Dự báo bão đổ bộ vào bờ biển việt nam bằng mô hình ETA

Lời cảm ơn Trớc hết, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS TS Trần Tân Tiến, ngời đà tận tình bảo hớng dẫn hoàn thành luận văn Tôi xin cảm ơn Thầy cô cán khoa Khí tợng - Thủy văn - Hải dơng học đà cung cấp cho kiến thức chuyên môn quý giá, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi së vËt chÊt suèt thêi gian t«i häc tËp thực hành Khoa Tôi xin cảm ơn Phòng sau đại học, Trờng Đại học Khoa học Tự nhiên đà tạo điều kiện cho có thời gian hoàn thành luận văn Tôi xin cảm ơn ban lÃnh đạo Trung tâm khí tợng thủy văn Trung ơng, chú, cô, anh chị Phòng dự báo khí tợng hạn dài đà giúp đỡ tạo điều kiện giúp hoàn thành luận văn Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, ngời thân bạn bè, ngời đà bên cạnh cổ vũ, động viên tạo điều kiƯn tèt nhÊt cho t«i st thêi gian häc tập trờng Trần Ngọc Vân i Mục lục Mở ®Çu Ch−¬ng I .2 Tỉng quan vỊ b·o 1.1 Đặc điểm hoạt động bÃo áp thấp nhiệt đới khu vực Tây Bắc Thái Bình Dơng Biển Đông (1998-2008) 1.1.1 Số lợng bÃo áp thấp nhiệt đới hoạt động Tây Bắc Thái Bình Dơng Biển Đông 1.1.2 Ph©n bè thời gian hoạt động bÃo, áp thấp nhiệt đới Tây bắc Thái Bình Dơng Biển Đông .3 1.1.3 Đặc điểm hoạt động bÃo áp thấp nhiệt đới ảnh hởng đến Việt Nam 1.2 Dự báo quĩ đạo bÃo .7 1.3 Dự báo vị trí bÃo đổ .9 1.4 Những nghiên cứu dự báo bÃo Việt Nam 12 Ch−¬ng II 16 Mô hình ETA áp dụng để dự báo bÃo Việt Nam 16 2.1 Lịch sử phát triển mô hình ETA 16 2.2 Những nghiên cứu nớc nớc mô hình ETA 17 2.3 Hệ phơng trình mô hình ETA 19 2.4 Các điều kiện tích phân số 22 2.4.1 Lới tích phân mô hình ETA 22 2.4.2 §iỊu kiện biên mô hình ETA 23 2.5 Tham sè hãa vËt lý ETA 24 2.5.1 Tham số hoá xạ .24 2.5.2 Sơ đồ tham số hóa đối lu Betts-Miller-Janjic (BMJ) 24 2.5.3 Sơ đồ tham số hoá đối lu Kain-Fritsh (KF) 27 ii 2.5.4 Sơ đồ tham số hoá đối lu Kain-Fritsh với thông lợng động lợng (KFMX) 30 2.6 Những điểm chủ yếu phiên ICTP 2008 so với phiên NCEP 2002 31 2.7 áp dụng mô hình ETA để dự báo bÃo Việt Nam 32 2.7.1 Miền dự báo cấu h×nh l−íi 32 2.7.2 Mô tả tập số liệu nghiên cứu 33 2.7.3 Các phơng án thử nghiệm 36 2.7.4 Phơng pháp xác định tâm bÃo .36 2.7.5 Các tiêu đánh giá .37 CHƯƠNG III 40 Dự BáO BÃO Đổ Bé VµO Bê BIĨN VIƯT NAM 40 BằNG MÔ HìNH ETA .40 3.1 Đánh giá kết dự báo quĩ đạo bÃo mô hình ETA .40 3.1.1 Đánh giá kết dự báo bÃo Mirinae .40 3.1.2 Đánh giá khả dự báo toàn tập mẫu 53 3.2 Đánh giá kết dự báo vị trÝ ®ỉ bé cđa b·o 59 3.2.1 Định nghĩa vị trí đổ b·o 59 3.2.2 Phơng pháp xác định vị trí đổ cña b·o 59 3.2.3 Cấu trúc file địa hình 63 3.2.4 Đánh giá khả dự báo vị trí bÃo đổ 64 KÕT LUËN 75 Tài liệu tham khảo 77 iii Më đầu Việt Nam nớc nằm vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa Mỗi năm nớc ta có khoảng đến bÃo áp thấp nhiệt đới ảnh hởng trực tiếp đến nớc ta, gây thiệt hại nặng nề vê ngời Hiện với biến đổi khí hậu, ngày có nhiều bÃo cờng độ mạnh có quĩ đạo phức tạp gây nhiều khó khăn công tác dự báo bÃo Trên giới có nhiều mô hình số khu vực độ phân giải cao đợc ứng dụng để dự báo bÃo Mô hình ETA mô hình nghiệp vụ đợc sử dụng nhiều nớc Năm 2008, mô hình ETA đợc Trung tâm vật lý thuyết cập nhật cải thiện đa phiên Sự kiện khẳng định vai trò mô hình ETA công tác dự báo bÃo nói riêng dự báo thời tiết nói chung So với phiên năm 2002, phiên 2008 có