Bài viết Bước đầu đánh giá sản phẩm dự báo lại trường mưa và nhiệt độ từ bộ dữ liệu C3S cho hạ lưu sông Mê Kông bước đầu tìm hiểu và đánh giá sản phẩm dự báo lại trường mưa và nhiệt từ bộ dữ liệu C3S cho hạ lưu sông Mê Kông. Không gian miền lưới giới hạn trong khoảng 7-15 độ N, 102-109 độ E.
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 BƯỚC ĐẦU ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM DỰ BÁO LẠI TRƯỜNG MƯA VÀ NHIỆT ĐỘ TỪ BỘ DỮ LIỆU C3S CHO HẠ LƯU SÔNG MÊ KÔNG Nguyễn Tiến Thành1, Nguyễn Thị Thu Hà1, Hồng Thanh Tùng1 Ngơ Lê An1 Trường Đại học Thuỷ lợi, email: thanhnt@tlu.edu.vn GIỚI THIỆU CHUNG Trong vài năm gần đây, hạn hán diễn ngày nghiêm trọng mở rộng quy mô không gian lưu vực sông Mê Kông, đặc biệt đồng sông Cửu Long Một nhiều nguyên nhân dẫn tới điều biến đổi bất thường chế độ thời tiết khí hậu khu vực giảm mạnh lượng nước đổ đồng sông Cửu Long từ sông Mê Kông hệ thống đập thủy điện nhiều quốc gia xây dựng dịng Cho tới nay, sản phẩm dự báo mùa cung cấp thông tin dự báo với hạn dự báo lên tới tháng, chí 12 tháng, góp phần đảm bảo phát triển kinh tế xã hội bền vững Cùng với phát triển mạnh mẽ hệ thống tính tốn, nhiều liệu dự báo động lực dự báo tổ hợp mùa cung cấp miễn phí Điển hình liệu dự báo động lực mùa dự án S2S (the sub-seasonal to seasonal prediction project), C3S (the Copernicus Climate Change Service) [2], hệ thống dự báo từ trung tâm APCN (APEC Climate Network) Hàn Quốc hay NCEP (National Centers for Environmental Prediction) Mỹ Tuy nhiên, độ xác sản phẩm dự báo phụ thuộc vào nhiều nhân tố khác mơ miền lưới tính, độ phân giải, sơ đồ tham số hóa hay điều kiên biên mơ hình Vì vậy, mục tiêu báo bước đầu tìm hiểu đánh giá sản phẩm dự báo lại trường mưa nhiệt từ liệu C3S cho hạ lưu sông Mê Kông Không gian miền lưới giới hạn khoảng 7-15oN, 102-109oE DỮ LIỆU VÀ NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP 2.1 Dữ liệu Dữ liệu sử dụng báo bao gồm liệu dự báo lại trường mưa nhiệt từ liệu C3S cung cấp bởi: i) Trung tâm dự báo hạn vừa châu Âu European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) ii) Cơ quan khí tượng Vương quốc Anh (UK Met Office) iii) Cơ quan khí tượng Pháp (Meteo France) iv) Trung tâm dịch vụ thời tiết Đức (DWD) v) Trung tâm châu Âu địa trung hải biến đổi khí hậu (CMCC) Các liệu mưa phân tích lưới Aphrodite nhiệt tái phân tích lưới ERA Tồn liệu theo định dạng chuẩn GRIB Tổ chức Khí tượng giới (WMO) với bước thời gian theo ngày từ 1993-2016 2.2 Phương pháp nghiên cứu Trong báo phương pháp sử dụng: i) Phương pháp phân tích tổng hợp có tính kế thừa ii) Phương pháp đánh giá theo lưới không gian dựa số đánh giá sai số thường dùng độ lệch chuẩn (SD), hệ số tương quan (R), sai số trung bình (ME) sai số bình phương trung bình quân phương (RMSE) GIỚI THIỆU BỘ DỮ LIỆU C3S Bộ liệu C3S cung cấp hệ thống dịch vụ biến đổi khí hậu Copernius (C3S) Hệ thống cung cấp thơng tin khí tượng khí hậu biến đổi khí hậu cho khu vực châu Âu giới bao gồm sản 323 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 phẩm dự báo mùa từ trung tâm lớn giới dạng số đồ họa cập nhật vào 12h UTC ngày 13 hàng tháng với hạn dự báo lên tới 5160 Sản phẩm đồ họa biểu thị dạng đồ chuỗi thời gian cho biến dự báo nhiệt độ không khí, giáng thủy Dữ liệu dạng số cung cấp trung tâm khí tượng khí hậu biến đổi khí hậu lớn giới ECMWF sử dụng mơ hình tích hợp IFS Cycle 43r1 [1], Met Office sử dụng mơ hình HadGEM3-GC2.0 (Met_UK), Meteo-France sử dụng mơ hình ARPEGE v6.1 (Met_Fc), DWD sử dụng mơ hình ECHAM 6.3.04 CMCC sử dụng mơ hình CAM 5.3 Tuy nhiên, để đơn giản sản phẩm dự báo mùa gọi theo tên trung tâm nghiên cứu KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 4.1 Tiền xử lý liệu Trong nghiên cứu này, sản phẩm dự báo mùa lấy lưu trữ máy tính cá nhân Độ lớn sản phẩm phụ thuộc vào số thành phần tổ hợp dao động từ 250 Mb ứng với khoảng 10 tổ hợp Met_UK