Thử nghiệm dự báo tầm nhìn cho các sân bay thuộc cụm cảng hàng không miền bắc bằng mô hình WRF luận văn ths khoa học

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN VĂN HỒNG THỬ NGHIỆM DỰ BÁO TẦM NHÌN CHO CÁC SÂN BAY THUỘC CỤM CẢNG HÀNG KHÔNG MIỀN BẮC BẰNG MÔ HÌNH WRF LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Hà Nội, năm 2013 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN VĂN HỒNG THỬ NGHIỆM DỰ BÁO TẦM NHÌN CHO CÁC SÂN BAY THUỘC CỤM CẢNG HÀNG KHÔNG MIỀN BẮC BẰNG MÔ HÌNH WRF Chuyên ngành : Khí tƣợng Khí hậu học Mã số : 60.44.87 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Ngƣời hƣớng dẫn: TS Ngô Đức Thành Hà Nội, năm 2013 MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .8 PHẦN MỞ ĐẦU 10 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DỰ BÁO SƢƠNG MÙ, MÂY THẤP VÀ TẦM NHÌN 13 1.1 Những khái niệm định nghĩa 13 1.2 Tổng quan dự báo sương mù, mây thấp tầm nhìn 14 1.2.1 Kinh nghiệm dự báo giới 14 1.2.2 Kinh nghiệm dự báo nước 19 1.3 Các phương pháp dự báo tầm nhìn từ mô hình số trị 21 1.3.1 Phương pháp dự báo FSI 21 1.3.2 Phương pháp Steolinga Warner (SW99) 22 1.3.3 Phương pháp RUC 22 1.3.4 Phương pháp dự báo FSL 23 1.3.5 Phương pháp kết hợp CVIS 23 1.3.6 Phương pháp RVIS 23 CHƢƠNG 2: MÔ HÌNH WRF VÀ ỨNG DỤNG DỰ BÁO 23 2.1 Giới thiệu mô hình dự báo thời tiết WRF 24 2.2 Cấu trúc chương trình WRF 26 2.3 Các bước chạy mô hình 28 2.4 Cấu hình miền tính, số liệu 29 2.5 Số liệu METAR 32 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ DỰ BÁO VÀ PHÂN TÍCH 34 3.1 Kết dự báo cho sân bay Nội Bài 34 3.1.1 Kết dự báo tầm nhìn cho sân bay Nội Bài 34 3.1.1.1 Đợt 1: ngày 17/12/2010 35 3.1.1.2 Đợt 2: Ngày 19/12/2010 37 3.1.1.3 Đợt 3: Ngày 05/12/2011 39 3.1.2 Kết dự báo trường nhiệt độ nhiệt độ điểm sương sân bay Nội Bài 41 3.2 Kết dự báo cho sân bay Cát Bi 44 3.2.1 Kết dự báo tầm nhìn cho sân bay Cát Bi 44 3.2.1.1 Đợt 1: Ngày 05/12/2011 44 3.2.1.2 Đợt 2: Ngày 28/01/2012 46 3.2.1.3 Đợt 3: Ngày 29/01/2012 48 3.2.2 Kết dự báo trường nhiệt độ nhiệt độ điểm sương cho sân bay Cát Bi 51 3.3 Kết dự báo cho sân bay Vinh 53 3.3.1 Kết dự báo tầm nhìn cho sân bay Vinh 53 3.3.1.1 Đợt 1: Ngày 15/12/2011 53 3.3.1.2 Đợt 2: Ngày 30/12/2011 56 3.3.1.3 Đợt 3: Ngày 29/01/2012 57 3.3.2 Kết dự báo trường nhiệt độ nhiệt độ điểm sương cho sân bay Vinh 60 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 PHỤ LỤC 72 DANH MỤC BẢNG BIỂU Số hiệu bảng Tên bảng Trang Bảng 2.1 Cấu hình miền tính sân bay Nội Bài 29 Bảng 2.2 Cấu hình miền tính sân bay Cát Bi 30 Bảng 2.3 Cấu hình miền tính sân bay Vinh 31 Bảng 2.4 Ví dụ tin báo cáo thời tiết sân bay Nội Bài, Cát 33 Bi, Vinh Bảng 3.1 Tóm tắt kết dự báo tầm nhìn sân bay 42 Nội Bài Bảng 3.2 Tóm tắt kết dự báo tầm nhìn sân bay 52 Cát Bi Bảng 3.3 Tóm tắt kết dự báo tầm nhìn sân bay Vinh 62 DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Số hiệu Tên hình vẽ Trang Dự báo sương mù, mây thấp giá trị tầm nhìn quan 14 hình vẽ Hình 1.1 Khí tượng Anh mô hình SSFM Hình 1.2 Kết dự báo tầm nhìn hạn 6h mô hình HIRLAM 15 số liệu tầm nhìn quan trắc lúc 6Z ngày 19/2/2003 Hình 1.3 Dự báo sương mù tầm nhìn mô hình WRF cho sân 18 bay INCHON - Hàn Quốc Hình 2.1 Cấu trúc chương trình WRF 27 Hình 2.2 Miền tính cho sân bay Nội Bài 29 Hình 2.3 Miền tính cho sân bay Cát Bi 30 Hình 2.4 Miền tính cho sân bay Vinh 31 Hình 3.1 Bản đồ hình Synop lúc 00Z ngày 18/12/2010 36 Hình 3.2 Giản đồ cao không T-Skew lúc 00Z ngày 18/12/2010 36 Hình 3.3 Đồ thị dự báo tầm nhìn cho sân bay Nội Bài ngày 36 17/12/2010 với hạn dự báo 24h cho miền tính 27km, 09km, 03km 01km Thời điểm bắt đầu dự báo 18Z Hình 3.4 Bản đồ hình Synop lúc 00Z ngày 20/12/2010 37 Hình 3.5 Giản đồ cao không T-Skew lúc 00Z ngày 20/12/2010 37 Hình 3.6 Đồ thị dự báo tầm nhìn cho sân bay Nội Bài ngày 38 19/12/2010 với hạn dự báo 24h cho miền tính 27km, 09km, 03km 01km Thời điểm bắt đầu dự báo 18Z Hình 3.7 Bản đồ hình Synop lúc 00Z ngày 06/12/2011 39 Hình 3.8 Giản đồ cao không T-Skew lúc 00Z ngày 06/12/2011 39 