TWI645211B - 用於基於機率分佈之臨近預報降雨量的方法與系統 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種用於產生一給定位置在一週期內的臨近預報之系統及方法。該系統自複數個源接收該給定位置之氣象觀測及預測，並處理此資訊以判定一週期內降雨類型(PType)之一機率分佈及降雨速率(PRate)之一機率分佈。接著可將此等兩個機率分佈組合為指示該給定位置在一週期內以某一速率發生某一類型的降雨之機率(PTypeRate預報)之複數個機率分佈。在一些實施例中，可基於該等氣象觀測選擇一降雨類型而非判定PType分佈，該等氣象觀測被輸入至該系統以產生指示該給定位置在一週期內以某一速率發生選定降雨類型之機率之PTypeRate預報。

Description

用於基於機率分佈之臨近預報降雨量的方法與系統

所揭示之標的大體上係關於一種用於判定氣象預報之系統。

暴風雨及其他氣象事件之氣象預報對於航空、宇航局、緊急應變機構、交通、公共安全等等而言極為重要。 習知氣象預報系統藉由應用使用各種二維或三維物理參數之數學/物理等式提供相距當前時間達12小時至幾天的氣象預測。 許多系統使用氣象雷達。氣象雷達發射脈衝至空中之一降雨區域以根據脈衝之反射(或回波)強度觀測降雨或降雪之強度。接著將強度轉換為灰階。降雨區域之一影像被表示為各種形狀及灰階之一組合圖案。兩個連續影像經受使用一交叉相關(CC)方法之圖案匹配以評估移動向量，且藉由使用一維外插方法平移(相同形狀及大小之)一降雨圖案。 此技術藉由使兩個或多個連續影像中之單元相關來追蹤叢集或單元以預測暴風雨運動以判定一暴風雨前沿之速度及方向。接著使用此移動資訊來預測未來的三十至六十分鐘內降雨區域可能所在的位置，其係以經預報之雷達反射影像之形式表示。 然而，此等系統具有影響預測之準確度之過多限制。 例如，一給定雷達反射資訊可提供不準確預報。此外，若一個以上雷達站點正在追蹤一暴風雨前沿，則雷達站點之各者可提供不同且衝突預報。在此情況下，至使用者之結果輸出完全有可能不準確。 此外，此等系統不考慮降雨區域之狀態變化程度(例如，自下雨變為下雪)。簡而言之，關於表示自然現象之大小、形狀、灰階等等之不穩定變化不能充分預測且亦不考慮對降雨區域之地形影響。 此外，現有系統皆不提供指示可能降雨速率且一指定週期內之可能降雨類型之一機率分佈。 對於此等及其他原因，仍需要一種實施一改良臨近預報技術之系統及方法。

