Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng mạng lưới giám sát biến đổi khí hậu và điều chỉnh, bổ sung mạng lưới quan trắc khí tượng, thủy văn, hải văn góp phần nâng cao143226

BỘ TÀI NGUYEN VÀ MƠI TRƯỜNG TRUNG TÂM KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN QUỐC GIA H õ S ĐÃNG KỸ ĐẼ TAI NGHIÊN c u KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP NHÀ NƯỚC m m (Thuộc Chương trình khoa học công nghệ quốc gia 'Ạ ■ ■Ạ' _ Ạ?f I ■ A % vê biến đối khí hậu) ĐỀ TÀI 05: Nghiên cứu sở khoa học xây dựng mạng lưới giám sát biến đối khí hậu điều chỉnh, bố sung mạng lưới quan trắc khí tượng, thủy vần, hải văn góp phần nâng cao chất lượng dự báo thiên tai bối cảnh biến đối khí hậu CHỦ NHIỆM: ĐƠN VỊ ĐĂNG KÝ: TS.BÙỈ Văn Đức Trung tâm Khí tượng Thủy văn Quốc gia Hà Nội, 5/2011 BỘ TÀI NGUN VÀ MƠI TRƯỜNG TRUNG TÂM KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN QUỐC GIA HỒ S ĐĂNG KÝ ĐỀ TÀI NGHIÊN c ứ u KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP NHÀ NƯỚC ■ m (Thuộc Chương trình khoa học cơng nghệ quốc gia biến đổi khí hậu) ĐỀ TÀI 05: Nghiên cứu sở khoa học xây dựng mạng lưới giám sát biến đổi khí hậu điêu chỉnh, bổ sung mạng lưới quan trắc khí tượng, thủy văn, hải văn góp phần nâng cao chất lượng dự báo thiên tai bối cảnh biến đổi khí hậu CHỦ NHIỆM: ĐƠN VỊ Đ ĂN G KÝ: TS.Bùi văn Đức Trung tâm Khí tượng Thủy văn Quốc gia Hà Nội, 5/2011 2-TMDA ; Tóm tắt hoạt động KH&CN cùa tồ chức đăng ký chủ tri Đề tài, Dự án SXTN theo biểu B1-3-LLTC] Lý lịch khoa học củ a cá nhân đăng ký chủ nhiệm tham gia Đề tài, Dự án SXTN theo biểu Bl-4-LLCN\ Chúng xin cam đoan nội dung thông tin kê khai Hồ sơ thật l ỉ Nội, ngày 23 tháng năm ì I C Á N H Â N Đ Ã N G K Ý C H Ủ N H IỆ M THỦ TRƯ ỞNG TỎ CH Ứ C ĐÁNG KÝ CHỦ TRÌ Đ Ê T À I, D ự Á N S X T N Đ È T À I, D ự Á N S X T N (Họ, tên chữ ký) (Họ, tên, chữ ký đóng dấu) V ( _/ ‘ V r i / ữ' J > \ Ghii sơ người đăng ký tham gia thực đê tài, dụ án SXTN * t ' ’ ịẶ ^ Ị^ o p ; ' vv BỘ TÀI NGUN VÀ MƠI TRƯỜNG TRUNG TÂM \ í TƯỢNG THỦY VĂN QUỐC GIA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Đ ộ c lập - Tự d o - Hạnh p h ú c Hà Nội, n g y th n g n ă m 2011 P H IẼ U ĐẼ XUÃT ĐÊ TÀI NGHIÊN u KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP NHÀ NƯỚC (T h u ộ c C h n g trình kh o a h ọ c v c ô n g n g h ệ q u ố c g ia v ê b iế n đổi khí h ậ u ) I TÊN ĐÊ TÀI: N g hiê n cứu s khoa học x â y dựng m n g lư i g iá m s t biến đ ổ i k h í h ậ u đ iề u chỉnh, bô' su n g m n g lư i