THỬ NGHIỆM DỰ BÁO VỊ TRÍ VÀ THỜI GIAN ĐỔ BỘ CỦA BÃO VÀO BỜ BIỂN VIỆT NAM TRƯỚC 3 ĐẾN 5 NGÀY BẰNG MÔ HÌNH WRF

THỬ NGHIỆM DỰ BÁO VỊ TRÍ VÀ THỜI GIAN ĐỔ BỘ CỦA BÃO VÀO BỜ BIỂN VIỆT NAM TRƯỚC 3 ĐẾN 5 NGÀY BẰNG MÔ HÌNH WRF Dự báo bão đã được quan tâm từ rất lâu trên thế giới trong đó có Việt Nam, bởi bão là một hiện...

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - LÃ THỊ TUYẾT THỬ NGHIỆM DỰ BÁO VỊ TRÍ VÀ THỜI GIAN ĐỔ BỘ CỦA BÃO VÀO BỜ BIỂN VIỆT NAM TRƯỚC ĐẾN NGÀY BẰNG MƠ HÌNH WRF Chun ngành: Khí tượng Khí hậu học Mã số: 60 44 87 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS Trần Tân Tiến Hà Nội - 2011 LỜI CẢM ƠN Người muốn gửi lời cảm ơn chân thành, sâu ắc, GS.TS s Trần Tân Tiến Người Thầy dạy suốt năm học đại học sau gần 10 năm Thầy người tận tình giúp đỡ hướng dẫn khoa học để tơi hồn thành luận văn Thạc sỹ Xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Thầy, Cơ Khoa khí tượng Thủy văn Hải dương học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, người tạo điều kiện cho kiến thức để tơi học hỏi vươn lên nghiệp Xin gửi lời cảm ơn tới Phòng Sau đại học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, tạo điều kiện cho tơi q trình tơi học tập trường Xin cảm ơn bạn bè đồng nghiệp Trung tâm Nghiên cứu Khí tượng Khí hậu, bạn đồng nghiệp Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy Văn Trung ương giúp đỡ tơi q trình thực luận văn Xin gửi lời cảm ơn đến lãnh đạo Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Mơi trường, lãnh đạo Trung tâm Nghiên cứu Khí tượng Khí hậu, tạo điều kiện thời gian sở vật chất cho học tập q trình cơng tác Cuối lời cảm ơn dành cho gia đình tơi Lã Thị Tuyết MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DỰ BÁO QUỸ ĐẠO BÃO 1.1 Dự báo quỹ đạo bão mơ hình số trị 1.2 Sai số dự báo quỹ đạo hạn từ đến ngày 1.3 Dự báo bão đổ vào bờ 10 1.3.1 Các nghiên cứu dự báo bão đổ vào bờ .10 1.3.2 Đánh giá sai số bão đổ 12 1.3.3 Dự báo bão đổ vào bờ Việt Nam 13 CHƯƠNG 2: MƠ H ÌNH WR F VÀ ÁP DỤNG ĐỂ DỰ BÁO VỊ TRÍ VÀ THỜI GIAN ĐỔ BỘ CỦA BÃO 15 2.1 Giới thiệu mơ hình 15 2.2 Ban đầu hóa xốy bão mơ hình WRF 17 2.3 Cấu hình, miền tính số liệu 18 2.4 Phương pháp xác định vị trí thời gian đổ bão .19 2.5 Các tiêu đánh giá 22 CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ DỰ BÁO VỊ TRÍ VÀ THỜI GIAN ĐỔ BỘ CỦA BÃO VÀO BỜ BIỂN VIỆT NAM TRƯỚC ĐẾN NGÀY 24 3.1 Các trường hợp thử nghiệm dự báo 24 3.2 Kết dự báo vị trí thời gian đổ bão Xangsane 30 3.2.1 Diễn biến hoạt động 31 3.2.2 Đánh giá kết dự báo vị trí thời gian đổ hạn ngày 31 3.2.3 Đánh giá kết dự báo vị trí thời gian đổ hạn ngày 34 3.3 Đánh giá kết dự báo vị trí thời gian đổ bão tập mẫu 38 3.3.1 Đánh giá sai số vị trí đổ .41 3.3.2 Đánh giá thời gian đổ 44 3.3.3 Đánh giá sai lệch vị trí đổ 47 KẾT LUẬN 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 DANH MỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT Mơ hình toàn cầu Mỹ (AViatioN Global Model) Sơ đồ đối lưu BMJ (Betts-Miller-Janjic) Sai số khoảng cách tâm bão (direct Positional error) Mơ hình dự báo thời tiết bất thủy tĩnh (sử dụng hệ tọa độ “eta η”) Hệ thống dự báo tồn cầu Mỹ (Global Forecasting System) Mơ hình dự báo thời tiết khu vực phân giải cao HRM (High resolution HRM Regional Model) KF Sơ đồ đối lưu KF (Kain-Fritsch) KFMX Sơ đồ đối lưu KFMX (Kain-Fritsch scheme