Nghiên cứu ứng dụng mô hình khí hậu khu vực mô phỏng/dự báo mùa các trường khí hậu bề mặt phục vụ qui hoạch phát triển và phòng tránh thiên tai

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN −−−−−−oOo−−−−−− Tên đề tài: Nghiên cứu ứng dụng mơ hình khí hậu khu vực mơ phỏng/dự báo mùa trường khí hậu bề mặt phục vụ qui hoạch phát triển phòng tránh thiên tai Mã số: Chủ trì đề tài: QG.TĐ.06.05 PGS TS Phan Văn Tân HÀ NỘI − 2008 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN −−−−−−oOo−−−−−− Tên đề tài: Nghiên cứu ứng dụng mơ hình khí hậu khu vực mơ phỏng/dự báo mùa trường khí hậu bề mặt phục vụ qui hoạch phát triển phòng tránh thiên tai Mã số: Chủ trì đề tài: Các cán tham gia: QG.TĐ.06 PGS TS Phan Văn Tân TS Trần Quang Đức NCS Hồ Thị Minh Hà NCS Vũ Thanh Hằng NCS Bùi Hoàng Hải HVCH Lương Mạnh Thắng ThS Lê Như Quân ThS Tạ Hữu Chỉnh ThS Dư Đức Tiến HÀ NỘI − 2008 Tóm tắt a Tên đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng mơ hình khí hậu khu vực mơ phỏng/dự báo mùa trường khí hậu bề mặt phục vụ qui hoạch phát triển phòng tránh thiên tai” Mã số: QG.TĐ.06.05 b Chủ trì đề tài: PGS TS Phan Văn Tân c Các cán tham gia: TS Trần Quang Đức NCS Hồ Thị Minh Hà NCS Vũ Thanh Hằng NCS Bùi Hoàng Hải HVCH Lương Mạnh Thắng ThS Lê Như Quân ThS Tạ Hữu Chỉnh ThS Dư Đức Tiến d Mục tiêu nội dung nghiên cứu: Mục tiêu: Mơ phỏng/dự báo hạn mùa trường khí hậu bề mặt bản, nhiệt độ lượng mưa, mơ hình khí hậu khu vực; đánh giá mức độ xác trường mơ phỏng/dự báo khả sử dụng thông tin dự báo nhận sở so sánh kết mô phỏng/dự báo với số liệu quan trắc Nội dung: - Nghiên cứu lựa chọn vị trí miền tính mối quan hệ với điều kiện địa hình khu vực, vai trị hồn lưu theo mùa năm vai trị biển Đơng, lựa chọn độ phân giải mơ hình, xác định kích thước miền tính phù hợp với khả tính tốn máy tính - Nghiên cứu tính phù hợp trường khí hậu tồn cầu (ERA40, NNRP1, NNRP2) dùng làm điều kiện ban đầu điều kiện biên cho mô hình khí hậu khu vực RegCM đánh giá khả sử dụng chúng: Chạy mơ hình khí hậu khu vực RegCM với số liệu khác cho thời đoạn với cấu hình thí nghiệm thích hợp; So sánh kết nhận với tập số liệu thực (số liệu phân tích, tái phân tích quan trắc) để rút kết luận khả sử dụng tập số liệu - Đánh giá mức độ tác động nguồn số liệu nhiệt độ bề mặt biển (số liệu trung bình tháng trung bình tuần) đến kết mơ - Nghiên cứu lựa chọn sơ đồ tham số hóa vật lý mơ hình RegCM: Thử nghiệm lựa chọn sơ đồ tính dịng trao đổi đại dương − khí quyển, sơ đồ tham số hóa giáng thủy đối lưu iii - Đánh giá khả ứng dụng RegCM3 vào điều kiện Việt Nam: Chạy mô mơ hình RegCM cách đồng theo phương án lựa chọn cho số năm có điều kiện khí hậu điển hình (1996-1998); xác định tiêu đánh giá xây dựng chương trình tính; đánh giá kết dựa việc so sánh với tập số liệu quan trắc; thử nghiệm khả kết hợp RegCM3 mơ hình CAM cho mục đích dự báo khí hậu hạn mùa Việt Nam e Các kết đạt được: 1) Đã xác định vị trí, kích thước độ phân giải thích hợp cho mơ hình khí hậu khu vực RegCM3 áp dụng vào mơ khí hậu bề mặt cho khu vực Đơng Nam Á Việt Nam Đó miền tính từ 15S-42N từ 75-135E, độ phân giải ngang 54km (tương đương 0,5 độ kinh vĩ), số mực theo chiều thẳng đứng 18 mực, có mực lớp PBL (dưới 850mb) mực mơ hình 70mb 2) Đã thiết kế thí nghiệm, tiến hành chạy mơ hình RegCM3 đánh giá độ nhạy RegCM3 đối với: 1) nguồn số liệu tái phân tích tồn cầu khác (ERA40, NNRP1, NNRP2); 2) trường nhiệt độ mặt nước biển (OISST, sst_mnmean); 3) sơ đồ tính dịng trao đổi đại dương – khí (BATS, Zeng); 4) sơ đồ tham số hóa đối lưu (Kuo, Grell (AS74), Grell (FC80), MIT−Emanuel) Kết nhận cho thấy: 1) số ba nguồn số liệu tái phân tích sử dụng để thí nghiệm, số liệu ERA40 phù hợp cho mục đích mơ khí hậu khu vực Việt Nam Đông Nam Á; 2) ảnh hưởng nguồn SST khác kết mô mơ hình khơng thể rõ ràng, vào mùa hè, số liệu OISST cho trường lượng mưa mơ gần với CMAP Do việc chọn số liệu OISST hợp lý hơn; 3) sơ đồ BATS để tính dịng trao đổi đại dương − khí cho kết mơ phù hợp với thực tế so với sơ đồ Zeng; 4) tham số hóa đối lưu có ảnh hưởng quan trọng đến kết mơ mơ hình Trong thí nghiệm cấu hình với sơ đồ đối lưu khác nhau, nhiệt độ mô Reg+Eman (chạy với sơ đồ MIT−Emanuel) phù hợp với số liệu CRU, lượng mưa diện mưa thường lớn CMAP Các sơ đồ Grell (thí nghiệm Reg+GAS Reg+GFC) tái tạo nhiệt độ bề mặt thường thấp CRU khoảng 2-3oC, lượng mưa vị trí tâm mưa, đặc biệt tâm mưa lớn vịnh Bengal, mơ tốt, Reg+GFC tái tạo mưa lớn nhiệt độ thấp nhiều so với Reg+GAS Xét tồn miền tính, Reg+GAS cho lượng mưa mô phù hợp so với CMAP, có xu hướng thấp 3) Đã thử nghiệm khả mô nhiều năm RegCM3 cách tích phân mơ hình liên tục 10 năm, từ 01/11/1990 đến 01/01/2001 với tháng khởi động iv mơ hình (spin up time) Kết nhận cho thấy, mô hình tái tạo tốt điều kiện hồn lưu (đặc trưng trường khí áp mực biển), nhiệt độ lượng mưa so với trường điều khiển toàn cầu (ERA40), số liệu CRU CMAP 4) Đã xây dựng hệ thống tiêu đánh giá, tính tốn đánh giá kết mô RegCM3 cho khu vực Việt Nam cách so sánh với số liệu quan trắc từ mạng lưới trạm khí tượng Qua rút rằng, Việt Nam, RegCM3 với sơ đồ đối lưu MIT−Emanuel cho mô nhiệt độ tốt nhất, sơ đồ đối lưu Grell (AS74) làm cho RegCM tạo lượng mưa mô hợp lý Tính trung bình tồn lãnh thổ cho tất tháng năm, RegCM3 có xu hướng mô nhiệt độ thấp quan trắc khoảng 2,0 độ, lượng mưa cao quan trắc khoảng 70−80% 5) Đã thử nghiệm sử dụng sản phNm kết xuất mơ hình CAM trường dự báo tồn cầu làm đầu vào tiến hành chạy mơ hình RegCM3 để mô trường nhiệt độ lượng mưa tháng 6,7,8/1996 Kết đánh giá sai số cho khu vực Việt N am mô RegCM3 với đầu vào sản phNm CAM có xu hướng thấp quan trắc cách có hệ thống Sai số mơ nhiệt độ nằm khoảng 2−3oC, lượng mưa từ 50−70%, sai số nhiệt độ thể rõ qui luật sai số lượng mưa 6) Kết đào tạo báo khoa học: 04 luận văn Thạc sỹ; 01 Khóa luận Tốt nghiệp Đại học; 01 báo cáo khoa học Hội thảo quốc tế Việt-N hật; 01 báo khoa học gửi đăng Tạp chí quốc tế Climate Research; 04 báo khoa học gửi đăng Tạp chí Khí tượng Thủy văn f Tình hình kinh phí đề tài: Tổng kinh phí cấp: 300.000.000 VN Đ Tổng kinh phí chi: 300.000.000 VN Đ (Đã tốn) KHOA QUẢN LÍ CHỦ TRÌ ĐỀ TÀI (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) PGS TS Phạm Văn Huấn PGS TS Phan Văn Tân TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN v Summary a Title: “Study on implementation of Regional Climate Model for seasonal simulation/prediction of surface climate fields for development planning and disaster prevention” Code: QG.TĐ.06 b Project leader: c Members: Assoc Prof Dr Phan Van Tan Dr Tran Quang Duc PhD Student Ho Thi Minh Ha PhD Student Vu Thanh Hang PhD Student Bui Hoang Hai Msc Student Luong Manh Thang Msc Le N hu Quan Msc Ta Huu Chinh Msc Du Duc