thử nghiệm dự báo quỹ đạo bão bằng phương pháp lọc kalman tổ hợp đa vật lý trong điều kiện có không khí lạnh

MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG I DANH MỤC HÌNH II MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đồ án Mục tiêu đồ án Nội dung phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu đồ án Ý nghĩa thực tiễn đồ án Kết cấu đồ án CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ BÃO VÀ KHÔNG KHÍ LẠNH 1.1 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ QUỸ ĐẠO BÃO TRONG ĐIỀU KIỆN CĨ KHƠNG KHÍ LẠNH TRÊN THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM 1.2 TỔNG QUAN VỀ BÃO, KHƠNG KHÍ LẠNH VÀ MỐI QUAN HỆ GIỮA KHƠNG KHÍ LẠNH VÀ QUỸ ĐẠO BÃO 1.2.1 Tổng quan bão 1.2.2 Khơng khí lạnh 1.2.3 Mối quan hệ khơng khí lạnh quỹ đạo bão CHƯƠNG 10 PHƯƠNG PHÁP LỌC KALMAN VÀ MƠ HÌNH WRF 10 2.1 PHƯƠNG PHÁP LỌC KALMAN 10 2.1.1 Phương pháp lọc Kalman 10 2.1.2 Phương pháp lọc kalman tổ hợp đa vật lý 10 2.2 MƠ HÌNH WRF 14 2.3 CƠN BÃO ĐIỂN HÌNH 15 2.3.1 Sơ lược trình hoạt động bão Nari 17 2.3.2 Các thiệt hại bão Nari gây 17 2.4 THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM 19 2.4.1 Cấu trúc miền lưới 19 2.4.2 Cấu trúc tổ hợp 20 2.4.3 Các trường hợp thử nghiệm 22 3.1 KẾT QUẢ MƠ PHỎNG HỒN LƯU KHÍ QUYỂN 23 3.1.1 Hồn lưu khí mực 850 mb 23 3.1.2 Hồn lưu khí mực 700 mb 25 3.1.3 Hồn lưu khí mực 500 mb 27 3.2 KẾT QUẢ DỰ BÁO QUỸ ĐẠO BÃO 29 3.2.1 Vị trí tâm bão dự báo 29 3.2.2 Sai số dự báo quỹ đạo bão 32 KẾT LUẬN 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO 356 PHỤ LỤC PL.1 DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Một số thông số bão Nari[8] 16 Bảng 2.2 Sơ đồ tham số hóa vật lý mơ hình WRF ứng với option cụ thể 20 Bảng 2.3 Thành phần tổ hợp tương ứng với lựa chọn sơ đồ vật lý khác 21 Bảng 2.4 Danh sách trường hợp thử nghiệm 22 Bảng 3.1 Vi trí tâm bão quan trắc dự báo thử nghiệm PF 29 Bảng 3.2 Vi trí tâm bão quan trắc dự báo thử nghiệm MI 34 Bảng 3.3 Vi trí tâm bão quan trắc dự báo thử nghiệm MP 34 Bảng 3.4 Sai số qũy đạo bão Nari với thời điểm dự báo lúc 00 UTC ngày 12/10/2013 (km) 34 i DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Cấu trúc đặc trưng bão [7] Hình 1.2: Cấu trúc mặt cắt dọc bão[7] Hình 1.3: Khu vực hay xảy bão giới số bão trung bình hàng năm[6] Hình 2.1 Sơ đồ cho version WRF mẫu hệ thống 3.[10] 15 Hình 2.2 Quá trình hoạt động bão Nari (nguồn: commons.wikimedia) 17 Hình 2.3 Cấu trúc miền tính 19 Hình 3.1 Bản đồ đường dòng mực 850 hPa thử nghiệm PF (a), thử nghiệm MI (b) thử nghiệm MP (c), với 00 UTC 13, 12 UTC 13, 00 UTC 14, 12 UTC 14 tốc độ gió tương ứng 24 Hình 3.2 Bản đồ đường dòng mực 700 hPa thử nghiệm PF (a), thử nghiệm MI (b) thử nghiệm MP (c), với 00 UTC 13, 12 UTC 13, 00 UTC 14, 12 UTC 14 tốc độ gió tương ứng 27 Hình 3.3 Bản đồ đường dòng mực 500 hPa thử nghiệm PF (a), thử nghiệm MI (b) thử nghiệm MP (c), với 00 UTC 13, 12 UTC 13, 00 UTC 14, 12 UTC 14 tốc độ gió tương ứng 28 Hình 3.4 Kết dự báo quỹ đạo thử nghiệm PF (a), thử nghiệm MI (b), thử nghiệm MP (c) 32 ii MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đồ án Việt Nam nằm khu vực ổ bão Tây Bắc Thái Bình Dương, hàng năm nước ta phải chịu thiệt hại nặng nề bão gây tài sản vật chất người, với chi phí dùng để khắc phục hậu sau bão lớn Quỹ đạo bão thay đổi có xu hướng biến thiên với dịch chuyển dải hội tụ nhiệt đới tác dụng khối không khí lạnh đẩy dần xuống phía Nam Theo thống kê nhiều năm, nhận thấy bão ảnh hưởng trực tiếp đến lãnh thổ Việt Nam chủ yếu từ tháng đến tháng 6, thời kỳ khơng khí lạnh hoạt động ảnh hưởng đến nước ta Chính thế, dự báo quỹ đạo bão, phòng tránh tổn thất vật chất lẫn người Tuy nhiên, chất lượng dự báo bão nhiều lúc chưa đáp ứng yêu cầu mà thực tế đặt sai số dự báo quỹ đạo bão lớn hạn dự báo ngắn Mục tiêu đồ án - Mục tiêu: Thử nghiệm xem phương pháp lọc Kalman tổ hợp đa vật lý có nâng cao chất lượng dự báo quỹ đạo bão không ? So sánh với phương pháp khác để tìm ưu nhược điểm phương pháp Kalman tổ hợp đa vật lý - Nhiệm vụ: Tìm hiểu hồn lưu chung khí bão hoạt động điều kiện có khơng khí lạnh Chọn bão đặc trưng để làm dự báo quỹ đạo Tìm hiều liên quan khơng khí lạnh bão Tìm hiẻu mơ hình WRF Tìm hiều phương pháp lọc Kalmal, phương pháp lọc Kalman tổ hợp đa vật lý Áp dụng phương pháp lọc Kalman tổ hợp đa vật lý vào việc dự báo quỹ đạo bão điều kiện có khơng khí lạnh Đánh giá kết dự báo quỹ đạo (so sánh với quan trắc so sánh sai số dự báo với phương pháp khác) Nội dung phạm vi nghiên cứu - Nội dung * Thu thập số liệu đường bão, số liệu dự báo quỹ đạo từ thí nghiệm * Phân tích số liệu thu * Phân tích hình Synop:  Phân tích hình Synop thơng qua việc phân tích đồ hình mực ( mặt đất, 850mb, 700mb, 500mb) * Viết báo cáo tổng kết - Phạm vi nghiên cứu: * Không gian: biển Đông lãnh thổ Việt Nam điều kiện có khơng khí lạnh * Thời gian: có bão hoạt động điều kiện có khơng khí lạnh Phương pháp nghiên cứu đồ án - Sử dụng phương pháp thu thập số liệu thống kê để đưa điểm chung quỹ đạo bão điều kiện có khơng khí lạnh - Dùng phương pháp dự báo số - Dùng phương pháp lọc Kalman tổ hợp đa vật lý để đồng hóa liệu Ý nghĩa thực tiễn đồ án - Dự