with Momentum flux) JMA Cơ quan khí tượng Nhật Bản (Japan Meteorolgical Agency) MAE Sai số tuyệt đối trung bình (Mean Absolute error) ME Sai số trung bình (Mean error) Mơ hình quy mơ vừa Trung tâm Nghiên cứu khí Quốc gia MM5 Hoa Kỳ Đại học bang Pennsylvania hệ thứ (The NCAR/PSU 5th Generation mesoscale Model) NHC Trung tâm dự báo bão Hoa Kỳ (National Hurricane Center) Mơ hình áp SANBAR (Sanders Barotropic Hurricane Track SANBAR Forecast Model) VICBAR Mơ hình phổ áp VICBAR (Vic Ooyama Barotropic Model) WBAR Mơ hình áp Weber (Weber’s Barotropic Model) Mơ hình nghiên cứu dự báo thời tiết WRF (Weather Researsh and WRF Forecasting) AVN BMJ DPE ETA GFS DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Sai số dự báo quỹ đạo hạn dự báo 12 Bảng 3.1: Danh sách trường hợp bão chọn thử nghiệm 24 Bảng 3.2: Danh sách trường hợp có kết dự báo hạn ngày 28 Bảng 3.3: Danh sách trường hợp có kết dự báo hạn ngày 29 Bảng 3.4: Danh sách trường hợp có kết dự báo hạn ngày 30 Bảng 3.5: Sai số vị trí bão Xangsane, hạn ngày 33 Bảng 3.6: Sai số vị trí thời gian đổ bão Xangsane, hạn ngày 34 Bảng 3.7: Sai số vị trí bão Xangsane, hạn ngày 36 Bảng 3.8: Sai số vị trí thời gian đổ bão Xangsane, hạn ngày 37 Bảng 3.9: Thời gian, vị trí đổ bão, hạn ngày 38 Bảng 3.10: Thời gian, vị trí đổ bão, hạn ngày 39 Bảng 3.11: Thời gian, vị trí đổ bão, hạn ngày 40 Bảng 3.12: Trung bình thời gian sai số đổ bão 42 Bảng 3.13: Trung bình sai số vị trí đổ bão 47 Bảng 3.14: Số trường hợp bão đổ lệch Nam, Bắc so với vị trí đổ thực 47 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 2.1: Cấu trúc mơ hình WRF 16 Hình 2.2: Miền tính mơ hình 19 Hình 2.3: Minh họa file địa hình 20 Hình 2.4: Mơ tả sai số vị trí, sai số dọc, sai số ngang 22 Hình 3.1: Kết dự báo vị trí thời gian đổ bão Xangsane, hạn ngày 32 Hình 3.2: Kết dự báo vị trí thời gian đổ bão Xangsane, hạn ngày 33 Hình 3.3: Đồ thị biểu diễn sai số vị trí bão Xangsane, hạn ngày 34 Hình 3.4: Kết dự báo vị trí thời gian đổ bão Xangsane, hạn ngày 35 Hình 3.5: Kết dự báo vị trí thời gian đổ bão Xangsane, hạn ngày 35 Hình 3.6: Đồ thị biểu diễn sai số vị trí bão Xangsane, hạn ngày 36 Hình 3.7: Đồ thị biểu diễn sai số vị trí bão, hạn ngày 41 Hình 3.8: Đồ thị biểu diễn sai số vị trí bão, hạn ngày 41 Hình 3.9: Đồ thị biểu diễn sai số vị trí bão, hạn ngày 42 Hình 3.10: Đồ thị biểu diễn trung bình sai số vị trí bão 43 Hình 3.11: Đồ thị biểu diễn sai số thời gian bão, hạn ngày 44 Hình 3.12: Đồ thị biểu diễn sai số thời gian bão, hạn ngày 45 Hình 3.13: Đồ thị biểu diễn sai số thời gian bão, hạn ngày 46 MỞ ĐẦU Dự báo bão quan tâm từ lâu giới có Việt Nam, bão tượng thời tiết mang tính thiên tai, xuất hàng năm với tần suất lớn mang lại hậu không nhỏ Hiện dự báo bão phương pháp số trọng, phương pháp mang tính khách quan mang lại dự báo có chất lượng tốt Dự báo bão quan tâm dự báo khía cạnh dự báo quỹ đạo, dự báo cường độ, dự báo bão đổ Phần lớn dự báo thực cho hạn dự báo đến 72h Dự báo xác vị trí thời gian đổ bão có ý nghĩa lớn cơng tác phịng tránh bão Ở Việt Nam có nghiên cứu thử nghiệm dự báo vị trí thời gian đổ bão vào bờ biển Việt Nam với hạn dự báo từ đến ngày Với mục tiêu đánh giá khả dự báo vị trí thời gian đổ bão vào bờ biển Việt Nam trước đến ngày mơ hình WRF, tác giả xây dựng luận văn với tên đề tài “Thử nghiệm dự báo vị trí thời gian