在一實施例中，描述一種用於產生長度可變且細節層次文字描述可變之降雨類型、降雨強度及置信機率或置信度之系統/方法。一降雨臨近預報系統產生降雨類型及降雨速率之一預報(預報值)。預報值係以相等或可變時間間隔預報，各時間間隔具有一開始時間及一結束時間(例如：1分鐘、5分鐘、10分鐘、15分鐘、30分鐘增量之時間系列)。 在一實施例中，自複數個氣象資料源接收氣象觀測及預測並處理氣象觀測及預測以判定一週期內之降雨類型(PType)之一機率分佈及降雨速率(PRate)之一機率分佈。接著可將此等兩個機率分佈組合為各自指示一週期內以某一速率發生某一類型的降雨之機率(PTypeRate)之複數個單一機率分佈。PTypeRate預報之實例可為雨與小的強度之組合(小雨)連同與此組合相關聯之機率(例如，有40%的可能性係小雨)。其他組合可包含雨及大的強度(大雨)、雪及小的強度(小雪)等等。 發生降雨之機率等於降雨之所有PTypeRate類別之和。不發生降雨之機率等於描述不降雨之所有PTypeRate類別之和。 對於各時間間隔，可以包括PTypeRate類別之一文字/數字描述連同其機率百分比之文字及/或數字形式顯示機率分佈。亦可以一軸上之時間及另一軸上之PTypeRate類別對機率分佈進行圖形顯示。 根據一態樣，提供一種用於產生一給定週期及一給定地帶之氣象預報之電腦實施方法，該方法包括：自一或多個源接收該給定地帶之氣象值；使用該等氣象值產生該給定週期之降雨類型預報(PType預報)之一機率分佈，該PType預報包括m個降雨類型及與各類型相關聯之一機率；使用該等氣象值產生該給定週期之降雨速率預報(PRate預報)之一機率分佈，該PRate預報包括n個降雨速率及與各速率相關聯之一機率；組合該給定週期之PType預報及該給定週期之PRate預報以產生m*n個降雨類型-速率預報(PTypeRate預報)，各PTypeRate預報表示具有一給定速率下之一給定類型的降雨之機率；及輸出該等PTypeRate預報之一或多者以進行顯示。 在一實施例中，該方法可進一步包含對於各PTypeRate預報，使與來自該PType預報之一給定類型的降雨相關聯之一第一機率P1乘以與來自該PRate預報之一給定速率的降雨相關聯之一第二機率P2，以獲得表示接收該給定速率下之給定類型的降雨之一值P3。 在一實施例中，該方法進一步包括：自複數個不同源接收該等氣象值。 在一實施例中，該方法進一步包括：自接收自各源之氣象值產生一個別PType預報，因此產生複數個個別PType預報；及使用一機率彙總器將該複數個個別PType預報組合為一最終PType預報。 在另一實施例中，該方法進一步包括：自接收自各源之氣象值產生一個別PRate預報，因此產生複數個個別PRate預報；及使用一機率彙總器將該複數個個別PRate預報組合為一最終PRate預報。 在一進一步實施例中，彙總包括：執行加權平均，其中取決於與該PType預報或PRate預報相關聯之源將一權重指派給各個別PRate預報及/或PType預報。 在一實施例中，該方法進一步包括：藉由加總表示不降雨之所有類別的PTypeRate之機率而判定將不會發生降雨之一機率。 在一實施例中，該方法進一步包括：藉由加總表示降雨之所有類別的PTypeRate之機率而判定將發生降雨之一機率。 在一實施例中，該方法進一步包括：使一文字描述與PTypeRate之一者或一組合相關聯；及輸出該文字描述以顯示在一使用者裝置上。 在一實施例中，該方法進一步包括沿一維度組合兩個或多個PTypeRate預報，該維度係以下之一者：機率、降雨速率及降雨類型；及使一文字描述與PTypeRate預報之各組合相關聯。 在一實施例中，該方法進一步包括：接收指示該給定地帶之位置之一使用者輸入。 在一實施例中，該方法進一步包括：接收指示該給定週期之一使用者輸入。 在一實施例中，該給定週期包括多個時間間隔，其中該多個時間間隔具有一固定值。 在一實施例中，該固定值係以下任一者：1分鐘、2分鐘、5分鐘、10分鐘、15分鐘、30分鐘及60分鐘。 在一實施例中，該給定週期包括多個時間間隔，其中該多個時間間隔具有可變值。 在一實施例中，其中接收氣象值包括：接收該給定地帶之至少一溫度曲線圖；及基於至少該溫度曲線圖產生該等PType預報。 在一實施例中，該方法進一步包括：輸出PTypeRate預報之不同組合以進行顯示。 在另一態樣中，提供一種用於產生一給定週期及一給定地帶之氣象預報之電腦實施方法，該方法包括：自一或多個源接收該給定地帶之氣象值；使用該等氣象值產生該給定週期之降雨類型預報(PType預報)之一機率分佈，該PType預報包括m個降雨類型及與各類型相關聯之一機率；使用該等氣象值產生該給定週期之降雨速率預報(PRate預報)之一機率分佈，該PRate預報包括n個降雨速率及與各速率相關聯之一機率；組合該給定週期之PType預報及該給定週期之PRate預報以產生z個降雨類型-速率預報(PTypeRate預報)，該數目z等於或小於m*n，其中各PTypeRate預報表示具有一給定速率下之一給定類型的降雨之機率；及輸出該等PTypeRate預報以進行顯示。 在一進一步態樣中，提供一種用於產生一給定週期及一給定地帶之氣象預報之裝置，該裝置包括一輸入，其用於自一或多個源接收該給定地帶之氣象值；一降雨類型(PType)預報器，其用於使用該等氣象值產生該給定週期之降雨類型預報(PType預報)之一機率分佈，其中該PType預報包括m個降雨類型及與各類型相關聯之一機率；一降雨速率(PRate)預報器，其用於使用該等氣象值產生該給定週期之降雨速率預報(PRate預報)之一機率分佈，該PRate預報包括n個降雨速率及與各速率相關聯之一機率；及一降雨類型及速率(PTypeRate)預報組合器，其用於組合該給定週期之PType預報及該給定週期之PRate預報以產生m*n個降雨類型-速率預報(PTypeRate預報)，各PTypeRate預報表示具有一給定速率下之一給定類型的降雨之機率；及一輸出，其用於輸出該等PTypeRate預報之一或多者以進行顯示。定義 在本說明書中，以下術語意謂如下文指示定義： 臨近預報：術語臨近預報係「現在」及「預報」之一縮寫；其係指經設想以作短期預報(通常在0至12小時範圍中)之技術集合。 降雨類型(PType)：指示降雨類型。降雨類型之實例包含(但不限於)雨、雪、冰雹、凍雨、冰珠、冰晶。 降雨速率(PRate)：指示降雨強度。降雨速率之實例包含(但不限於)無(即，沒有)、小、中、大、極大。在一實施例中，降雨速率亦可被表達為諸如以下值之一範圍：無至小、小至中、中至大或上述之任何組合。 降雨機率：指示可能發生降雨之機率。降雨機率之實例包含(但不限於)無、不太可能、可能性小、有可能、可能、極有可能、一定。 在一實施例中，降雨機率亦可被表達為諸如以下值之一範圍：無至小、小至中、中至大。亦可根據百分比表達降雨機率：例如0%、25%、50%、75%、100%；或百分比範圍：例如0%至25%、25%至50%、50%至75%、75%至100%。在一實施例中，降雨機率可取自如下文論述之機率分佈。 降雨類型及降雨速率類別(PTypeRate)：一PTypeRate類別係與一給定週期之一發生機率相關聯以指示接收在某一速率下之某一類型的降雨之可能性之降雨類型及降雨速率之組合。 溫度曲線圖：指示不同緯度(例如，地表面、高於地面100英尺、高於地面200英尺等等)下之溫度之一系列溫度值。 遍及說明書及申請專利範圍，除非上下文另有明確指示，否則以下術語採用本文明確相關聯之意義。如本文使用之措詞「在一實施例中」不一定係指相同實施例，但是其可為相同實施例。此外，如本文使用之措詞「在另一實施例中」不一定係指一不同實施例，但是其可為一不同實施例。因此，如下文描述，在不脫離本發明之範疇或精神之情況下，可容易組合本發明之各項實施例。術語「包括」及「包含」應被解譯為意謂：包含但不限於。 此外，如本文使用，除非上下文另有明確指示，否則術語「或」係一包含「或」運算符，且等效於術語「及/或」。除非上下文另有明確指示，否則術語「基於」並非排斥且容許基於未描述之額外因數。 根據如隨附圖式中繪示之選定實施例之以下詳細描述將明白此處標的之特徵及優點。如將認識到，所揭示且主張之標的能夠修改各個態樣，各個態樣全部皆未脫離申請專利範圍之範疇。因此，圖式及描述被視為本質上繪示性，且並無限制且標的之全範疇在申請專利範圍中加以陳述。