báo quỹ đạo bão, từ cảnh báo sớm, giảm thiểu tổn thất người tài sản Kết cấu đồ án Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, đồ án gồm chương: Chương 1: “Tổng quan bão khơng khí lạnh” Chương đề cập đến tình hình nghiên cứu liên quan đến đồ án, tổng quan bão khơng khí lạnh, ảnh hưởng khơng khí lạnh quỹ đạo bão Chương 2: “Phương pháp lọc Kalman mô hình WRF” Chương giới thiệu phương pháp lọc Kalman, phương pháp lọc Kalman tổ hợp đa vật lý mơ hình WRF Lý chọn bão điển hình sơ lược bão Thiết kế thí nghiệm Chương 3: “Các kết thử nghiệm” Chương trình bày phân tích, so sánh số liệu thu từ thí nghiệm PF, MI MP Từ đưa đánh giá, nhận xét CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ BÃO VÀ KHƠNG KHÍ LẠNH 1.1 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ QUỸ ĐẠO BÃO TRONG ĐIỀU KIỆN CĨ KHƠNG KHÍ LẠNH TRÊN THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM Thực tế cho thấy, dự báo bão tốn phức tạp, tin dự báo ln gặp phải sai số vị trí tâm cường độ, với trung tâm dự báo giới Hoa Kỳ, Nhật Bản, Úc, Châu Âu… Thậm chí, việc xác định vị trí cường độ bão từ ảnh mây vệ tinh có sai số đáng kể, sai số vị trí tâm bão trung bình 30-50 km (có lên đến 100-120 km) Về dự báo, thực tế chục năm qua giới có nhiều tiến trọng dự báo quỹ đạo bão, với sai số dự báo 24 h khoảng 100-150 km Ở Việt Nam, dự báo bão hạn ngày Biển Đông có số tác tác giả nghiên cứu thu số kết đáng ý Ví dụ như, tác giả Trần Tân Tiến khảo sát vai trò lọc Kalman tổ hợp đồng hóa số liệu vệ tinh cơng khơng mơ hình WRF để dự báo quỹ đạo cường độ bão Megi 2010 hạn ngày[3], kết thử nghiệm cho thấy đồng hóa số liệu hỗn hợp lọc Kalman tổ hợp ứng dụng mơ hình WRF cải thiện đáng kể kết dự báo quỹ đạo bão Tác giả Công Thanh Trần Tân Tiến năm 2014 dự báo quỹ đạo bão ảnh hưởng đên Việt Nam hạn ngày phương pháp tổ hợp sử dụng kỹ thuật ni nhiễu, kết thí nghiệm cho thấy chất lượng dự báo nâng cao, kéo dài thời hạn dự báo, khách quan hóa vấn đề dự báo quĩ đạo bão Tác giả Trần Tân Tiến cộng sử dụng mơ hình WRF với sơ đồ đối lưu Betts-Miller-Janjic (BMJ), Kain-Fritsch (KF), Grell-Devenyi (GD) số liệu dự báo tổ hợp NCEP để dự báo lại cho bão khu vực Biển Đông năm 2009-2011 gồm 90 trường hợp[4] Tác giả Trần Tân Tiến cộng xây dựng phương trình dự báo tổ hợp quỹ đạo bão (kinh độ vĩ độ tâm bão) hạn dự báo 6, 12,…,120 cho khu vực Biển Đơng Trong đó, nhân tố chọn phương pháp siêu tổ hợp với 90 trường hợp Kết đánh giá số liệu phụ thuộc độc lập cho thấy phương trình sử dụng để dự báo bão Việt Nam 1.2 TỔNG QUAN VỀ BÃO, KHƠNG KHÍ LẠNH VÀ MỐI QUAN HỆ GIỮA KHƠNG KHÍ LẠNH VÀ QUỸ ĐẠO BÃO 1.2.1 Tổng quan bão 1.2.1.1 Khái niệm bão Bão tượng gió mạnh kèm theo mưa lớn có xuất hoạt động khu áp thấp (low pressure area) khơi sâu Bão biển nhiệt đới danh từ dịch từ tiếng Anh "tropical cyclone" "tropical storm" Theo định nghĩa quốc tế, bão biển nhiệt đới phải có gió nhanh 63 km/giờ (cấp 8, 34 knots) Nếu gió yếu 63 km/giờ, gọi áp thấp nhiệt đới (tropical depression) Nếu gíó mạnh 118 km/giờ (cấp 12, 64 knots), bão gọi bão to với cuồng phong (typhoon) Ngồi có bão to hay siêu bão (super typhoon) với gió nhanh 241 km/giờ.[6] 1.2.1.2 Điều kiện hình thành bão Điều kiện để hình thành bão nhiệt độ cao vùng dồi nước: nhiệt độ cao làm cho nước bốc lên mạnh bị lên cao, khu vực tâm áp thấp hình thành Do chênh lệch khí áp, khơng khí khu vực lân cận tràn vào Tại tâm bão (mắt bão) khơng khí chuyển từ xuống dưới, xung quanh tâm bão: khơng khí bốc mạnh lên cao ngưng tụ thành tường mây dày đặc, tạo mưa cực lớn gió xốy mạnh Khi vào đất liền vùng biển lạnh vĩ độ cao, bão nguồn lượng bổ sung từ khơng khí nóng ẩm biển, cộng với ảnh hưởng lực ma sát với mặt đất nên suy yếu dần tan đi.[6] 1.2.1.3 Cấu tạo bão Trong không gian ba chiều, bão cột xoáy khổng lồ, tầng thấp (khoảng 0−3 km) khơng khí nóng ẩm chuyển động xoắn trôn ốc ngược chiều kim đồng hồ (ở Bắc Bán Cầu) hội tụ vào tâm, chuyển động thẳng đứng lên thành mắt bão tỏa đỉnh theo chiều ngược lại Ở trung tâm bão khơng khí chuyển động giáng xuống, tạo nên vùng quang mây mắt bão Hình 1.1: Cấu trúc đặc trưng bão [7] Các thành phần bão bao gồm dải mưa rìa ngồi, mắt bão nằm thành mắt bão nằm sát mắt bão Hình 1.2: Cấu trúc mặt cắt dọc bão[7] Giá trị khí áp nhỏ tâm bão tăng dần phía rìa bão Càng vào gần tâm, cường độ gió bão mạnh, khu vực tốc độ gió mạnh cách tâm bão khoảng vài chục km Vào vùng mắt bão gió đột ngột yếu hẳn, tốc độ gió gần khơng Khi qua khỏi vùng mắt bão gió lại đột ngột mạnh lên có hướng ngược lại, tính chất ảnh hưởng nguy hiểm bão 1.2.1.4 Khu vực thời gian hình thành bão Việt Nam Bão thường xuất khu vực từ vĩ tuyến đến 20 vĩ Bắc Nam, điển hình Thái bình Dương với tên gọi Bão nhiệt đới (Tropical Storm) Tại đây, nhiệt độ tương đối cao, tạo điều kiện cho đối lưu nước, hình thành bão Những mưa rào bão mang tới làm cho cỏ phát triển tươi tốt Tuy nhiên trận bão dội tàn phá mùa màng, sập nhà cửa, gây thiệt hại lớn cho người Hình 1.3: Khu vực hay xảy bão giới số bão trung bình hàng năm[6] Ở Việt Nam, bão phát sinh từ tháng đến tháng 12 khu vực biển Đơng Sau đạt tới trình độ phát triển mạnh, bão di chuyển theo hướng từ Đông sang Tây, phía đất liền thường tan đổ vào bờ biển Từ Bắc vào Nam mùa bão chậm dần phù hợp với di chuyển dải hội tụ nhiệt đới: từ Móng Cái - Thanh Hoá (tháng 7,8), Thanh Hoá - Quảng Trị (tháng 9), Quảng Trị - Bồng Sơn (tháng 10), Bồng Sơn - TPHCM (tháng 11), TPHCM - Cà Mau (tháng 12) [6] 1.2.1.5 Quỹ đạo bão Sau hình thành, xốy thuận nhiệt đới di chuyển phía tây, tức theo hướng chuyển động chung dòng khơng khí khu vực nhiệt đới Tuy nhiên quỹ đạo xốy thuận nhiệt đới lệch phía vĩ độ cao Nếu xốy thuận nhiệt đới vùng vĩ độ cao gần với vùng nhiệt đới nằm biển vòng theo rìa phía tây áp cao cận nhiệt đới vượt khỏi vùng nhiệt đới chuyển hướng di chuyển từ Tây Bắc sang Đông Bắc Điểm quỹ đạo mà xốy thuận nhiệt đới thay đổi hướng di chuyển gọi điểm chuyển hướng Quỹ đạo điển hình Bảng 3.3 Bảng vị trí tâm bão quan trắc dự báo thử nghiệm MP Quan trắc HDB Thử nghiệm MP Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ (Đông) (Bắc) (Đông) (Bắc) 119.0 15.4 118.7 15.7 118.0 15.3 118.0 15.2 12 116.9 15.2 116.8 15.5 18 115.6 15.4 115.4 15.5 24 114.5 15.3 114.3 15.4 30 113.4 15.4 113.5 15.6 36 112.4 15.5 112.8 15.6 42 111.6 15.6 112.1 15.9 48 111.2 15.7 111.4 16.0 54 110.6 15.8 110.7 16.1 60 109.9 16.0 110.1 16.2 66 109.2 16.1 109.2 16.2 72 108.2 15.9 108.5 16.3 31 3.2.2 Sai số dự báo quỹ đạo bão (a) (b) (c) Hình 3.4 Kết dự báo quỹ đạo thử nghiệm PF (a), thử nghiệm MI (b), thử nghiệm MP (c) Từ đánh giá phần 3.1 Sự suy yếu, rút phía đơng chậm áp cao lục địa thử nghiệm MP tác động trực tiếp đến hướng di chuyển tốc độ di chuyển bão, không làm cho bão bị lệch lên phía bắc mà giữ cho quỹ đạo bão thử nghiệm MP dịch chuyển theo hướng tây tương đồng với quỹ đạo thực Ngược lại, thử nghiệm PF thử nghiệm MI, áp cao lục địa suy yếu rút phía đơng nhanh so với thử nghiệm MP, nên quỹ đạo bão bị dịch lên phía bắc so với quỹ đạo thực Kết dự báo quỹ đạo thể hình 3.4, hình 3.4a kết dự báo thử nghiệm coi mơ hình hồn hảo (PF); hình 3.4b kết dự báo với sai số mơ hình tính đến thơng qua phương pháp tăng cấp nhân (MI) hình 3.4c kết mô thử nghiệm dụng phương pháp đa vật lý để xác định sai số mơ hình Từ hình 3.4 cho thấy, độ tán thành phần tổ hợp (các quỹ đạo dự báo thành phần – đường mảnh) thử nghiệm PF thử nghiệm MI gần giống với độ tán nhỏ, khơng phủ quỹ đạo thực, thử nghiệm MP cho kết dự báo với độ tán lớn bao phủ quỹ đạo thực Ngoài nhận rằng, thử nghiệm PF thử nghiệm MI (hình 3.4a hình 3.4b) có sai số lớn nhiều so với thử nghiệm MP, quỹ đạo bão dự báo thử nghiệm dịch lên phía Tây bắc vào ngày 06 UTC 14 vị trí tâm bão khoảng vĩ độ 170N 