đổ bão vào bờ biển Việt Nam trước đến ngày mô hình WRF” Mơ hình WRF mơ hình có nhiều điểm tối ưu, đ ã áp dụng cho Việt Nam dự báo thời tiết, dự báo bão nói chung Nội dung luận văn gồm có: Mở đầu Chương I Tổng quan dự báo quỹ đạo bão Chương II Mô h WRF áp d để dự báo vị trí, thời gian đổ ình ụng bão Chương III Đánh giá d bá o vị trí thời gian đổ bão vào bờ biển ự Việt Nam trước đến ngày Kết luận, kiến nghị tài liệu tham khảo CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ DỰ BÁO QUỸ ĐẠO BÃO 1.1 Dự báo quỹ đạo bão mơ hình số trị Trên giới Trong khoảng 10 năm trở lại trước thay đổi mặt công nghệ đại hóa khoa học cơng nghệ dự báo thời tiết bão đại hóa việc dự báo bão mơ hình số trị, khơng riêng cho tồn cầu, khu vực mà áp dụng rộng rãi Việt Nam Có thể kể đến số mơ MM5, WRF, ETA,… MM5 mơ hình thuộc hệ phát triển từ năm 1970 Đây mơ h khí tượng động lực quy mơ vừa hệ thứ Trung ình tâm Quốc gia nghiên cứu khí Hoa Kỳ có sử dụng hệ thống lưới lồng việc mô q trình vật lý khí Ban đầu MM5 xây dựng với chức nghiệp vụ dự báo thời tiết mưa lớn Sau nghiên cứu áp dụng cho mục đích dự báo bão Bão DIANA 1984 bão đưa vào thử nghiệm dự báo MM5 Christopher A Davis nghiên cứu [15] Thử nghiệm cho thấy kết dự báo phụ thuộc nhiều lựa chọn sơ đồ tham số hóa đối lưu, tham số hóa hành tinh, độ tinh lưới, kết dự báo cường độ đường MM5 sử dụng nghiên cứu dự báo quỹ đạo bão với phương thức sử dụng sơ đồ cài xoáy đối xứng (Lownam, 2001) [24]; đồng hóa số liệu (Xiao nnk, 2000; 2006) [25] Theo [19], t i Hàn Quốc, MM5 đưa vào dự báo nghiệp vụ thời tiết, mưa lớn dự báo bão kết hợp với đồng hóa số liệu chiều Tại nhà khoa học tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ mặt nước biển với độ phân giải cao đến kết dự báo bão mơ hình Ngồi MM5 cịn nghiên cứu với mục đích dự báo bão nước khác Đài Loan, Miami [18],… Hiện nay, có nhiều mơ hình số trị xây dựng với mục đích dự báo chung cho thời tiết bão Tuy nhiên thực tế người ta tiến hành xây dựng mơ hình riêng cho dự báo bão dựa sở mơ hình dự báo thời tiết bão nói chung người ta xây dựng phiên riêng cho mục đích dự báo bão Có thể kể đến số mơ SANBA, VICBAR,… SANBAR mơ hình với độ phân giải tương đối thô (154km) phát triển Sanders Burpee (1968) đưa vào nghiệp vụ dự báo quỹ đạo bão vào cuối năm 60 với kết dự báo đánh giá tốt dù số liệu thưa thớt [28] Cơ sở vật lý dự báo bão mơ hình coi di chuyển bão thụ động so với dịng dẫn đường, trường trung bình lớp sâu (deep layer mean), xác định trung bình có trọng lượng theo bề dày khí Hàm dịng trung bình ớp tích phân với phương trình xốy áp l q trình mơ hình th c h iện dự báo Các bão biểu diễn ự xốy đối xứng nhân tạo Mơ hình áp khác xây dựng cho mục đích dự báo bão khác mơ hình VICBAR (DeMaria nnk, 1992) [16] Đây mơ hình chạy thành công với phổ bốn lưới lồng liên tiếp với độ phân giải 4,8; 2,4; 1,2 0,6 độ kinh vĩ Trung bình lớp cho điều kiện biên điều kiện ban đầu mô hình sử dụng từ số liệu phân tích mực 800-200hPa Nguồn số liệu ban đầu hóa cho mơ hình sử dụng từ tập số liệu quan trắc máy bay, ảnh mây vệ tinh, bóng thám khơng Theo xốy đối xứng nhân tạo xây dựng dựa thông tin thị bão Từ 1996 VICBAR có phiên chạy nghiệp vụ dự báo quỹ đạo bão cách thay sử dụng biểu diễn spline B cho tất biến mơ hình biểu diễn dạng chuỗi hàm sin Đây mơ hình đánh giá thành công nghiệp vụ dự báo quỹ đạo bão Một mơ hình khác khẳng định chất lượng dự báo quỹ đạo bão tương đối tốt qua thử nghiệm cho 167 trường hợp bão vùng Đại Tây Dương Đó mơ hình áp WBAR WBAR phát triển Weber (2001) [32] với cách thức dự báo chia làm giai đoạn Giai đoạn đầu, thực ban đầu hóa xốy nhằm loại bỏ xốy yếu, thiếu xác trường phân tích tồn c Sau thực ầu q trình xây dựng xốy nhân tạo để làm đầu vào cho mơ hình dự báo Ở giai đoạn sau mơ hình thực việc tích phân hệ phương trình nước nơng hệ tọa độ địa lý có sử dụng biến trung bình lớp Ở Việt Nam Ở Việt Nam, thử nghiệm dự báo bão năm 1970 Mở đầu cho chuỗi nghiên cứu thử nghiệm nghiên cứu Trịnh Văn Thư với nghiên cứu áp dụng mơ hình bốn tầng dự báo đường xoáy thuận nhiệt đới dựa nguyên tắc dòng dẫn đường [9] Một nghiên cứu khác Trịnh Văn Thư Kinsnamurti (1992)ại trường Đại học Tổng hợp California, Mỹ t nghiên cứu ban đầu hóa xốy bão cho mơ hình nước nơng mực để dự báo quỹ đạo bão [13] Hai b đưa vào thử nghiệm bão Betty (1987) Dan ão (1989) Trong nghiên cứu mơ hình áp dựa hệ phương trình thủy động đầy đủ có sử dụng sơ đồ ban đầu hóa xốy tạo xốy giả có dạng xốy đối xứng theo cơng thức Rankin Tuy nhiên ứng dụng chưa áp dụng Việt Nam chưa đáp ứng u cầu số liệu cơng cụ tính tốn thời điểm Mơ hình WBARđược Phan Văn Tân nnk (2002) [7] nghiên cứu thử nghiệm khả dự báo quỹ đạo bão cho khu vực Tây Bắc Thái Bình Dương Biển Đơng Các tác giả nghiên cứu phương án ban đầu hóa xốy, cách tính trung bình lớp sâu, tham số hóa tối ưu cho mục đích dự báo bão HRM mơ hình khu v độ phân giải cao áp dụng chạy nghiệp vụ ực Việt Nam Đây mơ hình ba chiều đầy đủ với kỹ dự báo cao mơ hình khác (như WBAR), dự báo bão đổi hướng liên tục, có đường phức tạp mà mơ hình áp khác khơng nắm bắt (Lê Cơng Thành, 2004) [8] Bảng 3.11 Kết dự báo bão, hạn ngày Tên bão Thời điểm Phương án thử dự báo nghiệm Thời điểm đổ Kinh độ Vĩ độ đổ đổ Sai số Sai số vị trí thời PE gian Quan trắc 9,25Z _20060930 109,2 20,1 483,3 - 16 14,25Z _20060930 105,7 19,7 497,4 - 11 2,15Z _20050927 105,9 19,6 Cài xoáy 22,15Z_20050926 109,0 14,8 628,5 -4 14,30Z_20050927 105,8 19,1 56,9 + 12 Cài xốy 13Z_20050927 107,0 20,9 187 + 11 Khơng cài xốy 5Z_20050927 106,5 18,0 188 +3 Cài xoáy 14,15Z_20050926 106,1 20,3 108,9 + 12 Khơng cài xốy 14,25Z _20050926 105,7 19,1 59,2 + 12 Quan trắc 12Z_20100717 107,4 20,2 Cài xoáy 6,30Z _20100717 110,8 20,0 374 -6 Khơng cài xốy Damrey Cài xốy Khơng cài xốy 2005092200 15,98 Quan trắc 2007092600 108,3 Khơng cài xốy Xangsane 1,30Z _20061001 11Z -20100717 110,5 18,5 388,9 -1 2005092212 2005092218 Conson 2010071206 Ghi chú: Sai số thời gian làm tròn 40 3.3.1 Đánh giá sai số vị trí đổ Hạn ngày: Đối với hạn dự báo ngày trước bão đổ bộ, kết sai số vị trí cho thấy khơng có phương án ưu phương án Đối với phương án dự báo khơng cài xốy sai s trường hợp tính dao động từ 34km đến 388km ố Phương án cài xoáy cho kết sai số vị trí từ 33km đến 370km (hình 3.7) PE (km) Hạn ngày 450 400 350 300 250 200 150 100 50 cài xốy khơng cài xốy trường hợp Hình 3.7 Biểu diễn sai số vị trí đổ bão, hạn ngày Hạn ngày Hạn ngày 1000 PE (km) 800 600 cài xốy khơng cài xốy 400 200 trường hợp Hình 3.8 Biểu diễn sai số vị trí đổ bão, hạn ngày Hình 3.8 biểu diễn kết dự báo hạn ngày trước bão đổ Phương án có cài xốy cho sai ố nhỏ hẳn so với phương án khơng cài xốy s 41 Sai số vị trí đổ phương