quan trắ c k h í tư ợ n g , th ủ y văn, h ả i văn góp p h ầ n nâng cao c h ấ t lư ợng d ự báo th iê n ta i tro n g b ô l cảnh biế n đ ổ i k h í hậu II GIẢI TRÌNH VÊ TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI: T ổ n g q u a n tìn h hình n g h iê n u tr ê n t h ế giới tr o n g nước 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu thê giới • B i to n q u y hoạch tố i ưu m n g trạ m quan trắ c k h í tượng, th ủ y văn, h ả i văn p h ụ c vụ theo d õ i g iá m s t BĐKH d ự báo th iê n ta i tro n g b ố i cảnh BĐKH Bài to n q u y hoạch tối Ưu m ạng tr m quan trắc khí tượng, th ủ y vần nhà khoa học quan tâ m nghiên cứu t th ế kỉ hai m ươi Nguyên lý toán cần t h iế t kế m ộ t m ạng lưới trạ m quan trắ c đáp ứng m ộ t cách hợp lý yêu cầu số lượng chất lượng số liệu phục vụ công tác d ự báo điều tra tài nguyên khí hậu, t h u ỷ văn sở kết hợp hài hoà với điều kiện p h t triển khoa học công nghệ, kinh t ế - xã hội, điều kiện địa lý t ự nhiên khu vực nghiên cứu N hư vậ y, phương pháp tổng hợp n h ấ t để giải toán phải x u ấ t p h t sở đ ộ c h ê n h l ệ c h v ê lợi íc h k i n h t ế t h u đ ợ c d o t h a y đ ổ i m ậ t đ ộ t r m đ e m l i Trên th ự c tế, việc xây dựng giải toán th e o phương thứ c tổ n g hỢp gặp rấ t nhiều khó khăn nên tốn th iế t kế giải trê n sở chun m n khí tư ợ n g , th u ỳ văn th u ầ n tuý Các cơng trìn h nghiên cứu t trư c đến chủ yếu x u ấ t p h t t ý tư n g tìm m ộ t khoả ng cách tối Ưu trạ m quan trắc (tươn g ứng m ậ t độ t r m ) để trê n cờ sở sổ liệu thu có th ể tính tốn nội suy giá trị chúng b ấ t kì m ộ t điểm trạ m với m ộ t đô sai số cho trư ớc chấp nhận Cơng trìn h theo hướng nghiên cứu quy hoạch tối Ưu m n g tr m khí tượng bề m ặ t (KTBM) Drozop S h epelepsky công bố vào cuối th ậ p kỉ bốn mươi t h ế kì hai m ươi Trong cơng trìn h tác giả th iế t lập toán dựa sở hàm cấu trú c trư ờn g yếu tố khí tư ợng chọn làm trư n g Tiếp theo, vào năm năm m ươi, m ộ t tá c già khác Gandin p h t triể n m ộ t p h ng p há p q u y hoạch m ạng trạ m quan trắc (chủ yếu cho m ạng t r m cao khơng) m a n g tín h tổ n g q u t dựa sở phép nội suy tối ưu Tương t ự n h phương pháp D ro z o p -S h e p e le p s k y , phương pháp Gandin t h iế t lập trê n sờ đ ặ c đ iế m cấu trú c th ố n g kê (h m tư n g q u a n ) trư n g yếu tố kh í tư ợ n g chọn làm Phương S h e p e le p s k y t r o n g n g h iệ p rãi tro n g Tài pháp quy hoach m ạng trạ m quan trắc KTBM D ro zd o p và phương pháp quy hoạch mạng trạ m cao không Gandm