Tien d Aims and content: Aims: Seasonal simulattion/prediction of key surface climate fields, such as monthly temperature and rainfall, using Regional Climate Model; evaluation of confidences of simulated fields as well as capability of using ouput results by comparison the model outputs and observed data Content: − Study on the selection of the model domain location with respect to the regional topography, circulation patterns in the year as well as the role of the ocean; to select the model resolution, domain size with respect to the computation capability of the available equipments − Carry out sensitivity tests with different available reanalysis data which are used as initial and lateral boundary conditions for the RegCM and verify the model output by comparison with the analysis (reanalysis or observed) data to determine which is better for regional climate simulation over Vietnam and Southeast Asia − To evaluate the impacts of SST (monthly and weekly data) on the model results − Carry out sensitivity tests of the RegCM with respect to the physical parameterization schemes, such as ocean fluxe parameterization and convective parameterization schemes − To validate the RegCM for Vietnam: Run the RegCM with the selected configuration for the 1996−1998 period, to verify the model output by comparison with observed data from meteorological station network over Vietnam using different vi methods; to evaluate ability of using ouput from CAM as RegCM3 input for seasonal climate prediction for Vietnam e Main results: 1) Determined the appropriate location, domain size and model resolution for the RegCM3 to simulate surface climate conditions over Southeast Asis and Vietnam: Model domain covers from 15S-42N and from 75-135E, the model horizontal resolution is 54km in both South−N orth and West−East directions, 18 vertical σ−levels with levels located in planetary boundary layer, and pressure at top model is 70mb 2) Designed the numerical experiments and performed the sensitivity tests for: 1) different reanalysis data (ERA40, N N RP1, N N RP2); 2) different SST data (OISST, sst_mnmean); 3) different ocean flux schemes (BATS, Zeng); and 4) different convective schemes (Kuo, Grell (AS74), Grell (FC80), MIT−Emanuel) The results showed that: 1) The ERA40 reanalysis data is the most appropriate choice for the purpose of regional climate simulation over Vietnam and Southeast Asia; 2) It seems no different between model simulations of RegCM forcing by different SST data, especially in summer, but the simulated rainfall in case of using OISST somewhat better agreed with CMAP Thus, it is the best to use OISST as forcing data for RegCM instead of sst_mnmean; 3) Compared to Zeng scheme, BATS scheme leads to the RegCM simulations better agree with observed; 4) Convective parameterization schemes play the most important roles in model simulations Among the sensitivity experiments configured with four different convective schemes, the RegCM simulated temperature of Reg+Eman (RegCM run using MIT−Emanuel scheme) is a good agreement with CRU data, but the model overestimates rainfall amounts and rainfall areas in comparison with CMAP RegCM with Grell schemes (Reg+GAS and Reg+GFC experiments) underestimates temperature about 2−3oC compared to CRU data, but model can reproduce well rainfall amount and rainfall centers, especially heavy rainfall areas over Bay of Bengal Compared to Grell (AS74) scheme, Grell (FC80) scheme leads to RegCM produces much more rainfall and much low temperature In general, overall model domain, the simulated rainfall of RegCM with Grell (AS74) scheme has the best agreement with CMAP, although it somewhat tends to underestimation 3) Capability of RegCM3 for the simulation of long term climate is investigated by continuous integration the model from 01/12/1990 to 01/01/2001 with one month spin up (12/1990) The obtained results showed that, RegCM3 can reproduce well regional circulation (represented by pressure mean sea level patterns), surface vii temperature and rainfall patterns in comparison with driven fields (ERA40), and with analysis data (CRU and CMAP) 4) The validation of RegCM3 for the seasonal climate simulation against observed data from meteorological stations over Vietnam have been done The results showed that, the simulated temperature of RegCM3 with MIT−Emanuel convective scheme is the best agreement with observed, while the rainfall reproduced by RegCM3 with Grell (AS74) convective scheme is the most reasonable In average overall the territory and all months in the year, RegCM3 underestimated surface temperature aobut 2oC and overestimated rainfall about 70−80% in comparison with observed data 5) Using output from CAM model as global forecast fields for RegCM3 input and run the RegCM3 to simulate surface climate fields of Jun−Aug, 1996 The verification results for Vietnam showed that, RegCM3 simulations tend to systematically underestimate compared to observed Mean absolute errors of monthly mean temperature about 2,0−3,0oC, and of rainfall about 50−70% 6) Results in Training and Publications: 04 graduated theses; 01 undergraduated thesis; 01 Vietnam-Japan International workshop proceeding published; 01 Scientific article submitted to Journal of Climate Research; 04 Scientific articles submitted to Journal of Hydrometeorology viii Mục lục Mục lục Danh mục ký hiệu chữ viết tắt Danh mục hình ảnh Danh mục bảng biểu Mở đầu .10 Ch−¬ng : Tổng quan 14 1.1 Sơ lược mơ hình khí hậu 14 1.2 Các mơ hình khí hậu tồn cầu (GCM) 17 1.3 Mơ hình khí hậu khu vực (RCM) 20 1.4 Vấn đề ứng dụng mơ hình khí hậu khu vực mơ khí hậu hạn vừa, hạn dài 27 1.4.1 Lựa chọn miền tính, điều kiện ban đầu điều kiện biên 27 1.4.2 Độ phân giải mô hình 29 1.4.3 Tham số hóa q trình vật lý 30 1.5 Về khả ứng dụng RCM vào dự báo khí hậu khu vực 34 1.6 Tình hình nghiên cứu mơ dự báo khí hậu Việt Nam 35 Ch−¬ng : Mơ hình khí hậu khu vực RegCM 37 2.1 Sơ lược lịch sử phát triển 37 2.2 Hệ phương trình 39 2.3 Điều kiện biên điều kiện ban đầu 42 2.4 Tham số hóa vật lý 44 2.4.1 Mơ hình đất 44 2.4.2 Sơ đồ xạ 45 2.4.3 Tham số hoá lớp biên hành tinh 46 2.4.4 Tham số hoá đối lưu 47 2.4.5 Sơ đồ tính giáng thủy quy mơ lưới 49 2.4.6 Tham số hố thơng lượng đại dương 50 2.4.7 Mơ hình hồ 52 2.4.8 Mơ hình hóa học (Chemistry Model) 53 2.5 Mô tả cấu trúc ngơn ngữ RegCM3 54 Ch−¬ng : Ứng dụng mơ hình khí hậu khu vực RegCM để mơ mùa trường khí hậu bề mặt khu vực Việt Nam phụ cận .56 3.1 Mô tả nguồn số liệu 56 3.2 Thiết kế thí nghiệm độ nhạy 58 3.3 Ảnh hưởng kích thước, vị trí miền tính độ phân giải mơ hình 60 3.4 Ảnh hưởng trường toàn cầu 61 3.5 Ảnh