本申請案主張以下共同擁有且共同發明之專利申請案之優先權：2013年4月4日申請之美國專利申請案第13/856,923號；2013年6月20日申請之美國專利申請案第13/922,800號；2013年7月22日申請之美國專利申請案第13/947,331號；2013年6月16日申請之美國臨時申請案第61/839,675號、美國臨時專利申請案第61/835,626號；及2013年6月19日申請、2013年6月26日申請之美國臨時申請案第61/836,713號，該等案之全部內容係以引用之方式併入。 現在下文參考隨附圖式將更完整地描述實施例，該等隨附圖式形成該等實施例之一部分且藉由繪示方式展示可實踐該等實施例之特定實施例。亦描述該等實施例使得揭示內容向熟習此項技術者傳達本發明之範疇。然而，該等實施例可以許多不同形式具體實施且不應被解釋為限於本文陳述之實施例。 除了其他事物以外，本實施例可具體實施為方法或裝置。因此，實施例可採用一全硬體實施例、一全軟體實施例、組合軟體及硬體態樣之一實施例(等等)之形式。此外，雖然實施例已參考一攜帶型或手持式裝置加以描述，但是其等亦可實施於桌上型電腦、膝上型電腦、平板裝置或具有實施實施例之足夠多的運算資源之任何運算裝置上。 簡單地說，本發明係關於一種用於產生降雨類型及強度之高度地區化(1x1 km及更小)、極短期(0至6小時)及及時(經常更新，例如每隔5分鐘)預報(稱為臨近預報)。系統自氣象雷達、地面觀測及氣象預報提取高解析度降雨觀測，以接著在降雨結構隨時間移動(平流)時自動追蹤其等位置、軌道、速度、強度。此等高解析度降雨觀測、預報及追蹤資訊用來藉由外插(平流)進行未來預報。 圖1係根據一實施例之用於產生PTypeRate臨近預報之一系統之一方塊圖。如圖1中所示，系統200自不同源201 (諸如氣象觀測源)接收氣象觀測，氣象觀測源包含(但不限於)：點觀測201-2 (例如，由使用者及自動站提供之回饋)、氣象雷達201-3、衛星201-4及其他類型的氣象觀測201-1以及氣象預報源，諸如數值氣象預測(NWP)模型輸出201-5及氣象預報與諮詢201-6。 在一實施例中，系統200包括一PType預報器202及一PRate預報器204。 PType預報器202自不同源201接收氣象觀測並輸出一給定緯度及經度在一時間間隔內之降雨類型之一機率分佈。在一非限制實例中，降雨類型之機率分佈可為： a.雪：10% b.雨：30% c.凍雨：60% d.冰雹：0% e.冰珠：0% 類似地，PRate預報器204自不同源201接收一給定緯度及經度之氣象觀測，並以表達不確定性之一表示輸出一降雨速率(PRate)之一機率分佈預報。例如，PRate可在輸出為一給定緯度及經度在一時間間隔內之降雨速率或一速率範圍之一機率分佈。例如： f.不降雨：30% g.小雨：40% h.中雨：20% i.大雨：10% 由PRate預報器204及PType預報器202輸出之PRate值及PType值被發送至一預報組合器206，以將此等值組合為表示降雨結果之一單一值PTypeRate。例如，若PType之值係「雪」且PRate之值為大，則PTypeRate之組合值可為「大雪」。圖2中展示可能的PType值、PRate值及經組合之PTypeRate值之一實例。 在一實施例中，預報組合器206 (或PType預報器202)藉由加總表示不降雨之所有PTypeRate類別之機率而判定將不會發生降雨之機率。例如：NoSnow (不降雪)、NoRain (不降雨)或NoFreezingRain (不降凍雨)。相反，可藉由加總表示降雨之所有PTypeRate類別之機率獲得將發生降雨之機率。例如：LightSnow (小雪)、HeavyRain (大雨)或ModerateFreezingRain (中凍雨)。PType 之計算 如圖1中所示，PType預報器202自不同源201接收氣象觀測/值。氣象值之實例包含：地面溫度、降雨類型、溫度曲線圖、風向及速度等等。對於獲自源201之一者之各氣象值，PType預報器202計算時間間隔內之一經預報之氣象值，使得經預報之氣象值表示該時間間隔內之不確定性。例如，若地面溫度之值係-23，則經預報之氣象值可在-22.5至-23.6之範圍中。 影響不確定性之因數可包含：a.)提前期及時間間隔長度；b.)可用性、信任、精確度、準確度、相距位置之距離、衝突報告及資料之近因；及c.)預報系統之固有不精確度及不準確度。 返回至PType預報器202，最終PType分佈之計算取決於來自不同源201之氣象值之可用性。一般而言，PType預報器202自氣象值提取兩種類型的輸入：1.)接收自不同源201之一基於PType分佈之降雨類型氣象值(PTypeWV)；及2.)基於溫度氣象值之PType機率(PTypeProbTemp)。 可藉由彙總(或加權平均)接收自不同源之PType分佈獲得PTypeWV。例如：若地面觀測之PType分佈如下：a.雪90%，b.雨0%，c.凍雨80%，d.冰雹0%，e.冰珠50%；而NWP模型之PType分佈係：a.雪10%，b.雨0%，c.凍雨60%，d.冰雹0%，e.冰珠0%；則基於平均，最終PType分佈將為：a.雪50%，b.雨0%，c.凍雨70%，d.冰雹0%，e.冰珠25%。 可藉由基於獲自氣象值之氣溫指派降雨類型可發生之機率給各降雨類型來獲得PTypeProbTemp。如上文論述，系統可基於此變數(如風向及速度及周圍區域中之氣溫、溫度曲線圖等等)預報該週期內之溫度變化。例如，若地面氣溫遠低於冰點，則不可能下雨或冰雹，但是可能下雪、凍雨或冰珠。 在一非限制實例中，若溫度=-10C，則PTypeProbTemp可為： 1.雪：100% 2.雨：0% 3.凍雨：70% 4.冰雹：0% 5.冰珠：50% 在其中僅PTypeProbTemp可用(但PTypeWV不可用)之情況下，PType預報器202可藉由除以該等機率來產生最終PType分佈，使得所有機率相加等於100%。在一非限制實例中：最終PType分佈可為： a.