ba sơ đồ tham số hóa đối lu BMJ (Betts-Miller-Janjic), sơ đồ KF (Kain-Fritsch), sơ đồ KFMX (Sơ đồ KainFritsch với thông động lợng- Kain-Fritsch scheme with Momentum Flux) Đồng thời, phiên đợc tác giả đa vào ảnh hởng thông lợng rối cho động lợng, thể gió (kinh h−íng, vÜ h−íng) Nhê vËy, hiƯu øng ®èi l−u đợc thể đầy đủ hơn, dự báo thời tiết tốt Trong luận văn, tác giả tiến hành đánh giá khả dự báo quĩ đạo bÃo trờng hợp bÃo Mirinae (2009) toàn tập mẫu ba sơ đồ Đồng thời luận văn tác giả đánh giá khả dự báo vị trí đổ thời gian đổ bÃo mô hình ETA Bố cục luận văn gồm phần: Mở đầu Chơng 1: Tỉng quan vỊ b·o Ch−¬ng 2: Tỉng quan vỊ mô hình ETA áp dụng vào dự báo bÃo Việt Nam Chơng 3: Dự báo bÃo đổ vào bờ biển Việt Nam mô hình ETA Kết luận Chơng I Tổng quan bÃo 1.1 Đặc điểm hoạt động bÃo áp thấp nhiệt đới khu vực Tây Bắc Thái Bình Dơng Biển Đông từ 1998 đến 2008 1.1.1 Số lợng bÃo áp thấp nhiệt đới hoạt động Tây Bắc Thái Bình Dơng Biển Đông a Trên khu vực Tây Bắc Thái Bình Dơng Theo [5],[11] số liệu thống kê giai đoạn 1959 1989, vùng Tây Bắc Thái Bình Dơng hàng năm có khoảng 31 xoáy thuận nhiệt đới có 27 bÃo hoạt động Trong số có khoảng 16 bÃo mạnh đạt khoảng 59% Bảng 1.1 BÃo áp thấp nhiệt đới hoạt động khu vực Tây Bắc Thái Bình Dơng Biển Đông.[5],[11] Khu vực tây bắc Thái Bình Dơng Năm Cấp -11 > 12 ATNĐ Tổng Khu vực Biển Đông Cấp - 11 > 12 ATNĐ Tổng 1998 11 5 21 13 1999 17 29 7 17 2000 11 12 27 11 2001 17 30 13 2002 11 15 30 5 10 2003 14 26 12 2004 20 32 3 2005 12 13 30 14 2006 10 14 30 16 2007 11 14 28 3 10 2008 11 119 11 140 51 27 310 53 33 53 15 Tỉng 139 Qua B¶ng 1.1, năm 2001, 2002, 2004, 2005 2006 năm có số lợng bÃo áp thấp nhiệt đới xấp xỉ mức trung bình nhiều năm, năm lại có số lợng bÃo áp thấp nhiệt đới thấp trung bình nhiều năm Đặc biệt năm 1998 thấp trung bình nhiều năm lớn (có 21 bÃo áp thấp nhiệt đới) Trong 11 năm qua, có ba năm 2001, 2003 2004 có tỉ lệ bÃo mạnh cao nhiều so với trung bình nhiều năm (đặc biệt năm 2004 có 20 bÃo mạnh, chiếm 68,9%), hai năm 1998 1999 có tỉ lệ thấp trung bình nhiều năm Nếu xét trung bình 11 năm qua số lợng bÃo áp thấp nhiệt đới hoạt động khu vực tây bắc Thái Bình Dơng khoảng 28,18 năm (ít trung bình nhiều năm khoảng cơn) số lợng bÃo mạnh trung bình khoảng 12,7 chiếm khoảng 45% b Trên khu vực Biển Đông Nếu xét giá trị trung bình nhiều năm, bÃo áp thấp nhiệt đới hoạt động Biển Đông (9 - 10 bÃo, có - bÃo mạnh áp thấp nhiệt đới), 11 năm qua số lợng bÃo hoạt động Biển Đông trung bình nhiều năm - cơn, nhng số lợng áp thấp nhiệt đới lại nhiều - Vì tính trung bình 11 năm qua số lợng bÃo áp thấp nhiệt đới hoạt động Biển Đông xấp xỉ trung bình nhiều năm, số lợng bÃo mạnh trung bình khoảng cơn/năm Đặc biệt năm 2006 có bÃo mạnh chiếm 70%, năm 2002 bÃo mạnh (là năm bÃo áp thấp nhiệt đới ảnh hởng trực tiếp đến Việt Nam) 1.1.2 Phân bố thời gian hoạt động bÃo, áp thấp nhiệt đới Tây bắc Thái Bình Dơng Biển Đông Theo [5],[11], bÃo áp thấp nhiệt đới hoạt động tây bắc Thái Bình Dơng kéo dài từ tháng đến tháng 12, tăng dần từ tháng đến tháng 8, sau giảm dần đến tháng năm sau BÃo áp thấp nhiệt đới hoạt động khu vực Biển Đông tuân thủ theo quy luật nh nhng chậm thời gian khoảng - tháng tháng bÃo áp thấp nhiệt đới hoạt động, nhiên tháng 1, 2, 3, có tần suất hoạt động bÃo áp thấp nhiệt đới không đáng kể Qua Hình 1.1 Hình 