hưởng nhiệt độ mặt nước biển 66 3.6 Ảnh hưởng việc tham số hóa q trình vật lý 68 3.6.1 Độ nhạy sơ đồ trao đổi đại dương − khí 69 3.6.2 Độ nhạy tham số hóa đối lưu 71 3.7 Về khả mơ khí hậu khu vực nhiều năm RegCM3 77 Ch−¬ng : Đánh giá khả ứng dụng RegCM3 vào điều kiện Việt Nam .81 4.1 Đặt vấn đề 81 4.2 Một số tiêu đánh giá 82 4.2.1 Phương pháp trực quan 82 4.2.2 Phương pháp đánh giá dự báo hai pha (có/khơng) 83 4.2.3 Phương pháp đánh giá dự báo nhiều pha 84 4.2.4 Phương pháp đánh giá mô phỏng/dự báo biến liên tục 85 4.3 Kết đánh giá trường nhiệt độ 86 4.4 Kết đánh giá trường lượng mưa 89 4.5 Đánh giá chung 95 4.6 Thử nghiệm ứng dụng RegCM3 dự báo hạn mùa Việt Nam 96 Kết luận kiến nghị .104 TÀI LIỆU THAM KHẢO .108 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 Geogr Vol 101, pp 234–237 Kiehl J.T., Hack J.J., Bonan G.B., Boville B.A., Breigleb B.P.,Williamson D., Rasch P (1996), “Descriptionof the ncar community climate model (ccm3)”, Tech Rep NCAR/TN-420+STR, N ational Center for Atmospheric Research Kieu T.X., Duc L., Ha H.T.M (2005), “Simulation of Southeast Asia Rainfall using RegCM3 and Problems”, IAMAS 2005 General Assembly, Beijing, China DOI: T4DKTX13Aug04100242 Klein W.H., Harry R.G (1974), “Forecasting Local Weather by Means of Model Output Statistics”, Bulletin of the American Meteorological Society Vol 55 (10), pp 1217-1217 Koizumi K (1999), “An objective method to modify numerical model forecasts with newly given weather data using an artificial neural network”, Wea Forecasting Vol 14, pp.109-118 Kraus E.B., Businger J.A (1994), Atmosphere–Ocean Interaction Oxford University Press Krishnamurti T.N (1968), “A diagnostic balance model for studies of weather systems of low and high latitudes, Rossby number less than 1”, Mon Wea Rev Vol 96, pp 197-207 Kuo H.L (1974), “Further studies of the parameterization of the influence of cumulus convection on large scale flow”, J Atmos Sci Vol 31, pp 1232-1240 Lamb H.H (1972), British Isles weather types and a register of daily sequence of circulation patterns, 1861–1971 Geophysical Memoir 116, HMSO, London Landman W.A., Seth A., Camargo S.J (2005), “The Effect of Regional Climate Model Domain Choice on the Simulation of Tropical Cyclone-like Vortices in the Southwestern Indian Ocean”, Journal of Climate Vol 18, pp 1263-1274 Laprise R., Caya D., Giguère M., Bergeron G., Côté H., Blanchet J.-P., Boer G J., McFarlane N (1998), “Climate and Climate Change in Western Canada as Simulated by the Canadian Regional Climate Model”, Atmos.-Ocean Vol 36 (2), pp 119-167 Larow T.E., Cocke S.D., Shin D.W (2005), “Multiconvective Parameterizations as a Multimodel Proxy for Seasonal Climate Studies”, Journal of Climate Vol 18, pp 2963-2978 Lau K.M., Yang S (1997), “Climatology and Interannual Variability of the Southeast Asian Summer Monsoon”, Advances in Atmos Sci Vol 14, pp 141162 Lau K.-M., Weng H.Y (2002), “Recurrent Teleconnection Patterns Linking Summertime Precipitation Variability over East Asia and N orth America”, J Meteorol Soc Japan Vol 80 (6), pp.1309-1324 Le Mone M.A., Pennell W.T (1976), “The relationship of trade wind cumulus distribution to subcloud layer fluxes and structure”, Mon Wea Rev Vol 104, pp 524-539 Leung L.R., Ghan S.J (1999), “Pacific N orthwest climate sensitivity simulated by a regional climate model driven by a GCM”, J Climate Vol 12, Part I: 115 pp.2010-2030., Part II: pp 2031-2053 121 Leung L.R., Ghan S.J., Zhao Z.-C., Luo Y., Wang W.-C, Wei H.-L (1999), “Intercomparison of Regional Climate Simulations of the 1991 summer Monsoon in Eastern Asia”, Journal of Geophysical Research Vol 104 (D6), pp 64256454 122 Li C., Yanai M (1996), “The onset and interannual variability of the Asian summer monsoon in relation to land-sea thermal contrast”, J Climate Vol 9, pp 358-375 123 Liang, X Z., L Li, K E Kunkel, M F Ting and J X L Wang (2004), “Regional climate model simulation of US precipitation during 1982-2002 Part I: Annual cycle”, J Clim., Vol 17, pp 3510-3529 124 Lindzen R (1981), “Some remarks on cumulus parameterization”, Proceedings of the NASA Clouds in Climate Conference, N ASA Report, Available N ASA/Goddard Institute of Space Studies 125 Liu S.Y (2006), CWRF application in East China monsoon area, Doctor dissertation, N anjing University of Information Science & Technology 126 Liu Y., Ding Y (2007), “Sensitivity study of the South China Sea summer monsoon in 1998 to different cumulus parameterization schemes”, Advances in Atmospheric Sciences Vol 24 (3), pp 360-376 127 Liu Y., Chan J.C.L., Chow K.C., Ding Y (2006), “Ten-Year Climatology of Summer Monsoon over South China and Its Surroundings Simulated from a Regional Climate Model”, International Journal Of Climatology Vol 26, pp 141-157 128 Liu Y.Q., Giorgi F., Washington W.M (1994), “Simulation of Summer Monsoon Climate over East Asia with an N CAR Regional Climate Model”, Monthly Weather Review Vol 122, pp 2331-2348 129 Lord S.J (1982), “Interaction of cumulus cloud ensemble with the large-scale environment Part III: Semiprognostic test of Arakawa-Schubert cumulus parameterization”, J Atmos Sci Vol 39, pp 88-103 130 Luterbacher J., Schmutz C., Gyalistras D., Xoplaki E., Wanner H (1999), “Reconstruction of monthly N AO and EU indices back to AD 1675”, Geophys Res Lett Vol 26, pp 2745-2748 131 Machenhauer B., Windelband M., Botzet M., Christensen J.H., Deque M., Jones R., Ruti P.M., Visconti G (1998), Validation and analysis of regional presentday climate and climate change simulations over Europe, MPI Report (275), MPI, Hamburg, Germany 132 Marinucci M.R., Giorgi F., Beniston M., Wild M., Schuck P.T, Ohmura A., Bernasconi A (1995), “High resolution simulations of January and July climate over the western Alpine region with a nested regional modeling system”, Theor Appl Climatol Vol 51, pp 119-138 133 Marshall J., Henson B (1997), “N CAR’s regional climate model cuts global problems down to size”, UCAR Staff Notes Monthly 134 McGinnis D.L (1994), “Predicting snowfall from synoptic circulation: a 116 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 comparison of linear regression and neural network” In Neural nets: applications in geography, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, pp 79–99 McGregor J.L (1997), “Regional climate modelling”, Meteorology and Atmospheric Physics Vol 63, pp 105-117 McGregor J.L., Katzfey J.J., N guyen K.C (1995), Seasonallyvarying nested climate simulations over the Australian region, Third Int Conference on Modelling of Global Climate Change and Variability, Hamburg, Germany McGregor J.L., Katzfey J.J., N guyen K.C (1998), Fine resolution simulations of climate change for southeast Asia Final report for a Research Project commissioned by Southeast Asian Regional Committee for START (SARCS), Aspendale, Vic., CSIRO Atmospheric Research, Vol VI (15) McGregor J.L., Walsh K (1993), “N ested simulations of perpetual January climate over the Australian region”, J Geophys Res Vol 98, pp 23283–23290 McGregor J.L., Walsh K (1994), “Climate change simulations of Tasmanian precipitation using multiple nesting”, J Geophys Res Vol 99, pp 20889– 20905 N itta T (1975), “Observational determination of cloud mass flux distribution”, J Atmos Sci Vol 32, pp 73-91 N oguer M., Jones R.G., Murphy J (1998), “Sources of systematic errors in the climatology of a nested regional climate model over Europe”, Clim Dyn Vol 14, pp 691-712 Ogura Y., Cho H.