雪：100% / (100+70+50) = 45% b.雨：0% / (100+70+50) = 0% c.凍雨：70% / (100+70+50) = 32% d.冰雹：0% / (100+70+50) = 0% e.冰珠：50% / (100+70+50) = 23% 若僅一PTypeWV可用(但PTypeProbTemp不可用)，則PTypeWV可被用作最終PType分佈。 若PTypeProbTemp及PTypeWV二者皆可用，則可藉由將其等二者相乘在一起來獲得最終PType分佈。 圖3係根據一實施例之一例示性PType預報器202之一方塊圖。如圖3中所示，PType預報器202自不同源接收氣象值集合，例如值1、值2……值n以及期間需要執行預報之時間間隔。例如，時間間隔可由使用者設定/改變。如圖3中所示，一機率預報器210接收氣象值集合及時間，並針對各集合輸出一降雨類型(PType)之一機率分佈，例如，針對值1輸出PType 1、針對值2輸出PType 2等等。 一機率彙總器212接收由機率預報器210輸出之不同PType_1-n 分佈，並將其等彙總為一最終PType分佈。在實施方案之一非限制實例中，機率彙總器212可平均化不同PType分佈，如上文例證。然而，其他實施例亦可能容許加權彙總，藉此可減小與較不可靠源相關聯之PType分佈之權重，且增加與被視為可靠且準確之源相關聯之PType分佈之權重。PRate 之計算 返回參考圖1，PRate預報器204自不同源201接收氣象觀測/值，並輸出指示一時間間隔內之降雨速率/量之一機率分佈PRate。時間間隔可固定，例如：每分鐘，或可變，例如：一分鐘，接著五分鐘，接著十分鐘等等。 PRate分佈表示各時間間隔內降水量之可能結果(無論水是否被冷凍為雪、冰珠等等之形式或熔化且呈一液體形式)。 一PRate之一非限制實例可為： 不降雨：20% 小雨(0 mm至1 mm)：10% 中雨(1 mm至20 mm)：10% 大雨(20 mm至40 mm)：20% 暴雨(40+mm)：40% 在一實施例中，PRate預報器204可自接收自源201之氣象值提取降雨速率值。對於各降雨可用速率值，PRate預報器204可藉由指派一機率給各降雨類型的降雨速率來計算一給定時間間隔內之一經預報之PRate分佈。例如，對於各類型的降雨速率(不降雨、小降雨、中降雨等等)，PRate預報器204可基於接收自不同源之氣象值與指示可發生該類型之可能性之一機率相關聯。 影響不確定性之因數可包含(但不限於)：a.)提前期及時間間隔長度；b.)可用性、信任、精確度、準確度、相距位置之距離、衝突報告及資料之近因；及c.)預報系統之固有不精確度及不準確度。 圖4係根據一實施例之一例示性PRate預報器204之一方塊圖。如圖4中所示，PRate預報器204包括一機率預報器214，其經調適以自不同源接收氣象值集合(例如，值1、值2……值n以及期間需要執行預報之時間間隔)並針對各集合輸出一降雨速率(PRate)之一機率分佈，例如，針對值1輸出PRate 1、針對值2輸出PRate 2等等。 一機率彙總器216接收由機率預報器214輸出之不同PRate_1-n 分佈，並將其等彙總為一最終PRate分佈。在實施方案之一非限制實例中，機率彙總器216可平均化不同PRate分佈，如上文例證。然而，其他實施例亦可能容許加權彙總，藉此可減小與較不可靠源相關聯之PRate分佈之權重，且增加與被視為可靠且準確之源相關聯之PRate分佈之權重。PTypeRate 之計算 對於一給定緯度及經度，系統輸出預定義時間間隔(固定(例如：1分鐘)或可變(例如：1分鐘，接著5分鐘，接著10分鐘等等))之經預報之PTypeRate分佈。系統可在一序列時間間隔中預計算並儲存經預報之PTypeRate分佈或即時計算PTypeRate分佈。對於各時間間隔，一PTypeRate分佈表示將會發生一PTypeRate之確定性或不確定性。 參考圖1，預報組合器206自PType預報器202接收最終PRate分佈且自PRate預報器204接收最終PRate分佈，以將其等組合為PTypeRate分佈值之一群組，各PTypeRate分佈值表示接收某一速率下之某一類型的降雨之機率。下文提供一實例。 假定PType分佈如下：雪50%，雨0%，凍雨30%，冰雹0%，冰珠20%，且PRate分佈如下：無0%，小10%，中20%，大30%，極大40%，PTypeRate分佈可如下： 因此，預報組合器206使各類型的降雨之機率乘以各速率的降雨之機率，以獲得接收某一速率下之某一類型的降雨之一機率(例如，20%的可能性係大雪，或12%的可能性係極大凍雨)。在一實施例中，可使機率範圍與文字資訊相關聯以向使用者顯示文字資訊而非以數字顯示機率。例如，介於5%與15%之間之機率可與文字「可能性小」相關聯，而介於40%與70%之間之機率可與文字「可能性大」或「極可能」相關聯等等，藉此可顯示「很大可能性係大雪」而非顯示：60%可能性係大雪。 在另一實施例中，可沿一或多個維度組合兩個或多個不同PTypeRate (該等維度包含：速率、類型或機率)。例如，此組合之結果可包含：有可能小到中雨，有可能小到中雨或大雪；有可能中雨或中雪；有可能下雨或下雪；可能小到中雨或大雪或小冰雹；可能中雨、下雪或冰雹；可能下雨、下雪或冰雹等等。 圖5係其中可實踐實施例之一網路環境之一實例。系統200 (亦稱為「臨近預報器」)可實施於可由複數個用戶端電腦252經由一電信網路254存取之一伺服器/電腦250上。用戶端電腦可包含(但不限於)：膝上型電腦252-1、桌上型電腦、攜帶型運算裝置252-2、平板電腦252-3等等。使用一用戶端電腦252，各使用者可指定其等希望接收臨近預報之時間間隔及需要臨近預報之位置。例如，使用者可輸入郵政編碼或地址或一地圖上之位置或需要臨近預報之位置之緯度及經度，連同期間需要臨近預報之時間間隔。時間間隔可延長在一分鐘與若干小時之間。 ㄧ接收到位置資訊及時間資訊後，伺服器250即可接收指定位置之可用氣象值，並輸出上文論述之表示特定位置在指定週期內之臨近預報之不同PTypeRate。