Nghiên cứu đánh giá khả năng dự báo mưa hạn ngắn từ mô hình IFS cho khu vực bắc trung bộ

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌCTÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI - TRẦN ĐỨC BÁ NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG DỰ BÁO MƯA HẠN NGẮN TỪ MƠ HÌNH IFS CHO KHU VỰC BẮC TRUNG BỘ LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội, năm 2019 BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌCTÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI - TRẦN ĐỨC BÁ NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG DỰ BÁO MƯA HẠN NGẮN TỪ MƠ HÌNH IFS CHO KHU VỰC BẮC TRUNG BỘ CHUYÊN NGHÀNH: KHÍ TƯỢNG VÀ KHÍ HẬU HỌC MÃ SỐ: 60440222 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS VÕ VĂN HÒA TS.THÁI THỊ THANH MINH HÀ NỘI, NĂM 2019 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI Cán hướng dẫn chính: TS Võ Văn Hòa Cán hướng dẫn phụ : TS Thái Thị Thanh Minh Cán chấm phản biện 1: TS Nguyễn Văn Hiệp Cán chấm phản biện 2: TS Nguyễn Đăng Quang Luận văn thạc sĩ bảo vệ tại: HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI Ngày 11 tháng 01 năm 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ “Nghiên cứu đánh giá khả dự báo mưa hạn ngắn từ mơ hình IFS cho khu vực Bắc Trung Bộ” thực với hướng dẫn TS Võ Văn Hòa TS.Thái Thị Thanh Minh Các kết nghiên cứu luận văn thực chưa công bố đâu Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung mà tơi trình bày luận văn Hà Nội, ngày 20 tháng 01 năm 2019 TÁC GIẢ Trần Đức Bá i LỜI CẢM ƠN Trước hết, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Võ Văn Hòa TS Thái Thị Thanh Minh - người tận tình bảo hướng dẫn tơi hồn thành luận văn Tôi xin cảm ơn Thầy cán khoa Khí tượng, thủy văn cung cấp cho kiến thức chuyên môn, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi sở vật chất suốt thời gian học tập Trường Khoa Tôi xin cảm ơn cán phòng Dự báo thời tiết, phòng Dự báo khí hậu phòng Số Viễn thám (Trung tâm dự báo Khí tượng Thủy văn Quốc gia), tập thể cán viên chức Đài KTTV Hà Tĩnh, Đài KTTV khu vực Bắc Trung Bộ đồng nghiệp giúp đỡ trình thực luận văn Xin cám ơn, nhóm tác giả đề tài nghiên cứu khoa học phát triển công nghệ cấp Bộ: “Nghiên cứu ứng dụng số liệu dự báo Trung tâm Dự báo thời tiết hạn vừa Châu Âu để xây dựng phương án dự báo lũ ngày cho sơng Trung Trung Bộ”, mã số: TNMT.2018.05.35 Tôi xin cảm ơn Trường Đại học Tài nguyên Mơi trường Hà Nội, Đài Khí tượng tạo điều kiện cho tơi có thời gian hồn thành luận văn Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, người thân bạn bè, người bên cạnh cổ vũ, động viên tạo điều kiện tốt cho suốt thời gian học tập Trường Trần Đức Bá ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT LUẬN VĂN: v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT iv DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU v DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ vi MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: ĐẶC ĐIỂM MƯA Ở KHU VỰC BẮC TRUNG BỘ VÀ TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ DỰ BÁO 1.1 KHÁI QUÁT VỀ ĐẶC ĐIỂM MƯA Ở BẮC TRUNG BỘ 1.1.1 Phân bố mưa theo không gian thời gian 1.1.2 Các hình gây mưa 1.2 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ DỰ BÁO 13 1.2.1 Ngoài nước 13 1.2.2 Trong nước 22 CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ CƠ SỞ SỐ LIỆU 27 2.1 LỰA CHỌN ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 27 2.2 PHẠM VI NGHIÊN CỨU VÀ CƠ SỞ SỐ LIỆU 32 2.2.1 Số liệu quan trắc 34 2.2.2 Sơ mơ hình IFS số liệu mơ hình IFS 35 2.3 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU 37 2.4 PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ 39 2.4.1 Lựa chọn không gian đánh giá 39 2.4.2 Lựa chọn số đánh giá 39 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 46 iii 3.1 KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ ĐỊNH LƯỢNG MƯA 46 3.2 KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ DỰ BÁO THEO CẤP 54 3.3 PHÂN TÍCH MỘT SỐ TRƯỜNG HỢP 60 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 iv TÓM TẮT LUẬN VĂN: + Họ tên học viên: Trần Đức Bá + Lớp: CH3a-K Khoá: 2017 - 2019 + Cán hướng dẫn: Hướng dẫn 1: TS Võ Văn Hòa Hướng dẫn 2: TS.Thái Thị Thanh Minh + Tên đề tài: Nghiên cứu đánh giá khả dự báo mưa hạn ngắn từ mơ hình IFS cho khu vực Bắc Trung Bộ + Tóm tắt: Tác giả sử dụng số đánh giá lượng mưa, số đánh giá theo cấp mưa tập số liệu quan trắc lượng mưa 24 20 trạm khí tượng thuộc khu vực BTB thời gian năm từ năm 2012 - 2017 số liệu dự báo từ mơ hình IFS Kết cho thấy: khả dự báo mưa thời hạn ngắn cho khu vực BTB IFS có kỹ sai số tổng thể khơng lớn, nhiên khả dự báo tượng mưa to mưa to chưa đạt thấp, cần lưu ý sử dụng kết dự báo trường hợp mưa lớn Thesis summary Full name: Tran Duc Ba Class: CH3AK School year: 2017-2019 Scientific guidance: Instruction 1: Dr Vo Van Hoa Instruction 2: Dr Thai Thi Thanh Minh Project title: Research and evaluate the ability of rainfall short-term forecasting from IFS model for North Central region Summary: The author uses the indicators to assess the rainfall, the evaluation indicators according to the rainfall level on the 24-hour, with 20 meteorological stations data in the North Central region, from 2012 to 2017 and forecast data from IFS model The results show that the ability to rainfall short-term forecasting of IFS model is skillful and error is not great in the North Central region However IFS model is not skillful forecating with heavy rain and very heavy rain So, it should be noted when using forecast results in this cases v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT TBNN Trung bình nhiều năm BTB Bắc Trung Bộ KKL Khơng khí lạnh GMĐB Gió mùa đơng bắc KKLTC Khơng khí lạnh tăng cường ATNĐ Áp thấp nhiệt đới XTNĐ Xoáy thuận Nhiệt đới ITCZ Dải hội tụ nhiệt đới NWP Mơ hình dự báo thời tiết số KTTV Khí tượng thủy văn TTBDTƯ Trung tâm Dự báo Trung ương TTBDQG Trung tâm Dự báo Quốc gia ECMWF Trung tâm dự báo hạn vừa Châu Âu IFS Hệ thống dự báo tích hợp PCTT Phòng chống thiên tai iv DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Phân bố lượng mưa tháng TBNN từ năm (1988 - 2017) Bảng 1.2: Dự báo bão Finley 14 Bảng 1.3: Cơ sở phương pháp thống kê theo loại 17 Bảng 1.4: Các điểm số sử dụng bảng nhị phân 17 Bảng 2.1 Danh sách trạm lấy số liệu đánh giá 32 Bảng 2.2 Bảng phân loại tần suất cho biến dự báo dạng nhị phân 42 Bảng 3.1: Chỉ số ME trạm 47 Bảng 3.2: Bảng số RMSE trạm 49 Bảng 3.3: Bảng số kỹ dự báo trạm 53 Bảng 3.4: Bảng tổng hợp số POD cấp mưa 55 Bảng 3.5: Chỉ số dự báo khống trạm 57 Bảng 3.6: Chỉ số TS chuỗi lượng mưa khu vực 59 Bảng 3.7: Bảng số TS cấp mưa to trạm 59 Bảng 3.8 Bảng số đánh giá lượng mưa đợt mưa lớn diện rộng 61 Bảng 3.9 Bảng số đánh giá lượng mưa đợt mưa lớn diện hẹp 62 Bảng 3.10 Các số đánh giá cho hình đơn lẻ 63 Bảng 3.11 Các số đánh giá cấp mưa vừa cho hình đơn lẻ 63 Bảng 3.12 Các số đánh giá cấp mưa to cho hình đơn lẻ 64 Bảng 3.13 Các số đánh giá cho hình tổ hợp 64 Bảng 3.14 Các số đánh giá cấp mưa vừa cho hình tổ hợp 64 Bảng 3.15 Các số đánh giá cấp mưa to cho hình tổ hợp 64 Bảng 3.16 Các kết đánh giá theo lượng tháng mưa nhiều mưa 65 Bảng 3.17 Các kết đánh giá theo lượng tháng mưa nhiều mưa 66 v MƯA VỪA MƯA TO MƯA RẤT TO Trung bình Thanh Hóa 0.17 0.16 0.14 Trung bình Nghệ An 0.15 0.11 0.12 Trung bình Hà Tĩnh 0.18 0.15 0.10 Trung bình Khu vực 0.17 0.14 0.12 Trung bình Thanh Hóa 0.15 0.10 0.11 Trung bình Nghệ An 0.17 0.15 0.12 Trung bình Hà Tĩnh 0.18 0.15 0.14 Trung bình Khu vực 0.16 0.13 0.12 Trung bình Thanh Hóa 0.06 0.09 0.02 Trung bình Nghệ An 0.15 0.13 0.12 Trung bình Hà Tĩnh 0.19 0.21 0.22 Trung bình Khu vực 0.13 0.13 0.10 3.3 PHÂN TÍCH MỘT SỐ TRƯỜNG HỢP Để xem xét kỹ dự báo đợt mưa lớn diện rộng diện hẹp mơ hình IFS cho khu vực BTB tiến hành lựa chọn đợt mưa Đợt thứ đợt mưa lớn diện rộng xảy toàn khu vực xảy vào ngày 913/10/2017, đợt mưa chịu ảnh hưởng KKLTC kết hợp rìa phía bắc ITCZ có trục khoảng 16 - 19 vĩ độ bắc, gây mưa diện rộng toàn khu vực BTB, lượng mưa khu vực phổ biến 200 - 600mm Đợt thứ đợt mưa lớn diện hẹp xảy ngày 23/7 ảnh hưởng RAT có trục qua phía bắc BTB gây mưa lớn khu vực Thanh Hóa số khu vực phía bắc Nghệ An với lượng mưa từ 70 - 200mm (Các khu vực khác thuộc Nghệ An, Hà Tĩnh có mưa đạt mức mưa nhỏ mưa vừa) Đợt thứ đợt mưa lớn diện hẹp xảy ngày 23-26/11/2016 chịu ảnh hưởng KKL, gây mưa lớn cho khu vực Hà Tĩnh với lượng từ 60 - 100mm, riêng khu vực Kỳ Anh 180mm 60 (Các khu vực khác thuộc Nghệ An, Thanh Hóa có mưa đạt mức mưa nhỏ mưa vừa ) Bảng 3.8 Bảng số đánh giá lượng mưa đợt mưa lớn diện rộng CÁC CHỈ SỐ Tỉnh ME BIAS MAE RMSE SS R Trung bình Thanh Hóa -37.92 0.51 44.40 66.99 0.39 0.91 Trung bình Nghệ An -16.51 0.78 30.25 37.78 0.53 0.92 Trung bình Hà Tĩnh -28.49 0.57 40.96 61.48 0.43 0.96 Trung bình Khu vực -26.40 0.64 37.34 52.74 0.46 0.92 Qua bảng 3.8 thấy rằng, với đợt mưa lớn diện rộng xảy vào ngày 13/10/2017, kết mơ hình dự báo IFS cho kết tốt, mơ hình dự báo lượng mưa có xu thiên thấp sai số tuyệt đối trung bình biên độ sai số khơng lớn, tương quan tập số liệu dự báo thực đo đạt cao, trung bình đạt mức 0.92 mức tương quan tốt Bên cạnh đó, số kỹ dự báo ss đạt cao, mức trung bình đạt 