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智慧化颱洪災害氣象預警技術研發

一、計畫目的

隨著科技的進步,資訊傳遞的方式開始改變,環境監測的訊息也變得更多元、更快速,這對防災監測與預警工作來說也是一個進步與挑戰。「0823熱帶低壓」熱帶性低氣壓在西南季風的配合下,發生非典型的強降雨,並導致中南部各縣市發生嚴重水災。檢討過去氣象災害發生的原因,主要為導致災害的降雨、強風與溫度等變化幅度與時間均比起過去增大與增快。為了反應極端氣象災害的變化,在預警技術的發展上需要大幅增加訊息的資訊量,也必須加快資訊判讀的速度。因此目前氣象災害預警技術尚有幾個面向須突破,包括引進人工智慧的技術、擴大即時遙測感知資料的使用與產品開發、以及提升致災因子預報的時間與空間解析度。

今(109)年度本計畫將以下列四個面向,進行氣象災害預警能力提升:
(一)利用先進觀測技術與資料,強化災害預警技術研發
(二)以災害預警為目的,強化數值預報模式技術發展,因應需求開發防災產品
(三)導入AI人工智慧技術運用於防災技術發展
(四)透過展示介面強化資訊服務品質

二、與其他單位或計畫配合情形

本計畫執行時分為四部分:

第一部分為「強化臺灣區域型颱洪暴雨即時監測技術與防災整合性產品開發」。透過對氣象災害事件的了解,整合在地的氣象雨量監測資料、氣象與降雨雷達、閃電落雷、剖風儀、衛星、空氣污染監測等遙測感知資料,利用與學界合作開發的反演、判識等監測技術,做為災害前兆監測、研判之用。

第二部分為「強化颱洪暴雨預警模式技術發展」。藉由強化颱洪暴雨預警模式技術的發展,來提升氣象預報模式的精確度。預計配合防災預警技術發展,開發使用端介面與資料服務技術,滿足下游水利防災、坡地防災或其他易受災害衝擊的使用需求。

第三部分為「導入AI技術發展颱洪防災監測與預警技術」。預計導入新的AI人工智慧技術,協助氣象災害預警資料的分析與事件天氣特徵的判識,提升預警的準確率。

第四部分為「颱洪防災服務展示介面研發」。防災資訊的運用是防災科技與防災能力的展現,配合防災感測資料、監測與預警技術發展,大數據將會更加豐富與多元。本項工作將針對不同的使用者開發需要的展示方式與服務介面,提升預警資訊使用的品質與可及性。

新一代防災氣象雷達網建置概況 圖1、新一代防災氣象雷達網建置概況 氣象組於颱洪防災服務展示介面提供客製化防災服務產品 圖2、氣象組於颱洪防災服務展示介面提供客製化防災服務產品

三、重點成果

年度預計產出如下:

(一) 強化臺灣區域型颱洪暴雨即時監測技術與防災整合性產品開發

1. 建立區域型暴雨即時監測應變預警整合性產品

2. 偏極化雷達降雨估計技術研發

3. 利用雷達資料同化技術發展短延時預警模式

(二) 強化颱洪暴雨預警模式技術發展

1. 利用MPAS開發可進行颱洪暴雨月預報之模式並進行測試

2. 規劃月預報作業系統架構

(三) 導入AI技術,發展颱洪防災監測與預警技術

1. 引進AI技術,建立與測試南部示範區暴雨預警模組

2. 開發AI臺灣南部預警產品

(四) 颱洪防災服務展示介面研發

1. 利用降雨雷達觀測與3D展示技術,開發災害應變情資研判產品

2. 區域暴雨預警產品自動化測試與展示模組開發

應用降雨雷達觀測與3D展示技術 圖3、應用降雨雷達觀測與3D展示技術所開發的災害應變情資研判產品(2019白鹿颱風)

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