án khơng cài xốy lên tới 800km phương án cài xoáy cho sai s lớn khoảng 400km, 1/2 so với phương án ố không cài xốy Hạn ngày: Sai số vị trí đổ bão ngày cho thấy giá trị sai số lớn phương án có cài xốy lớn khoảng 100km so với phương án không cài xốy (Hình 3.9) Sai số vị trí đổ trường hợp dự báo với phương án không cài xoáy cho sai số phần lớn trường hợp từ 200km đến 500km Phương án cài xoáy cho k sai số vị trí nói chung tương đương với phương án khơng cài ết xốy song sai số vị trí lớn phương án lên tới 600km Hạn ngày 700 600 PE (km) 500 400 cài xốy khơng cài xốy 300 200 100 trường hợp Hình 3.9 Biểu diễn sai số vị trí đổ bão, hạn ngày Đánh giá trung bình hạn dự báo Bảng 3.12 Trung bình sai số vị trí đổ bão Phương án Khơng cài xoáy Cài xoáy Hạn ngày 185.9 188.9 Hạn ngày 368.0 246.3 Hạn ngày 238.1 356.4 42 Trung bình hạn 400 350 MPE (km) 300 250 cài xốy khơng cài xốy 200 150 100 50 Hạn dự báo (ngày) Hình 3.10 Biểu diễn trung bình sai số vị trí đổ bão hạn dự báo Bảng 3.12 hình 3.10 biểu diễn trung bình sai số vị trí đổ bão hạn dự báo ngày, ngày, ngày Đối với hạn dự báo ngày, sai số vị trí đổ tương đương nhau, khoảng 190km Đối với hạn dự báo ngày, sai số vị trí đổ phương án có cài xốy nhỏ so với sai số vị trí đổ phương án khơng cài xốy khoảng 120km Tuy nhiên, hạn dự báo ngày phương n có cài xốy l i dự báo với sai số vị trí đổ lớn so với phương án khơng cài xốy Khoảng cách hai giá trị sai số hai phương án 100km 43 3.3.2 Đánh giá thời gian đổ bão Hạn ngày: Sai s Hạn ngày 20 15 10 -5 -10 -15 -20 -25 cài xoáy khơng cài xốy trường hợp Hình 3.11 Biểu diễn sai số thời gian đổ bão, hạn ngày Các kết dự báo thời gian đổ bão hạn ngày cho thấy sai số thời gian đổ lên tới gần ngày (24h) hai phương án dự báo có cài xốy khơng cài xốy (Hình 3.11) Phương án khơng cài xoáy ph lớn dự báo bão đổ muộn (6/8 trường ần hợp) Sai số thời gian dao động từ -17h tới +18h tức mơ hình dự báo bão đổ sớm tới 17h đổ muộn tới 18h Phương án khơng cài xốy d báo tới 4/5 trường hợp bão đổ sớm Sai số ự thời gian đổ dao động tương đối lớn, từ -3 đến -21h Sai số thời gian trường hợp bão đổ muộn 6h 44 Hạn ngày Sai s Hạn ngày 15 10 -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 Cài xốy Khơng cài xốy trường hợp Hình 3.12 Biểu diễn sai số thời gian đổ bão, hạn ngày Đối với hạn dự báo ngày, sai số dự báo tăng so với hạn ngày Sai số thời gian tối đa hạn dự báo lên tới 30h Phần lớn trường hợp dự báo, bão bổ sớm so với quan trắc (hình 3.12) Tất trường hợp dự báo phương án có cài xốy cho bão đổ sớm Trong có nửa số trường hợp bão đổ sớm với sai số thời gian 20 Các trường hợp lại dao động khoảng 10 Phương án khơng cài xốy c cho 3/4 số trường hợp bão đổ sớm Tuy ũng nhiên sai số thời gian phương án dự báo nhỏ đáng kể so với phương án dự báo có cài xốy, dao động từ -12 (bão đổ sớm 12 giờ) đến +10 (bão đổ muộn 10h) 45 Hạn ngày Hạn ngày 15 10 Sai s -5 cài xốy khơng cài xốy -10 -15 -20 trường hợp Hình 3.13 Biểu diễn sai số thời gian đổ bão, hạn ngày Đối với hạn dự báo ngày, trường hợp bão dự báo đổ sớm chiếm phần lớn trường hợp thử nghiệm sai số lớn thời gian đổ có nhỏ so với hạn ngày (Hình 3.13) Phương án d báo khơng cài xoáy dự báo số trường hợp bão đ ổ muộn ự chiếm nhiều (3/5) trường hợp Sai số thời gian trường hợp bão đổ sớm phương án -11 (sớm 11h) trường hợp bão đổ muộn sai số thời