第一條：範圍
本執行辦法旨在描述由美國在臺協會（AIT） 及其所代表的美國
商務部國家海洋暨大氣總署（NOAA）／地球系統實驗室（ESRL）
／全球系統組（GSD） （原名為預報系統實驗室；FSL） 所應執
行的科學與技術工作。本辦法係提供作為駐美國臺北經濟文化代
表處（TECRO） 所代表的中央氣象局（CWB） 及美國在臺協會所
代表的美國國家海洋暨大氣總署／地球系統實驗室／全球系統組
（NOAA/ESRL/GSD） 間合作進行預報系統發展計畫之持續發展。
本執行辦法是基於 TECRO 及 AIT（此後稱之為雙方）共同的利
益。經由開發可被整合至其它 NOAA/ESRL/GSD 系統內之各項全
新及升級的性能與應用軟體，本執行辦法的成果將能提供出實質
效益。
第二條：授權
本執行辦法所述工作將在駐美國臺北經濟文化代表處與美國在臺
協會所簽定的氣象預報系統發展技術合作協議（TECRO-AIT 協議
）的一般條款和規定及雙方同意之後續修訂版本下進行。本執行
辦法為 TECRO 與 AIT 間一系列概括協議之下的第 21 號執行
辦法。
本執行辦法據此附屬於該協議而成為該協議的一部分。
第三條：服務
在第 21 號執行辦法執行期間，駐美國臺北經濟文化代表處與美
國在臺協會所代表的中央氣象局和海洋暨大氣總署／地球系統實
驗室／全球系統組聯合工作小組將專注於 4 項工作：（1）
HRQ2（高解析度定量降雨估計與定量降雨預報）先進 3 維變分
資料同化建置及驗證；（2）HRQ2 （高解析度定量降雨估計與定
量降雨預報）應用之改進；（3） 早期合作計畫之持續交流；（
4） 使用 NCEP/JCSDA 網格點統計內插（GSI） 分析系統進行
GPS 無線電掩星衛星資料同化。在本執行辦法下所涵蓋的工作項
目包括全面性的開發合作到系統升級與支援，以使得各系統維持
在最新的技術與科學能力和規格之下運作。這些進行中的活動將
在工作說明書內有更詳細的描述，其內容將包含下列 4 項工作
：
工作項目#1－HRQ2（高解析度定量降雨估計與定量降雨預報）先
進 3 維變分資料同化建置及驗證
過去 15 年間，標準 3 維資料同化（3DVAR） 或系集卡曼濾波
器（ensemble Kalman filter）之統計分析方法已成為資料同化
之焦點。雖然此領域已有許多研究完成，但是尚未有明確之證據
顯示此分析技術可明顯改進實際作業。例如，當使用相同資料集
時，並不曾顯露統計方法會優於傳統客觀分析方法。
STMAS （時間與空間多尺度分析系統）乃一結合傳統客觀分析與
現代變分分析之優點的統合資料同化系統，且移除這些資料同化
方法的限制。舉例來說，在沒有準確之誤差協方差（error
covariance）條件下，STMAS 可擷取所有觀測資料集（包括雷達
與衛星觀測）之可解析訊息，而標準的 3 維或 4 維變分技術
可能因為難以計算準確的誤差協方差而出現問題。STMAS 以適當
之動力約束條件進行變分極小化程序以處理遙測資料，而傳統客
觀分析方法必須將這些約束條件在後處理程序處理，因而可能漏
失有用之訊息。
STMAS 是一個具備較佳分析優點之新穎且先進之資料同化技術。
TECRO 所代表的 CWB 使用此系統於其作業應用及參與此系統之
發展與改進將能獲得效益。在第 21 號執行辦法期間，AIT 所代
表的 NOAA/ESRL/GSD 將執行 2 項有關 STMAS 之工作項目；
一為 STMAS 之地面分析，另一為 3 維 STMAS 系統建置。地
面分析主要用於天氣重分析（reanalysis）以提供地面真實資訊
來建立氣候統計資料。3 維 STMAS 系統則利用高層觀測資料克
服複雜地形效應以進一步改進 CWB 之天氣重分析。
在 STMAS 地面分析的工作下，將修改此軟體以改善其效能來符
合 TECRO 所代表的 CWB 之應用需求。納入更複雜之背景場效
應、水 -陸交互作用、品質管制（QC）機制、與複雜地形因子也
將改善 STMAS 的分析。
藉由 AIT 所代表的 NOAA/ESRL/GSD 之支援，TECRO 所代表的
CWB 將使用 STMAS 經校正過之參數進行一整年之資料重分析，
這些參數包括長度尺度、多重網格層級、對不同重分析場如氣壓
、溫度、露點溫度、風與降雨之平滑與補償函數。就長期之重分