vụ q u y hoạch m ạng trạ m Liên Xơ (cũ), sau công bố rộng liệu hướng dẫn WMO đế nước thành viên th a m khảo giải to n q u y h o c h m n g tr m tạ i n c m ìn h Phương pháp Gandin ứng dụng rộng rãi tro n g toán quy hoạch m n g trạ m quan trác khí tư ợ n g th u ỷ văn biển (hài văn) • Khoa h ọ c cơng nghệ d ự báo k h í tư ợng, th ủ y văn, h ả i văn: Cho đến nay, hầu th ế giới sử dụng năm p h ng pháp dự b o kh í tư ợ n g , th ủ y vă n , hải v ă n n h sa u : i Phương pháp số liệu: Dùng số liệu quan trắc (bề m ặ t, trê n cao) để phân tích khả xảy tượng khí tượng, th ủ y văn n g u y hiểm hay hết ii Phương pháp hồn lưu khí q u y ế n : Sử dụng mô hinh trư n g t m ặ t đ ấ t đến 15 km 06 m ộ t, th i hạn d ự báo ngày, ngày 10 ngà y t k ế t c h ú n g ta có t h ể p h ả t h iệ n đ ợ c c c h iệ n tư ợ n g n h b ã o , g ió m ù a , m a lớ n iii Phương pháp số trị: Sử dụng m hình số 06 m ột, th i hạn d ự báo ngày, ng y 10 ngà y t k ế t quy trạm ta có t h ể biết tro n g th i gian tớ i trạ m mưa m m , gió m /s iv Phương pháp s dụng ảnh m â y rada thời điếm quan trắ c , s ự di chuyế n m â y p h ng pháp phù hỢp với d ự báo cự ngắn V Phương pháp th ố n g kê: Dự báo viên tìm quy luật, kinh n g h iệ m để d ự báo cho khu vực m ình T uy n hiên, t ù y th e o điều kiện kinh tế - xã hội nước mà hàm lượng khoa h ọ c c ô n g n g h ệ tr o n g p h n g p h p n y có k h c n h a u , k é o th e o đ ộ c h ín h x c k ế t d ự báo khác N h ữ n g n g h i ê n cứu g ầ n đ â y c ủ a Levizzani V., R A mo ti, a n d F M e n e g u z z o , ? 0 c ũ n g đ ẫ b ắ t đ ầ u c h o m ộ t s ố s ả n p h ẩ m c tín h lư ợ n g m a t r ê n ánh m â y vệ tin h Các ước tính thự c lượng mưa tích lũ y tro n g th i gian C]U3 M ộ t n h ợ c đ i ể m n ữ a c t í n h lư n g m a đ ợ c th ự c h iệ n c h u n g c h o c c m ù a t r c n g năm chưa tiến hành cho hình th ế thời tiế t khác Trong đó, hệ th ố n g m â y bão, ATNĐ tư ơng tác với điều kiện địa hình điều kiện hồn lưu x u n g q ua nh có thê’ có chênh lệch rấ t lớn lượng mưa tro n g hệ thống m â y xung q u a n h tâ m (Liyinh A, ) Với b i ế n đổi khí h ậ u c c n c p h t triển đ ã k h ô n g n g n g cải t i ế n g i ú p c c n c k h c đ ể c ả n h b o , d ự b o n h a n h v ề t h iê n tai có n g u n g ố c KTTV n h p h ầ n m ề m WinAWARE David A s k o v đ ã r ằ n g t m â y c h ú n g t a có t h ể c n h b o s m m a lũ 1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu nước • Bài to n q u ỵ hoạch tố i Ưu m n g trạ m quan trắ c k h í tư ợng, th ủ y vần, h