1.2 cho thấy 11 năm qua hoạt động bÃo áp thấp nhiệt đới theo thời gian khu vực tây bắc Thái Bình Dơng phù hợp với quy luật chung, bÃo áp thấp nhiệt đới Biển Đông có khác biệt Đó số lợng bÃo áp thấp nhiệt đới hoạt động tháng lại nhiều tháng 4, mùa bÃo số năm kết thúc sớm nh năm 2002: tháng bÃo áp thấp nhiệt đới, mùa bÃo kết thúc sớm hai tháng, năm 2007 kết thúc vào tháng 11 1998 1999 2000 Sè l−ỵng b·o 2001 2004 2005 2006 2007 2002 2003 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Tháng Hình 1.1 Phân bố số lợng bÃo đổ vào Tây Bắc Thái Bình Dơng 12 tháng từ năm 1998 -2008.[5],[11] 2008 1998 1999 2000 Sè l−ỵng b·o 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII 2008 Tháng Hình 1.2 Phân bố số lợng bÃo đổ vào Biển Đông 12 tháng từ năm 1998 -2008 [5],[11] 1.1.3 Đặc điểm hoạt động bÃo áp thấp nhiệt đới ảnh hởng đến Việt Nam Từ 1998-2008, có 27 bÃo áp thấp nhiệt đới ảnh hởng trực tiếp, bÃo 12 áp thấp nhiệt đới ảnh hởng gián tiếp đến Việt Nam, đặc biệt năm 2002 bÃo áp thấp nhiệt đới ảnh hởng trực tiếp đến nớc ta năm thứ hai bÃo, áp thấp nhiệt đới ảnh hởng chuỗi số liệu nhiều năm (năm 1976) a) Phân bố bÃo áp thấp nhiệt đới ảnh h−ëng ®Õn ViƯt Nam Theo [5], [11], sè 31 bÃo ảnh hởng trực tiếp có 12 có nguồn gốc từ Tây Bắc Thái Bình Dơng, số lại có nguồn gốc từ Biển Đông Qua Hình 1.3 cho thấy, bÃo áp thấp nhiệt đới ảnh hởng đến Việt Nam chủ yếu tập trung vào tháng nửa sau năm Theo trung bình nhiều năm, bÃo áp thấp nhiệt đới ảnh hởng đến Việt Nam tập trung chủ yếu vào ba tháng 8, 10, nhng 11 năm qua, bÃo áp thấp nhiệt đới ảnh hởng đến Việt Nam trải từ tháng đến tháng 12, tháng tháng có nhiều bÃo áp thấp nhiệt đới ảnh h−ëng nhÊt Bão (TT) Sè l−ỵng b·o ATNĐ (TT) ATNĐ (GT) Bão (GT) I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Tháng Hình 1.3 Phân bố bÃo áp thấp nhiệt đới ảnh hởng đến Việt Nam 12 tháng từ năm 1998 -2008.[5],[11] Nh vậy, 11 năm qua trung bình năm có khoảng 3,36 bÃo áp thấp nhiệt đới ảnh h−ëng trùc tiÕp ®Õn ViƯt Nam, ®ã cã 2,4 bÃo đổ bộ, trung bình nhiều năm nhiều (trung bình nhiều năm có 3,7 bÃo đổ bộ); có khoảng bÃo áp thấp nhiệt đới ảnh hởng gián tiếp b) ảnh hởng gió, ma bÃo ATNĐ Theo [5],[11], 11 năm qua, có 31 bÃo ảnh hởng trực tiếp đến Việt Nam, có 13 đạt cấp 8-11, đạt cấp bÃo mạnh (> cấp 12) bÃo DAMREY (0518) đổ vào Thanh Hóa, XANGSANE (0615) đổ vào Đà Nẵng LEKIMA (0714) vào Quảng Bình Hà Tĩnh, HAGUPIT(0814) vào địa phận phía nam tỉnh Quảng Tây, dọc theo biên giới Việt Trung Ma ảnh hởng bÃo áp thấp nhiệt đới 11 năm qua không lớn lắm, bÃo áp thấp nhiệt đới đơn mang lại lợng ma 150 - 300 mm với thời gian kéo dài khoảng - ngày Khi bÃo áp thấp nhiệt đới đổ kết hợp với hệ thống thời tiết khác nh không khí lạnh, dải hội tụ nhiệt đới, gió mùa tây nam lợng ma tăng lên đáng kể Nh bÃo số tháng năm 2007, suy yếu thành áp thấp nhiệt đới đổ vào Hà Tĩnh, kết hợp với gió mùa tây nam nên đà gây đợt ma ngày (04 07/8/2007) tỉnh từ Hà Tĩnh đến bắc Quảng Bình với lợng ma phổ biến 600 - 1000 mm, Tây Nguyên 200 - 300 mm, đặc biệt Hơng Khê (Hà Tĩnh) 1146 mm, Đồng Tâm (Quảng Bình) 1255 mm, Tuyên Hoá (Quảng Bình) 1127 mm Qua phân tích ảnh hởng bÃo áp thấp nhiệt đới ảnh hởng đến Việt Nam 11 năm qua, tác giả đa số nhận xét kết luận sau: ã Trung bình số lợng bÃo áp thấp nhiệt đới hoạt động Biển Đông 12,6 xấp xỉ trung bình nhiều năm (khoảng 12 cơn) ã Số lợng bÃo mạnh 2,9 năm (trung bình nhiều năm cơn), đặc biệt năm 2006 có bÃo mạnh ã Trung bình số lợng bÃo áp thấp nhiệt đới ảnh hởng đến Việt Nam 5,18 cơn, so với trung bình nhiều năm (khoảng cơn) ã Năm 2002 bÃo/áp thấp nhiệt đới ảnh hởng trực tiếp đến Việt Nam ã Trong 11 năm qua có bÃo mạnh ảnh hởng đến Việt Nam (> cấp 12) Trên nhận xét sơ đặc điểm hoạt động bÃo áp thấp nhiệt đới khu vực Tây Bắc Thái Bình Dơng, Biển Đông bÃo ảnh hởng đến Việt Nam năm gần Qua ta cã thĨ thÊy mét sù biÕn ®éng rÊt lín vỊ số lợng hoạt động bÃo hàng năm, nh mức độ ảnh hởng, phụ thuộc nhiều nguyên nhân, nhiều tợng, nhiều vấn đề cần đợc nghiên cứu nh trình biến đổi khí hậu, tợng ENSO, đà đợc nhiều nhà nghiên cứu quan tâm 1.2 Dự báo quĩ đạo bÃo Bảng 3.10 Thời điểm, vị trí sai số tâm bÃo đổ toàn tập mẫu thời hạn dự báo 48 Tên bÃo Ngày STT Chanthu 100604_12Z 250905_05Z 290905_00Z 311005_00Z Damrey Washi Kaitak Xangsane 290906_06Z 031206_06Z 10 11 311009_12Z 12 13 14 Durian Mirinae Sơ đồ Quan trắc KFMX Quan tr¾c BMJ KF KFMX Quan tr¾c KFMX Quan tr¾c BMJ Quan tr¾c KF KFMX Quan tr¾c BMJ KF KFMX Quan trắc BMJ KF KFMX Độ lệch (độ) Độ lệch (km) 109,37 109,13 13,8 14,49 0,73 80,83 270905_1,75Z 270905_00Z 260905_19,75Z 260905_19,75Z 105,92 106,54 106,87 106,87 19,62 20,42 1,01 20,67 1,42 20,67 1,42 111,21 156,14 156,14 300905_20,25Z 300905_06Z 021105_00Z 106,59 107,51 106,5 20,21 21,12 1,29 18 142,34 011105_3,5Z 109,13 14,62 4,28 471,27 011006_1,5Z 011006_0,25Z 011006_1,25Z 108,3 15,98 108,59 15,55 0,51 107,79 16,42 0,68 55,9 74,69 051206_01Z 031206_21Z 031206_20,75Z 031206_20,75Z 021109_7Z 106,77 108,82 109,1 109,05 109,5 9,85 11,23 1,9 11,51 2,76 11,45 2,56 12,87 209,48 303,12 281,16 21109_2,5Z 21109_3,75 21109_2Z 109,25 109,29 109,22 12,07 0,84 12,49 0,43 12,08 0,84 92,24 47,73 91,85 Thêi ®iĨm ®ỉ bé Kinh ®é 120604_8Z 120604_8Z 65 VÜ độ Bảng 3.11 Thời điểm, vị trí sai số tâm bÃo đổ toàn tập mẫu thời hạn dự báo 24 Tên bÃo Ngày STT Chanthu 110604_12Z Vicenti 170905_12Z 260905_05Z 300905_00Z 011105_00Z 10 11 12 Damrey Washi Kaitak Xangsane 300906_06Z 13 14 Lªkima 011007_12Z 15 011109_12Z 16 17 18 Mirinae Sơ đồ Quan trắc KFMX Quan tr¾c BMJ KFMX Quan tr¾c BMJ KF KFMX Quan tr¾c BMJ KF KFMX Quan tr¾c BMJ KF KFMX Quan tr¾c KF KFMX Quan tr¾c KFMX Quan tr¾c BMJ KF KFMX Độ lệch (độ) Độ lệch (km) 109,37 109,27 13,8 14,17 0,38 41,92 180905_6,75Z 180905_9Z 180905_8,5Z 106,44 106,11 105,94 18,03 18,33 0,45 18,44 0,65 49,18 71,7 270905_1,75Z 270905_11,25Z 270905_11,5Z 270905_3Z 105,92 106,54 106,04 106,02 19,62 20,42 1,01 19,91 0,32 19,86 0,26 111,21 34,71 28,27 300905_20,25Z 300905_21,5Z 300905_21,2Z 300905_17,25Z 021105_00Z 106,59 106,81 106,71 106,63 106,5 20,21 21 0,82 20,6 0,4 20,45 0,24 18 89,76 44,47 26,78 011105_14,5 Z 011105_18Z 011105_18Z 107,52 107,21 106,69 16,6 1,74 17,01 1,22 17,47 0,56 191 134,01 61,93 011006_1,5Z 300906_22,25Z 300906_20,25Z 108,3 15,98 108,31 16 0,03 108,27 16,01 0,05 Thêi ®iĨm ®ỉ bé Kinh ®é 120604_8Z 130604_8,25Z VÜ ®é 3,3 5,59 031007_12Z 031007_03Z 021109_7Z 106,5 106,51 109,5 17,9 17,98 0,08 12,87 8,87 21109_7,5Z 21109_9,25 21109_6,75Z 109,36 109,48 109,44 12,39 0,5 12,84 0,03 12,97 0,12 54,99 3,51 13,01 66 Bảng 3.12 đa sai số dự báo vị trí trung bình ba sơ đồ ba hạn dự báo 24 giờ, 48 giờ, 72 Hình 3.20 biểu diễn kết tơng