Đánh giá kết quả dự báo bão đổ bộ của mô hình WRF

i Lời cảm ơn Trớc hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS. TS. Trần Tân Tiến, là ngời đã tận tình chỉ bảo, hớng dẫn và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn này. Tôi xin cảm ơn các Thầy cô và các cán bộ trong khoa Khí tợng - Thủy văn - Hải dơng học đã cung cấp cho tôi những kiến thức chuyên môn quý giá, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi về cơ sở vật chất trong suốt thời gian tôi học tập và làm việc ở Khoa. Tôi cũng xin cảm ơn Phòng sau đại học, Trờng Đại học Khoa học Tự nhiên đã tạo điều kiện cho tôi có thời gian hoàn thành luận văn. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, ngời thân và bạn bè, những ngời đã luôn ở bên cạnh cổ vũ, động viên và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt thời gian học tập tại trờng. Lê Thị Hồng Vân ii Mục lục Mở đầu 1 CHƯƠNG 1: TổNG QUAN Về BãO Đổ Bộ Và ĐồNG HóA Số LIệU XOáY GIả 3 1.1. Tổng quan về bão đổ bộ 3 1.1.1. Các nghiên cứu về bão đổ bộ 3 1.1.2. Sai số bão đổ bộ 7 1.2 Tổng quan về đồng hóa số liệu xoáy giả. 8 1.3 Các mô hình dự báo bão trong và ngoài nớc 12 CHƯƠNG 2: MÔ HìNH WRF Và QUY TRìNH ĐồNG HóA Số LIệU XOáY GIả phục vụ dự báo bão 16 2.1. Mô hình WRF sử dụng trong dự báo bão 16 2.1.1. Hệ tọa độ thẳng đứng và các biến thông lợng 17 2.1.2. Hệ phơng trình cơ bản 17 2.1.3. Tham số hóa vật lý 21 2.1.4. Cấu hình miền tính và nguồn số liệu 22 2.2.Mô hình xây dựng xoáy giả 23 2.2.1. Cơ sở lý thuyết 23 2.2.2. Xây dựng xoáy giả 26 2.3. Đồng hóa số liệu trờng cài xoáy giả trong mô hình WRF 27 2.4. Chỉ tiêu đánh giá 32 CHƯƠNG 3: ĐáNH GIá KếT QUả Dự BáO BãO Đổ Bộ 34 CủA MÔ HìNH WRF 34 3.1. Tập số liệu nghiên cứu 34 3.2. Đánh giá vai trò của đồng hóa số liệu trờng cài xoáy giả trong dự báo bão bằng mô hình WRF. 38 3.2.1. Lựa chọn yếu tố cấu thành xoáy giả trong đồng hóa số liệu trờng cài xoáy giả 38 3.2.2. Vai trò của đồng hóa số liệu xoáy giả đối với lựa chọn TH2 44 3.3 Đánh giá kết quả trên bộ mẫu số liệu các cơn bão đổ bộ đợc lựa chọn 57 3.3.1. Đánh giá về quỹ đạo 57 3.3.2. Đánh giá về cờng độ 60 3.4 Đánh giá vị trí và thời điểm đổ bộ 61 3.4.1. Phơng pháp xác định vị trí và thời điểm đổ bộ 61 3.4.2. Đánh giá kết quả 63 3.4.2.1. Đánh giá kết quả dự báo vị trí đổ bộ 64 3.4.2.2. Đánh giá kết quả dự báo xu hớng đổ bộ 71 Kết luận 80 Tài liệu tham khảo 83 1 Mở đầu Bão là một hiện tợng thời tiết phức tạp bao gồm nhiều quá trình từ qui mô synop đến qui mô nhỏ tơng tác với nhau. Mặc dù bão đã đợc quan tâm nghiên cứu từ nhiều thập kỷ, nhng cho đến nay cha có một lý thuyết đầy đủ về các cơ chế trong bão. Vì thế, bão và dự báo bão vẫn còn là một bài toán lớn thu hút sự chú ý của nhiều nhà khoa học. Những khía cạnh của bài toán dự báo bão bao gồm: dự báo quỹ đạo, dự báo sự thay đổi cờng độ, thời