gian có tăng chút (muộn12h) 4/5 trường hợp thử nghiệm với phương án có cài xốy cho kết bão đổ sớm Sai số thời gian trường hợp lớn - 16 nhỏ - 4h Trường hợp báo đổ muộn có sai số thời gian +11 46 Đánh giá trung bình cho ba hạn dự báo Bảng 3.13 Trung bình sai số thời gian đổ bão Cài xốy Khơng cài xoáy Thời điểm TB tuyệt đối sai Thời điểm TB tuyệt đối sai đổ số thời gian đổ số thời gian ngày Thiên sớm 12 Thiên muộn ngày Thiên sớm 15 Thiên sớm ngày Thiên sớm 10 Thiên muộn Hạn Bảng 3.13 kết tính trung bình sai số thời gian đổ hạn dự báo Từ kết nhận thấy rằng, hạn dự báo phương án cài xốy dự báo bão đổ sớm so với quan trắc Trung bình tuyệt đối sai số thời gian hai phương án dự báo, hạn dự báo dao động từ đến 15h Phương án khơng cài xốy cho sai s thời gian nhỏ phương án cài xoáy ố ba hạn dự báo Tuy nhiên trung bình sai số thời gian hạn ngày lớn so với hai hạn lại hạn bão dự báo bão đổ sớm so với quan trắc Hai hạn dự báo lại ngày ngày, nghĩa bão dự báo đổ muộn so với quan trắc 3.3.3 Đánh giá sai lệch vị trí đổ Bảng 3.12 Số trường hợp dự báo bão đổ lệch Nam lệch Bắc so với vị trí đổ thực Phương án Khơng cài xốy Cài xốy hạn dự báo Lệch Nam Lệch Bắc Lệch Nam Lệch Bắc ngày 3 ngày 2 ngày 47 Bảng kết 3.12 cho thấy, Đối với hạn dự báo ngày phương án khơng cài xốy phần lớn dự báo bão lệch Nam, phương án có cài xốy d báo s ố trường hợp bão đổ lệch Nam, Bắc ự tương đương đương với Đối với hạn dự báo ngày, tất trường hợp dự báo phương án cài xoáy đổ lệch Nam so với vị trí đổ thực Phương án khơng cài xốy dự báo tỷ lệ đổ lệch Nam, Bắc so với vị trí thực tương đương với Đối với hạn dự báo ngày, hai phương án cài xốy khơng cài xốy phần lớn dự báo bão đổ lệch Nam so với vị trí đổ thực 48 KẾT LUẬN Các kết mà luận văn đạt được: Tổng quan dự báo bão giới Việt Nam dự báo quỹ đạo, dự báo bão đổ Giới thiệu mơ hình WRF ứng dụng dự báo vị trí thời gian đổ bão vào bờ biển Việt Nam Kết thử nghiệm dự báo vị trí thời gian đổ bão đổ vào bờ biển Việt Nam năm 2005, 2006, 2007, 2010 với 35 trường hợp dự báo hai phương án: mô hình WRF cài xốy khơng cài xốy Và có kết luận đánh giá sau: • Dự báo trước bão đổ ngày, trung bình sai số vị trí hai phương án tương đương (khoảng 190km) Về thời gian đổ bộ, phương án có cài xốy dự báo bão đổ sớm, phương án khơng cài xốy dự báo bão đổ muộn Trung bình tuyệt đối sai số thời gian tương ứng cho hai phương án 12h 9h V lệch phải, trái vị trí đổ bộ, phương án khơng cài xoáy ề phần lớn dự báo bão đổ lệch Nam (5/7 trường hợp) Phương án cài xốy tỷ lệ bão đổ lệch Nam, Bắc tương đương • Dự báo trước bão đổ ngày, phương án cài xoáy cho sai số nhỏ so với phương án khơng cài xốy (tương ứng 250km 368km) Về thời gian đổ bộ, hai phương án dự báo bão đổ sớm Trung bình tuyệt đối sai số thời gian tương ứng 15h 10h Phương án cài xốy dự báo tồn bão đổ lệch Nam (7/7 trường hợp) Phương án khơng cài xốy tỷ lệ bão đổ Nam, Bắc tương đương • Dự báo trước bão đổ ngày, phương án khơng cài xốy cho sai số nhỏ phương án cài xoáy (tương ứng 238km 356km) Về thời gian đổ bộ, phương án cài xoáy dự báo bão đổ sớm, phương án khơng cài xốy cho bão đổ muộn Trung bình tuyệt đối sai số thời gian tương ứng 10h 8h Cả hai phương án phần lớn dự báo bão đổ lệch Nam so với vị trí bão đổ thực (tương ứng 4/5 3/5 trường hợp) 49 Kiến nghị Dự báo vị trí thời gian đổ bão vào bờ biển Việt Nam