臨近預報之準確度亦可取決於可用於某一區域之源的個數。例如，人口高度集中之一區域可包含的氣象雷達及媒體關注(及因此更多衛星涵蓋區域或預報)多於森林中之一偏遠地區。 由伺服器250產生之PTypeRate可接著被發送至用戶端電腦252以向使用者顯示。在一實施例中，可逐一連續顯示PTypeRate或顯示具有一更高百分比之PTypeRate。 圖6係根據一實施例之用於產生一給定週期及一給定地帶之氣象預告之一電腦實施方法300之一流程圖。該方法包括在步驟302處自一或多個源接收給定地帶之氣象值。步驟304包括使用氣象值產生給定週期之降雨類型預報(PType預報)之一機率分佈，PType預報包括m個降雨類型及與各類型相關聯之一機率。步驟306包括使用氣象值產生給定週期之降雨速率預報(PRate預報)之一機率分佈，PRate預報包括n個降雨速率及與各速率相關聯之一機率。步驟308包括組合給定週期之PType預報及給定週期之PRate預報以產生m*n個降雨類型-速率預報(PTypeRate預報)，各PTypeRate預報表示具有一給定速率下之一給定類型的降雨之機率。步驟310包括輸出該等PTypeRate預報之一或多者以進行顯示。 圖7係根據另一實施例之用於產生一給定週期及一給定地帶之氣象預告之一電腦實施方法320之一流程圖。步驟322包括自一或多個源接收給定地帶之氣象值。步驟324包括使用氣象值產生給定週期之降雨類型預報(PType預報)之一機率分佈，PType預報包括m個降雨類型及與各類型相關聯之一機率。步驟326包括使用氣象值產生給定週期之降雨速率預報(PRate預報)之一機率分佈，PRate預報包括n個降雨速率及與各速率相關聯之一機率。步驟328包括組合給定週期之PType預報及給定週期之PRate預報以產生z個降雨類型-速率預報(PTypeRate預報)，數目z等於或小於m*n，其中各PTypeRate預報表示具有一給定速率下之一給定類型的降雨之機率。步驟330包括輸出該等PTypeRate預報以進行顯示。 可存在臨近預報器200之另一實施例。在此實施例中，臨近預報器包括一PType選擇器/接收器及一PRate預報器。類似於圖1中所示之實施例，PRate預報器自不同源接收一給定緯度及經度之氣象觀測，並以表達不確定性之一表示輸出一降雨速率(PRate)之一機率分佈預報。例如，PRate可輸出為一給定緯度及經度在一時間間隔內之降雨速率或一速率範圍之一機率分佈。在一非限制實例中： f.不降雨：30% g.小雨：40% h.中雨：20% i.大雨：10% 然而，PType選擇器/接收器並未輸出與不同類型的降雨相關聯之一機率分佈。而是，PType選擇器/接收器自不同源接收一給定緯度及經度之氣象觀測，以自一不同降雨類型清單選擇一降雨類型。在一非限制實例中，基於接收自該等源之輸入，PType選擇器/接收器自以下降雨類型清單選擇給定緯度及經度(及/或位置)中最可能發生之一單一降雨類型： a.雪 b.雨 c.凍雨 d.冰雹 e.冰珠 f.混合(例如a+c、a+d、b+c、a+e、c+e、d+e等等) 自該降雨類型清單(諸如上文之一者)，針對一給定位置僅選擇一降雨類型。例如，可選擇雪與凍雨之一混合作為一給定位置在一給定時間最可能的降雨類型。降雨類型並未與一機率值相關聯。事實上，因為針對任何給定位置及對應於該位置之時間僅選擇一降雨類型，所以選定降雨類型將具有100%之有效機率值。 可用於選擇一類型之該降雨類型清單可包含表示兩種不同降雨類型之一混合之一混合類型(例如，雪及凍雨、冰雹及冰珠等等)。一混合類型被視為可用於選擇之一相異降雨類型，且如上文該清單之(f)中所示，可存在表示不同對各種降雨類型之混合之許多不同混合類型。 在另一實施例中，並非由PType選擇器/接收器選擇降雨類型，反而係自臨近預報器外部之一源接收降雨類型。換言之，臨近預報器200可向一遠端源(例如，一第三方氣象服務)請求識別一給定位置在一給定時間最可能發生之降雨類型並自該源接收識別最可能降雨類型之一回應。在此情況下，並非由臨近預報器執行降雨類型之選擇。臨近預報器僅僅被輸入已選定的降雨類型且藉此可節省執行選擇需要的臨近預報器之運算能力。 組合分別由PType選擇器/接收器及PRate預報器輸出之選定降雨類型及PRate值。在一非限制實例中，若選定降雨類型係雪且PRate值如上文所述，則組合資訊將指示： a.不下雪：30% b.小雪：40% c.中雪：20% d.大雪：10%。 由於僅關注一種降雨類型，執行組合以輸出最終氣象預報資料僅需要最少量的運算能力。因為PType選擇器/接收器將輸出一給定位置及時間之一種(1)降雨類型，所以若PRate預報器輸出m個機率分佈，則最終氣象預報資料將僅包括m (m*1)個氣象預報分佈。 類似於圖1中所示之實施例，在輸出最終氣象預報資料時，可使機率範圍與文字資訊相關聯以向使用者顯示文字資訊而非以數字顯示機率。例如，介於5%與15%之間之機率可與文字「可能性小」相關聯，而介於40%與70%之間之機率可與文字「可能性大」或「極可能」相關聯等等，藉此可顯示「極大可能性係大雪」而非顯示：60%的可能性係大雪。 因此，臨近預報器接收需要臨近預報之位置及需要臨近預報之時間及/或時間間隔，並輸出給定位置及特定時間之選定PType及PRate分佈。 在其中希望有效率之某些境況下，根據此另一實施例之臨近預報器可優於圖1中所示之實施例。可使用遠小於圖1之實施例之處理能力實施此另一實施例。然而，在提供任何給定位置及時間之氣象預報資料之更詳細且準確快照方面，圖1之實施例可能比此替代性實施例更穩定。硬體及操作環境 圖8繪示其中可實踐本發明之實施例之一合適的運算操作環境之一例示性圖。以下描述與圖8相關聯且旨在提供可結合來實施該等實施例之合適電腦硬體及一合適運算環境之一簡短一般描述。實踐該等實施例並非需要所有組件，且在不脫離該等實施例之精神或範疇之情況下可對組件之配置及類型作出變動。 