Nghiên cứu dự báo lượng mưa tháng trong thời kỳ mùa hè khu vực nam trung bộ bằng phương pháp thống kê

TRƯỜNG ĐẠII HỌC H TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG NG HÀ N NỘI KHOA KHÍ TƯỢNG T THỦY VĂN *************************** NGUYỄN THỊ CẨM NGHIÊN CỨU U DỰ D BÁO LƯỢNG MƯA A THÁNG TRONG THỜI KỲ MÙA HÈ KHU VỰC V C NAM TRUNG B BỘ BẰNG PHƯƠNG PHƯƠ PHÁP THỐNG KÊ HÀ NỘI – 2015 TRƯỜNG ĐẠII HỌC H TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG NG HÀ N NỘI KHOA KHÍ TƯỢNG T THỦY VĂN *************************** NGUYỄN THỊ CẨM NGHIÊN CỨU U DỰ D BÁO LƯỢNG MƯA A THÁNG TRONG THỜI KỲ MÙA HÈ KHU VỰC V C NAM TRUNG B BỘ BẰNG PHƯƠNG PHƯƠ PHÁP THỐNG KÊ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Ngành : Khí Tượng học Giảng ng viên hướng h dẫn: Th.s Nguyễn Bình Phong HÀ NỘI - 2015 LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến thầy cô khoa Khí Tượng, Thủy Văn quan tâm, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi mang lại cho em môi trường thân thiện hiệu trình học tập nghiên cứu Đồng thời em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới bạn bè, anh, chị người tạo điều kiện để giúp em hoàn thành khóa luận Em đặc biệt cảm ơn thầy Nguyễn Bình Phong người trực tiếp hướng dẫn cho em, người kiên trì giúp đỡ, bảo bước nghiên cứu để em hoàn thiện khóa luận Em xin chân thành cảm ơn NGUYỄN THỊ CẨM MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan nghiên cứu nước 1.1.1 Các nghiên cứu nước 1.1.2 Các nghiên cứu nước 1.3 Khu vực nghiên cứu 1.3.1 Vị trí địa lý 1.3.2 Đặc điểm địa hình 1.3.3 Đặc điểm khí tượng thủy văn 10 1.4 Khái niệm, phân loại mưa 11 1.4.1 Khái niệm mưa 11 1.4.2 Phân loại 11 1.4.3 Mùa mưa Nam Trung Bộ 13 Chương 2: CƠ SỞ SỐ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14 2.1 Đặt vấn đề 14 2.2 Cơ sở số liệu 14 2.3 Phương pháp nghiên cứu 15 2.3.1 Hồi quy tuyến tính nhiều biến 15 2.3.2 Lọc nhân tố 17 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT 21 3.1 MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG MƯA CỦA NAM TRUNG BỘ 21 3.1.1 Biến trình nhiều năm lượng mưa 21 3.2 Xây dựng phương trình dự báo 24 3.2.1 Tập hợp nhân tố đầu vào 24 3.2.2 Xây dựng phương trình dự báo tổng lượng mưa tháng 24 3.3 Đánh giá độ xác phương trình dự báo 29 3.3.1 Nguyên tắc chung 29 3.3.3 Đánh giá kết dự báo thời kỳ độc lập 39 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO 41 Tiếng Việt 41 Tiếng Anh 42 PHỤ LỤC 43 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Bản đồ khu vực Nam Trung Bộ Hình 1.2: Bản đồ mưa khu vực Nam Trung Bộ 12 Hình 2.1: Sơ đồ xây dựng mô hình dự báo phương pháp hồi qui bước 20 Hình3.1: Diễn biến lượng mưa năm trạm khu vực Nam Trung Bộ giai đoạn 1977 – 2007 21 Hình 3.2: biểu đồ thể lượng mưa trung bình nhiều năm trạm khu vực Nam Trung Bộ 23 Hình 3: So sánh kết dự báo lượng mưa mùa hè (màu xanh) với giá trị quan trắc (màu đỏ) trạm thời kỳ 1977-2007 trạm Tuy Hòa 33 Hình Toán đồ tụ điểm so sánh kết dự báo (trục tung) với quan trắc (trục hoành) trạm Tuy Hòa 34 Hình 3.5: So sánh kết dự báo lượng mưa mùa hè (màu xanh) với giá trị quan trắc (màu đỏ) trạm thời kỳ 1977-2007 trạm Nha Trang 35 Hình 3.6: Toán đồ tụ điểm so sánh kết dự báo (trục tung) với quan trắc (trục hoành) trạm Nha Trang 35 Hình 7: So sánh kết dự báo lượng mưa mùa hè (màu xanh) với giá trị quan trắc (màu đỏ) trạm thời kỳ 1977-2007 trạm Phan Thiết 36 Hình 8: Toán đồ tụ điểm so sánh kết dự báo (trục tung) với quan trắc (trục hoành) trạm Tuy Hòa 37 Hình 