gian tồn tại của hoàn lu sau khi bão đổ bộ, quá trình và khả năng ma của vùng bên ngoài và lõi bên trong, dự báo thay đổi cấu trúc trong đó dự báo vị trí và thời điểm đổ bộ của các cơn bão là bài toán có ý nghĩa cả về khoa học và thực tiễn đối với những ngời nghiên cứu và những ngời làm dự báo. Những năm gần đây, cùng với sự phát triển của khoa học kĩ thuật, nhiều mô hình số khu vực đã đợc đa vào nghiên cứu, thử nghiệm dự báo bão tuy nhiên những thành tựu thu đợc mới chỉ ở mức khởi đầu. Do mạng lới quan trắc trên vùng biển nhiệt đới rất tha thớt và do chính cấu trúc toán lý, cũng nh độ phân giải rất thô, nên trong các mô hình toàn cầu tâm xoáy bão ban đầu thờng đợc bị sai lệch vị trí và có cờng độ yếu hơn so với xoáy bão thực. Để khắc phục hạn chế này ngời ta sử dụng phơng pháp ban đầu hóa xoáy giả, tức là thay thế xoáy phân tích không chính xác trong trờng ban đầu bằng một xoáy nhân tạo mới sao cho có thể mô tả gần đúng nhất với xoáy bão thực về cấu trúc, vị trí và cờng độ. Xoáy giả có thể đợc cài trực tiếp vào môi trờng một cách hài hòa sao cho không có sự bất liên tục giữa trờng xoáy và trờng môi trờng. Quá trình này cũng có thể đợc thực hiện bằng phơng pháp đồng hóa số liệu, qua đó một số thành phần của xoáy nhân tạo đợc đa vào sơ đồ đồng hóa số liệu dới dạng các quan trắc giả. Trên thế giới cũng đã có nhiều tác giả nghiên cứu về bài toán ban đầu hóa bằng phơng pháp đồng hóa số liệu cho các mô hình số và đạt đợc những kết quả khả quan trong bài toán dự báo quỹ đạo và cờng độ bão. ở Việt Nam, đồng hóa só liệu xoáy giả vẫn còn là vấn đề mới mẻ cha có nhiều tác giả nghiên cứu. Chính vì vậy trong luận văn này, tôi sẽ tiến hành tìm hiểu và áp dụng phơng pháp đồng hóa số 2 liệu xoáy giả đối với mô hình WRF, với mong muốn nâng cao hơn chất lợng dự báo bão của mô hình WRF, đặc biệt là những cơn bão đổ bộ. Bố cục luận văn gồm các phần: Chơng 1: Tổng quan về bão đổ bộ và đồng hóa số liệu xoáy giả. Chơng 2: Mô hình WRF và quy trình đồng hóa số liệu xoáy giả phục vụ dự báo bão. Chơng 3: Đánh giá kết quả dự báo bão đổ bộ của mô hình WRF. Kết luận. 3 CHƯƠNG 1: TổNG QUAN Về BãO Đổ Bộ Và ĐồNG HóA Số LIệU XOáY GIả 1.1. Tổng quan về bão đổ bộ 1.1.1. Các nghiên cứu về bão đổ bộ Theo quy chế về bão, lũ và thông t của Việt Nam do Tổng cục Khí tợng Thủy văn xuất bản tháng 10/1998: bão đổ bộ là khi tâm bão vào đất liền. Sự đổ bộ của các cơn bão gây ra nhiều những nguy cơ nghiêm trọng đến tính mạng và tài sản của những ngời dân đặc biệt là ở các vùng biển. Các cơn bão đổ bộ thờng kèm theo thời tiết nguy hiểm, có thể mở rộng ra phía ngoài từ tâm bão. Các vùng gió mạnh, sóng dâng trong bão gây tàn phá và ma lớn dữ dội thờng xảy ra gần mắt bão. Chúng ta thờng chỉ nhận ra những nguy cơ này gần tâm bão nhng ít thấy thực tế rằng thời tiết nguy hiểm có thể xảy ra