雖然並非必需，但是該等實施例係在電腦可執行指令之一般背景下加以描述，電腦可執行指令(諸如程式模組)係由一電腦(諸如一個人電腦、一手持式或掌上電腦、智慧型電話)或一嵌入式系統(諸如一消費者裝置或專用工業控制器中之一電腦)來執行。一般而言，程式模組包含執行特定任務或實施特定抽象資料類型之常式、程式、物件、組件、資料結構等等。 此外，熟習此項技術者應明白，可使用其他電腦系統組態實踐該等實施例，電腦系統組態包含手持式裝置、微處理器系統、基於微處理器或可程式化消費者電子器件、網路PCS、小型電腦、大型電腦、蜂巢式電話、智慧型電話、顯示傳呼機、射頻(RF)裝置、紅外線(IR)裝置、個人數位助理(PDA)、膝上型電腦、穿戴式電腦、平板電腦、由蘋果電腦(Apple Computer)製造之一IPOD裝置或IPAD裝置族、組合前述裝置之一或多者之積體裝置或能夠執行本文描述之方法及系統之任何其他運算裝置。亦可在其中由透過一通信網路連結之遠端處理裝置執行任務之分散式運算環境中實踐該等實施例。在一分散式運算環境中，程式模組可位於本端及遠端記憶體儲存裝置中。 圖8之例示性硬體及操作環境包含呈一電腦720之形式之一通用運算裝置，電腦720包含一處理器單元721、一系統記憶體722及一系統匯流排723，系統匯流排723將包含系統記憶體之各個系統組件操作地耦合至處理單元721。可存在僅一處理單元721或可存在一個以上處理單元721，使得電腦720之處理器包括一單一中央處理單元(CPU)或統稱為一平行處理環境之複數個處理單元。電腦720可為一習知電腦、一分散式電腦或任何其他類型的電腦；該等實施例並無此限制。 系統匯流排723可為若干類型的匯流排結構之任一者，包含一記憶體匯流排或記憶體控制器、一周邊匯流排及使用多種匯流排架構之任一者之一本端匯流排。系統記憶體亦可簡稱為記憶體，且包含唯讀記憶體(ROM) 724及隨機存取記憶體(RAM) 725。含有諸如在啟動期間有助於傳送電腦720內之元件之間的資訊之基本常式之一基本輸入/輸出系統(BIOS) 726儲存在ROM 724中。在本發明之一實施例中，電腦720進一步包含用於自一硬碟(未展示)讀取或寫入至硬碟之一硬碟機727、用於自一可抽換式磁碟729讀取或寫入至可抽換式磁碟729之一磁碟機728及用於自一可抽換式光碟731 (諸如一CD ROM或其他光學媒體)讀取或寫入至可抽換式光碟731之一光碟機730。在本發明之替代性實施例中，使用揮發性或非揮發性RAM模擬由硬碟機727、磁碟729及光碟機730提供之功能以省電並減小系統之大小。在此等替代性實施例中，RAM可固定在電腦系統中，或其可為一可抽換式RAM裝置，諸如一精巧快閃記憶體卡。 在本發明之一實施例中，硬碟機727、磁碟機728及光碟機730分別由一硬碟機介面732、一磁碟機介面733及一光碟機介面734連接至系統匯流排723。該等碟機及其等相關聯之電腦可讀媒體提供電腦可讀指令、資料結構、程式模組及電腦720之其他資料之非揮發性儲存。熟習此項技術者應明白，可儲存可由一電腦存取之資料之任何類型的電腦可讀媒體(諸如磁匣、快閃記憶體卡、數位視訊光碟、伯努利卡式盒、隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)等等)可用於例示性操作環境。 可在硬碟、磁碟729、光碟731、ROM 724或RAM 725上儲存多個程式模組，程式模組包含作業系統735、一或多個應用程式736、其他程式模組737及程式資料738。一使用者可透過諸如一鍵盤740及指標裝置742將命令及資訊輸入至個人電腦720中。其他輸入裝置(未展示)可包含一麥克風、搖桿、遊戲板、碟型衛星天線、掃描儀、觸敏板等等。此等及其他輸入裝置通常透過耦合至系統匯流排之一串列埠介面746連接至處理單元721，但是可由其他介面(諸如一並列埠、遊戲埠或一通用串列匯流排(USB))連接。此外，可由一麥克風提供系統之輸入以接收音訊輸入。 一監視器747或其他類型的顯示裝置亦經由一介面(諸如一視訊配接器748)連接至系統匯流排723。在本發明之一實施例中，監視器包括一液晶顯示器(LCD)。除監視器以外，電腦通常包含其他周邊輸出裝置(未展示)，諸如揚聲器及印表機。監視器可包含一觸敏表面，其容許使用者藉由按壓或觸碰表面來介接電腦。 電腦720可使用邏輯連接至一或多個遠端電腦(諸如一遠端電腦749)而在一網路環境中操作。此等邏輯連接係由耦合至電腦720之一部分之一通信裝置或電腦720之一部分達成；實施例不限於一特定類型的通信裝置。遠端電腦749可為另一電腦、一伺服器、一路由器、一網路PC、一用戶端、一同級裝置或其他共同網路節點，且雖然通常包含上文相對於電腦720描述之許多或所有元件，但是圖6中僅繪示一記憶體儲存裝置750。圖6中描繪之邏輯連接包含一區域網路(LAN) 751及一廣域網路(WAN) 752。此等網路環境在辦公室、企業範圍電腦網路、內部網路及網際網路中係常見的。 當在一LAN網路環境中使用時，電腦720透過一網路介面或配接器753 (其係一種類型的通信裝置)連接至區域網路751。當在一WAN網路環境中時，電腦720通常包含一數據機754、一種類型的通信裝置或用於經由廣域網路752 (諸如網際網路)建立通信之任何其他類型的通信裝置。可在內部或外部之數據機754經由串列埠介面746連接至系統匯流排723。在一網路環境中，相對於個人電腦720或其部分描述之程式模組可儲存在遠端記憶體儲存裝置中。應明白，所示之網路連接係例示性的，且可使用用於在電腦之間建立一通信鏈路之其他構件及通信裝置。 已描述可結合來實踐本發明之實施例之硬體及操作環境。可結合來實踐本發明之實施例之電腦可為一習知電腦、手持式或掌上型電腦、一嵌入式系統中之一電腦、一分散式電腦或任何其他類型的電腦；本發明並無此限制。此一電腦通常包含一或多個處理單元作為其處理器及諸如一記憶體之一電腦可讀媒體。電腦亦可包含諸如一網路配接器或一數據機之一通信裝置，使得其能夠通信地耦合其他電腦。 雖然上文描述且隨附圖式中繪示較佳實施例，但是熟習此項技術者應明白，在不脫離本揭示內容之情況下可作出修改。此等修改被視為包括在本公開內容之範疇中之可能變體。