Hình 3.9 Đồ thị dự báo tầm nhìn cho sân bay Nội Bài ngày 40 05/12/2011 với hạn dự báo 24h cho miền tính 27km, 09km, 03km 01km Thời điểm bắt đầu dự báo 18Z Hình 3.10 Kết dự báo trường nhiệt độ, nhiệt độ điểm sương 44 ngày 17/12/2010, 19/12/2010 ngày 05/12/2011 cho sân bay Nội Bài Hình 3.11 Bản đồ Synop lúc 00Z ngày 06/12/2011 45 Hình 3.12 Đồ thị dự báo tầm nhìn cho sân bay Cát Bi ngày 05/12/2011 46 với hạn dự báo 24h cho miền tính 27km, 09km, 03km 01km Thời điểm bắt đầu dự báo 18Z Hình 3.13 Bản đồ Synop lúc 00Z ngày 29/01/2012 47 Hình 3.14 Đồ thị dự báo tầm nhìn cho sân bay Cát Bi ngày 28/01/2012 48 với hạn dự báo 24h cho miền tính 27km, 09km, 03km 01km Thời điểm bắt đầu dự báo 18Z Hình 3.15 Bản đồ Synop lúc 00Z ngày 30/01/2012 49 Hình 3.16 Đồ thị dự báo tầm nhìn cho sân bay Cát Bi ngày 29/01/2012 50 với hạn dự báo 24h cho miền tính 27km, 09km, 03km 01km Thời điểm bắt đầu dự báo 18Z Hình 3.17 Kết dự báo trường nhiệt độ, nhiệt độ điểm sương ngày 53 05/12/2011, 28/01/2012 ngày 29/01/2012 cho sân bay Cát Bi Hình 3.18 Bản đồ Synop lúc 00Z ngày 16/12/2011 55 Hình 3.19 Đồ thị dự báo tầm nhìn cho sân bay Vinh ngày 15/12/2011 55 với hạn dự báo 24h cho miền tính 27km, 09km, 03km 01km Thời điểm bắt đầu dự báo 18Z Hình 3.20 Bản đồ Synop lúc 00Z ngày 31/12/2011 57 Hình 3.21 Đồ thị dự báo tầm nhìn cho sân bay Vinh ngày 30/12/2011 58 với hạn dự báo 24h cho miền tính 27km, 09km, 03km 01km Thời điểm bắt đầu dự báo 18Z Hình 3.22 Bản đồ Synop lúc 00Z ngày 29/01/2012 59 Hình 3.23 Đồ thị dự báo tầm nhìn cho sân bay Vinh ngày 28/01/2012 60 với hạn dự báo 24h cho miền tính 27km, 09km, 03km 01km Thời điểm bắt đầu dự báo 18Z Hình 3.24 Kết quả dự báo trường nhiệt độ, nhiệt độ điểm sương ngày 05/12/2011, 28/01/2012 ngày 29/01/2012 63 H-PL1 Bản đồ dự báo khí áp mực biển lúc 00Z ngày 18/12/2010 73 H-PL2 Bản đồ dự báo khí áp mực biển lúc 00Z ngày 20/12/2010 73 H-PL3 Bản đồ dự báo khí áp mực biển lúc 00Z ngày 16/12/2011 73 H-PL4 Bản đồ dự báo khí áp mực biển lúc 00Z ngày 06/12/2011 73 H-PL5 Bản đồ dự báo khí áp mực biển lúc 00Z ngày 30/01/2012 74 H-PL6 Bản đồ dự báo khí áp mực biển lúc 00Z ngày 31/01/2012 74 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ALADIN (Spectral limited area numerical weather prediction model): Dự báo thời tiết phương pháp số cho khu vực giới hạn AWOS (Automatic Weather Observation System): Hệ thống quan trắc thời tiết tự động CW (Cloud water): Lượng nước mây COST (European Cooperation in Science and Technology): Hợp tác khoa học kỹ thuật quốc gia Châu Âu DMI (Danish Meteorological Institute): Viện khí tượng Đan Mạch ECMWF (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts): Trung tâm dự báo thời tiết hạn vừa Châu Âu FMI (Filand Meteorological Institute): Viện khí tượng Phần Lan FSI (Foggy Stability Index): Chỉ số dự báo sương mù FSL (Forecast System Laboratory): Dự báo tầm nhìn phương pháp FSL GDAS (Global Data Assimilation System): Hệ thống đồng hóa liệu toàn cầu GME (Global Model of the DWD): Mô hình dự báo toàn cầu Đức GFS (Global Forecast System): Hệ thống dự báo thời tiết toàn cầu HIRLAM (High Resolution Limited Area Model): Mô hình khu vực hạn chế có độ phân giải cao HRM (High Resolution regional Model): Mô hình khu vực có độ phân giải cao INM (Instituto Nacional de Meteorología): Viện khí tượng quốc gia Tây Ban Nha LM (Local Model): Mô hình dự báo địa phương MM5 (Mesoscale Model version 5): Mô hình quy mô vừa phiên thứ MOS (Model Output Statistics): Thống kê sau mô hình METAR (Meteorological Aerodrome Report): Bản tin báo cáo thời tiết sân bay 30 phút tiếng/lần NWP (Numerical Weather Prediction): Dự báo thời tiết phương pháp số trị NCAR (National Center for Atmospheric Research): Trung tâm nghiên cứu khí Hoa Kỳ NCEP (National Centers for Environmental Prediction): Trung tâm dự báo môi trường quốc gia Hoa Kỳ NCL: (NCAR Command Language): Ngôn ngữ lập trình dòng lệnh NCAR NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration): Cơ quan khí đại dương Hoa Kỳ RUC (Rapid Update Cycle): Dự báo tầm nhìn phương pháp RUC RAMS (Regional Atmospheric Modeling System): Hệ thống mô hình khí khu vực WRF (Weather Research and Forecast): Mô hình nghiên cứu dự báo thời tiết PHẦN MỞ ĐẦU Việt Nam nằm miền nhiệt đới gió mùa, vành đai nhiệt đới Bắc bán cầu thuộc khu vực Đông Nam Á, khu vực giao hai dạng khí hậu: khí hậu lục địa khí hậu biển nhiệt đới với độ ẩm cao Trong năm cuối kỷ 20, đầu kỷ 21, biến đổi thời tiết khí hậu toàn cầu dường làm gia tăng tượng thiên tai nguy hiểm Cũng nước khác giới, năm gần Việt Nam liên tiếp xảy thảm hoạ thiên tai gây nhiều tổn thất sinh mạng, thiệt hại nặng nề tài sản, ảnh hưởng nhiều tới đời sống người, kinh tế xã hội có ảnh hưởng xấu đến môi trường Trong năm qua, công tác (hay dịch vụ) Khí tượng Thuỷ văn Ngành Khí tượng Thuỷ văn cung cấp cho nhiều đối tượng sử dụng thuộc ngành kinh tế - xã hội, an ninh quốc phòng đại chúng, rộng rãi quan trọng thông tin dự báo khí tượng thuỷ văn Ý nghĩa kinh tế xã hội chúng vô to lớn, trước hết dự báo phục vụ công cộng để phòng tránh thiên tai bão, lũ lụt, mưa lớn, hạn hán, rét đậm, rét hại, tố lốc; Sau dự báo khí tượng thuỷ văn phục vụ hoạt động chuyên ngành sản xuất phát triển ngành kinh tế quốc dân nông nghiệp, giao thông đường thuỷ, đường bộ, đường hàng không, công nghiệp, an ninh quốc phòng, văn hoá du lịch, v.v Bên cạnh thiên tai hữu nêu trên, tượng khác mù, sương mù, mây thấp tượng thời tiết nguy hiểm gây giảm tầm nhìn, ảnh hưởng không nhỏ tới đời sống xã hội, giao thông đường bộ, đường thủy, đặc biệt đường hàng không Hàng năm, hoạt động bay sân bay thuộc Cụm cảng Hàng không miền Bắc thường xuyên chịu ảnh hưởng mù, sương mù, mây thấp gây giảm tầm nhìn, nhiều chuyến bay phải hủy chuyến, đổi lịch trình, không hạ cánh phải sân bay dự bị, ảnh hưởng lớn tới hiệu kinh tế gây uy hiếp đến an toàn bay Khí tượng Hàng không phận tách rời ngành Khí tượng, việc áp dụng kiến thức Khí tượng, kiến thức nhiều ngành tự nhiên khác, dự báo viên Khí tượng Hàng không cố gắng tìm quy luật, hệ thời tiết để từ dự báo, cảnh báo yếu tố khí tượng như: Tầm nhìn ngang, tầm nhìn đường cất hạ cánh, tượng thời tiết gây giảm tầm nhìn, trần mây, độ cao chân mây, gió mặt đất, gió cao, nhiệt độ mặt đất, nhiệt độ Hình 3.21 Đồ thị dự báo tầm nhìn cho sân bay Vinh ngày 30/12/2011 với hạn dự báo 24h cho miền tính 27km, 09km, 03km 01km Thời điểm bắt đầu dự báo 18Z Trên hình 3.21 giá trị tầm nhìn quan trắc từ hạn dự báo 0h đến 4h từ 16 đến 24h thực hệ thống quan trắc tự động AWOS; giá trị tầm nhìn từ hạn dự báo 4h đến 16h thực quan trắc viên Từ đồ thị hình 3.21 ta thấy miền tính D2, D3, ba phương pháp FSIH, FSIA RUC dự báo tốt xu biến đổi tầm nhìn cho sân bay Vinh ngày 31 tháng 12 năm 2011 Đặc biệt, giá trị tầm nhìn phương pháp tương đối xác với giá trị tầm nhìn đươc thực hệ thống quan trắc tự động cao giá trị tầm nhìn quan trắc mắt Còn hai miền tính D1 D4 cho kết dự báo xu hướng giá trị Trên miền tính D2, D3, giá trị tầm nhìn dự báo phương pháp FSIA phương pháp RUC gần đồng tiến gần tới giá trị tầm nhìn quan trắc Giá trị tầm nhìn dự báo phương pháp FSIH cao giá trị tầm nhìn quan trắc 3.3.1.3 Đợt 3: Ngày 29/01/2012 Tương tự đợt đợt 2, để thử nghiệm dự báo tầm nhìn mù, sương mù sân bay Vinh ngày 30 tháng 01 năm 2012, tác giả chọn thời điểm bắt đầu dự báo 18Z ngày 29 tháng 01 năm 2012 hạn dự báo 24h Trên đồ Synop (hình 3.22) lúc 00Z ngày 30 tháng 01 năm 2012, hệ thống cao lạnh lục địa lệch đông chi phối hệ thống thời tiết tỉnh Bắc Trung Bộ nói chung sân bay Vinh nói riêng, nguyên nhân gây nên sương mù làm giảm tầm nhìn sân bay Vinh ngày 30 tháng 01 năm 2012 Hình 3.22 Bản đồ Synop lúc 00Z ngày 29/01/2012 Và kết dự báo tầm nhìn cho sân bay Vinh ngày 30/01/2012 dựa ba phương pháp FSIH, FSIA RUC Hình 3.23 Đồ thị dự báo tầm nhìn cho sân bay Vinh ngày 28/01/2012 với hạn dự báo 24h cho miền tính 27km, 09km, 03km 01km Thời điểm bắt đầu dự báo 18Z Trên đồ thị tầm nhìn 3.23, giá trị tầm nhìn quan trắc hạn từ 0h đến 4h từ 19h đến 24h bị