0.46 sai số hệ thống - cho ta biết độ lớn dự báo trung bình so với độ lớn quan trắc trung bình 0.64, kết tốt Bảng 3.8 cho ta nhận thấy với đợt mưa lớn diện rộng xảy vào ngày - 13/10/2017 kỹ dự báo lượng mưa mơ hình IFS tốt khu vực Nghệ An So với khu vực Thanh Hóa Hà Tĩnh sai số dự báo lượng mưa, sai số tuyệt đối trung bình biên độ sai số khu vực Nghệ An nhỏ hơn, đồng thời số kỹ dự báo SS số BIAS cao 61 Bảng 3.9 Bảng số đánh giá lượng mưa đợt mưa lớn diện hẹp Tỉnh CÁC CHỈ SỐ ME BIAS MAE RMSE SS R Trung bình Thanh Hóa -12.21 0.54 10.25 14.04 0.34 0.67 Trung bình Nghệ An -16.51 0.78 30.25 37.78 0.53 0.92 Trung bình Hà Tĩnh -15.16 0.67 17.15 27.10 0.54 0.84 Trung bình Khu vực -11.24 0.85 20.63 27.33 0.47 0.81 Qua bảng 3.9 cho thấy, nhìn chung, mơ hình IFS dự báo cho đợt mưa lớn diện hẹp nói có kết tốt Tương tự kết dự báo cho đợt mưa lớn diện rộng, dự báo mơ hình có xu thiên thấp, sai số tuyệt đối biên độ sai số không lớn, tương quan cao kỹ dự báo mức tốt Khi xem xét riêng khu vực khu vực Nghệ An mơ hình IFS dự báo có chất lượng dự báo tốt khu vực Hà Tĩnh Thanh Hóa, điều lý giải đợt mưa lớn diện hẹp khu vực Nghệ An phần lớn có mưa nhỏ mưa vừa, điều phù hợp với kết đánh giá chung, mưa nhỏ, mưa vừa mơ hình IFS cho kết tốt mưa to mưa to Đánh giá cho ta thấy rằng, đợt mưa lớn diện rộng nói mơ hình IFS cho kết dự báo lượng mưa có độ tin cậy cao đồng khu vực so với đợt mưa lớn diện hẹp Tuy nhiên, đánh giá với khoảng thời gian ngắn thường cho kết thiếu độ tin cậy đánh giá khó xác định kết dự báo tốt thời gian để đánh giá ngắn hay hình thời tiết gây mưa Để đánh giá kết dự báo mơ hình IFS hình thời tiết gây mưa lớn đơn lẻ hình gây mưa lớn tổ hợp, tác giả tiến hành lựa chọn 50 đợt mưa lớn diện rộng xảy khu vực BTB từ năm 2012 - 2017, lựa chọn đánh giá riêng cho hình gây mưa lớn tổ hợp 62 hình gây mưa lớn đơn lẻ Tiêu chí lựa chọn mưa lớn diện rộng trong trường hợp đánh giá xét mưa lớn diện rộng tỉnh (Chỉ cần đủ điều kiện mưa lớn diện rộng tỉnh) Tiêu chí lựa chọn hình thời tiết đơn lẻ hình hoạt động độc lập hình thời tiết tổ hợp hình ảnh hưởng gây mưa hình vai trò ảnh hưởng (Ví dụ như: RAT nối với vùng áp thấp hoạt động Biển Đông vùng áp thấp xa khu vực BTB) Trong 50 đợt mưa lớn chọn 19 đợt hình thời tiết đơn lẻ 31 đợt hình gây mưa lớn tổ hợp tiến hành đánh giá riêng Kết đánh giá thể bảng sau: Bảng 3.10 Các số đánh giá cho hình đơn lẻ CÁC CHỈ SỐ Tỉnh ME BIAS MAE SS R Trung bình Thanh Hóa 0.75 0.75 19.58 0.26 0.56 Trung bình Nghệ An 0.77 0.76 17.58 0.31 0.42 Trung bình Hà Tĩnh 0.08 0.85 17.45 0.22 0.64 Trung bình Khu vực 0.02 0.78 18.21 0.26 0.48 Bảng 3.11 Các số đánh giá cấp mưa vừa cho hình đơn lẻ Tỉnh CÁC CHỈ SỐ MƯA VỪA BIAS/FB POD FAR Trung bình Thanh Hóa 1.39 0.57 0.60 Trung bình Nghệ An 1.70 0.24 0.77 Trung bình Hà Tĩnh 1.38 0.30 0.77 Trung bình Khu vực 1.49 0.37 0.71 63 Bảng 3.12 Các số đánh giá cấp mưa to cho hình đơn lẻ TỔNG HỢP CÁC CHỈ SỐ MƯA TO Tỉnh BIAS/FB POD FAR Trung bình Thanh Hóa 1.50 0.20 1.00 Trung bình Nghệ An 0.67 0.27 0.60 Trung bình Hà Tĩnh 0.97 0.10 0.83 Trung bình Khu vực 1.04 