析而言，需要謹慎的驗證以查驗各重分析場並建立氣候驗證統計
。此驗證統計可提供未來 STMAS 地面分析進一步改進之有用證
據。
在 3 維 STMAS 系統建置的工作下，TECRO 所代表的 CWB 將
應用此系統進行高層觀測重分析以克服複雜地形效應，並使用如
雷達等之其他高層觀測資料來源。中央氣象局亦將使用 3 維
STMAS 來進行區域模式的初始化以改進短時預報。中央氣象局與
全球系統組（GSD） 將對 3 維 STMAS 系統的驗證與模式初始
化進行合作。
AIT 所代表的 NOAA/ESRL/GSD 與 TECRO 所代表的 CWB 將設
定一資料分析區域並檢視 3 維 STMAS 之分析結果與觀測、現
地（in-situ） 資料或遙測資料間之差異，並校正分析區域內之
參數。如果有需要，NOAA/ESRL/GSD 與 CWB 將針對 CWB 的資
料集進行品質管制（QC），並發展一些自動化品質管制方法。利
用適當之動力約束條件（dynamical constraints），NOAA/ESRL
/GSD 與 CWB 將針對各種應用檢查所分析資料間之平衡問題。
CWB 與 NOAA/ESRL/GSD 將使用氣象局之資料集執行一段短期間
的資料重分析並累積統計資訊以與 STMAS 地面分析進行比較。
NOAA/ESRL/GSD 與 CWB 將使用 STMAS 以初始化（啟動）氣象
局之區域模式（WRF-ARW） ，並與其它如 LAPS 的初始化方法比
對，以進一步改進 3 維 STMAS 分析結果。
AIT 所代表的 NOAA/ESRL/GSD 在 2008 年已提供短時機率定量
降雨預報（PQPF）評估與校正之綜合訓練，此訓練內容包含系集
系統的組構、定量降雨預報（QPF） 與機率定量降雨預報的評價
、氣象局的個案研究與應用。在第 21 號執行辦法期間，NOAA/
ESRL/GSD 將提供機率定量降雨預報產品繪圖與驗證程式、並提
供如人工類神經網路與線性迴歸校正等之系集預報後處理方法的
技術支援。本項工作將有助於 TECRO 所代表的 CWB 將短時機
率定量降雨預報（PQPF）由研發計畫轉入上線作業前的評估階段
。
工作項目#2－HRQ2（高解析度定量降雨估計與定量降雨預報）應
用之改進
AIT 所代表的 NOAA/ESRL/GSD 理解美國國家劇烈風暴實驗室（
NSSL）將持續研發以強化、發展及維護 TECRO 所代表的中央氣
象局（CWB） 、水利署（WRA） 及水土保持局（SWCB）作業所需
的各項 HRQ2 應用。美國國家劇烈風暴實驗室之研究其應用方向
在於改進對臺灣之洪泛的監測與預報、劇烈風暴的辨識及短時預
報。
在第 21 號執行辦法期間，美國國家劇烈風暴實驗室（NSSL）將
藉由 0 至 2 小時颱風之定量降雨預報（QPF） 之研究以持續
改進 HRQ2 系統。此工作項目將包括定量降雨預報的表現評估，
及根據現階段於颱風個案的 0 至 2 小時定量降雨預報的表現
評估所進行的新發展以改進颱風定量降雨預報。此工作項目將建
置一套強化的海面雜波（clutter） 演算法以改進雷達資料品質
管制（QC），此工作項目將改善颱風劇烈降雨之短時定量降雨預
報，並降低因海面雜波（clutter） 導致降雨之不確定性。中央
氣象局、水利署與水保局將因獲得較佳可信度及較高品質之 0
至 2 小時降雨預報產品而獲益。
臺灣已建置 2 座全新之 C 波段雙偏極化雷達（RCMK 在馬公
與 RCCK 在清泉崗），此雷達將增加測量降雨與辨別降水形態之
能力。此 2 座雷達加上氣象局之七股雷達將於臺灣西部構成絕
佳雷達觀測之覆蓋範圍。此新的觀測網連將增進氣象局於劇烈天
氣之短時降雨預測能力。此將幫助政府緊急災害應變單位增加警
報發布之前置時間以維護公眾安全。本項工作將導入此 C 波段
雷達資料至 HRQ2 系統並評估其效能。美國國家劇烈風暴實驗室
（NSSL）將提供 HRQ2 網頁驗證系統與雷達資料導入之軟體原始
程式碼。除此之外，此工作亦將提供 4 份進度報告。
工作項目# 3－早期合作計畫的持續交流
多個早期合作工作目前都已完成，而這些技術也都已成功的移轉
也運用在 TECRO 所代表的 CWB 之作業中。AIT 所代表的