ả i văn p h ụ c vụ th e o d õ i g iá m s t BĐKH d ự báo th iê n ta i tro n g b ố i cảnh BĐKH N ă m t r o n g k h u ô n k h ổ đ ề tài n g h i ê n c ứ u k h o a h ọ c c ấ p T ổ n g c ụ c Khí t ợ n g T h u ỷ v ă n ( c ũ ) , t c gi ả N g u y ễ n T r o n g Hiệu v c ộ n g t c vi ên đ ã p d ụ n g p h n g p h p D r o z d o p S h e p e l e p s k y đ ể giải t o n q u y h o c h m n g lưới t r m q u a n t r ắ c KTBM v p h n g p h p G a n d i n đ ể q u y h o c h m n g t r m c a o k h ô n g c ủ a Việ t N a m Đ ể p h ụ c vụ c h o vi ệ c t h i ế t k ế t o n , c c t c giả đ ã t ín h h m c ấ u t r ú c c h o c c k h u vự c k h c n h a u t r ê n lãn h t h ổ Việt N a m T h e o k ế t q u ả n g h i ê n c ứ u n y k h ỏ a n g c c h tối Ưu gi ữ a c c t r m q u a n t r ắ c KTBM Việt N a m t r u n g bình k h o ả n g 43km N ă m 0 , t r ê n s k ế t q u n g h i ê n c ứ u c ấ u t r ú c t h ô n g k ê c c t r n g khí t ợ n g c h o kh u v ự c Biển Đ ô n g lân c ậ n , t c giả N g u y ễ n Đ ă n g Q u ế đ ã giải t o n q u y h o c h m n g t r m c h ủ y ế u c h o k h u v ự c Đ n g b ằ n g Bắc Bộ, N a m b ộ v Biển Đ ô n g Kết q u ả t ín h t o n c h o t h ấ y k h o ả n g cá ch tối ưu c h o k h u v ự c p hí a b ắ c k m p h í a n a m k m s ự k h c n h a u v ề k h o ả n g c c h tối Ưu g i ũ a hai v ù n g n g h i ê n c ứ u c hí nh bi ểu h i ệ n t ín h đ ặ c t h ù k h c n h a u v ề c ã u t r ú c t h ố n g k ê c ủ a c c t r n g khí t ợ n g t i k h u v ự c n g h i ê n u N ă m , t r o n g k h u ô n k h ổ T i ể u D ự n : "Đi ều t r a , đ n h đ i ề u kiện khí t ợ n g t h u ỷ v ă n c ả n h b o t h i ê n tai liên q u a n đ ế n KTTV bi ến Việt N a m " t u ộ c D ự "Đi ều t r a , đ n h giá m ứ c đ ộ t ổ n t h n g TNMT, KTTV b i ển Việt N a m ; d ự b o t h i ê n tai, ô n h i ễ m mô i t r n g c c v ù n g b i ế n : kiến nghị c c giải p h p b ả o v ệ : " , t r ê n c đ sở x e m x é t n h ữ n g y ê u c ầ u p h t t r i ể n k h o a h ọ c c ô n g n g h ệ c c lĩnh v ự c kinh t ế bi ển t r o n g tình hình m i , c c t c giả Đỗ Đìn h Ch iế n N g u y ễ n Đ ă n g Q u ế đ ã t ín h t o n đ ề x u ấ t m ộ t m n g lưới t r m khí t ợ n g t h u ỷ vă n bi ển C c n g h i ê n c ứ u t r ê n đ â y đ ề u d ự a v o chuỗi s ố liệu đ ã có t r c đ â y p h ụ c vụ c h o việc x â y d ự n g m n g t r m q u a n t r ắ c t r o n g đ i ều kiện t h ời t i ế t khí h ậ u bình Chường T r o n g vài c h ụ c n ă m t rở lại đ â y , d o n h h n g c ủ a hi ện t ợ n g bi ến đổi khí h ậ u đ a n g n g y m ộ t gia t ă n g , c c