0.12 Bảng 3.13 Các số đánh giá cho hình tổ hợp Tỉnh 0.81 CÁC CHỈ SỐ ME BIAS MAE SS R Trung bình Thanh Hóa -0.36 0.67 5.72 0.17 0.37 Trung bình Nghệ An 0.44 0.60 4.73 0.15 0.41 Trung bình Hà Tĩnh -0.27 0.66 6.07 0.25 0.46 Trung bình Khu vực -0.06 6.43 5.50 0.19 0.41 Bảng 3.14 Các số đánh giá cấp mưa vừa cho hình tổ hợp Tỉnh CÁC CHỈ SỐ MƯA VỪA BIAS/FB POD FAR Trung bình Thanh Hóa 1.38 0.30 0.78 Trung bình Nghệ An 1.38 0.29 0.77 Trung bình Hà Tĩnh 1.37 0.36 0.74 Trung bình Khu vực 1.38 0.32 0.76 Bảng 3.15 Các số đánh giá cấp mưa to cho hình tổ hợp Tỉnh CHỈ SỐ CỦA MƯA TO BIAS/FB POD FAR Trung bình Thanh Hóa 0.68 0.06 0.92 Trung bình Nghệ An 0.60 0.13 0.81 Trung bình Hà Tĩnh 0.83 0.10 0.88 Trung bình Khu vực 0.70 0.10 0.87 64 Từ Bảng 3.10 đến 3.15 cho ta thấy, kết dự báo mơ hình IFS cho đợt mưa ảnh hưởng hình thời tiết đơn lẻ có chất lượng cao đợt mưa chịu ảnh hưởng hình thời tiết tổ hợp Đối với kết dự báo lượng mưa đợt mưa ảnh hưởng hình thời tiết đơn lẻ cho kết tương quan kỹ dự báo tốt đợt mưa chịu ảnh hưởng hình thời tiết tổ hợp Đối với số đánh giá theo cấp, đợt mưa ảnh hưởng hình thời tiết đơn lẻ cho kết tốt đợt mưa chịu ảnh hưởng hình thời tiết tổ hợp cấp mưa vừa mưa to Để đánh giá khả dự báo mơ hình IFS tháng mùa mưa nhiều tháng mùa mưa cho khu vực để xem xét khác biệt khả dự báo khu vực, số trạm điển hình lựa chọn tháng mùa mưa chọn tháng 1, 2, 3, tháng mùa mưa chọn tháng 8, 9, 10 Kết đánh giá thể bảng 3.14 Bảng 3.16 Các kết đánh giá theo lượng tháng mưa nhiều mưa Tỉnh TỔNG HỢP CÁC CHỈ TIÊU SAI SỐ THÁNG 1,2,3 ME BIAS RMSE SS R Trung bình Thanh Hóa 1.60 1.57 4.47 0.48 0.63 Trung bình Nghệ An 1.90 2.19 5.25 0.46 0.58 Trung bình Hà Tĩnh 2.57 1.76 6.39 0.48 0.72 Trung bình Khu vực 2.03 1.84 5.37 0.47 0.64 65 Bảng 3.17 Các kết đánh giá theo lượng tháng mưa nhiều mưa Tỉnh TỔNG HỢP CÁC CHỈ TIÊU SAI SỐ THÁNG 8,9,10 Trung bình Thanh Hóa 1.07 1.04 41.98 0.06 0.45 Trung bình Nghệ An 0.58 1.00 39.93 0.18 0.56 Trung bình Hà Tĩnh -9.37 0.94 52.41 0.22 0.63 Trung bình Khu vực -2.58 0.99 44.77 0.15 0.55 Qua kết đánh giá Bảng 3.16 Bảng 3.16 cho thấy, kỹ dự báo mơ hình IFS tốt tháng mùa mưa tháng mùa nhiều mưa Bảng 3.14 cho thấy tháng 1-3, mơ hình dự báo có xu thiên cao với sai số trung bình nhỏ, sai số quân phương RMSE nhỏ tháng 8- 10, số BIAS, r SS tháng 1-3 cao tháng - 10 Đáng ý số SS tháng 1-3 cao nhiều so với số SS tháng - 10 cho thấy mức độ cải thiện đáng kể mơ hình so với dự báo qn tính khí hậu tháng - 66 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Qua đánh giá nhận thấy khả dự báo mưa thời hạn ngắn cho khu vực BTB IFS có kỹ sai số tổng thể không lớn Đánh giá cho chuỗi số liệu dự báo năm từ 2012 - 2017 cho kết tương quan mức trung bình (Tương quan thấp hệ số tương quan 0,2 - 0,39, trung bình: 0,4 - 0,69), với yếu tố dự báo phức tạp dự báo lượng mưa kết dự báo cho chuỗi thời gian có tương quan trung bình, hạn dự báo 24 cho kết tương quan gần đạt ngưỡng tương quan cao kết khả quan Sai số dự báo IFS cho cấp mưa nhỏ có sai số trung bình biên độ sai số mức nhỏ, tương quan tập số liệu