cách xa đó, có thể đạt cực đại tại khoảng cách 200- 400 km từ mắt bão trong các dải ma phía ngoài cơn bão (McCaul 1991) [17]. Do vậy phạm vi gây ảnh hởng của bão tơng đối lớn dẫn đến nhiều khó khăn trong công tác dự báo. Trên thế giới có nhiều chơng trình nh: ITCLP chơng trình bão đổ bộ quốc tế, thử nghiệm bão đổ bộ của Trung Quốc - CLAYTEX, chơng trình bão đổ bộ của Hoa Kỳ và cả những nghiên cứu về sự đổ bộ của các cơn bão nhiệt đới bằng các số liệu quan trắc hoặc các mô tả của các mô hình số từ các điều kiện ban đầu lý tởng. Những chơng trình và nghiên cứu trên đã bớc đầu đặt nền móng để nâng cao sự hiểu biết và độ chính xác của việc dự báo các quá trình đổ bộ của bão để giảm thiểu những tác hại từ những cơn bão đổ bộ này. ở Hồng Kông, Cheng (2000) đã đánh giá các đặc trng các cơn bão đổ bộ vào Hồng Kông năm 1999 bằng việc sử dụng các ảnh vệ tinh và các quan trắc từ các ra đa Doppler của đài Hồng Kông, các profile gió và các trạm thời tiết tự động. Chan (2004) đã đề xuất rằng độ đứt gió giữa các mực 850mb và 200mb có liên quan mật thiết các cấu trúc bất đối xứng đối lu của các cơn bão đổ bộ dọc bờ biển nam Trung Quốc. Đánh giá này đợc áp dụng đối với trờng hợp cơn bão Kompasu. Sau khi đổ bộ, tâm mực thấp của cơn bão Kompasu đã chỉ ra độ nghiêng thẳng đứng về hớng tây. Sự phân bố của vùng đối lu xung quanh tâm của nó cũng trở nên bất đối xứng. 4 Sự bất đối xứng này liên quan tới độ đứt gió giữa các mực 850 - 200 mb với vùng đối lu chính đợc tìm thấy ở vùng gió cuốn xuống của vectơ độ đứt [20]. Mô hình phơng trình nguyên thủy nhiều mực quy mô vừa khu vực cũng đã đợc dùng để dự báo sự đổ bộ và cấu trúc của bão nhiệt đới và chỉ ra ba vùng nhạy của mô hình trong việc dự báo các cơn bão đổ bộ là: Độ phân giải ngang - đặc trng cho địa hình đồi núi; tác động của phân bố độ ẩm đất bề mặt đối với vấn đề đổ bộ và độ nhạy của cơn bão đối với các điều kiện biên [12]. Tuleva (1984) đã mô tả sự đổ bộ của các cơn bão nhiệt đới sử dụng mô hình lới tinh có thể di chuyển và đa ra một vài kết luận đáng quan tâm trong suốt thời kì đổ bộ: có sự thay đổi đáng kể trong quỹ đạo của cơn bão; sự giảm rõ rệt trong dải ma một vài giờ sau đổ bộ và bão mô hình có cờng độ nhỏ hơn nên di chuyển chậm hơn. Nghiên cứu của ông năm 1994 về độ nhạy của sự phát triển và tan rã của cơn bão đến các điều kiện biên bề mặt và nhận thấy: sự giảm lợng bốc hơi qua bề mặt đất, gây ra chủ yếu bởi sự giảm nhiệt độ bề mặt đất gần lõi bão, làm bão không thể phát triển mạnh thêm [20], [21]. Jone (1987) đã sử dụng mô hình bão lới tinh và nhận thấy rằng lợng ma vùng lõi bên trong, trong suốt thời gian đổ bộ lớn hơn trờng hợp không đổ bộ. Ông cũng đề xuất rằng điều này là do những thay đổi trong các quá trình lớp biên và trong dòng đi vào theo phơng bán kính khi bão đổ bộ [20]. Sự tiếp cận của cơn bão đến vùng có địa hình phức tạp cũng mang lại những thay đổi về cấu trúc và chuyển động. Trạng thái của các cơn bão dới ảnh hởng của các địa hình núi đợc chứng minh trong một vài nghiên cứu, phần lớn sử dụng số liệu quan trắc và các mô tả mô hình. Chẳng hạn, Brand và Blelloch (1974) và Chang (1982) đã đánh giá trạng thái và ảnh hởng của các cơn bão đã gần Taiwan. Địa hình núi mô tả trờng hợp này là vùng đất liền có quy mô ngang 300km và có các độ cao cực đại trên 2000m. Trong số đó các kết quả đáng chú ý nhất đã nhận đợc từ nghiên cứu này đã chứng minh về các dao động quỹ đạo và cờng độ khi hoàn lu bão tiếp cận gần bờ đến vùng đất liền. Nhìn chung, có sự suy giảm của cơn bão về cờng độ, sự gia tốc của chuyển động tịnh tiến và độ lệch quỹ đạo bắt đầu từ vùng phía xa vùng đổ bộ [32]. Bender (1987) đã nghiên cứu ảnh hởng của địa hình đảo 5 đến các cơn bão và nhận thấy những thay đổi về cờng độ liên quan rất lớn đến dự trữ năng lợng ẩn nhiệt và sự phù hợp theo phơng thẳng đứng của hệ thống bão. Họ cũng nhận thấy rằng có sự sai lệch theo hớng bắc đối với xoáy bão khi tiếp cận với bờ biển Taiwan [23]. Đối với mô hình khu vực quy mô vừa, Dastoor và Krishnamurti (1991) nhấn mạnh tầm quan trọng của việc xử lý các biên bên, độ phân giải và đặc biệt là tham số độ ẩm đất trong việc dự báo bão. Cũng có nhiều tác giả đã nghiên cứu về tác động của độ ẩm đất đến cấu trúc và chuyển động của bão đổ bộ. Dastoor và Krishnamurti (1991) chỉ ra các tham số độ ẩm đất đã cải thiện cấu trúc và chuyển động của các cơn bão đổ bộ. Tuleya (1994) nhận thấy độ ghồ ghề bề mặt và độ ẩm đất giảm sẽ làm tăng sự tan rã của các cơn bão đổ bộ. Shen (2002) đã nghiên cứu các ảnh hởng của nớc bề mặt đất đến các cơn bão đổ bộ, bao gồm những thay đổi nhiệt độ bề mặt và ảnh hởng của chúng đến những thay đổi trong lợng nhiệt bề mặt (đốt nóng bề mặt), cấu trúc bão và cờng độ bão. Kimbail (2008) nghiên cứu tác động của các đặc trng bề mặt đất khác nhau đối với phân bố ma bão trớc, trong và sau khi đổ bộ. Sự tan rã của cờng độ bão xảy ra là do sự giảm bốc hơi bề mặt và tăng ma sát khi cơn bão vào gần bờ. Các điều kiện bề mặt đất có thể điều khiển các thông lợng bề mặt đóng vai trò trong việc mô tả các cơn bão đổ bộ, đặc biệt là dự báo lợng ma liên quan đến bão đổ bộ. Tuy nhiên, các chi tiết của tác động khí quyển- đất đối với sự đổ bộ của các cơn bão vẫn cha có những hiểu biết sâu sắc. Các mô tả của các cơn bão đổ bộ sử dụng các mô hình độ phân giải cao thực sự cần thiết để hiểu về những đặc trng đó [12], [30]. Bên cạnh đó Krishnamurti (1994) cũng làm nổi bật việc cải thiện các tham số hóa đối lu, làm tăng trờng phân tích nhiệt độ mặt biển và sử dụng các quan trắc gió bề mặt bổ sung trong dự báo thành công cơn bão Băngladesh. Để nghiên cứu những đặc điểm đối lu của bão thì đặc