NOAA/ESRL/GSD 在這些領域上的發展仍持續進行著，CWB 和
NOAA/ESRL/GSD 的持續交流，對於中央氣象局的工作人員隨時掌
握目前發展工作的最新狀態，是極為重要的。此項工作將直接改
善與更新中央氣象局的預報支援與決策系統，使其維持在合適的
水準，包括新的 AWIPS 系統及相關預報支援應用軟體及相關文
件。
AIT 所代表的 NOAA/ESRL/GSD 在 2008 年底已提供最新的
AWIPS 系統 OB 8.3.1 版本及相關的測試資料給 TECRO 所代表
的 CWB。此版本亦正同時為美國海洋暨大氣總署所屬美國國家氣
象局（NOAA/NWS）所使用中。此版本已具備接收雙偏極化雷達產
品之功能及整合雷達資料與環境中其他位於雷達波束高度之溫度
、相對溼度、風、相當位溫、溼球溫度與氣壓之樣本。中央氣象
局將會很快地取用 2 座新雙偏極化雷達的資料，所以新雷達資
料的顯示能力是極端有助於預報及決策的執行。如果有需要，
NOAA/ESRL/GSD 在第 21 號執行辦法期間將持續提供最新可取得
的 AWIPS 軟體。
海洋暨大氣總署所屬美國國家氣象局（NOAA/NWS）在 2005 年授
與雷神技術服務公司（RaytheonTechnical Services Company）
一份合約，進行下一代先進交談式天氣處理系統（AWIPS） 的發
展，此系統名稱為 AWIPS II ，AWIPS II 是植基於以服務為導
向的架構（SOA） 。AIT 所代表的 NOAA/ESRL/GSD 被賦予對雷
神公司（Raytheon）的每一訂製工作之釋出成果進行獨立的確認
與校驗（IV & V）之工作。如果合適的話，NOAA/ESRL/GSD 規劃
在第 21 號執行辦法期間分享在 AWIPS II 有關 SOA、EDEX（環
境資料交換－處理資料收集、儲存與通訊）、CAVE（共通 AWIPS
視覺環境－為圖形化使用者介面）的一些經驗給中央氣象局。
AIT 所代表的 NOAA/ESRL/GSD 長久以來經由發展工作站顯示雛
型系統以支援研發與天氣預報作業。全球系統組有一套發展中的
ALPS（AWIPS 的 Linux 雛型系統），它是 AWIPS 的一個演進
版；FXC（FX-協同工作站）它是以網際網路為基礎，可顯示
AWIPS 系統所提供的資料並具有額外的繪圖及簡報工具。中央氣
象局在 2008 年已將 FXC 納入其氣象繪圖工具集中。
AIT 所代表的 NOAA/ESRL/GSD 在 2008 年已提供有關圖形化預
報編輯器（GFE） ／文字格式化軟體（TF）與圖形化警報產生器
（GHG） 的深入訓練給 TECRO 所代表的 CWB，以協助發展預報
單編輯系統（FIES）。中央氣象局有計畫為城鄉天氣預報及包含
幾公里解析度的劇烈天氣警報產品，來發展具有圖形編輯能力及
中文文句產生器的預報輔助工具。如果有需要，NOAA/ESRL/GSD
將持續提供包括軟體昇級、ALPS 及 FXC 的技術文件及 GFE
的教育訓練等之交流協助。
對於氣象資料供應的協助，AIT 所代表的 NOAA/ESRL/GSD 在第
21 號執行辦法期間，將持續提供 NOAAPORT 氣象資料，以供中
央氣象局進行資料同化工作。在第 21 號執行辦法期間 NOAA/
ESRL/GSD 也將持續使用中央氣象局的全球衛星定位系統（GPS
）及一些額外測站的資料計算可降水量（IPW） 數值，並將其數
值傳回至中央氣象局進行應用。NOAA/ESRL/GSD 將持續發展以
Google Maps 為基礎的使用者介面，以讓中央氣象局的使用者可
以容易看到可降水量（IPW） 值及其他氣象參數以進行確認與校
驗。
此項持續交流的工作，將有益於 TECRO 所代表的 CWB 掌握預
報支援及決策系統的更新知識。本項工作同時提供中央氣象局每
日預報作業所需的 NOAAPORT 及 GPS/IPW 等重要資料。最後於
適合處，AIT 所代表的 NOAA/ESRL/GSD 將會提供必須的參訪人
員訓練、交換互訪活動、文件和報告的複製、以及電子郵件的互
動。
工作項目#4－使用 NCEP/JCSDA 網格點統計內插（GSI） 分析系
統進行 GPS 無線電掩星衛星資料同化作為 COSMIC （氣象、電
離層及氣候觀測星系系統）任務的一部分，