mơ hình WRF tương đối tốt với số bão Nhưng có số trường hợp mơ hình dự báo khơng tốt Để có t hể có kết luận khách quan khả dự báo vị trí thời gian đổ bão mơ hình WRF cần có nghiên cứu với tập số liệu dài Ngồi cần có khái niệm rõ ràng bão đổ (bão ảnh hưởng trực tiếp) bão ảnh hưởng gián tiếp áp dụng để đánh giá kết mơ hình 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO Hồng Đức Cường (2004), Nghiên cứu thử nghiệm mơ hình quy mơ vừa MM5 dự báo hạn ngắn Việt Nam Báo cáo kết đề tài nghiên cứu t khoa học công nghệ cấp Bộ Hồng Đức Cường (2011), Nghiên cứu ứng dụng mơ hình WRF phục vụ dự báo thời tiết bão Việt Nam Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học phát triển công nghệ cấp Bộ Bùi Hoàng Hải (2007), Nghiên cứu phát triển ứng dụng sơ đồ phân tích xốy cho mục đích dự báo chuyển động bão Việt Nam , Luận án Tiến sỹ Khí tượng Võ Văn Hịa (2007), Nghiên cứu thử nghiệm mơ hình WRF dự báo quỹ đạo bão khu vực Biển Đơng Tạp chí KTTV số 5761-2007, tr.13-20 Võ Văn Hòa (2008), Đánh giá k dự báo quỹ đạo bão mơ hình ỹ WRF Tạp chí Khí tượng Thủy văn, 3(567), tr.37-46 Phan Văn Tân, Bùi Hoàng H (2004), Ban đầu hóa xốy ba chiều cho mơ ải hình MM5 ứng dụng dự báo quỹ đạo bão Tạp chí khí tượng thủy văn Số 10 – 2004, tr 14 – 25 Phan Văn Tân, Ki u Thị Xin, Nguyễn Văn Sáng (2002), Mơ hình áp ề WBAR khả ứng dụng vào dự báo quỹ đạo bão khu vực Tây Bắc Thái Bình Dương Biển Đơng Tạp chí KTTV, số 6, tr.27-33 Lê Cơng Thành (2004), Ứng dụng loại mơ hình số dự báo bão Việt Nam Tạp chí KTTV số 5-2004, tr 10-22 Trịnh Văn Thư (1976), Dự báo nghiệp vụ quỹ đạo tâm bão theo phương pháp d ịng dẫn thủy động lực Khí tư ợng vật lý địa cầu, Tổng cục Khí tượng thủy văn , tr.52 10 Trần Tân Tiến (2004), Xây dựng mơ hình dự báo trường khí tượng thủy văn Biển Đông Việ Nam Báo cáo tổng kết đề tài cấp Nhà nước KC 08-04 51 11 Lê Hồng Vân, (2009), Dự báo bão đổ vào bờ biển Việt Nam mơ hình WRF sử dụng đồng hóa số liệu xốy giả Luận văn Thạc sỹ Khí tượng 12 Trần Ngọc Vân, (2009), Đánh giá khả dự báo vị trí bão đổ vào bờ biển Việt Nam mơ hình ETA Luận văn Thạc sỹ Khí tượng 13 Trinh, Van Thu and T N Krishnamurti (1992), Vortex initialisation for typhoon track prediction Meteorol.Atmos.Phys., 47, 117-126 14 Ashu Dastoor and T.N.Krishnamurti, (1991), The Landfall and Structure of A Tropical Cyclone: The Sensitivity of Model Predictions to Soil Moisture Parameterizations Boundary-Layer Meteorolory, 55, 345-380 15 Christopher A Davis, Jordan G.Powwers Track an intensity prediction of tropical cyclone DIANA 1984: seninivity to MM5 physical parameterization National Center for atmospheric research, Boulder, Colorado 16 DeMaria M., Aberson S D., and Ooyama K V (1992), A nest spectral model for hurricane track forecasting Mon Wea Rev., 120, 1628-1643 17 Hiroyuki Kusaka et al, (2009), Perfomance of the WRF model as high resolution regional climate model: Model intercomparison study The seventh International Conference on Urban Climate, Yokohama, Japan, 18 Joseph E Tenerelli, Shuyi S Chen Vortex-following mesh refinement for simulating hurricanes with MM5 RSMAS, University of Miami, Miami, FL 19 Jun-Tae Choi, Yong-Hee, Yong Sang Kim, Jar-Ho Oh, (2000), A capability of storm scale prediction based on PC-cluster Meteorological Research Institute, KMA, Korea 20 Joseph B