thiếu thời gian hoạt động bay nằm thời gian quy định báo cáo Cũng đồ thị tầm nhìn 3.23 ta thấy, giá trị tầm nhìn dự báo miền tính D1, D2, D3, D4 dựa phương pháp FSIH, FSIA RUC cao giá trị tầm nhìn quan trắc Tuy nhiên miền tính D4, phương pháp FSIH, FSIA RUC dự báo xu tầm nhìn giá trị dự báo cao giá trị tầm nhìn quan trắc; miền tính D2 D3, giá trị tầm nhìn dự báo phương pháp dự báo FSIH, FSIA RUC tiến sát với thực tế xu lại hạn chế miền tính D4 Còn miền tính D1, phương pháp dự báo không cho kết dự báo tầm nhìn mong muốn Bảng 3.3 Tóm tắt kết dự báo tầm nhìn sân bay Vinh Các đợt dự Phƣơng pháp FSIH Phƣơng pháp FSIA Phƣơng pháp RUC báo - Dự báo tốt xu tầm nhìn - Dự báo tốt xu tầm nhìn giá trị miền D2 D3, đặc biệt tốt so sánh với giá trị tầm nhìn thực đo hệ thống quan trắc tự động AWOS 15/12/2011 - Trên miền D1, giá trị tầm nhìn tốt với giá trị tầm nhìn quan trắc tự động (từ hạn 0h - 4h từ 16h đến 24h), cao giá trị quan trắc mắt (từ hạn 4h - 16h) - Trên miền D4, giá - Trên miền D4, giá - Trên miền D4, giá trị tầm nhìn dự báo trị tầm nhìn dự báo trị tầm nhìn dự báo 30/12/2011 RUC tốt - Trên miền tính D2, - Trên miền tính D2, - Trên miền tính D2, D3, dự báo xu D3, dự báo xu D3, dự báo xu tầm nhìn tầm nhìn Giá trị tầm nhìn Giá trị tầm nhìn tiến sát với tầm nhìn dự báo tiến giá trị tầm nhìn quan sát với giá trị tầm trắc FSIH đặc nhìn quan trắc biệt tốt so sánh đặc biệt tốt so với giá trị tầm nhìn sánh với giá trị tầm quan trắc hệ nhìn quan trắc thống AWOS hệ thống AWOS - Trên miền tính D1, D4, chất lượng dự báo không cao xu hướng giá trị - Cao giá trị tầm nhìn quan trắc thực tế - Miền D4, dự báo xu tầm nhìn 28/01/2012 - D2, D3, giá trị tầm nhìn tiến sát với thực tế - D1 cho kết tầm nhìn hạn chế 3.3.2 Kết dự báo trƣờng nhiệt độ nhiệt độ điểm sƣơng cho sân bay Vinh Kết thử nghiệm dự báo trường nhiệt độ nhiệt độ điểm sương cho sân bay Vinh tiến hành thực ba đợt có sương mù điển hình (trong ngày 15/12/2011; ngày 30/12/2011 ngày 28/01/2012) Dưới (hình 3.24) kết chi tiết trường hợp cụ thể (a) (b) (c) (d) (e) (f) Hình 3.24 Kết dự báo trƣờng nhiệt độ (a; c; e) nhiệt độ điểm sƣơng (b: d; f) tƣơng ứng với ngày 05/12/2011; ngày 28/01/2012 ngày 29/01/2012 Tương tự kết dự báo cho khu vực sân bay Hà Nội Cát Bi, kết dự báo trường nhiệt độ nhiệt độ điểm sương cho khu vực sân bay Vinh thể hình 3.24 cho thấy, đối chiếu với giá trị quan trắc, nhìn chung mô hình dự báo tốt kết trường nhiệt độ nhiệt độ điểm sương tất miền tính So sánh miền tính với nhau, mô hình thể rõ nét chất lượng dự báo (về giá trị) thể tốt miền tính D4 Các miền lại nắm bắt tốt xu Trong đợt ngày 30 tháng 12 năm 2011, kết dự báo trường nhiệt độ miền tính D1, D2 D3 cho kết thiên thấp khoảng dự báo từ 0h - 6h 18h - 24h, lại cho thiên cao Trong đó, kết dự báo trường nhiệt độ điểm sương nhìn chung cho kết thiên thấp KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Từ thử nghiệm với lựa chọn vật lý mô hình WRF, với việc áp dụng ba phương pháp FSIH, FSIA RUC kết hợp với số liệu quan trắc tầm nhìn lấy từ số liệu METAR (số liệu báo cáo thời tiết sân bay) lưu trữ lâu dài server Phòng khí tượng - Trung tâm Hiệp đồng Điều hành bay - Sân bay Gia lâm, số liệu METAR sân bay Nội Bài phát liên tục 24h/24h với tần suất 30phút/lần; sân bay Cát Bi sân bay Vinh phát liên tục từ 22Z (5 Việt Nam) hết hoạt động bay buổi tối, luận văn tiến hành thử nghiệm dự báo đợt tầm nhìn cho sân bay Nội Bài, sân bay Cát Bi sân bay Vinh, sở bước đầu rút số nhận xét sau: Sử dụng mô hình số nói chung mô hình WRF nói riêng để dự báo tầm nhìn cho sân bay hướng tiếp cận có ý nghĩa thực tiễn cao nghiệp vụ dự báo thời tiết hàng không Việt Nam Mô hình WRF có khả dự báo tầm nhìn cho sân bay thuộc cụm cảng Hàng không miền Bắc Việt Nam Cả ba phương pháp FSIH, FSIA RUC cho kết dự báo tốt xu hướng tầm nhìn với thời hạn dự báo 24h cho sân bay Nội Bài, Cát Bi Vinh kết cao so với giá trị quan trắc - Tại sân bay Nội Bài: phương pháp RUC cho kết giá trị tầm nhìn tốt phương pháp FSIA, sau