-R (1973), “Diagnostic determination of cumulus cloud populations from observed large-scale variables”, J Atmos Sci Vol 30, pp 1276-1286 Oh J.-H., Kim T., Kim M.-K., Lee S.-H., Min S.-K., Kwon W.-T (2004), “Regional climate simulation for Korea using dynamic downscaling and statistical adjustment”, J Meteor Soc Japan Vol 82, pp 1629-1643 Pal J.S., Small E.E., Eltahir E.A.B (2000), “Simulation of regional-scale water and energy budgets: Representation of subgrid cloud and precipitation processes within RegCM”, J Geophys Res.-Atmospheres Vol 105 (D24), pp 29579– 29594 Pal J.S., Filippo Giorgi, Xunqiang Bi, N ellie Elguindi, Elfatih Eltahir, Raquel Francisco, Sonia Seneviratne, Eric Small, Fabien Solmon (2006), Developments in the Latest Version of the RegCM Pan, Z., J.H Christensen, R.W Arritt, W.J Gutowski, E.S Takle, and F Otieno (2000), “Contrasting biases in regional climate simulations to climate changes”, International Conference & Young Scientist Workshop on Asian Monsoon Environmental System and Global Change, Nanjing, China, November 15-17, 2000 Qian Y., Giorgi F (1999), "Interactive Coupling of Regional Climate and Sulfate Aerosol Models over Eastern Asia", Journal Of Geophysical Research Vol 104 (D6), pp 6477-6499 Rao D.V.B., Ashok K., Yamagata T (2004), "A N umerical Simulation Study of 117 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 the Indian Summer Monsoon of 1994 using N CAR MM5", Journal of the Meteorological Society of Japan Vol 82 (6), pp 1755-1775 Ratnam J.V, Kumar K.K (2005), "Sensitivity of the Simulated Monsoons of 1987 and 1988 to Convective Parameterization Schemes in MM5", Journal Of Climate Vol 18, pp 2724-2743 Riehl H., (1954), Tropical Meteorology, McGraw-Hill, N ew York Robert L.W., Hassan H., Hanaki K (1998), "Statistical downscaling of hydrometeorological variables using general circulation model output", Journal of Hydrology Vol 205 (1), pp 1-19 Saha S., S N adiga, C Thiaw, J Wang, W Wang, Q Zhang, H M van den Dool, H.-L Pan, S Moorthi, D Behringer, D Stokes, G White, S Lord, W Ebisuzaki, P Peng, P Xie (2006): The N CEP Climate Forecast System, J Clim., 19, 3483−3517 Schulze J.P., Dumenil L., Polcher J., Schlosser C.A., Xue Y (1998), "Land Surface Energy and Moisture Fluxes: Comparing Three Models", Journal of Applied Meteorology Vol 37, pp 288-307 Sen O.L., Wang Y., Wang B (2004), "Impact of Indochina Deforestation on the East Asian Summer Monsoon", Journal of Climate Vol 17, pp 1366-1380 Seth A., Giorgi F (1998), "The Effects of Domain Choice on Summer Precipitation Simulation and Sensitivity in a Regional Climate Model", Journal of Climate Vol 11, pp 2698-2712 Singh G.P., Oh J., Kim J., Kim O (2006), “Sensitivity of Summer Monsoon Precipitation over East Asia to Convective Parameterization Schemes in RegCM3”, SOLA Vol (029-032), doi:10.2151/sola.2006*008 Slingo J.M (1989), “A GCM parameterization for the shortwave radiative properties of water clouds”, J Atmos Sci Vol 46, pp 1419–1427 Small E.E, Giorgi F., Sloan L.C (1999), "Regional Climate Model Simulation of Precipitation in Central Asia: Mean and Interannual Variability", Journal of Geophysical Research Vol 104 (D6), pp 6563-6582 Smith S.D (1988), “Coefficients for sea surface wind stress, heat flux, and wind profiles as a function of wind speed and temperature”, J Geophys Res Vol 93, pp 15467-15472 Stanski H.R., Wilson L.J., Burrows W.R (1989), “Survey of Common Verification Methods in Meteorology”, Atmospheric Environment Service, Forecast Research Division, Ontario, Canada Sun L., Semazzi F.H.M., Giorgi F., Ogallo L (1999), “Application of the N CAR regional climate model to eastern Africa Simulations of interannual variability of short rains”, J Geophys Res Vol 104, pp 6549–6562 Sundqvist H., Berge E., Kristjansson J.E (1989), “Condensation and cloud parameterization studies with a mesoscale numerical weather prediction model”, Mon Wea Rev Vol 117, pp 1641-1657 Tao S., Chen L (1987), A review of recent research on the East Asian summer monsoon in China In: Chang, C.P., Krisnamurti, T.N (Eds.), Monsoon 118 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 Meteorology, Oxford University Press, Oxford Thompson R.M., Payne S.W., Recker E.E., Reed R.J (1979), “Structure and properties of synoptic-scale wave disturbances in the intertropical convergence zone of the eastern Atlantic”, J Atmos Sci Vol 36, pp 53–72 Tiedtke M (1989), “A comprehensive mass flux scheme for cumulus parameterization in largescale models”, Mon Wea Rev Vol 117, pp 17791800 Trenberth K.E (1997), “The Definition of El N iño”, Bulletin of the American Meteorological Society Vol 78, pp 2771-2777 Ueda H., Yasunari T (1998), “Role of Warming over the Tibetan Plateau in Early Onset of the Summer Monsoon over the Bay of Bengal and the South China Sea”, J Meteor Soc, Japan Vol 76, pp 1-12 Wang B., Wu R (1997), “Peculiar temporal structure of the South China Sea summer monsoon”, Advan in Atmos Sci Vol 14, pp 177-194 Weichert A., Bürger G (1998), “Linear versus nonlinear techniques in downscaling”, Clim Res Vol 10, pp 83-93 Wexler R., Atlas D (1959), “Precipitation generating cells”, J Meteor Vol 16, pp 327–332 Widmann M., Bretherton C.S., SalathŽ E.P (2002), “Precipitation downscaling over the N orthwestern United States using numerically simulated precipitation as a predictor”, J Climate, Submitted Wim C.d.R., Kees K (2002), “Combining physical and statistical techniques for the downscaling of windspeed from a N WP model”, Proceedings of combined 24th EWGLAM and 9th SRNWP meeting, KNMI De Bilt 7-10 Wilby R.L (1998), Statistical downscaling of General Circulation Model output using multiple circulation predictors, A Consortium for the Application of Climate Impact Assessments (ACACIA) Second Executive Board Meeting, Phoenix, Arizona, USA Wilson L.L., Lettenmaier D.P., Skyllingstad E (1992), "A multiple stochastic daily precipitation model conditional on largescale atmospheric circulation patterns", J Geophys Res Vol 97, pp 2791–2809 Xie P., Arkin P.A (1996), “Global precipitation: a 17-year monthly analysis based on gauge observations, satellite estimates, and numerical model outputs”, Bull Amer Meteor Soc Vol 78, pp 2539-2558 Xie S., Zhang M (2000), “Impact of the Convection Triggering Function on the Single - Column Model Simulations”, Journal of Geophysical Research Vol 105 (D11), pp 14, pp 983-14,996 Yanai M., Esbensen S., Chu J.