【第58回 気象予報士試験 専門知識】問6 天気予報ガイダンスによる数値予報の誤差低減をわかりやすく解説

こんにちは！今回は第58回 気象予報士試験 専門知識 問6を解説します！

この問題は、気象庁の天気予報ガイダンスが、数値予報モデルの誤差をどこまで低減できるのかを問う問題です。

ガイダンスは、数値予報の出力をそのまま使うのではなく、過去の予報値と実況値の関係などをもとに、気温・降水量・風などを統計的に補正するものです。

ただし、ここで大切なのは、ガイダンスで直せる誤差と、直しにくい誤差があるということです。

この問題で重要なポイント

  • ガイダンスは、数値予報モデルの系統的な誤差を統計的に補正する。
  • 気温ガイダンスは、地形・季節・時間帯などによる気温の偏りの補正に有効である。
  • ただし、前線通過のタイミングずれのような位置・時間のずれは補正しにくい。
  • 降水量ガイダンスは、モデル地形と実際の地形の違いによる降水量誤差の低減に役立つ。
  • 風ガイダンスは、風速だけでなく風向の予測誤差低減にも用いられる。
  • 「風向は困難」と言い切っている文は注意する。
  • ガイダンスは万能ではなく、モデルが現象の位置やタイミングを大きく外すと補正に限界がある。