dự báo tập số liệu thực đo cấp mưa nhỏ đạt mức trung bình Chất lượng dự báo IFS cho chuỗi số liệu mưa khu vực BTB đồng vùng Mặc dù có chênh lệch chất lượng dự báo IFS cho khu vực miền núi (có độ cao địa hình cao) khu vực ven biển, mức chênh lệch không lớn Tuy nhiên, kết đánh giá cho thấy, lượng mưa lớn dự báo IFS có sai số trung bình biên độ sai số lớn hạn dự báo Tương quan tập số liệu dự báo tập số liệu thực đo hạn dự báo 24 giờ, 48 giờ, 72 cho cấp mưa vừa, mưa to, mưa to mức tương quan yếu (r < 0.4) Sai số dự báo kỹ dự báo IFS khơng đồng mùa mưa mùa nhiều mưa, mùa nhiều mưa sai số trung bình cao kỹ dự báo IFS so với mùa mưa Khả dự báo mưa vừa, mưa to mưa to IFS kém, sai số trung bình lớn, kỹ dự báo tở cấp mưa IFS dự báo sót nhiều 67 Đối với kết dự báo lượng mưa đợt mưa ảnh hưởng hình thời tiết đơn lẻ cho kết tương quan kỹ dự báo tốt đợt mưa chịu ảnh hưởng hình thời tiết tổ hợp Với biến lượng mưa khó dự báo kết dự báo mơ hình IFS dự báo mưa hạn ngắn cho khu vực Bắc Trung Bộ chấp nhận , nhiên khả dự báo tượng mưa to mưa to chưa đạt yêu cầu nên cần đặc biệt thận trọng việc ứng dụng IFS dự báo Một thực tế nay, công tác dự báo tác nghiệp Đài Khí tượng Thủy văn khu vực Bắc Trung Bộ công tác dự báo định lượng mưa gặp nhiều khó khăn Để nâng cao chất lượng dự báo, dự báo viên ln tìm tòi, nghiên cứu, tham khảo nhiều nguồn khác để cố gắng nâng cao khả dự báo định lượng mưa đáp ứng yêu cầu ngày cao công tác PCTT Trong số mơ hình dự báo số trị thường tham khảo dự báo định lượng mưa mơ hình IFS thường sử dụng có độ tin cậy cao Trong q trình ứng dụng mơ hình IFS, dự báo viên theo dõi, so sánh có đánh giá sơ khả dự báo mưa mơ hình Tuy nhiên, so sánh, đánh giá kết theo dõi riêng rẽ dự báo viên, phần lớn kết luận mức kinh nghiệm mà chưa có nghiên cứu đánh giá có tính hệ thống với dung lượng mẫu đủ dài để đưa kết luận cách khoa học nhằm nâng cao tính ứng dụng Trong nghiên cứu này, phương pháp sử dụng số đánh giá cách khoa học, qua chuỗi số liệu năm 20 trạm khí tượng khu vực thuộc tỉnh Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh cho ta hệ thống số sai lệch thường gặp, ưu điểm yếu điểm mơ hình IFS mà thơng qua nâng cao tính ứng dụng.Nghiên cứu cho ta thấy, mơ hình IFS có độ tin cậy cao việc dự báo có mưa hay khơng có mưa Chỉ số dự báo mơ hình (POD) đạt 95% khu vực cho thấy ứng 68 dụng kết dự báo mơ hình IFS để dự báo có xảy mưa khu vực BTB hay không cách đáng tin cậy Nghiên cứu cho thấy, xét dự báo lượng mưa, mơ hình IFS có xu thiên thấp cấp mưa vừa, mưa to mưa to, dự báo pha, cấp mưa to mưa to khả dự báo mơ hình IFS hạn chế, nên ứng dụng cần đặc biệt lưu ý trình ứng dụng cần tham khảo nhiều nguồn, sử dụng nhiều phương pháp khác để đưa kết luận dự báo, không nên dựa vào mơ hình IFS để đưa kết luận không xảy mưa lớn Nghiên cứu cho thấy, khả dự báo thành cơng mơ hình IFS cấp mưa to mưa to cho khu vực khu vực Thanh Hóa, Nghệ An thấp so với khu vực Hà Tĩnh Như ứng dụng mơ hình IFS để dự báo cho khu vực Hà Tĩnh cho ta độ tin cậy lớn khu vực Hà Tĩnh Đáng lưu ý nghiên cứu mơ hình IFS gần khơng có