BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MƠI TRƯỜNG 'VIỆN KHÍ TƯỜNG THUỶ VĂN
BAO Cho TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CÚU KHOA HỌC NGHIÊN CỨU UNG DUNG VA CẢI TIẾN SƠ ĐỒ PHÂN TÍCH XỐY TRONG DỰ BÁO QUỸ ĐẠO BÃO
BẰNG PHƯƠNG PHÁP SỐ
“Chủ nhiệm để tài: TS Đặng Thị Hồng Nga
Trang 2"BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MƠI TRƯỜNG 'VIỆN KHÍ TƯỢNG THUỶ VĂN
BAO CAO TONG KẾT ĐỂ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
'NGHIÊN CÚU ỨNG DỤNG VÀ CẢI TIẾN SƠ ĐỒ
Trang 3
'BÁO CÁO TỒNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 'NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VÀ CẢI TIẾN SƠ ĐỒ
PHAN TÍCH XỐY TRONG DỰ BÁO QUỸ ĐẠO BÃO BANG PHƯƠNG PHÁP SỐ (Chis phn los: Oil sd aang by: 71 (Qi nhiện để TS Địng Thị Hồng Nga (Ging te vi chink
1 TAS Mai Van Khiem Viện Khí tượng Thủy văn 2 CNNgyễnVanHiệp Viện Khí tượng Thủy vàn
3 CN.LETjTuyế Viện Khíượng Thủy văn
4 NCS.BOi Hong Hai “Trường DHKHTN S TS Holng Dic Cuing Viện Khí tượng Thủy văn 6 TheNguyếnThjMihhPhương — TrangtamDBKTTTTƯ 1 KSNByEnMinhVt Viện Khítượng Thủy văn ely thing (nm 2008 Nely thing nam 2006
Chi nhiện đ wi a quan chi tt
#2,
umn
“TS Đặng Thị Hồng Nga Grin Choe
ANgày tháng - năm 2006 Ngày thing - năm 2006
Trang 4MỤC LỤC Mặc lục anh me fe bing anh myc các hình và đổ bị Mở đầu
Chương ,Tổn quo a ah phe ad to bí ng mô tình số ưị có sử dụng sơ đổ phân tích xốy
1L1,Một số mơ hình số tr dự báo bo có sử đụng sơ đồ phân ch xoby 1-L1.Mô hinh chính áp SANBAR
1.12.Mô hình chính áp VICBAR 1.13.Mô hình chính áp MUDBAR 1.14.Mô hình chính áp WBAR 1.15, Mô hình áp GDFL, 1.16, Mô hinh áp TCLAPS
12 Mou mon 6 guy nô ta MA ng ung đà dể Lổng đụng sơ đồ phân ích xoáy đ báo đường đ của bi,
2 1.Hệ phương tình thủy nhiệt động lực học của mô hình MMS 122 Lưới tính của mô hình MS,
1.23 Che qu tinh vit
1.24, Ce dang sin phn eda mo inh MMS
(Chơng2: Phong hp lo soấy sin to ba cds tong m hsh noi hon aptenh khu vực Biển Đông
221.Nghền co soấ ân 0
22 Ban đầu hóa xoáy theo sơ đồ của Lơvnane Day 2⁄21 Tích thành phần mơi trường và thành phín xốy 222 Tạo xoáy nhân tạo
Trang 5
2235 Xác định thành phần phì đối xứng của xoấy nhân o 45 23.6, The hiện hiệu chỉnh tường gó :
237 Căn bằng trưởng độcao đa th vị : a
24, Hiệu chỉnh các thông số ung sơ đổ bàn đầu hóa xoy c
“TCLAPScho mô hình MM5 4
2.4.1 Thay i cng thie Tam ton 4 fon ee)
3.42 Hiệu chỉnh bín kính gió cự đại ee
225 Nghiên cứ la chọn công thức tính profile dp uất bề mặt 32 “Chương 3: Tính toán thử nghiệm dự báo quỹ đạo bo trên khu vực Điển Đông với các sơ đổ phân tích xoáy khác nhan
1341 Chuẩn bịcác iều kiện cho mô hình dự bío .32 Thừnghiệm dựbáo quỹ đạo bo Koni
3⁄21 Mộ t diễn biến bảo Koni 322 Kế quả nh oán o 33 Thờngiện dự oq bo Ibo 0 70 73 33.1, Moti blo Imbudo, 3.32, Ket qu th tof - = 24, Tagg do io lo Kova s— E 1 34.1 M6 tử blo Krowanh i 7 3⁄42 Kết qu nh tán ST