FSIH Khi sử dụng miền tính D2 D3, kết mô giá trị tầm nhìn hai phương pháp tiến tới sát thực với giá trị quan trắc phương pháp RUC cho kết khả quan hai phương pháp lại Tuy nhiên, tiếp tục sử dụng miền tính D4, kết cho thấy xu nắm bắt cách sát thực sai số định - Tại sân bay Cát Bi: Phương pháp RUC cho kết dự báo giá trị tầm nhìn tốt sau FSIA FSIH Khi sử dụng miền tính D2, D3, kết dự báo xu hai phương pháp không mang lại kết khả quan sử dụng miền tính D1 lại cho kết tiến sát với giá trị tầm nhìn quan trắc thực tế - Tại sân bay Vinh: Phương pháp FSIH FSIA RUC dự báo xu hướng tầm nhìn Tuy nhiên phương pháp RUC cho kết dự báo tầm nhìn tốt nhất, sau phương pháp FSIA FSIH Sử dụng miền tính D2, D3, kết dự báo xu hai phương pháp mang lại kết khả quan sử dụng miền tính D1 tốt so sánh với giá trị tầm nhìn quan trắc hệ thống quan trắc tự động AWOS Tuy nhiên, sử dụng miền tính D4 kết dự RUC tốt nhất, sau FSIA FSIH Trong ba phương pháp trên, phương pháp RUC cho kết ổn định xác nhất, sau FSIA cuối FSIH Cả ba phương pháp FSIH, FSIA RUC có độ nhạy lớn ngưỡng giá trị tầm nhìn từ 4km trở lên Giá trị tầm nhìn dự báo ba phương pháp FSIH, FSIA RUC phụ thuộc vào độ ẩm gần bề mặt, đó, phương pháp dự báo tầm nhìn không áp dụng để dự báo tầm nhìn cho trường hợp khói mù khô Kiến nghị Từ kết khảo sát trình bày phần trên, tác giả xin đề xuất kiến nghị số nội dung sau: Vào tháng cuối mùa đông, sân bay thuộc Cụm cảng Hàng không miền Bắc đặc biệt sân bay Nội Bài thường xuyên chịu ảnh hưởng sương mù mưa phùn, tầm nhìn thường giảm xuống 1km, sân bay có tần suất bay lớn, sương mù mưa phùn làm giảm tầm nhìn ảnh hưởng lớn đến hiệu kinh tế gây uy hiếp đến an toàn bay Mặc dù sử dụng mô hình WRF để dự báo giá trị tầm nhìn cho sân bay thuộc Cụm cảng Hàng không miền Bắc nói chung, sân bay Nội Bài nói riêng hạn chế việc dự báo xu biến đổi tầm nhìn sân bay đặc biệt sân bay Nội Bài việc có ý nghĩa nghiệp vụ dự báo khí tượng Hàng không, góp phần nâng cao hiệu kinh tế an toàn bay Khi sử dụng mô hình WRF để dự báo tầm nhìn cho sân bay thuộc Cụm cảng Hàng không miền Bắc phương pháp FSIH, FSIA RUC, sử dụng miền tính D4 cho sân bay Nội Bài Vinh Miền tính không thực đem lại hiệu cho sân bay Cát Bi nên cần xét đến miền tính D2 D3 để giảm thiểu thời gian tính toán Mô hình WRF không dự báo trực tiếp biến tầm nhìn mà tính toán từ biến nhiệt độ, nhiệt độ điểm sương, gió mực 850mb, vv số liệu đầu mô hình Trong luận văn mình, giá trị tầm nhìn thử nghiệm dự báo cho sân bay Nội Bài, Cát Bi, Vinh tính thông qua công thức RUC, FSIA, FSIH, công thức thực nghiệm áp dụng dự báo mù, sương mù Mỹ, Hungary Sau thử nghiệm dự báo tầm nhìn cho đợt có sương mù, mù gây giảm tầm nhìn cho ba sân bay Nội Bài, Cát Bi, Vinh, để đánh giá mức độ ảnh hưởng điều kiện biên, tham số vật lý mô hình, tác giả kiểm nghiệm chất lượng dự báo yếu tố, khí áp, nhiệt độ, nhiệt độ điểm sương với số liệu quan trắc thực tế bước đầu cho thấy mô hình WRF cho kết tốt đặc biệt tốt miền D4 miền tính D1, D2, D3 nhiều hạn chế định Do đó, để cải thiện nâng cao chất lượng dự báo tầm nhìn cho sân bay Nội Bài, Cát Bi, Vinh thuộc Cụm cảng Hàng không miền Bắc nói riêng hay cho sân bay nước ta nói chung, cần phải khảo sát tỷ mỉ, kỹ lưỡng hơn, tìm công thức phù hợp, để dự báo xác tầm cho sân bay toàn quốc cần thiết đòi hỏi phải nghiên cứu tỷ mỉ, lâu dài Đây nhiệm vụ tác giả xin tiếp tục nghiên cứu thời gian tới TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: 1, Hoàng Đức Cường cộng (2012), Nghiên cứu ứng dụng sơ đồ đồng hóa số liệu 3DVAR cho mô hình WRF nhằm dự báo quỹ đạo bão Biển Đông, NXB KHKT 2, Kiều Thị Xin cộng (2002), Nghiên cứu áp dụng mô hình số trị khu vực cho mục đích dự báo chuyển động bão vùng biển Việt Nam, Báo cáo Đề tài Khoa học Công nghệ Độc lập cấp Nhà nước, ĐTĐL-2002/02 3, Phan Văn Tân (1989), Khả dự báo mù sương mù phương pháp hồi quy có lọc, đề tài cấp nhà nước 42A- 05-02, tr 139 -179 4, Phan Văn Tân (1989), phương pháp xác suất dự báo khả xuất sương mù, đề tài cấp