■ 問題文

気象庁の天気予報ガイダンスによる数値予報の誤差の低減について述べた次の文(a)〜(c)の正誤の組み合わせとして正しいものを、下記の①〜⑤の中から1つ選べ。

(a) 気温ガイダンスにより、寒冷前線の通過のタイミングが数値予報モデルの予想と異なることによって生じる気温の予測誤差を低減することが期待できる。

(b) 降水量ガイダンスにより、数値予報モデルに組み込まれている地形と実際の地形の違いによって生じるモデルの降水量の予測誤差を低減することが期待できる。

(c) 風ガイダンスにより、数値予報モデルの風速の予測誤差を低減することはできるが、風向の予測誤差を低減することは困難である。

選択肢 (a) (b) (c)
①正正誤
②正誤正
③正誤誤
④誤正正
⑤誤正誤

■ 解答

⑤

(a) 誤
(b) 正
(c) 誤

■ 解き方の方針

この問題は、ガイダンスが何を補正しやすく、何を補正しにくいかを整理すると解けます。

ガイダンス
↓
数値予報モデルの出力を
統計的に補正する

補正しやすいもの
↓
地形・季節・地点特性などによる
系統的な誤差

補正しにくいもの
↓
前線通過のタイミングずれ
現象の位置ずれ

風ガイダンス
↓
風速だけでなく
風向にも用いられる

特に(a)は、「気温ガイダンスなら気温誤差を低減できる」と短絡的に考えると引っかかります。

■ (a) 前線通過のタイミングずれによる気温誤差を低減できるか

(a)は誤りです。

気温ガイダンスは、数値予報モデルの気温予測に含まれる系統的な誤差を低減するために有効です。

たとえば、地点特性や地形、季節、時間帯などによる気温の偏りは、過去の予報と実況の関係から補正しやすい誤差です。

しかし、寒冷前線の通過タイミングが数値予報モデルの予想と実際でずれる場合、気温の変化そのものが時間的にずれてしまいます。

これは、単純な気温の高め・低めの偏りではなく、現象のタイミングのずれによる誤差です。

ここが受験生のつまずきポイントです

「気温の誤差だから、気温ガイダンスで直せる」と考えると(a)を正しいと思ってしまいます。

しかし、問題文では寒冷前線の通過のタイミングがモデル予想と異なるとあります。

寒冷前線の通過時刻がずれる
↓
気温変化のタイミングがずれる

これは
単なる気温の高め・低めではない

ガイダンスでは
低減しにくい誤差

したがって、「気温ガイダンスにより低減することが期待できる」とする(a)は誤りです。

■ (b) 地形の違いによる降水量誤差を低減できるか

(b)は正しいです。

数値予報モデルでは、地形も格子間隔に応じて表現されます。

そのため、実際の地形とモデル内の地形は完全には一致しません。

特に山地や盆地、海岸付近などでは、実際の地形の影響によって降水量が大きく変わることがあります。

このような地形に由来する系統的な誤差は、降水量ガイダンスによって低減が期待できます。

降水量ガイダンスのイメージ

モデルの地形
↓
実際の地形より粗い

山地・海岸・盆地など
↓
降水量に差が出やすい

過去の予報と実況の関係
↓
統計的に補正

降水量の誤差低減が期待できる

したがって、(b)は正しいです。

■ (c) 風向の予測誤差を低減することは困難なのか

(c)は誤りです。

風ガイダンスは、数値予報モデルの風の予測を補正するために用いられます。

ここでいう風の予測には、風速だけでなく、風向も含まれます。

問題文では、「風速の予測誤差を低減することはできるが、風向の予測誤差を低減することは困難である」と述べています。

しかし、風ガイダンスでは風速だけでなく、風向についても予測誤差の低減が図られます。

ここも引っかかりやすいです

風速は数値で扱いやすい一方、風向は方位なので扱いにくそうに見えます。

そのため、「風向の補正は困難」と言われると正しそうに感じます。

しかし、試験では次のように押さえましょう。

風ガイダンス
↓
風速だけではない

風向についても
予測誤差の低減に用いられる

したがって、(c)は誤りです。

■ 選択肢確認表

項目 判定 理由
(a) 誤 寒冷前線の通過タイミングのずれによる気温誤差は、現象の時間ずれによる誤差であり、気温ガイダンスでは低減しにくい。
(b) 正 モデル地形と実際の地形の違いによる降水量の系統的な誤差は、降水量ガイダンスで低減が期待できる。
(c) 誤 風ガイダンスは、風速だけでなく風向の予測誤差低減にも用いられる。

以上より、正しい組み合わせは⑤です。

■ 受験生がつまずくポイント

1. 「気温の誤差＝気温ガイダンスで補正できる」と考えてしまう

気温ガイダンスは有効ですが、前線通過のタイミングずれのような現象の時間ずれは補正しにくいです。何が原因の誤差かを見ましょう。

2. ガイダンスを万能だと思ってしまう

ガイダンスは統計的補正です。モデルが現象の位置やタイミングを大きく外した場合、その誤差を完全に直せるわけではありません。

3. 地形誤差と降水量の関係を見落とす

降水量は地形の影響を強く受けます。モデル地形が実際と異なることで生じる系統的な降水量誤差は、ガイダンスの重要な補正対象です。

4. 風向は補正できないと思ってしまう

風向は方位で扱いにくそうに見えますが、風ガイダンスは風速だけでなく風向の予測にも用いられます。「風向は困難」と言い切る文は誤りです。

5. 系統的誤差とタイミング誤差を区別できない

ガイダンスが得意なのは、過去の傾向から補正できる系統的誤差です。一方、寒冷前線の通過時刻がずれるような誤差は、補正が難しくなります。

■ まとめ

  • ガイダンスは、数値予報モデルの誤差を統計的に補正する手法である。
  • 気温ガイダンスでも、前線通過タイミングのずれによる気温誤差は低減しにくい。
  • 降水量ガイダンスは、モデル地形と実際の地形の違いによる降水量誤差の低減に役立つ。
  • 風ガイダンスは、風速だけでなく風向の予測誤差低減にも用いられる。
  • (a)誤、(b)正、(c)誤。

正解は⑤

この問題で必ず押さえたいこと

ガイダンス
↓
数値予報を統計的に補正

得意な誤差
↓
地形・地点特性などの
系統的な誤差

苦手な誤差
↓
前線通過のタイミングずれ
現象の位置ずれ

降水量ガイダンス
↓
地形差による降水量誤差を低減

風ガイダンス
↓
風速だけでなく
風向にも使う

※ 本記事では、一般財団法人 気象業務支援センターより利用許諾を受けて、気象予報士試験問題を掲載しています。
問題文の著作権は一般財団法人 気象業務支援センターに帰属します。

以上、第58回 専門知識 問6の解説でした！

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