-H (1973), “Determination of bulk properties of tropical cloud clusters from large-scale heat and moisture budgets”, J Atmos Sci Vol 30, pp 611-627 Yang Z., Arritt R.W (2002), "Tests of a Perturbed Physics Ensemble Approach for Regional Climate Modeling", Journal of Climate Vol 15, pp 2881-2896 Yanjun J (2006), “An Investigation of Summer Precipitation Simulated by the 119 180 181 182 183 184 Canadian Regional Climate Model”, Weather and Forecasting, Volume 134, pp 919-932 Zeng X., Zhao M., Dickinson R.E (1998), “Intercomparison of Bulk Aerodynamic Algorithm for the Computation of Sea Surface Fluxes Using TOGA COARE and TAO data”, Journal of Climate Vol 11, pp 2628-2644 Zhang H., Casey T (2000), “Verification of Categorical Probability Forecast”, Weather and Forecasting Vol 15, pp 80-89 Zhu J., Liang X.Z (2007), "Regional Climate Model Simulations of U.S Precipitation and Surface Air Temperature during 1982–2002: Interannual Variation", Journal of Climate Vol 20, pp 218-232 Climate Change (2001), Working Group I: The Scientific Basis, IPCC, UN EP, WMO WMO (2002), “Public Weather Service Supplementary Guidelines on performance assessment of public weather services” World Meteorological Organization 2002 PWS-7 WMO/TD N o 1103 120 TĨM TẮT CÁC CƠNG TRÌNH NCKH CỦA CÁ NHÂN Ngành: Khí tượng; Chuyên ngành: Khí hậu học Ho Thi Minh Ha, Phan Van Tan, Le Nhu Quan, 2006: “On the regional climate simulation over Southeast Asia using RegCM” Proceeding of Vietnam − Japan Joint Workshop on Asian Monsoon, Ha Long, pp 6268 Abstract: This paper represents some results of simulation of surface climate fields during the summer months over Southeast Asia region by using RegCM model The numerical experiments are established based on sensitivity tests of physical parameterization schemes, such as convective precipitation and ocean fluxes Convective precipitation and ocean flux schemes are implemented for experiments consist of 1) Grell scheme with the Arakawa and Schubert closure assumption (Grell_AS); 2) Grell scheme with the Fritsch and Chappell closure assumption (Grell_FC); 3) Ocean flux computed following BATS scheme; and 4) Ocean flux computed following Zeng scheme Global meteorological fields used in the experiments are reanalysis data of ERA40 Monthly mean of near surface temperature, rainfall amount and atmospheric circulation fields simulated by the model have been compared to the CRU and ERA40 data The results showed that, RegCM is capable of simulation of summer monsoon circulaion over Southeast Asia, such as cross equatorial flow, trough over gulf of Bengal, Northwest Pacific Ocean subtropical anticyclone Overall, the simulated 2m-temperatures are underestimated about 0.5-1.0oC These values can be up to 2.0oC when Grell_FC is implemented The different ocean flux schemes seem to be not impact on simulated 2m-temperatures, but can significantly effect on amount and spacial distribution of rainfall The simulated rainfall amount and its spacial distributions are very sensitive with physical parameterization schemes While the simulated rainfall amounts and areas using the Grell_FC scheme exceed CRU data significantly, the Grell_AS scheme leads to an underestimate the rainfall areas In general, the model raifalls with Grell_AS scheme fairly agree with CRU data “Về mơ khí hậu khu vực Đơng Nam Á mơ hình RegCM” Kỷ yếu Hội thảo khoa học phối hợp Việt Nam − Nhật gió mùa châu Á, Thành phố Hạ Long, tr 62-68 Tóm tắt: Trong trình bày số kết mơ trường khí hậu bề mặt tháng mùa hè khu vực Đông Nam Á mô hình RegCM Các thí nghiệm số thiết lập dựa thí nghiệm độ nhạy sơ đồ tham số hóa vật lý, tham số hóa đối lưu, tham số hóa dịng từ đại dương, bao gồm 1) sơ đồ Grell với giả thiết khép kín Arakawa Schubert (Grell_AS); 2) sơ đồ Grell với giả thiết khép kín Fritsch Chappell (Grell_FC); 3) sơ đồ tính dịng từ đại dương BATS; 4) sơ đồ tính dịng từ đại dương Zeng Các trường khí tượng tồn cầu sử dụng số liệu tái phân tích ERA40 Nhiệt độ trung bình tháng, lượng mưa tháng trường hồn lưu mơ mơ hình so sánh với số liệu CRU ERA40 Kết nhận cho thấy, RegCM có khả mơ điều kiện hồn lưu gió mùa mùa hè khu vực Đơng Nam Á, dịng vượt xích đạo, rãnh thấp vịnh Bengal, cao áp cận nhiệt đới Tây Bắc Thái Bình dương Nhìn chung, nhiệt độ 2m mơ thấp quan trắc khoảng 0,5−1,0oC, đạt tới 2,0oC trường hợp mơ hình chạy với sơ đồ Grell_FC Các sơ đồ tính dịng từ đại dương khác dường ảnh hưởng không lớn tới nhiệt độ 2m mơ phỏng, tác động đáng kể tới lượng mưa phân bố không gian mưa mô Lượng mưa P1 mô phân bố khơng gian nhạy cảm với sơ đồ tham số hóa vật lý Trong sơ đồ Grell_FC cho lượng mưa diện mưa mô vượt đáng kể so với số liệu CRU sơ đồ Grell_AS làm cho mưa mơ diện so với quan trắc CRU Nhìn chung, sơ đồ Grell_AS cho kết mô phù hợp với số liệu CRU Phan Van Tan, Ngo Duc Thanh, Ho Thi Minh Ha, 2008: “Seasonal and inter-annual variations of surface climate elements over Vietnam and adjacent areas” Submitted to “Climate Research” in October, 2008 Abstract: The 1991-2000 climate over Vietnam and adjacent areas is simulated with the Regional Climate Model version 3.0 (RegCM3) The model domain covers from 80E to 130E and 5S to 40N, in which Vietnam is located in the center The model is driven by the ERA40 reanalysis data as initial and lateral boundary conditions, and forced by the Optimum Interpolation Sea Surface Temperature (OISST) data over the oceans The validations were carried out by comparing the simulated circulation fields, 2m air temperature and precipitation to the observations from globally available data and from the 50 meteorological stations over seven sub-regions of Vietnam Over the model domain, the simulated patterns of the interested fields are in good agreement with observations although the model is somewhat wetter and cooler Over Vietnam, RegCM3 reproduces relatively well the observed annual cycle and the interannual variability of surface air temperature and precipitation Except for the Southern-Central of Vietnam, the model shows systematically cold biases in simulating