ứng Bảng 3.12 Bảng sai số dự báo vị trí trung bình mô hình ETA với sơ đồ đối lu Sơ đồ BMJ KF KFMX H¹n 24 giê 99,23 44,00 35,60 H¹n 48 giê 221,05 140,72 119,41 H¹n 72 giê 211,54 235,42 185,97 H¹n 250 200 Sai s trung bình 150 v trí đ b (km) 100 50 BMJ KF KFMX Sơ đ H n 24 gi H n 48 gi H n 72 gi B¶ng 3.20 B¶ng sai sè trung bình dự báo vị trí đổ sơ đồ đối lu hạn dự báo Với hạn 24 giờ, dự báo sơ đồ KFMX có sai số vị trí đổ trung bình nhỏ 35,6 km, dự báo sơ đồ KF với sai số vị trí đổ trung bình 44,0 km, cuối sơ đồ BMJ với sai số vị trí đổ trung bình 99,23 km Với hạn 48 giờ, đự báo sơ đồ KFMX có sai số vị trí đổ trung bình nhỏ 119,41 km Dự báo sơ ®å BMJ cã sai sè vÞ trÝ ®ỉ bé trung bình lớn 221,05 km 67 Với hạn 72 giờ, dự báo sơ đồ KF có sai số vị trí đổ trung bình lớn 235,42 km, dự báo sơ đồ KFMX có sai số vị trí đổ trung bình nhỏ 185,97 km Trong ba hạn dự báo dự báo sơ đồ KFMX có sai số vị trí trung bình nhỏ ba sơ đồ Tiếp theo, xét đến sơ đồ dự báo vị trí bÃo đổ lệch trái hay lệch phải so với vị trí bÃo đổ thực: Bảng 3.13 Số trờng hợp dự báo bÃo đổ lệch trái lệch phải so với vị trí bÃo đổ thực sơ đồ đối lu hạn dự báo Sơ đồ Hạn BMJ KF KFMX Lệch trái Lệch phải Lệch trái Lệch phải Lệch trái Lệch phải 24 2 2 48 giê 2 2 72 giê Theo bảng 3.13, với hạn dự báo 24 giờ, sơ đồ KFMX dự báo lệch phải với trờng hợp, lệch trái với trờng hợp, sơ đồ BMJ dự báo lệch trái với trờng hợp, lệch phải với trờng hợp, sơ đồ KF có số trờng hợp lệch trái lệch phải Với hạn dự báo 48 giờ, sơ đồ KFMX dự báo lệch phải với trờng hợp, dự báo lệch trái với trờng hợp, hai sơ đồ lại có số trờng hợp dự báo lệch trái lệch phải Với hạn dự báo 72 giờ, sơ đồ BMJ dự báo lệch phải với trờng hợp, lệch trái với trờng hợp, sơ đồ KF dự báo lệch phải với trờng hợp, lệch trái với trờng hợp, sơ đồ KFMX có số trờng hợp dự báo lệch trái lệch phải Nh vậy, bÃo gần bờ (cách thời điểm bÃo đổ 24 giờ), sơ đồ KFMX thờng dự báo lệch phải, sơ đồ BMJ dự báo lệch trái với số trờng hợp nhiều Khi bÃo xa bờ (cách thời điểm bÃo đổ 72 giờ), ba sơ đồ dự báo lệch phải 68 b) Thời gian đổ Cũng nh vị trÝ ®ỉ bé cđa b·o, thêi gian ®ỉ bé cđa b·o phơ thc vµo nhiỊu u tè nh− néi lùc bÃo, yếu tố môi trờng Vì vậy, việc dự báo đợc thời điểm đổ bÃo cần phải đợc nghiên cứu Sai số thời gian đổ trung bình đợc tính nh sau : t = n ∑ (t f − t o ) n i =1 (3.1) ∆t : Sai sè thêi gian ®ỉ bé trung bình n : Độ dài chuỗi số liệu xét (n = 43) t f : thời điểm dự báo bÃo đổ t o : thời điểm quan trắc bÃo đổ Bảng 3.14 Bảng sai số dự báo trung bình thời gian bÃo đổ với sơ đồ đối lu hạn dự báo (giờ) Sơ ®å BMJ KF KFMX H¹n 24 giê 0,80 -12,46 -1,89 H¹n 48 giê -19,69 -9,69 -8,96 H¹n 72 giê -10,42 4,06 -16,88 H¹n 10.00 5.00 0.00 Sai s trung bình -5.00 th i gian -10.00 (gi ) BMJ KF KFMX -15.00 -20.00 -25.00 Sơ đ H n 24 gi H n 48 gi H n 72 gi H×nh 3.21 Sai số dự báo trung bình thời gian bÃo đổ sơ đồ đối lu hạn dự báo 72 giờ, 48 24 69 Bảng 3.14 ®−a sai sè thêi gian ®ỉ bé b·o trung bình ba sơ đồ đối lu BMJ, sơ đồ KF sơ đồ KFMX hạn dự báo Và Hình 3.21 biểu diễn kết tơng ứng Với hạn dự báo 24 giờ, dự báo sơ đồ BMJ có giá trị sai số trung bình thời gian dơng (0,8 giờ), tức trung bình sơ đồ dự báo bÃo đổ muộn Ngợc lại, dự báo hai sơ đồ KF KFMX có giá trị âm (-12,46 -1.89 giờ) tức hai sơ đồ dự báo bÃo đổ sớm Với hạn dự báo 48 giờ, dự báo ba sơ đồ BMJ, KF KFMX có giá trị sai số trung bình thời gian âm (-19,69 giờ, -9,69 -8,96 giờ) tức ba sơ đồ dự báo bÃo đổ sớm Với hạn dự báo 72 giờ, dự báo sơ đồ BMJ KFMX có giá trị sai số trung bình thời gian âm (-10,42 -16,88 giờ), tức hai sơ đồ dự báo bÃo đổ sớm Sơ đồ KF có giá trị sai số trung bình thời gian dơng (4,06 giờ), tức sơ đồ dự báo bÃo đổ muộn Bảng 3.15 Số trờng hợp bÃo đổ sơ đồ đối lu thời hạn dự báo Hạn dự báo Hạn 72 Hạn 48 Hạn 24 Sơ đồ BMJ Thời KF KFMX BMJ KF KFMX BMJ KF KFMX 4 0 0 0 0 điểm đổ Sớm Muộn Đúng Bảng 3.15 trình bày số trờng hợp thời điểm đổ sơ đồ đối lu BMJ, KF KFMX hạn dự báo Với hạn dự báo 72 giờ, sơ đồ KFMX có trờng hợp dự báo sớm thời điểm bÃo quan trắc đổ , sơ đồ BMJ có trờng hợp dự báo sớm, riêng sơ đồ KF có trờng hợp dự báo sớm, trờng hợp dự báo muộn, trờng hợp dự báo 70 Với hạn dự báo 48 giờ, ba sơ đồ dự báo bÃo đổ sớm với số trờng hợp sơ đồ BMJ, sơ đồ KF sơ đồ KFMX lần lợt trờng hợp, trờng hợp trờng hợp Riêng sơ đồ KFMX hạn dự báo có trờng hợp dự báo Với hạn dự báo 24 giờ, sơ đồ KF sơ đồ KFMX có số trờng hợp dự báo bÃo đổ sớm lớn so với trờng hợp bÃo đổ muộn, ngợc lại sơ đồ BMJ có số trờng hợp dự báo bÃo đổ muộn lớn Nh vậy, bÃo xa bờ (cách thời điểm bÃo đổ 72 giờ), sơ đồ KFMX sơ đồ BMJ dự báo bÃo đổ sớm, sơ đồ KF dự báo bÃo đổ muộn Khi bÃo gần bờ (cách thời điểm bÃo đổ 24 giờ), sơ đồ KF sơ đồ KFMX dự báo bÃo đổ sớm, sơ đồ BMJ dự báo bÃo đổ muộn Tiếp theo, tác giả xét trờng hợp riêng, bÃo Xangsane với ba thời điểm dự báo 72 giờ, 48 24 Bảng 3.16 Vị trí dổ bộ, sai số thời điểm đổ bÃo Xangsane Tên bÃo Ngày 280906_06 Xangsane 290906_06 300906_06 Sơ đồ Quan trắc KF KFMX KF KFMX KF KFMX Thời điểm đổ bé 011006_1,5Z 300906_17Z 011006_0,75Z 011006_0,25Z 011006_1,25Z 300906_22,25Z 300906_20,25Z Kinh ®é Vĩ độ 108,30 15,06 15,96 15,55 16,42 16,00 16,01 Độ lÖch (km) 1,13 0,03 0,51 0,68 0,03 0,05 124,45 3,50 55,90 74,69 3,30 5,59 15,98 108,97 108,33 108,59 107,79 108,31 108,27 Độ lệch (độ) Với hạn dự báo 72 giờ, sơ dồ KFMX cho vị trí đổ sát với vị trí thực nhất, đồng thời thời gian dự báo đổ sát so với thực tế (nhanh so víi thêi gian ®ỉ bé thùc 0,75 giê) ë hạn dự báo này, sơ đồ KF cho dự báo bÃo đổ sớm vị trí đổ lệch phía trái so với quĩ dạo thực (theo Hình 3.22) chênh lệch vị trí lớn 124,45 km 71 Với hạn dự báo 48 giờ, sơ đồ KF sơ đồ KFMX có sai số vị trí đổ lần lợt 55,9 km 74,69 km Sơ đồ KFMX dự báo vị trí đổ lệch phải so với vị trí thực Sơ đồ KF dự báo vị trí đổ lệch trái so với quĩ đạo thực (Theo Hình 3.23) Thời điểm dự báo hai sơ đồ sát với thời điểm đổ Sơ đồ KF dự báo đổ sớm 1,25 giờ, sơ đồ KFMX dự báo đổ sớm 0.25 Hạn dự báo 24 giờ: Sơ đồ KF sơ đồ KFMX dự báo vị trí bÃo đổ sát với vị trí bÃo đổ thực Sai số vị trí hai sơ đồ nhỏ 3,3 km 5,59 km.Tuy nhiên thời điểm dự báo ®ỉ bé sím h¬n so víi thêi ®iĨm ®ỉ bé thực 2,75 với sơ đồ KF 4,75 với sơ đồ KFMX Hình 3.22 Quĩ đạo dự báo 72 bÃo Xangsane mô hình ETA với sơ đồ dối lu (Thời điểm tiến hành dự báo ngày 28/09/2006 obs 06Z) 72 Hình 3.23 Quĩ đạo dự báo 48 bÃo Xangsane mô hình ETA với sơ đồ dối lu (Thời điểm tiến hành dự báo ngày 29/09/2006 obs 06Z) Hình 3.24 Quĩ đạo dự báo 24 bÃo Xangsane mô hình ETA với sơ đồ dối lu (Thời điểm tiến hành dự báo ngày 30/09/2006 obs 06Z) 73 Tóm lại, thông qua việc đánh giá vị trí đổ bÃo Xang sane thấy mô hình ETA có khả dự báo tốt vị trí