35 Thử nghiệm dự báo quỹ đạo bão Nepavk 2
35.1, Mot blo Nepartak coz 8
3.5.2 KA qu inh toán : 45
Kết lun 4g
Một số kiến nghị ot
"ài liệu tham khảo,
Trang 6DANH LỤC CÁC BẰNG "Bảng 11 Danh mục các sản phẩm của mô hình MMS Bop rhombi Ro 0 và các mô hình khác 20 g2 Sikồâyhú tra th do Ho nb 3 0d hs 1
‘Bing 33 Sui số dựbáo trưng bình cho bão Krotanh từ 3sơ đồ khác nhau B2 "Bảng 34 Sỉ số dự báo trung bình cho blo Nepartak te 3 sơ đồ khác nhan 7 ‘Bing 3.5, Su 6 dy bo tung binh cho 4 cơn bão năm 2003 88
"Bảng PI Sử số đự báo (km) com bo Cantu thing 6/2004 cba 0.46 MMS-TCLAPS,
‘Bing P2, Sai s6 dy bd (km) con bo Damrey ngày 2209/2005 Bing P3 Sử số dựbáo(kn) cơn bảo Danrcy ngày 2309/2005 ‘Bing PS, Sử số dự bdo (km) com bo Damrey nghy 2408/2005 ‘Bing PS Sal số dựbáo (km) com bo Damrey nghy 25/09/2008 "Bảng P, Sử sốdự báo trung bình (em) cho bão Danrey 9/2005
‘Bing Sử số dự báo (em) cơn bo Kaiak ngày 29/10/2005 "Bùng PB, Sử số dự báo (km) cơn bi Kaiak ngày 3/10/2005 Bing P9 Sui số dựbáo trung bình (km) cơn bo Kaiok 102005
"Bảng I0 số dự báo (km) com bio Chanchu ngày 12/05/2006 "Bảng II Si số dự báo (km) cơn blo Chanchu nghy 13/05/2006 Bảng PI2 Su 6 dbo (km cơn bảo Chanchu ngày 14/05/2006 Bảng P3, Sử số dự báo trung bình (km) cho bảo Chanchu 05/2006
Trang 7Mình LI Mình L2 Hình L3 Hình2.1 Hình22 Hah 23 Hoh 24 inh 25 Hind 26 Hình22 Hình28 Hoh 29 Hinh 210 Hin 2.11, Hi 2.12 inh 213 Hinh 216 Mìh215 Hi 2.16 ah 217 Hint 218 Hoh 2.19 _ĐANH LỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ
$0 đồ cu tức lui phân ch xe kế đng ơn th tục bản
đu hóa của mô hình WBAR i
TH ie hig ứng pan Bc rong MS He toa 9 a ngang va phan bck iến trong MMS ‘Vy min hs vie ch tg phi ch khích quan bàn đấu thn eng moi trang hy v8 trường xốy hạ -
.$0đổ mơ t vũng lm tâm xo#y cực đại Và vồng tạo xoy gi Bàn đu éaprofle thẳng đứng của trừng gió nhìn ạo Cấ trúc chính củ sơ đồ bạn đầu ha ofy ong TCLAPS S0 đồ phân ch trường gió x
Sa phn ch cd ng 0 hung (it 66, dn vd 4psnĐmộtbiể)
046 bự hận ch ơng xo dân õ
ica so ban duh toy TCLAPS og ma nh MMS “Trung kh pb mit hi Rdg thy itn ban hos xy “Trường kh áp bể mặt su hi hah ban i a xy “Trung gi6 me 1000m bhi khong th hiện bạn đấu bó xoáy “Trutmggi6 mp: 1000mb Ki hue hi ban i hóa xoáy
Mặt cất gió vĩ hướng rước và sa i the ign ban hối vy Mặc trông nhất độ tước và sa ti h Mn bạn a 206 bit “Trung giv rg Kh 6p mc bidn inh theo cong th Fajita va Holling
“Toản lệ mục tiền ng gush bo ih eo «ng thie Fajita va Holland
“Thin pn gi U ving quanh tim Bots theo cng thc Fajita va Holland
“hành phần gió V vùng quan tim io tnh theo công thức Rajt và Haland
Trang 8
.Hình220, Su số dự báo cơn bảo Kon ngày 19/7/2003 theo các phương pháp nh profile dp uất bềmịt khác nhau
‘inh 2.21 Sai 6 dy béo com blo Koni ngày 207/203 theo các phương pháp tính pofle áp suất bề mặt ke tha