khả dự báo mưa to khu vực Thanh Hóa nên dự báo mưa to khơng thể sử dụng mơ hình IFS dự báo cho khu vực Thanh Hóa Nên tăng cường mạng lưới đo mưa tự động, cung cấp lượng mưa thời gian thực, xây dựng hệ thống đánh giá, hệ thống máy tính đẩy mạnh cơng tác nghiên cứu làm chủ cơng nghệ để hiệu chỉnh mơ hình giảm quy mơ lưới tăng dần chất lượng dự báo IFS Để nâng cao chất lượng dự báo, đặc biệt dự báo mưa lớn phục vụ phòng chống thiên tai bên cạnh việc tham khảo mơ hình số trị cần sử dụng nhiều phương pháp dự báo khác đồng thời tăng cường công tác nghiên cứu đánh giá mơ hình số trị để nâng cao tính ứng dụng 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: Vũ Thanh Hằng (2009) Nghiên cứu tác động của tham số hóa đối lưu dự báo mưa mơ hình HRM Việt Nam Luận án tiến sỹ Võ Văn Hòa (2016) Nghiên cứu ứng dụng số liệu dự báo Trung tâm Dự báo thời tiết hạn vừa Châu Âu để nâng cao chất lượng dự báo hạn tháng hạn mùa cho khu vực Việt Nam Đề tài NCKH cấp Bộ Võ Văn Hòa, Mai Văn Định, Dư Đức Tiến (2016) Đánh giá chất lượng dự báo nhiệt độ từ hệ thống dự báo tổ hợp hạn mùa ECMWF cho khu vực Việt Nam Tạp chí khí tượng thủy văn, (số 672) tháng 12/2016, tr 20-25 Nguyễn Viết Lành (2013) Giáo trình khí tượng synop Trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội Phạm Ngọc Tồn, Phan Tất Đắc (1993): Khí hậu Việt Nam Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội Đồn Quang Trí (2018), Đề tài nghiên cứu cấp "Nghiên cứu ứng dụng số liệu dự báo Trung tâm dự báo thời tiết hạn vừa Châu Âu để xây dựng phương án dự báo lũ ngày cho sơng Trung Trung Bộ", mã số: TNMT.2018.05.35 Nguyễn Đức Ngữ, Nguyễn Trọng Hiệu (2004), Khí hậu Tài nguyên khí hậu Việt Nam, NXB Nông nghiệp, Hà Nội Tiếng Anh: Bộ tài liệu kỹ thuật hệ thống IFS ECMWF: (http://www.ecmwf.int/en/forecasts/documentation-and-support/changesecmwf-model/ifs-documentation) Brooks, H.E (2004) Tornado-warning performance in the past and future B Am Meteorol Soc., 85, 837– 843 10 Clayton, H.H (1934) Rating weather forecasts B Am.Meteorol Soc, 15, 279-283 70 11 Doolittle, M.H (1885) The verification of predictions Bull Philos Soc Washington, 7, 122–127 12 Donaldson, R.J., Dyer, R.M and Kraus, M.J (1975) An objective evaluator of techniques for predicting severe weather events Preprints, Ninth Conference on Severe Local Storms, Norman, Oklahoma American Meteorological Society, pp 321–326 13 Finley, J.P (1884) Tornado predictions Am Meteorol J., 1, 85–88 14 Gilbert, G.K (1884) Finley’s tornado predictions Am.Meteorol J., 1, 166–172 15 Hanssen, A.W and Kuipers, W.J.A (1965) On the relationship between the frequency of rain and various meteorological parameters Mededelingen en Verhandelingen, 81, 2–15 16 Hogan, R.J., O’Connor, E.J., Illingworth, A.J (2009) Verification of cloud fraction forecasts Q J Roy Meteor Soc., 135, 1494–1511 17 Ferro, C.A.T and Stephenson, D.B (2011) Extremal Dependence Indices: improved verification measures for deterministic forecasts of rare binary events Weather Forecast 18 Stephenson, D.B and Doblas-Reyes, F.J (2000) Statistical