đ ặ c đ i ể m c ủ a c ấ u t r ú c t h ố n g k ê c c t r n g khí l n g đ ề u có s ự t h a y đổi Đ ặ c bi ệt , t r o n g bối c c h b i ế n đổi khí h ậ u , c h ế hình t h n h p h t t r i ể n c ủ a c c loại hình t h ế thời t iế t n g u y h i ể m g â y n ê n t h i ê n tai khí t ợ n g t h u ỷ v ă n đ a n g n g y c n g t h ế hi ện rõ r n g hơ n • Khoa h ọ c công ngh ệ d ự báo k h í tượng, th ủ y văn, h ả i văn: T r o n g n h ữ n g n ă m g ầ n đ â y , t h i ê n tai có n g u n g ố c khí t ợ n g , t h ủ y v ă n d i ễ n h ế t s ứ c p h ứ c t p , k h ó l n g T r o n g bối c ả n h n y , r ấ t n h i ề u đ ề tài n g h i ê n cứu k h o a h ọ c đ ã đ ợ c đ ầ u t t h ự c h i ệ n t ậ p t r u n g v o v ấ n đ ề c h í n h n h s a u : Xây d ự n g c c q u y t r ì n h d ự b o q u y p h m d ự b o c h o m ộ t s ố hi ện t ợ n g thời t i ế t n g u y h i ể m (Lê T h a n h Hải nn k ( 0 ) , N g u y ễ n N g ọ c T h ụ c ( 0 ) , Lê Văn T h ả o n n k ( 0 ) , Lương T u ấ n Minh n n k ( 0 ) , N g u y ễ n v ă n Bảy ( 0 ) , N g u y ễ n Bá Ngọ ( 0 ) , Vu Anh T u ấ n ( 0 ) ) ; Nghiên cứu ứ n g d ụ n g c c m hình d ự b o thời t iế t s ố trị k h u v ự c đ ể t ri ế n khai v o d ự b o n g h i ệ p v ụ v bổ s u n g t h ê m n g u n t h ô n g tin t h a m k h ả o chi t i ế t định lượ ng c h o d ự b o vi ên (Đỗ Lệ T h ủ y v n n k ( 0 ) , Đỗ N g ọ c T h ắ n g n n k ( 0 ) , Bùi Minh T ă n g v n n k ( 1 ) , Đ ặ n g T h a n h Mai n n k ( 0 , 0 ) , H o n g Đ ứ c c n g v n n k ( 0 ) , Kiều Thị Xin v n n k ( 0 , 0 ) ) ; - Ngh iê n c ứ u ứ n g d ụ n g c c p h n g p h p t h ố n g k ê s a u m h ìn h đ ể n â n g c a o c h ấ t lư ợ ng d ự b o đ i ể m c h o m ộ t s ố y ế u t ố khí t ợ n g b ề m ặ t (Bùi Minh T ă n g n n k ( 0 ) , Đỗ Lệ T h ủ y n n k ( 0 ) ) ; - Nghiên c ứ u ứ ng d ụ n g d ự b o t ổ hỢp đ ể n â n g c a o c h ấ t lư ợ n g d ự b o t ấ t đ ịn h tri ên k i ứ n g d ụ n g d ự b o x c s u ấ t v o d ự b o thời t i ế t n g h i ệ p vụ ( N g u y ễ n Chi Mai n n k ( 0 ) , Võ v ă n Hòa n n k ( 1 ) , T r ầ n T â n Tiến n n k (2 ) ); - Ngh iê n c ứ u p h t t r i ể n v ứ n g d ụ n g p h ầ n m ề m h ỗ t r ợ d ự b o n g h i ệ p vụ ( P h m Tiến D u ậ t ( 0 ) , Đ o Thị Kim N h un g n n k ( 0 ) ) ; - Ngh iê n c ứ u ứ n g d ụ n g c c s đ đ n g h ó a s ố liệu đ ể n â n g c a o c h ấ t lượ ng t r n g b a n đ ầ u c h o c c m hì nh d ự b o s ố trị k h u v ự c (Kiều Thị Xin v n n k ( 0 ) , Đ ỗ Lệ T h ủ y v n n k ( 0 ) , Lê Đ ứ c ( 0 a , b) .); - Ng hi ê n c ứ u v ề bi ến đổi khí h ậ u c c p h n