trng của các ảnh hởng động lực học và nhiệt động lực đã quan trắc của các đám mây đợc thực hiện trong mô hình giới hạn khu vực BMRC. Đặc trng đối lu này đợc kiểm nghiệm trong các mô tả của các hiện tợng bão AMEX trong đó có số liệu kiểm nghiệm phù hợp trên quy mô synop (Davidson 1995) [20]. Những mô tả số trị với độ phân giải cao gần đây trong cộng 6 đồng những ngời làm mô hình đang đa ra những hiểu biết sâu sắc, mới mẻ về vai trò của các quá trình đối lu trong sự tổ chức và tiến triển của cơn bão. Sử dụng các mô hình có độ phân giải quy mô mây theo phơng ngang hiện tại cũng có thể phân tích đợc các yếu tố đối lu đơn lẻ trong môi trờng bão của chúng [16], [17]. Về việc đánh giá sai số đổ bộ, khi nghiên cứu sự đổ bộ của các cơn bão ở vùng biển Đại Tây Dơng, Mark D. Powell và Sim D. Aberson cũng đa ra định nghĩa các cơn bão đợc coi là đổ bộ nếu vị trí tâm nội suy của mô hình đi qua đờng bờ biển hoặc trong phạm vi bờ biển 75km. Đối với quỹ đạo dự báo song song với đờng bờ biển nhng có thể chứa một vài vị trí thỏa mãn điều kiện đổ bộ thì vị trí gần nhất với bờ biển đợc chọn. Nếu các vị trí tại các khoảng cách với đờng bờ biển gần giống nhau thì vị trí sớm nhất đợc chọn. Một vài cơn bão không đổ bộ nhng đi qua với khoảng cách đủ gần (bằng một lần bán kính gió cực đại bên trái hoặc hai lần bán kính gió cực đại bên phải so với tâm bão) với đất liền cũng thỏa mãn định nghĩa đổ bộ của NHC. Để đánh giá vị trí và thời điểm đổ bộ của các cơn đổ bộ vào bờ biển Hoa Kỳ, Powell và Aberson đã chia theo các ảnh hởng sau : ảnh hởng của hớng quỹ đạo liên quan đến đờng bờ biển : Những quỹ đạo đợc phân thành hai loại là những quỹ đạo di chuyển so với đờng bờ biển góc từ 45 - 90 và những quỹ đạo có hớng di chuyển so với đờng bờ biển góc nhỏ hơn 45. Số liệu đợc phân thành các dự báo đối với các cơn bão di chuyển chậm và các cơn bão di chuyển nhanh : liên quan đến tốc độ quan trắc trung bình tại thời điểm đổ bộ (5.2 m/s). Các cơn bão cũng đợc phân loại theo cờng độ tại thời điểm đổ bộ theo bảng gió Saffir Simpson. Các sai số đối với cơn bão yếu (cấp 1) và các cơn bão mạnh (cấp 2 -4) tại thời điểm đổ bộ cũng đợc chỉ ra. Các sai số liên quan đến đờng bờ biển (Các sai số theo từng vùng) : Để hiển thị các sai số và sai số hệ thống sao cho chúng hiệu quả nhất đối với các dự báo viên và các cơ quan phòng chống bão lụt thì đờng bờ biển đợc chia thành các 7 vùng nhỏ khoảng 5 vĩ . Thời điểm dự báo trung bình và các sai số vị trí đổ bộ đợc tính toán cho mỗi vùng [24]. 