200‧‧‧系統/臨近預報器

201‧‧‧源

201-1‧‧‧氣象觀測

201-2‧‧‧點觀測

201-3‧‧‧氣象雷達

201-4‧‧‧衛星

201-5‧‧‧數值氣象預測模型輸出

201-6‧‧‧氣象預報與諮詢

202‧‧‧降雨類型(PType)預報器

204‧‧‧降雨速率(PRate)預報器

206‧‧‧預報組合器

210‧‧‧機率預報器

212‧‧‧機率彙總器

214‧‧‧機率預報器

216‧‧‧機率彙總器

250‧‧‧伺服器/電腦

252-1‧‧‧用戶端電腦

252-2‧‧‧用戶端電腦

252-3‧‧‧用戶端電腦

254‧‧‧電信網路

300‧‧‧電腦實施方法

302‧‧‧步驟

304‧‧‧步驟

306‧‧‧步驟

308‧‧‧步驟

310‧‧‧步驟

320‧‧‧電腦實施方法

322‧‧‧步驟

324‧‧‧步驟

326‧‧‧步驟

328‧‧‧步驟

330‧‧‧步驟

720‧‧‧電腦

721‧‧‧處理器單元

722‧‧‧系統記憶體

723‧‧‧系統匯流排

724‧‧‧唯讀記憶體(ROM)

725‧‧‧隨機存取記憶體(RAM)

726‧‧‧基本輸入/輸出系統(BIOS)

727‧‧‧硬碟機

728‧‧‧磁碟機

729‧‧‧可抽換式磁碟

730‧‧‧光碟機

731‧‧‧可抽換式光碟

732‧‧‧硬碟機介面

733‧‧‧磁碟機介面

734‧‧‧光碟機介面

735‧‧‧作業系統

736‧‧‧應用程式

737‧‧‧程式模組

738‧‧‧程式資料

740‧‧‧鍵盤

742‧‧‧指標裝置

746‧‧‧串列埠介面

747‧‧‧監視器

748‧‧‧視訊配接器

749‧‧‧遠端電腦

750‧‧‧記憶體儲存裝置

751‧‧‧區域網路(LAN)

752‧‧‧廣域網路(WAN)

753‧‧‧配接器

754‧‧‧數據機

結合隨附圖式根據以下詳細描述將明白本發明之進一步特徵及優點，其中： 圖1係根據一實施例之用於產生PTypeRate臨近預報之一系統之一方塊圖； 圖2係含有根據一實施例之PType值、PRate值及經組合之PTypeRate值之實例之一表； 圖3係根據一實施例之一例示性PType預報器之一方塊圖； 圖4係根據一實施例之一例示性PRate預報器之一方塊圖； 圖5係其中可實踐實施例之一網路環境之一實例； 圖6係根據一實施例之用於產生一給定週期及一給定地帶之氣象預告之一方法之一流程圖； 圖7係根據另一實施例之用於產生一給定週期及一給定地帶之氣象預告之一方法之一流程圖；及 圖8繪示其中可實踐本發明之實施例之一合適的運算操作環境之一例示性圖。 應注意，遍及隨附圖式，由相似參考數字識別相似特徵。