Hình222 Sa số báo cơn bảo Imbudo ngày 21/7/2003 theo các hương phpính pofle áp suất bế mặt khác nhau inh 223 Sai s6 dy fo cơn bảo Imbudo ngày 22/7/2003 theo các
phương pháp íh profile p suất bé mặt khác nhau Hình 224 Si số đự báo cơn bảo Krovanh ngày 21/8/2003 theo các
phương phấp tính pofie áp suất bé mặt Đúc nhau lh225 Si số dự báo cơn bảo Kroranh ngày 22/4/2003 tho các
phương phấp tính pofis áp suất bé mặt khác nhau inh226 $isố dự báo cơ bo Krovanh ngày 23/2003 theo các
Phuong php tinh profile dp sult bé mat Khe Aha Hình227 Sa số bo combo Neparak ngày 14/11/2003 theo các
hương php nh profle áp suất bề mặ khíc nhau Hình228 Si số đ báo cơn bão Neparsk ngày 15/11/2003 the các
hug php tinh profile dp suất bề mặt khác nhan Hình 229 Sisố dự báo cơn hão Nepetak ngày 16/11/2003 theo các
Phuong php tinh ofle áp uất bề mặt khc nhau inh 230, Sai s6 dbo com bo Nepartak nghy 17/11/2003 theo các
phương php tính pofle áp uất bé mặt khác nha Hình 31 Trường híáp mục biển tại thời điểm !2UTC ngày 07/2003
ish 32 Trung độcaođịa thếvị rên mực SOORPa ti thi diém 12UTC gly 1890772003 : ah 43 Trt ea ea th oj wen SOP ith ed 12UTC ‘gly 19072003 ah 34, Teng it mo ODOR id in I9UTC ey 2907703,
Trang 9
PS sỶnn=
dung sơ đổ phân ích X9Sy _
nh 39: updo cl bo cla bo Koni ong ng ap ø đồ phn teh xoly cb Lownar
Tình 310 0e dcerkeckhpelsearhghdei
+g đồ phan tích xoáy của TCLAPS 6
‘inh 3.118 Anh v tin IR cabo Imbudo Ide 12UTC ngày 2907/2003 7Ì Hin 3.11b Anh tinh Ria bio Imbudo de UTC nghy 24/07/2003 n
inh 3.12, Trung 69 cao da thé i tung gi va trang xofy mye 200KP
'gi00UTC ngày 20, 21,22, 23,24 vi 25/07/2003, ie n
Hình 3.13 Quỹ đo thực của bảo Imbudo od
ch Qu ovale be cũ bế nb ng rừng by ong,
sử đụng sơ đồ phân eh xoy nh
Hình 315 Qu đạo và ác đựbáo của bảo Inbudo tong trường hợp sĩ
đọng sơ đồ phân ích xoáy của Lovnam eae Tan ii us cista ioc eng soe
yng 0.45 phn ich xoby của TCLAPS 1
Mình 3117 Quỹ đạo th của bão Kroranh, n
Hình 3.18 Ảnh vệ ỉnhI của bão Krotanh ào lúc 18UTC ngày
2408/2003 ES ata)
inh 319, Anh v inh IR eda bo Krovanh vio ic O6UTC nghy
2408/200 1
inh 320, Quỹ đạo và các dự báo của blo Krovinh tong trường hợp,
hông sử đụng sơ đồ phân eh Koby 80
Honk 3.2049 ow che dy block bo Kr on ng hp ng 0
86 phn tchxofy cia Lownam sỉ
h3 Quỹ êo ede dy bo co Kevan wong ng hep
đọng sơ đồ phân tích xoáy của TCLAPS gỉ
Tình 323 Quỹ đạo thực của bảo Nepartak 8
inh 324, Anh win IR của bão Neprtak vi lúc 00UTC ngày
16/1/2003 Be a4
Trang 10
ES apa ets ant es sow
hông sử đụng sơ đồ phn ich xo
oh 3.27: eS ek oo hao Nyaa ng rừng hợp
sik dng £046 pt teh xody ea Lownam
inh 328, Qu) dgo va ce dbo ei bio Nepartak trong rung hop sit dyn 506 phn ich x08y 8 TCLAPS nn
Trang 11
MỠĐẦU