1.1.2. Sai số bão đổ bộ Khi một cơn bão có khả năng đổ bộ thì một yếu tố quan trọng của quá trình cảnh báo là đánh giá các sai số quỹ đạo mô hình có khả năng xảy ra của các dự báo viên. Vì vậy khi các dự báo viên tự tin hơn trong hớng dẫn khách quan đợc cải thiện của họ thì cảnh báo càng chính xác hơn. Định nghĩa sai số đổ bộ: Sai số đổ bộ bao gồm sai số về vị trí và thời điểm đổ bộ. Chúng đợc xác định là vị trí và thời điểm tại đó tâm bão đi qua bờ biển dựa vào các thông tin chỉ thị bão đợc cung cấp bởi các trung tâm dự báo. Mặc dù những ảnh hởng của sự tàn phá có thể xảy ra cách đó trớc và sau thời điểm đổ bộ vài giờ và mở rộng vài trăm km từ điểm đổ bộ. Có bốn loại sai số đổ bộ có thể đợc định nghĩa nh sau: Sai số vị trí tại thời điểm đổ bộ quan trắc (định nghĩa 1): Sai số vị trí đợc định nghĩa nh khoảng cách giữa vị trí quan trắc và dự báo tại thời điểm đổ bộ thực tế. Tại thời điểm đổ bộ đã quan trắc, vị trí dự báo của mô hình đợc nội suy. Định nghĩa 1 giống với các đánh giá sai số truyền thống đợc thực hiện tại các thời kì xác định 12 giờ, 24 giờ, 36 giờ, 48 giờ và 72 giờ nhng đợc áp dụng qua phép nội suy của quỹ đạo dự báo và không cho phép tính toán sai số thời điểm đổ bộ. Vị trí và thời điểm gần nhất đối với điểm đổ bộ (định nghĩa 2): Đợc tính bằng khoảng cách ngắn nhất giữa vị trí và thời điểm đổ bộ quan trắc với vị trí và thời điểm nội suy của mô hình dự báo. Định nghĩa 2 cho phép tính toán cho các trờng hợp bão không bao giờ đổ bộ. Tuy nhiên, khó xác định đợc điểm dự báo gần nhất này. Sai số vị trí tại thời điểm đổ bộ dự báo (định nghĩa 3): là khoảng cách giữa vị trí của quan trắc và dự báo tại thời điểm đổ bộ dự báo. Vị trí tâm quan trắc tại thời điểm đổ bộ dự báo đợc tính bằng phép nội suy. Định nghĩa này bỏ qua các sai số thời điểm và cũng không cho phép xem xét các trờng hợp có khả năng 8 xảy ra đổ bộ nhng không dự báo. Tuy nhiên, định nghĩa này cũng bao gồm các trờng hợp dự báo vị trí đổ bộ nhng không xảy ra. Các sai số vị trí và thời điểm đổ bộ giữa quan trắc và dự báo (định nghĩa 4): Các sai số vị trí và thời điểm có thể đợc tính toán dựa vào các vị trí và thời điểm đổ bộ đã quan trắc và đã dự báo. Tuy nhiên, định nghĩa này không cho phép xem xét các trờng hợp dự báo đổ bộ nhng không xảy ra [24]. Trong khuôn khổ luận văn này, tác giả sử dụng định nghĩa 4 để đánh giá sai số vị trí và thời điểm đổ bộ của các cơn bão đổ bộ vào bờ biển Việt Nam trong các mùa bão từ năm 2004 đến 2007. 1.2 Tổng quan về đồng hóa số liệu xoáy giả. Do bão hình thành và hoạt động trên các vùng đại dơng nhiệt đới, nơi có mạng lới quan trắc truyền thống hết sức tha thớt, nên hầu hết các cơn bão đợc biểu diễn không rõ và sai lệch vị trí trên trờng phân tích (Weber và Smith, 1995). Những sai lệch ban đầu về vị trí và cấu trúc sẽ dẫn đến những sai số lớn hơn trong các bớc thời gian tích phân tiếp theo. Để nâng cao chất lợng dự bão báo, trờng ban đầu cần biểu diễn tốt hơn vị trí, cấu trúc và cờng độ. Bài toán thực hiện quá trình này đợc gọi là ban đầu hóa xoáy bão (hay ban đầu hóa xoáy). Ban đầu hóa xoáy là một bài toán phức tạp, và có thể sử dụng nhiều phơng