đổ nh thời điểm đổ với trờng hợp Để đánh giá khả mô hình cần nghiên cứu đánh giá tập số liệu dài để đa đến kết luận đầy đủ 74 KếT LUậN Dới số kết luận văn: (1) Đà đa số lợng bÃo ảnh hởng trực tiếp đến nớc ta 11 năm gần (1998-2008) tổng quan nghiên cứu nớc dự báo bÃo (2) Đa tổng quan mô hình ETA, nêu tóm tắt điểm mô hình ETA phiên 2008 áp dụng mô hình ETA vào dự báo bÃo Việt Nam (3) Đa phơng pháp để tính toán dự báo vị trí đổ thời gian đổ bÃo thông qua việc sử dụng số liệu địa hình Đà tiến hành khảo sát ba phơng án dự báo bÃo đổ vào bờ biển Việt Nam mô hình ETA với sơ đồ đối lu BMJ (Betts-Miller-Janjic), KF (Kain-Fritsch ) vµ KFMX ( Kain-Fritsch scheme with Momentum Flux) TËp sè liƯu gåm 33 tr−êng hỵp øng víi 12 bÃo áp thấp nhiệt đới hoạt động năm 2004, 2005, 2006, 2007,2009 ; tơng ứng với 99 lần chạy dự báo Đánh giá chung kết dù b¸o cho thÊy: a) Sai sè dù b¸o quÜ đạo bÃo bÃo xa bờ bÃo gần bờ: hai trờng hợp bÃo xa bờ bÃo gần bờ dự báo sơ đồ KF có sai số trung bình MPE nhỏ nhất, tức sơ đồ dự báo xác Đối với hạn dự báo trớc ngày, ngày ngày bÃo đổ bộ, sai số MPE lần lợt 134.61 km, 204.08 km vµ 224.9 km Khi b·o ë xa bờ (dự báo trớc ngày) bÃo gần bờ (dự báo trớc ngày), sơ đồ dự báo bÃo di chuyển chậm thực tế Khi bÃo xa bờ sơ đồ dự báo bÃo di chuyển lệch phải so với quĩ đạo thực Khi bÃo gần bờ, sơ đồ dự báo bÃo di chuyển lệch phải so với quĩ đạo thực, nhng dự báo cuối, sơ đồ dự báo bÃo di chuyển lệch trái so với quĩ đạo thực 75 b) Sai số vị trí đổ thời điểm đổ bÃo -Vị trí đổ : Tại ba hạn dự báo dự báo sơ đồ KFMX có sai số vị trí trung bình nhỏ ba sơ đồ Khi bÃo gần bờ (cách thời điểm bÃo đổ 24 giờ), sơ đồ KFMX thờng dự báo lệch phải, sơ đồ BMJ dự báo lệch trái Khi bÃo xa bờ (cách thời điểm bÃo đổ 72 giờ), ba sơ đồ dự báo lệch phải -Thêi ®iĨm ®ỉ bé: Khi b·o ë xa bê , sơ đồ KFMX sơ đồ BMJ dự báo bÃo đổ sớm, sơ đồ KF dự báo bÃo đổ muộn Khi bÃo gần bờ, sơ đồ KF sơ đồ KFMX dự báo bÃo đổ sớm, sơ đồ BMJ dự báo bÃo đổ muộn kiến nghị Mô hình ETA có khả dự báo quĩ đạo bÃo, vị trí đổ bÃo thời gian bÃo đổ tốt Vì tơng lai, cần đợc nghiên cứu với tập số liệu nhiều năm để đảm bảo tính thống kê đa kết luận đầy đủ 76 Tài liệu tham khảo Tiếng Việt (1) TS Hoàng Đức Cờng, CN Nguyễn Minh Việt, CN Trần Thị Thảo, CN.Là Thị Tuyết, CN Đỗ Văn Mẫn, CN Nguyễn Đình Dũng (2007) Dự báo quĩ đạo bÃo, áp thấp nhiệt đới mô hình MM5 Viện khoa học khí tợng thủy văn môi trờng Hội nghị Khoa học Viện KTTV lần thứ 10 Hà Nội (2) Nguyễn Lê Dũng, Phan Văn Tân (2008), Thử nghiệm áp dụng hệ thống WRF-VAR kết hợp ban đầu hóa xoáy dự báo qũy đạo bÃo khu vực Biển Đông, Tuyển tập báo cáo Hội nghị dự báo viên toàn quốc lần thứ III Tập 1- Dự báo Khí tợng, trang 36-46 (3) Bùi Hoàng Hải (2007), Nghiên cứu phát triển ứng dụng sơ đồ phân tích xoáy cho mục đích dự báo chuyển động bÃo Việt Nam, Luận án Tiến sỹ Khí tợng (4) Trần Thảo Linh (2008), Nghiên cứu vai trò xoáy giả số liệu địa phơng đến dự báo bÃo khu vực Biển Đông mô hình RAMS, Luận văn Thạc sỹ Khí tợng (5) Lê Thị Loan (2008), Đặc điểm hoạt động bÃo ATNĐ khu vực Tây Bắc Thái Bình Dơng 10 năm gần (1998-2007) Tuyn bỏo cỏo Hi ngh d báo viên toàn quốc lần thứ III Tập 1- Dự bỏo Khớ tng trang 156-165 (6) Đỗ Ngọc Thắng (2007), Nghiên cứu so sánh hai sơ đồ tham số hóa đối lu Betts-Miller-Janjic (BMJ) Kain-Fritsch (KF) mô hình ETA sở đánh giá