nhà nước 42A- 05-02, tr 180 -194 5, Phan Văn Tân (1989), Đặc điểm chế độ mù, sương mù số sân bay, đề tài cấp nhà nước 42A- 05-02, tr - 72 6, Phan Văn Tân (1992), Nghiên cứu phương pháp dự báo tầm nhìn xa nhỏ sương mù khu vực sân bay Nội Bài, đề tài cở sở, ĐHTH HN 7, Phan Văn Tân (1994), Đặc điểm chế độ phương pháp thống kê vật lý dự báo sương mù khu vực biển ven bờ khu vực Vịnh Bắc Bộ, luận án phó tiến sỹ, ĐHTH HN 8, Phan Văn Tân cộng (2009), “Thử nghiệm ứng dụng hệ thống WRFVAR kết hợp với sơ đồ ban đầu hóa xoáy vào dự báo quĩ đạo bão Biển Đông, Tạp chí KTTV, Hà Nội, 7(583), tr 1−9 9, Trần Tân Tiến (1989), Phương pháp dự báo xuất tan mù, sương mù, đề tài cấp nhà nước 42A- 05-02 10, Trần Tân Tiến (1989), Mô hình dự báo mù sương mù xạ - bình lưu, đề tài cấp nhà nước 42A- 05-02 Tiếng Anh: 11, Atger and Bergot (2005), Inter-compar ison of low visibility prediction methods, in “Short-range Forecasting Methods of Fog, Visibility and Low Clouds Phase I Report”, eds by Jacobs, Nietosvaara, Michaelides, Gmoser; EU Publications Office, 205 pp 12, Atger and Farges (2005), Operational low visibility statistical prediction, in “Short-range Forecasting Methods of Fog, Visibility and Low Clouds - Phase I Report”, eds by Jacobs, Nietosvaara, Michaelides, Gmoser; EU Publications Office, 205 pp 13, Bendix, Bott, Trautmann and Jacobs (2005), Forecasting methods for fog and low clouds in Germany, in “Short-range Forecasting Methods of Fog, Visibility and Low Clouds - Phase I Report”, eds by Jacobs, Nietosvaara, Michaelides, Gmoser; EU Publications Office, 205 pp 14, Bergeås (2005), Activities in Sweden concerning forecasting fog and low cloud, in “Short-range Forecasting Methods of Fog, Visibility and Low Clouds - Phase I Report”, eds by Jacobs, Nietosvaara, Michaelides, Gmoser; EU Publications Office, 205 pp 15, Bergot and Atger (2005), Fog and low clouds prediction at Météo-France, in “Short-range Forecasting Methods of Fog, Visibility and Low Clouds - Phase I Report”, eds by Jacobs, Nietosvaara, Michaelides, Gmoser; EU Publications Office, 205 pp 16, Bergot, Carrer and Noilhan (2005), Fog and low-clouds forecasting at Paris-Roissy airport with 1D models, in “Short-range Forecasting Methods of Fog, Visibility and Low Clouds - Phase I Report”, eds by Jacobs, Nietosvaara, Michaelides, Gmoser; EU Publications Office, 205 pp 17, Cano and Terradellas (2005), Short-term forecasting methods of fog, visibility and low clouds in Spain, in “Short-range Forecasting Methods of Fog, Visibility and Low Clouds - Phase I Report”, eds by Jacobs, Nietosvaara, Michaelides, Gmoser; EU Publications Office, 205 pp 18, Golding (2005), Met Office forecasting methods for fog and low cloud, in “Short-range Forecasting Methods of Fog, Visibility and Low Clouds - Phase I Report”, eds by Jacobs, Nietosvaara, Michaelides, Gmoser; EU Publications Office, 205 pp 19, Golding (2005), Review of state of the art of prediction methods for fog and low cloud, in “Short-range Forecasting Methods of Fog, Visibility and Low Clouds Phase I Report”, eds by Jacobs, Nietosvaara, Michaelides, Gmoser; EU Publications Office, 205 pp 20 Han Bang, Woo Lee and You Hong (2008), Predictability Experiments of Fog and Visibility in Local Airports over Korea using the WRF Model, Journal of Korean Society for Atmospheric Environment, Vol 24, No E2, 92 - 101 21, Haiden, Kann, Seidl and Lichtenauer (2005), NWP model forecasts of low stratus: existing problems and some experiments, in “Short-range Forecasting Methods of Fog, Visibility and Low Clouds - Phase I Report”, eds by Jacobs, Nietosvaara, Michaelides, Gmoser; EU Publications Office, 205 pp 22, 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, pp 23, Jacobs (2005), Chairman of COST Action 722 and Vesa Nietosvaara – Vice - Chairman of COST Action 722, in “Short-range Forecasting Methods of Fog, Visibility and Low Clouds - Phase I Report”, eds by Jacobs, Nietosvaara, Michaelides, Gmoser; EU