pháp khác nhau. Hình 1.1 là mô tả tổng quát bài toán ban đầu hóa xoáy bão. Nói chung, tất cả các bài toán ban đầu hóa xoáy bão cần có thêm thông tin bổ sung về cơn bão (nh vị trí tâm quan trắc, tốc độ gió cực đại, thông tin về kích thớc bão, v.v.) đợc gọi là thông tin chỉ thị bão để có thể xây dựng một xoáy có cấu trúc, cờng độ gần với thực hơn, đợc gọi là xoáy giả hay xoáy nhân tạo. Xoáy nhân tạo có thể đợc xây dựng bằng phơng pháp động lực, hoặc bằng phơng pháp kinh nghiệm. Phơng pháp động lực thờng đợc thực hiện bằng cách sử dụng một phiên bản đối xứng trục của mô hình dự báo và tích phân để nhận đợc một xoáy nhân tạo đối xứng với các trờng cân bằng động lực với nhau. Phơng pháp kinh nghiệm dựa trên các hiểu biết lý thuyết và thực nghiệm để xây dựng nên một xoáy nhân tạo có cấu trúc và cờng độ xác định. Ưu điểm của phơng pháp kinh nghiệm là không cần một phiên bản đối xứng trục của mô hình dự báo và thời gian tính toán nhanh hơn, [...]... tiết có thể dự báo bão Tuy nhiên, trong ứng dụng thực tế, tùy vào tình huống cụ thể ngời ta có thể xây dựng những mô hình dành riêng cho dự báo bão hay một phiên bản dành riêng cho dự báo bão Trong mục này sẽ chỉ trình bày những mô hình nghiệp vụ đợc xây dựng với mục đích chính để dự báo bão hoặc có những cải tiến nhằm đa ra dự báo bão tốt hơn 12 Mô hình đầu tiên đợc đa vào dự báo quĩ đạo bão nhiệt đới... tyrcd_dat Mô- đun BOGUS Onlybogus.txt Mô- đun Oblittle Oblittle_r Mô- đun WPS wrf* Mô- đun OBSPROC Obs_gst Mô- đun VAR Wrfvar_output 31 Mô- đun Gen_be BES Mô hình WRF 2.4 Chỉ tiêu đánh giá Để đánh giá kết quả dự báo tôi đã sử dụng công thức tính khoảng cách giữa tâm bão thực tế và tâm bão dự báo nh sau: PE = Re Arc cos[sin(1 ).sin( 2 ) + cos(1 ) cos( 2 ) cos(1 2 )] (2.49) Và giá trị trung bình của sai... đối trung bình xác định mức độ sai lệch của giá trị dự báo so với quan trắc nhng không đề cập đến dấu của sự sai khác 33 CHƯƠNG 3: ĐáNH GIá KếT QUả Dự BáO BãO Đổ Bộ CủA MÔ HìNH WRF 3.1 Tập số liệu nghiên cứu Trong nghiên cứu này, tác giả tiến hành thử nghiệm dự báo bão cho khu vực Biển Đông và đổ bộ vào bờ biển Việt Nam Tập số liệu bao gồm 11 cơn bão trong 4 mùa bão từ năm 2004 đến 2007 đợc thử nghiệm... 2 là vĩ độ của tâm bão thực tế và tâm bão do mô hình dự báo sau khi đã đổi sang đơn vị radian 1 và 2 là kinh độ của tâm bão thực tế và tâm bão do mô hình dự báo sau khi đã đổi sang đơn vị radian Ngoài ra, để tính Tõm bóo d toán tốc độ di chuyển dọc theo quỹ đạo của bão dự báo nhanh CTE bỏo PE hơn hay chậm hơn so với vận tốc di chuyển thực của bão, quá trình ATE Tõm bóo quan tr c dự báo lệch trái... năng dự báo quỹ đạo bão của mô hình trong trờng hợp các cơn bão có quỹ đạo phức tạp là khá tốt [6] Những nghiên cứu kể trên cho thấy khả năng áp dụng mô hình số trị vào dự báo quĩ đạo bão ở Việt Nam là