TECRO 所代表的 CWB 與國家海洋暨大氣總署、國家航空暨太空
總署、國防部（NOAA/NASA/DoD） 所主導的衛星資料同化聯合中
心（JCSDA） 合作，由中央氣象局負責將在 COSMIC 任務中收集
到的 GPS 無線電掩星（RO）觀測資料導入美國國家環境預報中
心（NCEP）的區域預報系統中，以建置網格點統計內插（GSI）
的 GPS 無線電掩星衛星資料同化系統。NCEP 是美國海洋暨大
氣總署所屬美國國家氣象局（NWS） 的美國國家環境預報中心，
JCSDA （衛星資料同化聯合中心）是一個多單位組成的研究中心
，主要的任務是改善衛星資料於天氣、海洋、氣候及環境的分析
與預測應用。JCSDA 主要是由 NASA （美國航空暨太空總署）、
NOAA/NESDIS （美國海洋暨大氣總署所屬美國國家環境衛星資訊
局）及 DoD（美國國防部）所組成。本項合作主要的目的是在
NCEP 的區域預報系統中調校及測試 GPS RO 資料的同化，以加
速及強化 CWB 於全球數值天氣預測中對 GPS RO 資料的使用。
TECRO 所代表的 CWB 目前使用自行發展的全球模式及 NCEP 的
舊版波譜統計內插（SSI） 資料同化系統進行全球數值天氣預測
。透由此項合作，中央氣象局希望能強化其全球資料同化系統並
對包含 COSMIC/福衛 3 號的衛星資料進行最佳運用。據此，中
央氣象局想要由 SSI 轉移到網格點統計內插（GSI） 資料同化
技術，並讓中央氣象局的全球模式使用 GSI 產生的初始場資料
。本項工作將涵蓋讓全球及區域預報都有使用網格點統計內插（
GSI） 的能力。基於互惠，中央氣象局將負責區域模式之 GPS
RO 資料同化的調校與測試工作。
第四條：駐美國臺北經濟文化代表處的職責
除了參與合作計畫團隊以外，駐美國臺北經濟文化代表處經由其
所代表的中央氣象局應：
A.對在中央氣象局處所進行的合作計畫之各項活動，提供綜合性
的協調；
B.指派適當的人員以進行本執行辦法所界定的各項工作，並依據
合作主協議的條款提供支援協助；
C.滿足第 21 號執行辦法之工作說明書內所定的職責。
第五條：AIT 的職責
除了參與合作計畫團隊以外，美國在臺協會經由其所代表的海洋
暨大氣總署／地球系統實驗室／全球系統組應：
A.對在科羅拉多州波德市的 NOAA/ESRL/GSD 處所進行的合作計
畫之各項活動，提供綜合性的協調；
B.依據本執行辦法，對交付予駐美國臺北經濟文化代表處所代表
的中央氣象局之文件報告之準備，提供行政管理支援；
C.指派適當的人員以履行本執行辦法所界定的各項工作，並依據
合作主協議的條款提供支援協助；
D.滿足第 21 號執行辦法之工作說明書內所定的職責。
第六條：財務條款
依照駐美國臺北經濟文化代表處與美國在臺協會（TECRO-AIT）
間之合作協議，駐美國臺北經濟文化代表處須支付美國在臺協會
因其指定代表美國國家海洋暨大氣總署／地球系統實驗室／全球
系統組執行本辦法所有有關的費用，美國在臺協會將全額轉付由
TECRO 所支付與此執行辦法有關的費用給美國國家海洋暨大氣總
署／地球系統實驗室／全球系統組。
本執行辦法所述工作的總費用經雙方同意為美金 680,000 元整
，駐美國臺北經濟文化代表處同意於計畫開始時先行支付百分之
五十予美國在臺協會，其餘百分之五十於完成本年工作時支付。
美國在臺協會所代表的美國國家海洋暨大氣總署在本執行辦法中
之工作內容會依實際可用預算額度而定。
第七條：智慧財產權的考慮
預期在本執行辦法所述工作應不致引起智慧財產權的考量，AIT
所代表的 NOAA/ESRL/GSD 的預報系統之現有系統設計及電腦軟
體均屬公共領域，本執行辦法下所準備的報告、規格及電腦軟體
一旦經由中央氣象局及美國國家海洋暨大氣總署核可其最終形式
後，也將屬於公用領域。
第八條：生效日期、修改與終止
本執行辦法在最後簽字日期生效，本執行辦法可依協議條款作修
正及／或終止執行辦法，本執行辦法所述工作預計完成日期及此
執行辦法的結束日期為 2009 年 12 月 31 日。


駐美國臺北經 美國在臺協會
濟文化代表處 代表
代表
張大同 芭芭拉 施藍旗
副代表 執行理事
日期： 日期：
2009 年 7 月 13 日 2009 年 5 月 8 日