天氣預報不準？讓鄉民來修正如何？

上星期有在氣象局工作的朋友問我，想找作智慧型手機的應用程式的合作對象，恰好之前嘗試一起創業的朋友前一陣子也在找氣象資訊的供應夥伴，所以就幫忙牽了一下線。

其實行動通信跟天氣預報相結合，嚴格說來也不是什麼獨創的想法，個人氣象站（PWS）跟地下氣象員（weather underground）早已經是行之有年的先例了，只是在裝置上不斷的隨著科技的演變而推陳出新。



嚴格來說，天氣的觀測、資訊傳遞與統合，到天氣預報的技術，事實上世界氣象組織（WMO）都有明確與嚴格的規範，一般個人、民間的個別行動其實並不容易介入到這個程序之中（更不用說，台灣並不是 WMO 的會員 ~>_<~）。但是，從專業預報到大眾「實際感受到的天氣」，其實還有許多可以切入的點。

行動裝置的用戶回饋，事實上可以對於「專業預報」到「大眾預報」這一段過程發揮「資料同化」（data assimilation）的功能。至於什麼是資料同化，簡單的說，就是在天氣預報的過程當中，新收到的觀測資料，可以用來對已經在進行的預報工作做修正。當然，這是非常 handwaving （中文應該怎麼說？打馬虎眼？）的說法，這門技術實際上是非常複雜的數學運算，不容易三言兩語說清楚。下面的投影片是我若干年前對一群資工研究生介紹「數值天氣預報」（numerical weather prediction, NWP）裡用到的模擬（simulation）與資料探勘（data mining）技術，其中資料探勘便是應用在資料同化的部份。

Simulating Weather: Numerical Weather Prediction as Computational Simulation

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電腦做出來的天氣預報，是每個定點的溫度、溼度、氣壓等氣象參數，而不是每天氣象報告裡所說的「晴時多雲偶陣雨」這些「感受」，所以從氣象參數到人所實際感受到的天氣，事實上還有一些資料轉換的過程。在專業技術上，通常這個過程是採取 MOS（Model Output Statistics），就是把氣象參數跟實際感受天氣的資料用統計方法做出對應，而這個部份恰好是手持裝置的使用者可以參與的部份。（氣象局已經做 MOS 做了有20年了吧，不知道實際運作上有沒有真的在用。）

舉例來說，我的手機上顯示現在的天氣是多雲，氣溫 20 度，但是我覺得其實有點冷，而且已經開始飄起毛毛雨，所以我便可以從手機上發佈「我覺得」現在好像只有15度，而且開始下雨了。這個資訊結合我的 GPS 位置，可以馬上傳到某個資訊處理中心，這個中心便可以即時的對這個回應做處理，修正 MOS 的對應參數。

在技術上，這會是個動態貝氏網路（dynamic Bayesian network）的問題，並不容易解，所以或許在理論及實務上都有執行的價值吧。