hiện thực và nghiên cứu phát triển sơ đồ ban đầu hóa xoáy là bớc cần thiết đối với bài toán dự báo bão 15 CHƯƠNG 2: MÔ HìNH WRF Và QUY TRìNH ĐồNG HóA Số LIệU XOáY GIả phục vụ dự báo bão 2.1 Mô hình WRF. .. chức năng cài xoáy của mô hình và cần có những nghiên cứu chuyên sâu về các sơ đồ ban đầu hóa xoáy để áp dụng vào dự báo quĩ đạo bão Đặng Thị Hồng Nga và cộng sự (2006) đã nghiên cứu áp dụng sơ đồ ban đầu hóa xoáy của TC-LAPS vào mô hình MM5 và đạt đợc những kết quả khả quan [4] ThS Võ Văn Hòa cũng có nghiên cứu về đánh giá dự báo quỹ đạo bão của mô hình WRF và nhận thấy rằng mô hình WRF có sai số trung... dự báo khí tợng thủy văn Trung ơng Sản phẩm dự báo của HRM đợc dùng nh một nguồn thông tin tham khảo chính cho các bản tin dự báo, trong đó có thông tin dự báo đờng đi của bão Những nghiên cứu của Lê Công Thành, 2004 cho thấy HRM có kỹ năng dự báo cao hơn các mô hình WBAR và Dengler và có thể nắm bắt đợc những trờng hợp bão có quĩ đạo phức tạp mà các mô hình chính áp không nắm bắt đợc Mô hình qui mô. .. đợc mô tả ở trên Số trờng hợp thử nghiệm đợc tính dựa trên số lần tích phân mô hình tại các thời điểm 00Z, 06Z, 12Z và 18Z với hạn dự báo 72 giờ Các thời điểm thực hiện dự báo của mỗi cơn bão đổ bộ bao gồm ba trờng hợp: + Thời điểm thực hiện dự báo trớc thời điểm đổ bộ thực tế khoảng 1 ngày (T1) + Thời điểm thực hiện dự báo trớc thời điểm đổ bộ thực tế khoảng 2 ngày (T2) + Thời điểm thực hiện dự báo. .. bão Tham số ý nghĩa LON0 Kinh độ của cơn bão tại thời điểm dự báo LAT0 Vĩ độ của cơn bão tại thời điểm dự báo PC0 áp suất tại tâm bão tại thời điểm dự báo R150 Bán kính gió 15m/s tại thời điểm dự báo VMX0 Tốc độ gió cực đại tại thời điểm dự báo LON12 Kinh độ của cơn bão tại thời điểm 12 giờ trớc LAT12 Vĩ độ của cơn bão tại thời điểm 12 giờ trớc PC12 áp suất tại tâm bão tại thời điểm 12 giờ trớc R1512... dụng mô hình WRF trong nghiên cứu cũng nh chạy nghiệp vụ Cụ thể, tại Mỹ mô hình WRF đang đợc chạy nghiệp vụ tại Trung tâm dự báo môi trờng quốc gia NCEP (từ năm 2004) và Cơ quan Khí tợng Không lực Hoa Kỳ AFwa (từ tháng 7 năm 2006) Trên thế giới, mô hình WRF đợc chạy nghiệp vụ tại KMA (từ năm 2006), tại ấn độ, Israel và Đài Loan (từ năm 2007) Hơn nữa, mô hình WRF là một trong rất ít mô hình dự báo số . điểm đổ bộ 61 3.4.2. Đánh giá kết quả 63 3.4.2.1. Đánh giá kết quả dự báo vị trí đổ bộ 64 3.4.2.2. Đánh giá kết quả dự báo xu hớng đổ bộ 71 Kết luận 80 Tài liệu tham khảo 83 1 Mở đầu Bão. tiêu đánh giá 32 CHƯƠNG 3: ĐáNH GIá KếT QUả Dự BáO BãO Đổ Bộ 34 CủA MÔ HìNH WRF 34 3.1. Tập số liệu nghiên cứu 34 3.2. Đánh giá vai trò của đồng hóa số liệu trờng cài xoáy giả trong dự báo bão. số liệu xoáy giả. Chơng 2: Mô hình WRF và quy trình đồng hóa số liệu xoáy giả phục vụ dự báo bão. Chơng 3: Đánh giá kết quả dự báo bão đổ bộ của mô hình WRF. Kết luận.