‘Viet Nam là một rong những nước chịu nhiều thiên ti nhất trên thế giới, hàng năm phải chịu các trận bão nhiệt đới, ngập Tut, mua đ, hạn hín, gu lờ để, chấy rừng và đi khi cả động đấ Lụt và bão là ha lọ thiên ta thường xuyên và khốc liệt nhất Các cơn bão thường kèm theo gió mạnh, mưa lớn, sống cao, nước biển đăng gây ra tiệt hại to lớn về người và tài sản Trung bình hàng năm Vit Nam chịu ảnh hưởng từ 7 tối 8 cơn bão Riêng cơn bảo Linda năm 1997 đã phá huỷ tới 300.000 ngôi nhà, không kể những thiệt hạ rất lớn về sinh mạng Vì vậy việc nghiên cứu dự báo bảo đã và đăng được những người làm công tác khí tượng tập trung nghiên cứu
'Quỹ đạo và cường độ bão là hai mục tiêu cần dự báo chính xác Hiện nay thường dự báo quỹ đạo blo bằng ba phương pháp chính: phương pháp Synop, phương pháp vật lý thống kê và phương pháp sổ tị
“Trong những năm gắn đây, cùng với sự phát iển của máy ính điện tir va hiểu biết tốt hơn vé khí quyền nhiệt đới, nhiều mô hình số tr dự báo lo đã được xây dựng và phát triển, từ những mô hình chính áp đơn giản cho đến các mô hìnhtàáp 3 chiều phức tạp Ngày may, do mô tỉ đầy đủ hơn các quá tình vật ý, ên các mô hình tà áp đã cho những kết quả dự báo bảo rất khả quan Tuy nhiên, các mô hình chính áp đơn giản vẫn còn cung cấp được những dự báo quỹ đạo có giá tị, ít nhất tối hạn dự báo 48h và vẫn đang được sử dụng trong nghiệp vụ tại một số trung tâm dự báo lớn như “Trung tâm Quốc gia về bảo của Hoa Kỳ NHC,
Trang 12
sau đồ cài vào trường bạn đầu cho mô hình dự báo số, Phương pháp này, được gọi là phân tích xoáy hay ban đầu hoá xoáy Quá tình được thực hiện theo nguyên tắc sau: trước hết loại bỏ xoáy yếu, si vị tr khỏi các trường,
phân tích toàn cấu; sau đồ tạo và cài vào trường bạn đầu một xoáy nhân tạo có tí tâm và cường độ phù hợp hơn với xoáy bảo thực
Vin dé ban đầu hố xốy trong các mơ hình dự báo quỹ đạo bão đã được các nhà khí tượng trên thể giới để cập tới từ những năm T0, phát triển "mạnh tong những năm 90 và hiện nay đang được nghiên cứu ở nhiều Trung, tâm, Cơ quan khí tượng trên thế giới (13, 14,25, 28, 29)
LÔ nước ta những năm gắn dây đã xuất hiện một loạt công tính nghiên cứu dự báo quỹ dịo bão ng mô hình số tị chính áp có sơ đổ ban đầu hố xoby và mô hình là áp chưa có sơ đổ bạn đầu hóa xoáy Mã hình chin 6p với sơ đổ an đấu hóa xoáy WBAR thứ nghiện dự báo quỹ đạo cho một số cơn bảo hoạ động tên Biển Đông vi Tay Ble Thi Binh ‘Duong, cho thiy có thả năng áp đụng tròng nghệp vụ dự báo bả ở nước tà Mo ố mô hình tì áp đang được ngiên cứ vì ứng đụng tong dự bío thời itn: HRM, RAMS, MMS, ETA, WRF tong 46 HRM đi được <u vo hay ngitp yt Trang tâm Dự báo Khí tượng Thuỷ văn Trung ương Theo kế quả đính giá cho thấy cíc mô hh tà áp này đế có thể ning dy Bf qu đạo bảo khít đặc là nế xây dụng được một sơ đổ ‘rn ia xo choc mô hình pny kế qu dự báo tt hơ
Trang 13
đối xứng, chứa cổ thành phần ph đối xứng, tong khi thành phần xoáy phì đổi xứng hi là thành phần giữ vai rồ rất quan trọng trong chuyển động áo (1,3,5,28,29, 3, 3T]