dự báo quĩ đạo bÃo Xangsane (0615)- Hội nghị Khoa học Viện KTTV lần thứ 10 Hà Nội (7) Đỗ Ngọc Thắng (2008), Nghiên cứu khả dự báo xuất tiến triển áp thấp nhiệt đới bÃo trớc nhiều ngày biển đông 77 công cụ mô hình số trị miền hạn chế Eta, Tạp chí khí tợng thủy văn, 2008 (8) Trần Tân Tiến (2002), Đối lu Khí quyển, NXB ĐH Quốc gia, Hà Nội (9) Trần Tân Tiến (2004), Xây dựng mô hình dự báo trờng khí tợng thủy văn Biển Đông Việt Nam, Báo cáo tổng kết đề tài cấp nhà nớc KC0804 (10) Trung tâm Khí tợng Thủy văn Trung ơng, (2009), Đặc điểm khí tợng thủy văn năm 2008 Tiếng Anh (11) Brian Brettschneider, (2008), Climatological Hurricane Landfall Probability for the United States, Volume 47, Issue pp 704-716 (12) Fedor Mesinger,(1996), Improvements in quantitative precipitation forecasts with the eta regional model at the national centers for environmental prediction, Bullentin of the American Meteorological Society, Volume 77, Issue 11 pp 2637-2649 (13) Joshua Larson, Yaping Zhou and R Wayne Higgins, Characteristics of Landfalling Tropical Cyclones in the United States and Mexico: Climatology and Interannual Variability, Monthly Weather Review, Issue (April 2005) pp 1247-1262 (14) Harry C Weber (2005) Probabilistic Prediction of Tropical Cyclones Part I: Position Monthly weather review, volume 133, pp 1849-1852 (15) L LazÝc, (1987) Forecast tropical cyclone by ETA model in Autralian monsoon : The sensitive of model Monthly weather review , volume 20, pp 120-135 (16) Luis M Farran, Frarfan (2001) Regional Observations during the Landfall of Tropical Cyclone Juliette in Baja California, Mexico, volume 132, Issue 7, pp 1575-1589 78 (17) Mathew E.Pyle, Vladimir Djurdjevic and Fedor Mesinger (2008) A Guide to the ETA model, workshop on Design and Use of Regional Weather Prediction Models, Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics (ICTP), Triestre (18) Nickovic S, Rajkovic B., Papadopoulos A., Katsafados P., and Kallos G (2000), The weather Forecasting System Poseidon , Vol II, Description of the Model, Etherns, University of Athens, Department of Applied Physics, Institude for Meteorology, Belgrade University, Belgrade (19) Robert E.Tuleya, Morris A.Bender and Yoshio Kurihara, (1983) A Simulation Study of the Landfall of Tropical Cyclones Using a Movable Nested-Mesh Model Monthly Weather Review, volume 112, page 124-136 (20) Steven Wlyons (2004), U.S Tropical Cyclone Landfall Variability:19502002 , The weather channel, Atlanta, Georgia Volume 19 pages 473480 (21) World Meteorological Organization (1990), “ Documentation of The UB/NMC (University of Belgrade and National Meteorological Centre, Washington) ETA model”, Technical Document WMO/TD-No 366 79 ... kêt dự báo quĩ đạo bÃo dự báo vị trí đổ bÃo vào bờ biển Việt Nam mô hình ETA 39 CHƯƠNG III Dự BáO BÃO Đổ Bộ VàO Bờ BIểN VIệT NAM BằNG MÔ HìNH ETA 3.1 Đánh giá kết dự báo quĩ đạo bÃo mô hình ETA. .. Tổng quan bÃo Chơng 2: Tổng quan mô hình ETA áp dụng vào dự báo bÃo Việt Nam Chơng 3: Dự báo bÃo đổ vào bờ biển Việt Nam mô hình ETA Kết luận Chơng I Tổng quan bÃo 1.1 Đặc điểm hoạt động bÃo áp... Việt Nam 2.7 áp dụng mô hình ETA để dự báo bÃo Việt Nam 2.7.1 Miền dự báo cấu hình lới Trong nghiên cứu này, đà tiến hành thử nghiệm dự báo bÃo cho khu vực Biển Đông mô hình ETA với miền dự báo