temperature The annual mean biases in each sub-region are constant in time In rainy and dry seasons, RegCM3 generally underestimates and overestimates precipitation, respectively “Biến trình năm dao động nhiều năm số yếu tố khí hậu bề mặt khu vực Việt Nam phụ cận” Đã gửi đăng tạp chí “Climate Research” tháng 10 năm 2008 Tóm tắt: Khí hậu thời kỳ 1991-2000 khu vực Việt Nam phụ cận mơ mơ hình khí hậu khu vực RegCM3 Miền tính mơ hình nằm khoảng từ 80E đến 130E từ 5S đến 40N, Việt Nam nằm trung tâm Mơ hình sử dụng số liệu tái phân tích ERA40 làm điều kiện ban đầu điều kiện biên xung quanh, số liệu nhiệt độ mặt nước biển OISST làm điều kiện biên cưỡng Việc đánh giá mơ hình thực cách so sánh trường hoàn lưu, nhiệt độ khơng khí mực 2m lượng mưa mô với số liệu quan trắc từ nguồn tồn cầu sẵn có với số liệu 50 trạm khí tượng bảy vùng khí hậu Việt Nam Kết nhận cho thấy trường mô phù hợp với quan trắc mơ hình mơ nhiều mưa lạnh so với quan trắc Trên lãnh thổ Việt Nam, RegCM3 tái tạo hợp lý biến trình năm biến động nhiều năm nhiệt độ khơng khí lượng mưa quan trắc Ngoại trừ khu vực Nam Trung Bộ, nhìn chung mơ hình thể nhiệt độ mơ thấp thực tế cách có hệ thống Sai số trung bình năm vùng khí hậu gần khơng đổi theo thời gian Mơ hình mơ lượng mưa thấp thực tế mùa mưa cao mùa khô Phan Văn Tân, Hồ Thị Minh Hà, 2008: “Nghiên cứu độ nhạy mơ hình khí hậu khu vực RegCM3 Phần I: Ảnh hưởng điều kiện biên đến kết mơ khí hậu hạn mùa khu vực Việt Nam Đông Nam Á” Đã gửi đăng Tạp chí Khí tượng Thủy văn, 8−2008 (12 trang) Tóm tắt: Trong này, ảnh hưởng loại số liêu tái phân tích tồn cầu nhiệt độ mặt nước biển (SST) khác kết mô hạn mùa các trường P2 nhiệt độ trung bình tháng tổng lượng mưa tháng cho khu vực Việt Nam Đông Nam Á mơ hình khí hậu khu vực RegCM3 khảo sát Mơ hình RegCM3 tích phân cho mùa đơng mùa hè thời kỳ 1996-1998 Năm thí nghiệm thiết lập để chạy RegCM3 tương ứng với loại số liệu tái phân tích ERA40, NNRP1 NNRP2, loại số liệu SST OISST sst_mnmean sử dụng làm điều kiện biên xung quanh (LBC) điều kiện biên Các trường nhiệt độ lượng mưa mô RegCM3 đánh giá cách so sánh với số liệu phân tích CRU (nhiệt độ) CMAP (lượng mưa), thông qua số thống kê định lượng (cho riêng khu vực Việt Nam) Kết nhận cho phép kết luận số nguồn số liệu sử dụng, số liệu tái phân tích ERA40 nhiệt độ mặt nước biển OISST thích hợp cho mục đích mơ khí hậu hạn mùa khu vực Việt Nam Đơng Nam Á mơ hình RegCM3 “Sensitivity testing of RegCM3 (Regional Climate Model) Part I: Impact of lateral boundary conditions and forcing data on seasonal climate simulations over Vietnam and Southeast Asis” Submitted to Journal of Hydrometeorology, Aug, 2008 (12p) Abstract: In this study, impact of different global reanalysis and sea surface temperature (SST) data, which used as lateral boundary conditions and forcing from surface, on seasonal simulation of surface temperature and rainfall over Vietnam and Southeast Asia by using RegCM3 was investigated Model was integrated for three winters and three summers for the period of 1996-1998 Five numerical experiments are carried out, in which RegCM3 run with ERA40, NNRP1 and NNRP2 driven fields, and OISST and sst_mnmean data, respectively The simulated temperature and rainfall output from RegCM3 was validated by comparison with CRU (for tempereture) and with CMAP (for rainfall) analysis data, and by using skill scores (only for Vietnam) The results showed that, among data sources of reanalysis and SST data, the ERA40 and IOSST should be more suitable for the purpose of seasonal climate simulation over Vietnam and Southeast Asia by RegCM3 Phan Văn Tân, Hồ Thị Minh Hà, 2008: “Nghiên cứu độ nhạy mơ hình khí hậu khu vực RegCM3 Phần II: Ảnh hưởng sơ đồ tham số hóa đối lưu đến kết mơ khí hậu hạn mùa khu vực Đơng Nam Á” Đã gửi đăng Tạp chí Khí tượng Thủy văn, 8−2008 (12 trang) Tóm tắt: Trong này, độ nhạy mơ hình khí hậu khu vực RegCM3 sơ đồ tham số hóa đối lưu Kuo, Grell−AS74, Grell−FC80 MIT−Emanuel thử nghiệm cách chạy mô hạn mùa (6 tháng) thời kỳ 1996-1998 Miền tính mơ hình từ 75E-135E từ 15S-42N với độ phân giải ngang 54km Số liệu ERA40 số liệu nhiệt độ mặt nước biển OISST sử dụng làm điều kiện biên xung quanh điều kiện Việc đánh giá khả mô mơ hình thực sử dụng số liệu phân tích CRU (nhiệt độ), CMAP (lượng mưa) số liệu quan trắc từ mạng lưới trạm Việt Nam Kết đánh giá rằng, mô hình có xu hướng mơ nhiệt độ thấp thực tế khoảng 2-3oC Sơ đồ MIT−Emanuel cho nhiệt độ mô gần với thực tế nhất, sơ đồ Grell−FC80 cho mô thấp Sơ đồ Grell−AS74 tái tạo trường lượng mưa phù hợp nhất, sơ đồ Grell−FC80 cho mô vượt quan trắc nhiều Xét tổng thể, với sơ đồ đối lưu MIT−Emanuel, RegCM3 cho kết mơ nhiệt độ tốt nhất, cịn với sơ đồ đối lưu Grell−AS74, mơ hình cho mơ lượng mưa hợp lý cho khu vực Việt Nam P3 “Sensitivity testing of RegCM3 (Regional Climate Model) Part II: Impact of convective parameterizations on seasonal climate simulations over Vietnam and Southeast Asis” Submitted to Journal of Hydrometeorology, Aug, 2008 (12p) Abstract: In this paper, sensitivity experiments of RegCM3 for different cconvective parameterization schemes of Kuo, Grell−AS74, Grell−FC80 and MIT−Emanuel was carried out by seasonal climate simulations for the period of 1996-1998 The model domain covers from 75E to 135E and from 15S to 42N with 54km horizontal resolution The ERA40 reanalysis and the OISST sea surface temperature data are used as lateral boundary conditions and forcing from surface The verification of the model simulations is performed using CRU (for temperature), CMAP (for rainfall) and the observed data from meteorological station network over Vietnam The verification results showed that, the RegCM3 tends to underestimate about 2-3oC compared to observed The simulated temperature with MIT−Emanuel scheme is the best agreement with observed, while with Grell−FC80 scheme it is the most underestimated Rainfall fields reproduced by RegCM3 with Grell−AS74 scheme is the best agreement with observed, while it is too much overestimaed by RegCM3 with Grell−FC80 scheme In general, MIT−Emanuel and Grell−AS74 schemes are the most appropriate for simulating temperature and rainfall over Vietnam using RegCM3, respectively Phan Văn Tân, Hồ Thị Minh Hà, Lương Mạnh Thắng, Trần Quang Đức, 2008: “Về khả ứng dụng mơ hình RegCM vào dự báo hạn mùa trường khí hậu bề mặt Việt Nam” Đã gửi đăng Tạp chí Khí tượng Thủy văn, 9−2008 (9 trang) Tóm tắt: Trong trình bày số kết thử nghiệm bước đầu ứng dụng mơ hình khí hậu khu vực RegCM3 để dự báo nhiệt độ trung bình tháng tổng lượng mưa tháng cho ba tháng mùa hè 6−8/1996 sử dụng sản phẩm kết xuất mơ hình khí hậu toàn cầu CAM làm điều kiện ban đầu điều