"Nhằm mục đích nghiên cứu và xây dụng các phương pháp cổ hiệu qui dự báo đường đi của ảo, giúp cho việc chủ động phòng chống và giảm nhẹ tiên ti, chứng tôi đã để xuất và được Bộ Tài nguyên Môi tường cho phép thực hiện để tà: "Nghiên cứu ứng dụng và cũ tiến sơ đổ phn tích xoáy trong y báo quỹ đạo bão bằng phương pháp sổ" với mục iêu: Nghiên
cứu ứng đụng và đưa được sơ đổ phân tích xoáy ba chiếu có thành phần xoáy ph đối xứng vào mô hình MMố cải tiến sơ đổ cho phù hợp hơn với điều kiện Việt Nam; thử nghiệm dự báo quỹ đạo cho một số cơ bả: tạo cơ sử khoa học đểhoàn thiện phương pháp dự báo bão bằng mô hình số tị ở Vi Nam,
Nội dung thực hiện của để tài gồm:
1 Thu thập, thống kê các đỡ liệ liên quan phục vụ để, cài đt mô ình bệ hếng và các phần mềm hỗ tr rên mấy tính; 3 Nghiên cứu sử đụng sơ đổ phân ch xoáy ba chiếu đổi xứng ương mô hình MMS, 3 Nghiên cửu việc xây dụng thành phần phí đổi xóng của xuấy bà chiên
4, Cais 6 phân ích xoáy ba chiến có hình phần phi đi sống vào mô hình MMS, ải tiến sơ đồ này áp dạng cho dự báo quỹ đạo bảo rên Kha vự Biến Đông;
4, Thử nghiệm dự báo, phân tích va nh gid ket ui
Tiến ơ sở các kết quả thực hiện, báo cáo tổng kết để li được tình by trong 3 chương:
Trang 14
> Chuong Il: Phương pháp tạo xốy ba chiều trơng mơ hình dự báo số trị và ác cải tiến ấp đụng cho dự báo quỹ đạo bão trên khu vực Biển
Đông
>- Chương II: Tính toán thử nghiệm dự báo quỹ đạo bão trên khu vực Biển Đông với các sơ đồ phân tích xốy khác nhau
Chúng tơi xin ân wong bay ời cảm ơn chân thành ới Bộ Tài -äghyên và Môi tường, Viện Khí tượng Thủy văn, Trung tăm Nghiền cứa Khí tượng Khí hậu đã quan tâm giúp đỡ chúngtöi tong quá tình thực hiện
đùi
Chúng i xin rn trong bly tb Li cm ơn âu ắc t6i PGS TS Phan ‘Van Tan 4 chiding cho chúng tôi hiền để tực hiện dé i
Trang 15
Chương
‘TONG QUAN TINH HINH NGHIEN CỨU DỰ BÁO BÃO BẰNG MƠ 'HÌNH SỐ TRỊ CĨ SỬ DỰNG SƠ ĐỒ PHAN TICH XOAY Kết quả của mô hình số trị nói chung, mô hình dự báo quỹ đạo bão nối iêng phụ thuộc rấ lớn vào chất lượng của tường ban đu và điều kiện biên đa vào mô hình Các mô hình dự báo quỹ đạo bão thường sử dụng số liệu phân ích và dự báo của mơ hình tồn cấu làm điều kiện bạn đấu và điều kiện biên phụ thuộc tồi gian Do sự thưa thớt của số iệu quan tr, trên các vùng biển nhiệt đói và do chính cấu trúc ton lý, cũng như sự hạn chế về độ phân gii của các mô hình toàn cấu, nên các xoáy bio trong trường bạn đầu thường sai ch vị trí và có cường độ yến hơn so với xoáy bão thực, Sai số ban đầu này sẽ có ảnh hường rất lớn tới quá tình dự báo -quỹ đạo bảo Trên cơ sở những nghiên cứu lý thuyết về chuyển động và cấu, trúc của xoáy thuận nhiệt đới, các nhà nghiên cứu thực hiện "ban đầu hos xoáy thuận nhiệt đới" để tạo trường ban đấu cho mô hình dự báo số Tư tưởng chính của phương pháp này là tách bỏ một cách hợp lý xoáy yếu, si vị te trong tp at lig ton eu, sau đổ xây đựng một xoáy nhân tạo có cấu trúc và cường độ phù hợp hơn với xoáy thực để cài vào trường ban đầu cho mô hình dự báo quỹ đạo bo