g p h p d ự b o bi ến đổi khí h ậ u cho k h u v ự c Việt N a m ( N g u y ễ n Đ ứ c N g ữ N g u y ễ n T r ọ n g Hiệu ( 9 ) , T r ầ n Việt Liễn v n n k ( 0 ) , P h a n v ă n Tân n n k ( 9 ) , Kiều Thị Xin v n n k ( 2000) ) Hầu h ế t c c n g h i ê n c ứ u nói t r ê n đ ề u n h ằ m m ụ c t i ê u n â n g c a o c h ấ t lượ ng d ự b o KTTV nói c h u n g v c c t ợ n g thời tiết, t h ủ y v ă n n g u y h i ế m nói r iên g C c k ế t q u ả n g h i ê n cứu c ủ a c c c n g t r ì n h n y v đ a n g đ ợ c ứ n g d ụ n g v o t r o n g d ự b o n g h ệ p vụ T u y n h i ê n , c h o đ ế n n a y v ẫ n c h a có n g h i ê n c ứ u n o đ a đ ợ c s k h o a h ọ c c h o vi ệc cải t i ế n , c h ỉn h s a v c ậ p n h ậ t c c c ô n g n g h ệ d ự b o khí t ợ n g , t h ủ y v ă n , hải v ă n t r o n g bối c ả n h BĐKH Tính c ấ p t h i ế t c ủ a đ ê tài N g a y / / 0 , Bộ Tài n g u y ê n v Môi t r n g đ ã tô’ c h ứ c t h ô n g b o c c kịch b ả n BĐKH Việt N a m T h e o đ ó, c c tính t o n b ằ n g p h n g p h p t ổ h ợ p (MAGICC/SCEN GEN ) p h n g p h p chi t iế t h ó a t h ố n g k ê v ề s ự t h a y đổi n h i ệ t đ ộ IƯỢng m a , n c b i ể n d â n g t n g ứng với kịch b ả n p h t th ả i t h ấ p ( B l ) , t r u n g b h h (B 2) c a o (A 1F 1) c h o v ù n g khí h ậ u (T ây Bắc, Đ ô n g Bắc, Đ n g b ằ n g Bẳ c Bộ, Bắ c T r u n g Bộ, N a m T r u n g Bộ, T â y N g u y ê n N a m Bộ) có s k h o a h ọ c v đ n g tin c ậ y Tu y n h i ê n đ â y chì t r a n h t ổ n g q u t , b a n đ ầ u m ô t ả kh ả n ă n g BĐKH Việt N a m ; c ầ n đ ượ c h i ệu c h ỉ n h , k iểm n g h i ệ m chi t i ế t h ó a Bộ Tài n g u y ê n Môi t r n g d ự đị n h giao c h o Viện Khoa h ọ c Khí t ợ n g T h ủ y v ă n Môi t r n g t r i ể n kha i d ự án " Xâ y d ự n g m n g lưới t r m g i m s t b i ế n đổi khí h ậ u v n c b i ển d â n g t r ê n t o n lãn h t h ổ Việt N a m " Hiện c ả n c có t r m khí t ưr íng b ề m ặ t , t r m t h u ỷ vă n , 17 t r m khí t ợ n g hái v ă n đ i ể m đ o m a n h â n d â n T r o n g có k h ô n g t r m h o ặ c bị vi p h m h n h la n g kỹ t h u ậ t , h o ặ c k h ô n g c ò n p h ả n n h đ ợ c b i ến đổi t ự n h i ê n c ủ a c c y ế u t ố khí h ậ u , thời t iế t, d ò n g c h ả y Một s ố t r m khí t ợ n g đ ặ t t r o n g c c t h n h p h ố , thị xã bị t c đ ộ n g c ủ a hi ệu ứng đ ả o n h i ệ t , m ộ t s ố t r m t h ủ y v ă n n ằ m hạ lưu c c c ô n g t rìn h t h ủ y lợi - t h ủ y ên bị t c đ ộ n g đ i ều t i ế t h c h ứ a ; k h ô n g đ p ứ n g c c y ê u c ầ u kỹ t h u ậ t c ủ a t r m t h