Publications Office, 205 pp 24, Jerczynski (2005), Current Status Of Short-Term Fog and, Visibility Forecast at IMWM, Poland, in “Short-range Forecasting Methods of Fog, Visibility and Low Clouds - Phase I Report”, eds by Jacobs, Nietosvaara, Michaelides, Gmoser; EU Publications Office, 205 pp 25, Klemp (2006), Convection-resolving forecasting with the WRF model, National Center for Atmospheric Research, Boulder, Colorado, 21pp 26, Larry (1998), AFWA/TN—98/002, Meteorological Techniques, Air Force Agency, 242 pp 27, Nietosvaara (2005), Existing forecast methods at Finnish Meteorological Institute, in “Short-range Forecasting Methods of Fog, Visibility and Low Clouds Phase I Report”, eds by Jacobs, Nietosvaara, Michaelides, Gmoser; EU Publications Office, 205 pp 28, Pang, Liu, Li and Niu (2010), Simulation of regional fog event with WRF in North China and evaluation of visibility equations, 5th International conference on fog, Minster, Germany, pp 29, Petersen and Nielsen (2005), Diagnosis of visibility in DMI - HIRLAM, in “Short-range Forecasting Methods of Fog, Visibility and Low Clouds - Phase I Report”, eds by Jacobs, Nietosvaara, Michaelides, Gmoser; EU Publications Office, 205 pp 30, Petersen, and Nielsen (2005), Prediction of visibility at the Danish Meteorological Institute, in “Short-range Forecasting Methods of Fog, Visibility and Low Clouds - Phase I Report”, eds by Jacobs, Nietosvaara, Michaelides, Gmoser; EU Publications Office, 205 pp 31, Secretariat of the World Meteorological Organization (2005), a User’ hand book to codes - aerodrome reports and forecasts, Fourth edition, 61 pp 32, Shaw, Spencer, Carpenter, and Barrere (2008), Implement of the WRF Model for the Dubai international airport aviation weather decision support system, 13th Conference on Aviation, New Orleans, American, 11 pp 33, Terradellas and Cano (2005), Implementation of the HIRLAM-1D model for local forecasts at Madrid airport, in “Short-range Forecasting Methods of Fog, Visibility and Low Clouds - Phase I Report”, eds by Jacobs, Nietosvaara, Michaelides, Gmoser; EU Publications Office, 205 pp 34, Vesa (2005), Existing forecast methods at Finnish Meteorological Institute, in “Short-range Forecasting Methods of Fog, Visibility and Low Clouds - Phase I Report”, eds by Jacobs, Nietosvaara, Michaelides, Gmoser; EU Publications Office, 205 pp 35, Wantuch (2005), Visibility And Fog Forecasting Based On Decision Tree Method, in “Short-range Forecasting Methods of Fog, Visibility and Low Clouds Phase I Report”, eds by Jacobs, Nietosvaara, Michaelides, Gmoser; EU Publications Office, 205 pp 36, Zhou, Dimego and Gultepe (2010), Forecast of Low Visibility and Fog From NCEP– Current Status and Efforts, 5th International conference on fog, Minster, Germany, pp PHỤ LỤC BẢN ĐỒ DỰ BÁO KHÍ ÁP MỰC BIỂN H-PL1: Bản đồ dự báo khí áp lúc 00Z H-PL2: Bản đồ dự báo khí áp lúc 00Z ngày 18/12/2010 ngày 20/12/2010 H-PL3: Bản đồ dự báo khí áp lúc 00Z H- PL4: Bản đồ dự báo khí áp lúc 00Z ngày 16/12/2011 ngày 06/12/2011 PHỤ LỤC BẢN ĐỒ DỰ BÁO KHÍ ÁP MỰC BIỂN H- PL5: Bản đồ dự báo khí áp lúc 00Z H - PL6: Bản đồ dự báo khí áp lúc 00Z ngày 30/01/2012 ngày 31/01/2012 [...]... để dự báo sương mù và tầm nhìn đã cho kết quả khả quan Ngày 21/2/2007 Ngày 4/5/2007 Hình 1.3 Dự báo sƣơng mù và tầm nhìn bằng mô hình WRF cho sân bay INCHON –Hàn Quốc (Nguồn: Han Bang và CS, 2008) Trên hình 1.3 là kết quả dự báo sương mù và tầm nhìn cho sân bay InChon - Hàn Quốc trong 2 ngày 21/02/2007 và 04/05/2007 bằng mô hình WRF Số liệu đầu ra từ mô hình WRF được xử lý bằng phương pháp CVIS và. .. cứu, các nhà khoa học ứng dụng cũng như cải tiến phát triển một cách khá thành công phục vụ các mục đích nghiên cứu cũng như nghiệp vụ dự báo Khí tượng Thủy văn, trong đó có thể kể đến như Khoa Khí tượng Thủy văn và Hải dương học, Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội; các đơn vị thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trường (gồm Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường; Trung tâm Dự báo Khí tượng. .. dự báo giá trị tầm nhìn, và nội suy số liệu tầm nhìn về điểm trạm 2.4 Cấu hình miền tính, số liệu Với mục đích thử nghiệm dự báo tầm nhìn do mù, sương mù và mưa phùn gây ra cho các sân bay thuộc Cụm cảng Hàng không miền Bắc thường xuyên bị ảnh hưởng bởi mù, sương mù, mưa phùn nên mô hình được cấu hình 4 lưới lồng với phạm vi các miền như sau: a, Sân bay Nội Bài Tọa độ tham chiếu sân bay Nội Bài: 21°13'16"N... lượng dự báo trong hạn dự báo 24 tiếng - Xem xét vai trò của độ phân giải mô hình đến chất lượng của dự báo - Đánh giá kết quả của ba phương pháp dự báo tương ứng với 3 sân bay Nội Bài, Cát Bi, Vinh 3.1 Kết quả dự báo cho sân bay Nội Bài 3.1.1 Kết quả dự báo tầm nhìn cho sân bay Nội Bài Kết quả thử nghiệm dự báo tầm nhìn cho sân bay Nội Bài được tiến hành thực hiện trong ba đợt có sương mù điển hình. .. Chương 2: Mô hình WRF và ứng dụng dự báo tầm nhìn cho các sân bay Cụm cảng Hàng không miền Bắc Chương 3: Kết quả thử nghiệm dự báo tầm nhìn bằng mô hình WRF Kết luận, kiến nghị Tài liệu tham khảo CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DỰ BÁO SƢƠNG MÙ, MÂY THẤP VÀ TẦM NHÌN Mù, sương mù, mây thấp, mưa nhỏ, mưa phùn, v.v là những hiện tượng thời tiết nguy hiểm làm giảm tầm nhìn, ảnh hưởng không nhỏ tới hoạt động kinh tế xã... tiến trong các mô hình cũng khác nhau Và như đã đề cập trong chương 1, với mục tiêu thử nghiệm dự báo tầm nhìn cho 3 sân bay Nội Bài, Cát Bi, Vinh, luận văn đã nghiên cứu và sử dụng mô hình WRF Dưới đây là những nét chính sơ lược về lịch sử phát triển, các lựa chọn vật lý, miền tính, v.v của mô hình được sử dụng cho mục tiêu của bài toán 2.1 Giới thiệu mô hình dự báo thời tiết WRF Mô hình WRF (Weather... tầm nhìn cho các sân bay Cụm cảng Hàng không miền Bắc bằng mô hình WRF Đây là một phương pháp đã được nhiều quốc gia trên thế giới áp dụng và thu được những kết quả khả quan, tuy nhiên đây lại là phương pháp dự báo tầm nhìn hoàn toàn mới chưa áp dụng tại Việt Nam Nội dung của luận văn gồm có: Phần mở đầu Chương 1: Tổng quan về dự báo sương mù, mây thấp và tầm nhìn Chương 2: Mô hình WRF và ứng dụng dự. .. hạn dự báo 180 giờ (7,5 ngày), 4 lần/ngày được cập nhật trực tuyến tại địa chỉ http://passageweather.com/ Thông qua trang web đó, ta có thể nhận được số liệu dự báo tầm nhìn cho các sân bay thuộc Cụm cảng Hàng không miền Bắc của Việt Nam tương đối đầy đủ Tuy nhiên, do mới theo dõi nên việc đánh giá độ chính xác số liệu dự báo tầm nhìn cho khu vực trên, cũng như các sân bay thuộc Cụm cảng Hàng không miền. .. tầm nhìn thường xuất hiện vào buổi sáng sớm nên thời điểm ban đầu của các đợt dự báo được tác giả chọn là 18Z với hạn dự báo 24h, đây là hạn dự báo dài trong nghiệp vụ dự báo Khí tượng Hàng không Trong khuôn khổ của luận văn, hai phương pháp RUC và FSI (với 2 công thức khác nhau của Hungary - quy ước là FSIH; và của AFWA - quy ước là FSIA) được áp dụng để dự báo tầm nhìn cho các sân bay thuộc Cụm cảng. .. tính bằng thực nghiệm CHƢƠNG 2: MÔ HÌNH WRF VÀ ỨNG DỤNG DỰ BÁO TẦM NHÌN CHO CÁC SÂN BAY CỤM CẢNG MIỀN BẮC Như chúng ta đã biết, Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, chính vì vậy, chế độ khí hậu ở Việt Nam trong các tháng cuối năm ở khu vực ba sân bay Nội Bài, Cát Bi, Vinh thuộc Cụm cảng Hàng không miền Bắc thường xuyên chịu ảnh hưởng bởi mù, sương mù, mây thấp, mưa nhỏ, mưa phùn làm giảm tầm nhìn, ...ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN VĂN HỒNG THỬ NGHIỆM DỰ BÁO TẦM NHÌN CHO CÁC SÂN BAY THUỘC CỤM CẢNG HÀNG KHÔNG MIỀN BẮC BẰNG MÔ HÌNH... 19/2/2003 Hình 1.3 Dự báo sương mù tầm nhìn mô hình WRF cho sân 18 bay INCHON - Hàn Quốc Hình 2.1 Cấu trúc chương trình WRF 27 Hình 2.2 Miền tính cho sân bay Nội Bài 29 Hình 2.3 Miền tính cho sân bay. .. chất lượng dự báo mù, sương mù, mây thấp, tầm nhìn, luận văn thạc sỹ mình, tác giả nghiên cứu, thử nghiệm phương pháp: Dự báo tầm nhìn cho sân bay Cụm cảng Hàng không miền Bắc mô hình WRF Đây