kiện biên (RegCM−CAM) Các trường dự báo RegCM−CAM đánh giá cách so sánh với sản phẩm mô tương ứng RegCM3 với đầu vào số liệu tái phân tích ERA40 nhiệt độ mặt nước biển phân tích OISST (RegCM−ERA) Kết dự báo nhiệt độ lượng mưa RegCM−CAM so sánh trực tiếp với số liệu phân tích CRU (nhiệt độ) CMAP (lượng mưa), đánh giá định lượng cho khu vực Việt Nam cách nội suy vị trí trạm so sánh với số liệu quan trắc từ mạng lưới trạm khí tượng thơng qua số thống kê Kết nhận cho thấy, trường nhiệt độ lượng mưa dự báo RegCM−CAM phù hợp tốt với sản phẩm mô RegCM−ERA với trường phân tích CRU, CMAP Trên khu vực Việt Nam, RegCM−CAM thường dự báo nhiệt độ thấp quan trắc; sai số dự báo nhiệt độ RegCM−CAM trung bình khoảng 2oC, ổn định có tính hệ thống RegCM−CAM cho lượng mưa dự báo Việt Nam thấp thực tế, nhiên sai số lớn rõ qui luật Trong ba tháng thử nghiệm, dự báo lượng mưa RegCM−CAM cho tháng 6/1996 hợp lý “On the Implementation of Regional Climate Model (RegCM3) for Seasonal Prediction of Surface Climate over Vietnam” Submitted to Journal of Hydrometeorology, Sep, 2008 (9p) Abstract: This study represents some experimental results of application of Regional Climate Model (RegCM3) for forecasting monthly mean temperature and rainfall P4 for three summer months of Jun-Aug 1996 using outputs of CAM - Community Atmosphere Model as initial and lateral boundary conditions (RegCM-CAM) The RegCM-CAM forecast fields was verified by comparing with corresponding RegCM3 outputs, which run using ERA40 reanalysis data and IOSST sea surface temperature as boundary conditions (RegCM−CAM) The RegCM−CAM outputs was also compared to CRU (temperature) and CMAP (rainfall) data, and was verified using observed data and modeled data interpolated to meteorological stations The results showed that, basically, the temperature and rainfall forecasts of RegCM−CAM are well agreement with one of RegCM−ERA as well as with CRU and CMAP data Over Vietnam, RegCM−CAM usualy produces monthly temperature less than obseved; the mean bias of RegCM−CAM is about -2oC, rather stable and systematic The same situations are also to monthly rainfall, but differences between modeled and observed data are much more larger and are not systematic The RegCM−CAM forecast rainfall of Jun 1996 is better agreement with observed than of July and August 1996 Phan Van Tan, Dinh Ba Duy, 2008: “Effects of initial conditions of soil moisture and soil temperature on spinup time of regional climate model” Submitted to Journal of Hydrometeorology, Sep, 2008 (9p) Abstract: In this study, MM5 coupled with Noah - Land Surface Model (MM5/Noah) is used to investigate the effects of initial conditions of soil tempereture and soil moisture on the model spinup time The model domain consists of 54 x 54 grid-points, which centerd at 16N, 106E, with horizontal resolution of 45km, and with 24 levels in vertical The ERA40 reanalysis data with horizontal resolution of 2.5x2.5km are used as lateral boundary conditions Noah-LSM uses four soil layers which are 0-10, 10-40, 40-100 and 100-200 (cm) There two cases are investigated: 1) Run MM5/Noah continuously for one period, from 01/11/1996 to 01/03/1997 without daily update soil temperature and soil moisture (TH1, TH2, TH3); and 2) Run MM5/Noah continuously for those fifteen periods with daily update soil temperature and soil moisture (TH4, TH5, TH6) The initial soil temperature and soil moisture fields are created by three ways: 1) Soil temperature field is assigned uniformly by 273.15oK (0oC), and soil moisture field is assigned uniformly by (m3/m3) (TH1, TH4); 2) Assign soil temperature and soil moisture fields of 14/05/2007 to 01/11/1996 (TH2, TH5); and 3) Assign soil temperature and soil moisture fields of 01/11/2007 to 01/11/1996 (TH3, TH6) The results showed that, the initial soil temperature and soil moisture fields can play an important role for determination of model spinup time The initial soil temperature and soil moisture fields are closer to reality, the spinup time is decreased, and vice versa Compared to soil temperature, respond time of soil moisture to atmospheric forcing above is much more longer, especially for deeper soil layers Daily soil temperature and soil moisture updates speeded up restore process of the temperature and moisture balance between atmosphere and lower soil layers In case of soil temperature and soil moisture are assigned by those are closer to reality, the model spinup time is about three integrated periods, equal to 12 months “Ảnh hưởng nhiệt độ độ ẩm đất ban đầu đến thời gian khởi động mô hình khí hậu khu vực” Đã gửi đăng Tạp chí Khí tượng Thủy văn, 9−2008 (9 trang) P5 Tóm tắt: Trong này, mơ hình MM5 kết hợp với mơ hình bề mặt đất Noah (MM5/Noah) ứng dụng để khảo sát ảnh hưởng điều kiện ban đầu trường nhiệt độ độ ẩm đất đến thời gian khởi động mơ hình Miền tính mơ hình gồm 54 x 54 điểm lưới với tâm đặt 16N, 106E, độ phân giải ngang 45km, 24 mực theo chiều thẳng đứng Điều kiện biên xung quanh để chạy mơ hình số liệu tái phân tích ERA40, độ phân giải ngang 2.5x2.5km Mơ hình Noah sử dụng bốn lớp đất với độ sâu lớp tương ứng 0-10, 10-40, 40-100 100-200 (cm) MM5/Noah tích phân theo hai phương án: 1) Tích phân liên tục chu kỳ từ 01/11/1996 đến 01/03/1997, không thực cập nhật nhiệt độ độ ẩm đất hàng ngày (TH1, TH2, TH3); 2) Tích phân liên tục 15 chu kỳ đây, có cập nhật nhiệt độ độ ẩm đất hàng ngày (TH4, TH5, TH6) Trường nhiệt độ độ ẩm đất ban đầu cho theo ba tình huống: 1) Gán nhiệt độ đất 273.15oK (0oC) độ ẩm đất (m3/m3) cho tất lớp đất (TH1, TH4); 2) Gán nhiệt độ độ ẩm đất ngày 14/05/2007 cho ngày 01/11/1996 (TH2, TH5); 3) Gán nhiệt độ độ ẩm đất ngày 01/11/2007 cho ngày 01/11/1996 (TH3, TH6) Kết nhận cho thấy, giá trị ban đầu trường nhiệt độ độ ẩm đất có vai trị quan trọng việc xác định thời gian khởi động mơ hình Trường nhiệt, ẩm đất ban đầu gần trạng thái thực thời gian khởi động mơ hình ngắn ngược lại So với nhiệt độ đất, thời gian thích ứng độ ẩm đất tác động khí phía dài nhiều, lớp đất sâu Việc cập nhật nhiệt độ độ ẩm đất hàng ngày thúc đẩy nhanh trình thiết lập trạng thái cân khí điều kiện nhiệt ẩm đất Trong điều kiện nhiệt độ độ ẩm đất gán gần với trạng thái thực, thời gian khởi động mô hình vào khoảng chu kỳ tích phân, tương đương 12 tháng P6 SCIENTIFIC PROJECT Branch: Meteorology and Climatology; Project category: Ministry level Title: Study on implementation of Regional Climate Model for seasonal simulation/prediction of surface climate fields for development planning and disaster prevention Code: QGTĐ.06.05 Managing Institution: Vietnam National University (VNU), Hanoi Implementing Institution: Hanoi