Klemp, Convection-resolving forecasting with the WRF model, National Center for Atmospheric Research, Boulder, Colorado 21 Kurihara Y, M.A.Bender, K.E.Tuleya and R.J.Ross (1995), Improvements in the GFDL hurricane prediction system Mon Wea Rev., 123, 2791-2801 22 Mark D Powell and Sim D Aberson, (2001), Accuracy of United States Tropical Cyclone Landfall Forecasts in the Atlantic Basin (1976-2000) Bulletin of American Meteorological Society, Vol 82, No 12, 2749-2767 52 23 Ming-Jen Yang Microphysics and Boundary-Layer parameterizations in a simulated oceanic convective system Dept of Atmospheric Sciences, Chinese Culture University, Taipei, Taiwan 24 Low-Nam, S and C.Davis (2001), Development of a tropical cyclone bogussing scheme for the MM5 system Preprint, the Bleventh PSU/NCAR mesoscale Model users’ worksop, June 25-27, 2001 Boulder, Colorado 25 Qingnong Xiao, Xiaolei Zou and Bin Wang, (1999), Initialization and Simulation of a Landfalling Hurricane Using a Variational Bogus Data Assimilation Scheme Monthly Weather Review, Vol 128, pp 2252- 2269 26 Robert E.Tuleya, Morris A.Bender anh Yoshio Kurihara (1983), A similation study of the landfall of tropical cyclone using a movable nested-Mesh model Monthly weather Review, volume 112, page 14-136 27 Simon Low-Nam and Christopher Davis, Development of a Tropical Cyclone Bogussing Scheme for the MM5 System National Center for Atmospheric Research Boulder, Colorado 28 Sanders, F., and R W Burpee (1968), Experiments in Barotropic hurricane track forecasting J Appl Meteor., 7, 313-323 29 T.W Hui and K.Y Shum, (2005), Changes in the Structure of Tropical Storm Kompasu (0409) Before and After over Hong Kong in July 2004 WMO International Workshop on Tropical Cyclone Landfall Processes, Macao, China 30 Yong Hee Lee, Jun-Tae Choi, Yong-Sang Kim, Jai- Ho Oh The effect of hiresolution SST on storm scale prediction in point of operational prediction system Meteorological Research Institute, Korea Meteorological Administration, Seoul, Korea 31 Wang Guomin, Wang Shiwen and Li Jianjun, (1996), “A Bogus Typhoon Scheme and Its Application to a Movable Nested Mesh Model”, Advances in Atmospheric Sciences, 13, 103-114 53 32 Weber, H C (2001), Hurricane track prediction with a new barotropic model Mon Wea Rev., 129, 1834-1858 33 Weber, H C., and R K Smith (1994), Data sparsity and the tropical cyclone analysis and prediction problem: some simulation experiments with a barotropic model Quart J Roy Met Soc., 121, 631-654 34 http://www.mmm.ucar.edu/wrf/ 35 http://www.nhc.noaa.gov/verification/verify5.shtml 36 http://www.jma.go.jp/jma/jma-eng/jma-center/nwp/nwp-top.htm 54 ... CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ DỰ BÁO VỊ TRÍ VÀ THỜI GIAN ĐỔ BỘ CỦA BÃO VÀO BỜ BIỂN VIỆT NAM TRƯỚC ĐẾN NGÀY 24 3. 1 Các trường hợp thử nghiệm dự báo 24 3. 2 Kết dự báo vị trí thời gian đổ bão Xangsane... hạn ngày 34 Hình 3. 4: Kết dự báo vị trí thời gian đổ bão Xangsane, hạn ngày 35 Hình 3. 5: Kết dự báo vị trí thời gian đổ bão Xangsane, hạn ngày 35 Hình 3. 6: Đồ thị biểu diễn sai số vị trí bão. .. mơ hình d báo bão đổ muộn, ngược lại ∆t < mơ hình dự báo bão đổ sớm 23 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ DỰ BÁO VỊ TRÍ VÀ THỜI GIAN ĐỔ BỘ CỦA BÃO VÀO BỜ BIỂN VIỆT NAM TRƯỚC ĐẾN NGÀY 3. 1 Các trường hợp dự báo thử