methods for interpreting Monte Carlo forecasts Tellus, 52A, 300–322 19 Swets, J.A (1986b) Form of empirical ROCs in discrimination and diagnostic tasks: implications for theory and measurement of performance Psychol Bull., 99, 181–198 20 Tanner, W.P Jr and Birdsall, T.G (1958) Definitions of d and η as psychophysical measures J Acoustical Soc Amer., 30, 922–928 21 Wandishin, M.S and Brooks, H.E (2002) On the relationship between Clayton’s skill score and expected value for forecasts of binary events Meteorol Appl., 9, 455–459 Yule, G.U (1900) On the association of attributes in statistics Philos T Roy Soc., 194A, 257–319 71 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: Trần Đức Bá Ngày tháng năm sinh: 27/08/1974 Nơi sinh: Thạch Hà – Hà Tĩnh Địa liên lạc: Đài Khí tượng Thủy văn tỉnh Hà Tĩnh – 07 Nguyễn Hữu Thái – phường Tân Giang – Tp Hà Tĩnh – tỉnh Hà Tĩnh Quá trình đào tạo: - Từ năm 1999 đến năm 2002 học chuyên tu đại học chuyên ngành Khí tượng Trường Cán Khí tượng Thủy văn Hà Nội - Từ năm 2017 đến năm 2019 học cao học chuyên ngành Khí tượng Khí hậu học Trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội Q trình cơng tác: Từ tháng Đến tháng Chức danh, chức vụ 11/1995 01/1997 Quan trắc viên 1/1997 4/1999 Trưởng trạm 5/1999 10/2002 Học chuyên tu Đại học 11/2002 12/2003 Quan trắc viên 01/2004 07/2006 Trưởng trạm Trạm Khí tượng Tương Dương - Đài KTTV KV Bắc Trung Bộ 08/2006 08/2008 Trưởng trạm Trạm Khí tượng Kỳ Anh - Đài KTTV KV Bắc Trung Bộ Dự báo viên Trung tâm KTTV tỉnh Hà Tĩnh - Đài KTTV khu vực Bắc Trung Bộ, Trung tâm KTTV quốc gia 09/2008 12/2011 11/2011 06/2014 Phó Giám đốc Đơn vị cơng tác Trạm Khí tượng Kỳ Anh - Đài KTTV KV Bắc Trung Bộ Trạm Khí tượng Quỳ Châu - Đài KTTV KV Bắc Trung Bộ Trường Khí tượng Thủy văn Hà Nội Trạm Khí tượng Hồi Xuân - Đài KTTV KV Bắc Trung Bộ Trung tâm Khí tượng Thủy văn tỉnh Hà Tĩnh - Đài KTTV khu vực Bắc Trung Bộ, Trung tâm KTTV quốc gia 06/2014 10/2014 4/2015 9/2014 Phó Giám đốc Đài Khí tượng Thủy văn tỉnh Hà Tĩnh Đài KTTV khu vực Bắc Trung Bộ, Trung tâm KTTV quốc gia 3/2015 Phó Giám đốc phụ trách Đài Khí tượng Thủy văn tỉnh Hà Tĩnh Đài KTTV khu vực Bắc Trung Bộ, Trung tâm KTTV quốc gia Giám đốc Đài Khí tượng Thủy văn tỉnh Hà Tĩnh Đài KTTV khu vực Bắc Trung Bộ, Tổng Cục Khí tượng Thủy văn XÁC NHẬN QUYẾN LUẬN VĂN ĐỦ ĐIỀU KIỆN NỘP LƯU CHIỂU PHỤ TRÁCH KHOA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN TS Trương Vân Anh TS Võ Văn Hòa ... dự báo mưa, dự báo viên cần biết khuynh hướng sai số, giá trị sai số, khả dự báo mưa mơ hình IFS Chính vậy, việc nghiên cứu, đánh giá chất lượng dự báo mưa mơ hình IFS cho khu vực Bắc Trung Bộ. .. Trung Bộ; Đề xuất giải pháp cải tiến chất lượng dự báo mưa từ mơ hình IFS cho khu vực Bắc Trung Bộ Đối tượng nghiên cứu đề tài khả dự báo mưa mưa thời hạn ngắn mơ hình IFS phạm vi khu vực Bắc Trung. .. tài: Nghiên cứu đánh giá khả dự báo mưa hạn ngắn từ mơ hình IFS cho khu vực Bắc Trung Bộ + Tóm tắt: Tác giả sử dụng số đánh giá lượng mưa, số đánh giá theo cấp mưa tập số liệu quan trắc lượng mưa