University of Science, VNU Collaborating Institutions: None Coordinator: None Key implementors: Asoc Prof Dr Phan Van Tan, Dr Tran Quang Duc, PhD Student Ho Thi Minh Ha, PhD Student Vu Thanh Hang, PhD Student Bui Hoang Hai, Msc Student Luong Manh Thang, Msc Le Nhu Quan, Msc Ta Huu Chinh, Msc Du Duc Tien Duration: May 2006−May 2008 Budget: 300.000.000,0 VND 10 Main results: • Results in science and technology: Contributing to improve the knowledge of physical mechanics in the simulation/modeling of regional climate; Evaluating the ability of Regional Climate Model (RegCM) to simulate and to seasonal forecast surface climate conditions over Vietnam and Southeast Asia • Results in practical application: Will be used as a good reference material for the further researchs in the fields of climate modeling • Results in training: graduated theses; 01 undergraduated thesis • Publications: 01 International workshop proceeding published; 01 Scientific article, submitted to Journal of Climate Research; 04 Scientific articles submitted to Journal of Hydrometeorology 11 Evaluation grade (if the project has been evaluated by the the evaluation committee: excellent, good, fair): P7 PHIẾU ĐĂNG KÝ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KH-CN Tên đề tài (hoặc dự án): Nghiên cứu ứng dụng mơ hình khí hậu khu vực mơ phỏng/dự báo mùa trường khí hậu bề mặt phục vụ qui hoạch phát triển phòng tránh thiên tai Mã số: QGTĐ.06.05 Cơ quan chủ trì đề tài (hoặc dự án): Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội Địa chỉ: 334 Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội Tel: 5583001 Cơ quan quản lý đề tài (hoặc dự án): Đại học Quốc gia Hà Nội Địa chỉ: 144 Xuân Thủy, Cầu Giấy, Hà Nội Tel: Tổng kinh phí thực chi: 300.000.000,0 VND Trong đó: - Từ ngân sách Nhà nước: 300.000.000,0 VND - Kinh phí trường: - Vay tín dụng: - Vốn tự có: - Thu hồi: Thời gian nghiên cứu: 24 tháng Thời gian bắt đầu: 5/2006 Thời gian kết thúc: 5/2008 Tên cán phối hợp nghiên cứu: TS Trần Quang Đức, NCS Hồ Thị Minh Hà, NCS Vũ Thanh Hằng, NCS Bùi Hoàng Hải, HVCH Lương Mạnh Thắng, ThS Lê Như Quân, ThS Tạ Hữu Chỉnh, ThS Dư Đức Tiến Bảo mật: a Phổ biến rộng rãi: X b Phổ biến hạn chế: Ngày: c Bảo mật: Tóm tắt kết nghiên cứu: Nghiên cứu lựa chọn miền tính, độ phân giải cho mơ hình khí hậu khu vực RegCM3 cho mục đích mơ dự báo hạn mùa trường khí hậu bề mặt khu vực Việt Nam Đông Nam Á Thử nghiệm độ nhạy mơ hình RegCM3 nguồn số liệu tái phân tích tồn cầu, số liệu nhiệt độ mặt nước biển, sơ đồ tính dịng trao đổi đại dương − khí sơ đồ tham số hóa đối lưu Qua xác định cấu hình động lực vật lý thích hợp cho mơ hình RegCM3 nghiên cứu mơ khí hậu khu vực hạn mùa Thử nghiệm khả ứng dụng RegCM3 vào dự báo khí hậu hạn mùa Việt Nam cách dùng sản phNm kết xuất mơ hình CAM điều kiện ban đầu điều kiện biên cho RegCM3 Các kết đạt được: 1) Miền tính độ phân giải thích hợp cho mơ hình khí hậu khu vực RegCM3 áp dụng vào điều kiện Đông N am Á Việt N am 15S-42N từ 75-135E, độ phân giải ngang 54km (tương đương 0,5 độ kinh vĩ), số mực theo chiều thẳng đứng 18 mực, có mực lớp PBL (dưới 850mb) mực mô hình 70mb 2) Đã thiết kế thí nghiệm, tiến hành chạy mơ hình RegCM3 đánh giá độ nhạy RegCM3 đối với: 1) nguồn số liệu tái phân tích tồn cầu khác (ERA40, N N RP1, N N RP2); Số đăng ký đề tài Số chứng nhận đăng ký kết nghiên cứu: P8 2) trường nhiệt độ mặt nước biển (OISST, sst_mnmean); 3) sơ đồ tính dịng trao đổi đại dương – khí (BATS, Zeng); 4) sơ đồ tham số hóa đối lưu (Kuo, Grell (AS74), Grell (FC80), MIT−Emanuel) Kết nhận cho thấy: 1) số ba nguồn số liệu tái phân tích sử dụng để thí nghiệm, số liệu ERA40 phù hợp cho mục đích mơ khí hậu khu vực Việt N am Đơng N am Á; 2) ảnh hưởng nguồn SST khác kết mô mô hình khơng thể rõ ràng, vào mùa hè, số liệu OISST cho trường lượng mưa mô gần với CMAP Do việc chọn số liệu OISST hợp lý hơn; 3) sơ đồ BATS để tính dịng trao đổi đại dương − khí cho kết mô phù hợp với thực tế so với sơ đồ Zeng; 4) tham số hóa đối lưu có ảnh hưởng quan trọng đến kết mơ mơ hình Trong thí nghiệm cấu hình với sơ đồ đối lưu khác nhau, nhiệt độ mô Reg+Eman (chạy với sơ đồ MIT−Emanuel) phù hợp với số liệu CRU, lượng mưa diện mưa thường lớn CMAP Các sơ đồ Grell (thí nghiệm Reg+GAS Reg+GFC) tái tạo nhiệt độ bề mặt thường thấp CRU khoảng 2-3oC, lượng mưa vị trí tâm mưa, đặc biệt tâm mưa lớn vịnh Bengal, mô tốt, Reg+GFC tái tạo mưa lớn nhiệt độ thấp nhiều so với Reg+GAS Xét tồn miền tính, Reg+GAS cho lượng mưa mơ phù hợp so với CMAP, có xu hướng thấp 3) Đã thử nghiệm khả mơ nhiều năm RegCM3 cách tích phân mơ hình liên tục 10 năm, từ 01/11/1990 đến 01/01/2001 với tháng khởi động mơ hình (spin up time) Kết nhận cho thấy, mơ hình tái tạo tốt điều kiện hoàn lưu (đặc trưng trường khí áp mực biển), nhiệt độ lượng mưa so với trường điều khiển toàn cầu (ERA40), số liệu CRU CMAP 4) Đã xây dựng hệ thống tiêu đánh giá, tính tốn đánh giá kết mô RegCM3 cho khu vực Việt N am cách so sánh với số liệu quan trắc từ mạng lưới trạm khí tượng Qua rút rằng, Việt N am, RegCM3 với sơ đồ đối lưu MIT−Emanuel cho mô nhiệt độ tốt nhất, sơ đồ đối lưu Grell (AS74) làm cho RegCM tạo lượng mưa mô hợp lý Tính trung bình tồn lãnh thổ cho tất tháng năm, RegCM3 có xu hướng mơ nhiệt độ thấp quan trắc khoảng độ, lượng mưa cao quan trắc khoảng 70−80% 5) Đã thử nghiệm sử dụng sản phNm kết xuất mơ hình CAM trường dự báo tồn cầu làm đầu vào tiến hành chạy mơ hình RegCM3 để mô trường nhiệt độ lượng mưa tháng 6,7,8/1996 Kết đánh giá sai số cho khu vực Việt N am mô RegCM3 với đầu vào sản phNm CAM có xu hướng thấp quan trắc cách có hệ thống Sai số mô nhiệt độ nằm khoảng 2−3oC, lượng mưa từ 50−70%, sai số nhiệt độ thể rõ qui luật sai số lượng mưa Kiến nghị quy mô đối tượng áp dụng nghiên cứu: Sản phNm đề tài dùng làm tài liệu tham khảo tốt cho nhà làm công tác nghiên cứu nghiệp vụ thuộc ngành khí tượng khí hậu Chủ nhiệm đề tài Thủ trưởng quan chủ trì đế tài Họ tên Phan Văn Tân Học hàm Phó Giáo sư, học vị Tiến sỹ Ký tên Đóng dấu P9 Chủ tịch Hội đồng đánh giá thức Thủ trưởng quan quản lý đề tài ... nghiên cứu khả mô hạn mùa trường khí hậu bề mặt mơ hình khí hậu khu vực RegCM, nhằm hướng tới mục đích xa ứng dụng mơ hình vào nghiệp vụ dự báo khí hậu hạn mùa, phục vụ qui hoạch phát triển phòng tránh. .. − 2008 Tóm tắt a Tên đề tài: ? ?Nghiên cứu ứng dụng mơ hình khí hậu khu vực mơ phỏng/dự báo mùa trường khí hậu bề mặt phục vụ qui hoạch phát triển phòng tránh thiên tai? ?? Mã số: QG.TĐ.06.05 b Chủ... NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN −−−−−−oOo−−−−−− Tên đề tài: Nghiên cứu ứng dụng mơ hình khí hậu khu vực mơ phỏng/dự báo mùa trường khí hậu bề mặt phục vụ qui hoạch phát triển phòng tránh thiên