3.9: So sánh kết dự báo lượng mưa mùa hè (màu xanh) với giá trị quan trắc (màu đỏ) trạm thời kỳ 1977-2007 trạm Quy Nhơn 38 Hình 3.10: Toán đồ tụ điểm so sánh kết dự báo (trục tung) với quan trắc (trục hoành) trạm Quy Nhơn 38 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Mùa mưa khu vực Nam Trung Bộ (Nguyễn Đức Ngữ, năm 1988) 13 Bảng 2.1: Phân bố trạm khí tượng thời gian có số liệu quan trắc 14 Bảng 3.1: Các số đáng giá khu vực Nam Trung Bộ 32 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ANN ATNĐ CCA CS E Mạng thần kinh nhân tạo Áp thấp nhiệt đới Tương quan Canon Cộng Hướng Đông ENSO El Nino Southern Oscillation (El nino dao động nam.) KKL Không khí lạnh KTTV Khí tượng thủy văn NTDB Nhân tố dự báo OBS Quan trắc R Lượng mưa tháng làm dự báo SE Hướng Đông Nam SOI Chỉ số dao động nam SST Nhiệt độ bề mặt biển T13h Nhiệt độ trung bình lúc 13h TBD Thái Bình Dương Ttb Nhiệt độ trung bình tháng U13h Độ ẩm tuyệt đối lúc 13h XTNĐ Xoáy thuận nhiệt đới YTDB Yếu tố dự báo MỞ ĐẦU Việt Nam nằm khu vực nhiệt đới gió mùa, năm chịu nhiều thiệt hại to lớn thiên tai gây phải kể đến thiên tai mưa lớn gây như: bão lũ, lũ quét vv Chế độ mưa khu vực Nam Trung Bộ (NTB) có liên quan mật thiết với hoạt động gió mùa năm, hoạt động nhiễu động khí (bão, áp thấp thiệt đới, hội tụ nhiệt đới, front cực ) kết hợp với vị trí địa lý, điều kiện địa hình tạo nên mùa mưa độc đáo so với khu vực khác nước Cho đến giới có nhiều công trình nghiên cứu mưa mưa lớn Ở Việt Nam có nhiều công trình nghiên cứu đặc điểm xu biến đổi lượng mưa nhiên, nghiên cứu dự báo cho mưa lớn Như biết, thông tin dự báo khí hậu có vai trò quan trọng phục vụ công tác sản xuất phòng tránh thiên tai Hiện nay, mô hình dự báo khí hậu đầu tư nghiên cứu phát triển mạnh mẽ nhiều nước giới nước ta Trong công tác nghiệp vụ dự báo nước ta, mô hình thống kê mô hình chủ đạo phục vụ đưa tin dự báo Trong đó, mô hình động lực dừng lại mức nghiên cứu thử nghiệm Thực tế, nhiều nước giới, khoa học dự báo khí hậu phát triển mạnh mẽ, đặc biệt có nhiều mô hình động lực đưa vào ứng dụng chế độ nghiệp vụ dự báo Tuy nhiên, mô hình thống kê coi công cụ quan trọng, có chất lượng dự báo tốt đầu tư phát triển Chính vậy, em sử dụng phương pháp thống kê khí hậu (hồi quy tuyến tính đa biến) kết hợp với công cụ tính toán chuỗi số liệu khu vực để dự báo mưa lớn cho khu vưc Nam Trung Bộ Chọn phương pháp hồi quy tuyến tính bước làm phương pháp dự báo Phương pháp hồi quy bước phương pháp mà nhiều nhà khí tượng giới sử dụng để xây dựng phương trình dự báo Ưu điểm phương pháp bước hồi quy đồng thời có chọn lọc nhân tố chứa lượng thông tin nhiều có loại bỏ nhân tố hiệu Do sau bước hồi quy, mô hình hồi quy trở nên ổn định có chất lượng cao Từ thực tế đó, chọn hướng nghiên cứu với đề tài khóa luận: “Nghiên cứu dự báo lượng mưa tháng thời kỳ mùa hè khu vực Nam Trung Bộ phương pháp thống kê” Với mục tiêu khóa luận này: Bước đầu làm quen với toán dự báo phương pháp thống kê Hiểu bước làm toán dự báo hiểu phương pháp nghiên cứu Đánh giá kết dự báo Để đạt mục tiêu đề khóa luận chia bố cục gồm chương trang mở đầu, kết luận tài liệu tham khảo sau: Chương 1: Tổng quan Trong chương này, trình bày vài nghiên cứu nước Nêu hình gây mưa lớn cho khu vực nghiên cứu Chương 2: Cơ sở số liệu phương pháp nghiên cứu Chúng vào chi tiết phương pháp nghiên cứu lựa chọn nguồn số liệu sử dụng nghiên cứu Chương 3: Kết Trình bày tóm tắt kết chủ yếu khóa luận, rút nhận xét kiến nghị hướng nghiên cứu tương lai