Claims (18)

1. 一種用於產生一給定時間週期及一給定地帶之一氣象預報之電腦實施方法，該方法包括：獲得一氣象預報，其包括一降雨類型將發生在該給定地帶在該給定時間週期期間之一機率；自一或多個氣象源接收該給定地帶之多個氣象值；使用該等氣象值產生降雨將以複數個降雨速率之各者發生在該給定地帶在該給定時間週期期間之多個機率；組合該降雨類型之該機率及該等降雨速率之各者以產生該降雨類型將以該複數個降雨速率之各者發生在該給定地帶在該給定時間週期期間之多個機率；及輸出一預報，其表示該降雨類型將以該複數個降雨速率之其中一者發生之該機率以進行顯示。
2. 如請求項1之方法，其中組合該降雨類型之該機率及該複數個降雨速率之各者包括將該降雨類型之該機率與降雨將以該複數個降雨速率之各者發生之該等機率相乘以獲得該降雨類型將以該複數個降雨速率之各者發生之該等機率。
3. 如請求項1或2之方法，其進一步包括：自複數個不同氣象源接收該等氣象值。
4. 如請求項3之方法，其中獲得包括該降雨類型將發生之該機率之該氣象預報包括：自接收自該複數個不同氣象源之各者之該等氣象值產生該降雨類型將發生之多個機率；及使用一機率彙總器結合該降雨類型發生之該等機率。
5. 如請求項4之方法，其中產生降雨將以該複數個降雨速率之各者發生之該等機率包括：基於接收自各氣象源之該等氣象值產生多個速率機率；及使用一機率彙總器結合該等速率機率以產生降雨將以該複數個降雨速率之各者發生之該等機率。
6. 如請求項5之方法，其中結合該等速率機率包括執行加權平均，其中取決於與該速率機率相關聯之該氣象源將一權重指派給各個別速率機率。
7. 如請求項1或2之方法，其進一步包括：使一文字描述與該降雨類型將以該複數個降雨速率之其中一者發生之該機率相關聯，其中該預報包括與該機率相關聯之該文字描述。
8. 如請求項7之方法，其進一步包括：沿一維度組合該降雨類型將以該複數個降雨速率之其中一者 發生之兩個或多個機率，該維度係以下之一者：機率、降雨速率及降雨類型；及使一文字描述與該兩個或多個機率之該組合相關聯。
9. 如請求項1或2之方法，其進一步包括接收指示該給定地帶之一位置之一使用者輸入。
10. 如請求項1或2之方法，其進一步包括接收指示該給定時間週期之一使用者輸入。
11. 如請求項1或2之方法，其中該給定時間週期包括具有多個固定值之多個時間間隔。
12. 如請求項11之方法，其中該等固定值之其中一者為1分鐘、2分鐘、5分鐘、10分鐘、15分鐘、30分鐘及60分鐘。
13. 如請求項1或2之方法，其中該給定時間週期包括具有多個可變值之多個時間間隔。
14. 如請求項1或2之方法，其中接收多個氣象值包括接收該給定地帶之至少一溫度曲線圖，且其中獲得包括該降雨類型將在該給定地帶中在該給定時間週期期間發生之該機率之該氣象預報包含判定該降雨類型將基於至少該溫度曲線圖而發生之該機率。
15. 如請求項1或2之方法，其中該預報進一步表示該降雨類型將以該複數個降雨速率之一額外者發生之該機率以進行顯示。
16. 一種用於產生一給定時間週期及一給定地帶之一氣象預報之裝置，該裝置包括：一或多個處理器；一記憶體，其儲存該一或多個處理器之多個指令；其中當該等指令由該一或多個處理器執行時，使該裝置：獲得一預報，其包括一降雨類型將發生在該給定地帶在該給定時間週期期間之一機率；自一或多個氣象源接收該給定地帶之多個氣象值；使用該等氣象值產生降雨將以複數個降雨速率之各者發生在該給定地帶在該給定時間週期期間之多個機率；組合該降雨類型將發生之該機率及降雨將以各降雨速率發生之該等機率之各者以產生該降雨類型將以該複數個降雨速率之各者發生在該給定地帶在該給定時間週期期間之多個機率；及輸出一預報，其表示該降雨類型將以該複數個降雨速率之其中一者發生之該機率以進行顯示。
17. 一種用於產生一給定時間週期及一給定地帶之一氣象預報之電腦實施方法，該方法包括：獲得一預報，其包括一降雨類型將發生在該給定地帶在該給定時間週期期間之一機率； 自一或多個氣象源接收該給定地帶之多個氣象值；使用該等氣象值產生降雨將以複數個降雨速率之各者發生在該給定地帶在該給定時間週期期間之多個機率；組合該降雨類型將發生之該機率及降雨將以該複數個降雨速率之各者發生之該等機率以產生該降雨類型將以該複數個降雨速率之各者發生在該給定地帶在該給定時間週期期間之多個機率；及輸出一預報，其表示該降雨類型將以該複數個降雨速率之其中一者發生之該機率以進行顯示。
18. 一種用於產生一氣象預報之非暫時性電腦可讀媒體，該非暫時性電腦可讀媒體包括多個指令，當該等指令由一處理器執行時，使得一電腦執行以下步驟：獲得一預報，其包括一降雨類型將發生在該給定地帶在該給定時間週期期間之一機率；自一或多個氣象源接收該給定地帶之多個氣象值；使用該等氣象值產生降雨將以複數個降雨速率之各者發生在該給定地帶在該給定時間週期期間之多個機率；組合該等降雨類型之各者之該等機率及該複數個降雨速率之各者以產生該等降雨類型之各者將以該複數個降雨速率之各者發生在該給定地帶在該給定時間週期期間之多個機率；及輸出一預報，其表示該等降雨類型之其中一者將以該複數個降雨速率之其中一者發生之該機率以進行顯示。