tới 1000 Mb với 40 tổ hợp CMCC cho file liệu tháng Vì vậy, trước tiên liệu giảm thiểu kích thước lưới kích cỡ file liệu khu vực cần nghiên cứu (7-15oN, 102-109oE) hiển thị Hình Các liệu trường mưa nhiệt lưới quy miền lưới để so sánh đánh giá sản phầm dự báo mùa Bảng Thông tin sản phẩm dự báo mùa liệu C3S Sản phẩm dự báo mùa Ngày khởi tạo dự báo Thành phần tổ hợp dự báo Thành phần tổ hợp dự báo lại 51 25 theo ngày theo ngày ECMWF Ngày tháng Met_UK Ngày tháng Met_Fc Ngày 20 25 tháng 25 12 DWD Ngày tháng 50 30 CMCC Ngày tháng 50 40 Hình Miền lưới khu vực nghiên cứu 4.2 Kết đánh giá sản phẩm Nhìn chung trung tâm cung cấp sản phẩm dự báo mùa với miền lưới tồn cầu có độ phân giải lưới ngang độ x độ, thời gian dự báo lại từ 1993 tới 2016 thời gian dự báo thực từ 2017 tới Độ phân giải thời gian với bước thời gian ngày Tổng số biến dự báo bao gồm 31 biến thành phần gió, nhiệt độ, giáng thủy, xạ, mây tuyết Ngồi cịn số thơng tin khác trình bày Bảng Dữ liệu mưa nhiệt lưới Aphrodite ERA tương ứng sử dụng để đánh giá trường mưa nhiệt sản phẩm dự báo lại từ trung tâm lớn Về khả dự báo nhiệt độ, thấy hai sản phẩm CMCC ECMWF khả dự báo tốt, đặc biệt vùng đồng sông Cửu Long với mức sai số trung bình dao động khoảng độ C Các số đánh giá sai số khác sản phẩm ECMWF cho kết tốt cho toàn miền nghiên cứu SD (0.7 độ C), R (0.91) RMSE (1.1 độ C) Trong sản phẩm cịn lại cho sai số trung bình dự báo lại cao, đặc biệt 324 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 khu vực Campuchia có xu hướng lệch thiên thấp, lên tới -8.5 độ C sản phẩm Met_fc Hình Về khả dự báo lượng mưa, thấy hai sản phẩm DWD ECMWF khả dự báo tốt, đặc biệt vùng đồng sông Cửu Long Sai lệch lượng mưa dự báo tháng khoảng 0-10 mm/ tháng Các số thống kê khác sản phẩm ECMWF cho kết tốt cho toàn miền nghiên cứu SD (14mm/ tháng), R (0.81) RMSE (21mm/ tháng) Các sản phẩm dự báo mùa có xu dự báo lệch thiên cao phía vịnh Thái Lan, đặc biệt sản phẩm CMCC lên tới 40mm/ tháng (Hình 3) KẾT LUẬN Hình Sai số trung bình trường nhiệt sản phẩm dự báo hạn tháng cho tháng ERA giai đoạn 1993-2016 (độ C) CMCC ‐ APHRODITE DWD ‐ APHRODITE Trong nghiên cứu này, sản phẩm dự báo lại trường mưa nhiệt độ từ liệu C3S giai đoạn 1993-2016 đánh giá phân tích Kết cho thấy sản phẩm ECMWF có khả dự báo tốt khơng trường nhiệt mà cịn trường mưa Trong sản phẩm Met_fc có xu hướng dự báo lệch thiên cao mưa nhiệt ECMWF‐ APHRODITE mm/tháng Met_fc ‐ APHRODITE Met_UK ‐APHRODITE TÀI LIỆU THAM KHẢO Hình Sai số trung bình tổng lượng mưa tháng sản phẩm dự báo hạn tháng Aphrodite cho tháng giai đoạn 1993-2016 (mm/tháng) Nếu bỏ qua vấn đề liên quan tới thuật toán, lựa chọn sơ đồ tham số hay mơ hình đại dương kết hợp chênh lệch lớn sản phẩm DWD, Met_fc Met_UK liên quan tới số lượng tổ hợp sử dụng [1] Molteni, Franco, Tim Stockdale, Magdalena Balmaseda, Gianpaolo Balsamo, Roberto Buizza, Laura Ferranti, Linus Magnusson, Kristian Mogensen, Tim Palmer, and Frederic Vitart The new ECMWF seasonal forecast system (System 4) Vol 49 Reading, U K: European Centre for Medium-Range Weather Forecasts, 2011 [2] Thepaut, J.N., Pinty, B and Dee, D., 2018, July The Copernicus Programme and its Climate Change Service (C3S): A European response to climate change In 42nd COSPAR Scientific Assembly (Vol 42) 325 ... Các liệu trường mưa nhiệt lưới quy miền lưới để so sánh đánh giá sản phầm dự báo mùa Bảng Thông tin sản phẩm dự báo mùa liệu C3S Sản phẩm dự báo mùa Ngày khởi tạo dự báo Thành phần tổ hợp dự báo. .. bình trường nhiệt sản phẩm dự báo hạn tháng cho tháng ERA giai đoạn 1993-2016 (độ C) CMCC ‐ APHRODITE DWD ‐ APHRODITE Trong nghiên cứu này, sản phẩm dự báo lại trường mưa nhiệt độ từ liệu C3S. .. tương ứng sử dụng để đánh giá trường mưa nhiệt sản phẩm dự báo lại từ trung tâm lớn Về khả dự báo nhiệt độ, thấy hai sản phẩm CMCC ECMWF khả dự báo tốt, đặc biệt vùng đồng sông Cửu Long với mức