病毒（COVID-19）疫情對觀測係統的影響
WMO 的全球觀測係統是 WMO193
個會員國和地區向其公民提供的所有天氣與氣候服務及產品的支柱。它通過陸基、海基和天基儀器，提供對大氣和海洋表麵狀態的觀測。這些數據用於天氣分析、預報、谘詢和警報的籌備。
盡管麵臨冠狀病毒大流行的嚴峻挑戰，各國氣象和水文部門仍在繼續履行其全天候基本職能。WMO 秘書長佩特裏 塔拉斯說。
氣候變化仍在產生影響，與天氣相關的災害數量仍在增加。COVID-19
大流行構成了額外的挑戰，並可能在單一國家層麵加劇多災種風險。因此，盡管出現了 COVID-19
危機，各國政府仍須重視其國家的預警和天氣觀測能力。 塔拉斯先生說。
觀測係統中的很大一部分，如衛星和許多地麵觀測網等，都已部分或全部自動化。因此，預計它們將繼續發揮作用，不會在幾周內（有些情況下甚至會更長）出現顯著弱化。但如果大流行持續幾周以上，於是錯過維修、維護和供應工作，並錯過重新部署，則會日漸堪憂。
觀測係統的有些部分已經受到了影響。最值得注意的是，空中飛行的顯著減少已經產生了明顯影響。飛行中對環境溫度、風速和風向的測量對天氣預報和氣候監測來說是非常重要的信息源。
全球 AMDAR 飛機報數量在 2020 年 3 月呈現斷崖式下跌。數據由 EUMETNET 提供
航空氣象觀測資料缺失明顯
商業飛機為航空氣象數據中繼計劃 ( AMDAR )
做出了貢獻。該計劃使用機載傳感器、計算機和通信係統，用以收集、處理、格式化氣象觀測數據，並通過衛星或無線電將其傳輸到地麵站。
歐洲中期天氣預報中心（ECMWF）的研究結果顯示，AMDAR 數據因其更高的垂直分辨率和水平分辨率，是改善全球 24 小時 NWP
預報的第四重要觀測數據集。
飛機報（圖中藍框）對降低預報誤差的貢獻僅落後於三個從極軌衛星獲得的數據集，超過了 GPS
掩星資料（GPS-RO）、探空資料（TEMP）和地麵天氣報告（SYNOP）
在世界上有些地區，特別是在歐洲，在過去的幾周裏，測量數量急劇減少。
EUMETNET 是歐洲 31
個國家氣象部門間的合作項目。隸屬於該網絡的國家目前正在討論如何提高其觀測網絡其他部分的短期能力，以部分減輕飛機觀測的損失。
AMDAR 觀測係統傳統上每天產生 70
多萬次高質量的氣溫、風速和風向觀測，以及所需的位置和時間信息，並正在增加濕度和湍流測量。
3 月以來 ECMWF 收到的歐洲飛機報比平時減少了 65％，全球飛機報總量減少了 40％以上，這種情況將至少持續到夏季。
歐洲 AMDAR 覆蓋範圍（左側是 2020 年 3 月 2 日，右側為 2020 年 3 月 23 日）
部分地區人工觀測數據顯著減少
在大多數發達國家，地基氣象觀測現已幾乎完全自動化。然而在許多發展中國家，向自動化觀測的轉型仍在進行中，氣象部門仍然依賴氣象觀測員手動進行的觀測，並傳輸到國際網絡，用於全球天氣和氣候模型。
在過去的兩周，WMO
發現此類人工觀測的可得率顯著下降。部分原因可能與當前的冠狀病毒情形有關，但目前尚不清楚其他因素是否也起了作用。WMO
目前正在對此進行調查。
深色顯示的國家在過去一周提供的觀測量少於 2020 年 1 月（COVID-19
前）的平均值；黑色顯示的國家目前沒有發送任何數據。數據由 WMO 提供
目前，預計觀測損失對天氣預報產品質量的不利影響還不是很嚴重。然而，隨著可獲得的飛機氣象觀測數據繼續減少，預報的可靠性可能會逐漸降低。WMO
基礎設施司地球係統處處長 Lars Peter Riishojgaard 說。
目前，全球共有 16 顆氣象衛星和 50 顆科研衛星、1 萬多個人工和自動地麵氣象站、1000 個高空站、7000 艘船、100
個係泊浮標和 1000 個漂流浮標、數百個天氣雷達和 3000
架帶特別裝備的商用飛機，每天測量大氣、陸地和海洋表麵的主要參數。
氣象預報準確率受多大影響？
總的來說，這是個非常複雜的科學問題，基本邏輯是：觀測資料減少了，觀測誤差變大了，數值預報準確率可能降低。
ECMWF 的觀點是：飛機觀測資料減少可能會對天氣預報造成影響。
飛機數據對風力預報誤差的影響。黃色 / 紅色表示沒有飛機報告就無法預測，陰影線表示在 95％置信水平下具有統計顯著性差異
ECMWF 進行的敏感性研究表明， 移除所有飛機數據會使 7 天內預報質量顯著降低，對 1012km 高度風況和溫度的短期預報質量降低
15%，對地麵氣壓預報的影響最高可達 3%。
總之，歐洲乃至全球飛機觀測資料數量的大幅下降會在短期內對預報質量產生相當影響，尤其是在極地附近的急流高度上（海拔
1012km）。
是否采用飛機觀測資料對 12 小時溫度預報結果的差異對比
但另一邊，NOAA 的觀點是：飛機觀測數據減少不一定會造成預報準確度下降。
美國國家天氣局（NWS）發言人認為飛機觀測數據的減少會對數值模式的預報技巧產生影響，但不一定會造成預報準確度下降，因為氣球探空、地麵站、雷達、衛星和浮標觀測數據依然占據主要地位
。
此外，雖然商業客運航班大幅減少，但 NOAA 仍然可以從貨運航班獲取有價值的飛機觀測數據。
另據美國氣象學會 2017 年發布的一項研究，飛機觀測數據的加入使得全美範圍內 6 小時的風、濕度和溫度預測誤差減少了 15% 至
30% 。飛機觀測量的 大幅減少 會對模式輸出產生一定程度的影響。
以上各種統計
僅幫我們對其數量級有個大概認識
但具體降低多少
因時因地因事而異
還是充滿想象空間
但話說回來
如今全球氣象觀測數據互通共享
疫情之下
哪國的預報都無法獨善其身
也從氣象的角度詮釋了
我們同屬人類命運共同體
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華客網：哪跟哪？新冠肺炎疫情令全球天氣預報更不準？