110,50E, sau hình quỹ đạo bão dự báo khơng thể hiện, chưa nhận thấy đổ vào đất liền Việt Nam Nhưng thử nghiệm MP, thấy quỹ đạo dự báo bao phủ quỹ đạo thực bão vào ngày 15/10 thấy đổ bão vào đất liền Việt Nam 32 Cụ thể từ 00 UTC 12 đến 12 UTC 12, dự báo quỹ đạo thử nghiệm cho thấy quỹ đạo dự báo song song gần trùng với quỹ đạo thực, với sai số dự báo thử nghiệm PF, MI MP 39,8km, 39,8km, 35,2km; lúc chênh lệch sai số thử nghiệm chưa nhiều, khác biệt vị trí tâm hồn lưu áp cao lục địa thử nghiệm Từ 12 UTC 12 đến 00 UTC 13, quỹ đạo dự báo bắt đầu lệch lên phía bắc so với quỹ đạo thực thử nghiệm PF thử nghiệm MI, thử nghiệm PF dự báo quỹ đạo có sai số so với thử nghiệm MI, thử nghiệm MP giữ tương đồng quỹ đạo dự báo so với quỹ đạo thực; có điều thử nghiệm MP, hồn lưu áp cao lục địa có lấn xuống phía nam nhiều hai thử nghiệm PF thử nghiệm MI, làm cản trở phát triển lên phía Bắc bão Nari mà giữ hướng di chuyển sang phía tây; sai số dự báo thử nghiệm PF, MI MP 61,9km, 69,7km, 24,1km Từ 00 UTC 13 đến 12 UTC 13, quỹ đạo bão thử nghiệm PF thử nghiệm MI có chuyển hướng rõ ràng theo hướng Tây Bắc, lệch xa so với quỹ đạo thực bão, áp cao lục địa thử nghiệm PF thử nghiệm MI suy yếu hoàn lưu áp cao rút phía đơng bắc nhanh tạo điều kiện cho dịch chuyển lên phía tây bắc bão Nari, thử nghiệm MP thể hồn lưu áp cao rút chậm hơn, nên thời điểm 12 UTC 13 hoàn lưu áp cao lục địa thử nghiệm MP vĩ độ thấp so với thử nghiệm lại, quỹ đạo bão dự báo thử nghiệm MP giữ hướng tây tương tự quỹ đạo thực; sai số dự báo thử nghiệm PF, MI MP 141,1km, 153,7km, 44,4km Từ 12 UTC 13 đến 00 UTC 14, thí ngiệm PF thử nghiệm MI áp cao lục địa suy yếu, rút nhanh phía đơng, quỹ đạo bão dự báo tiếp tục hướng Tây bắc Tây tây bắc, sai số so với quỹ đạo thực lớn với sai số 203,9km 207,7 km; thử nghiệm MP, áp cao lục địa rút phía đơng chậm nên quỹ đạo dự báo tương đồng so với quỹ đạo thực, với sai số 39,7km Từ 00 UTC 14 đến 00 UTC 15, quỹ đạo dự báo thử nghiệm PF thử nghiệm MI tiếp tục di chuyển phía tây tây bắc khơng tiếp tục thể hình 3.4a,b sai số lúc lớn, sai số 00 UTC 15 294,1km 299,7km; thử nghiệm MP, quỹ đạo dự báo di chuyển phía Tây tương đồng bao quỹ đạo thực, dự báo 33 bão đổ vào đất liền Việt Nam hình 3.4c, sai số thời điểm 00 UTC 15 thử nghiệm MP 54,8km Sự biến thiên sai số quỹ đạo thử nghiệm bão Nari sau, hạn dự báo 12 giờ, sai số quỹ đạo thử nghiệm giảm trị số, thử nghiệm MP có sai số quỹ đạo nhỏ Trong hạn dự báo 24 giờ, sai số quỹ đạo thử nghiệm PF thử nghiệm MI tăng với trị số 61,9km 69,7km, thử nghiệm MP sai số quỹ đạo giảm xuống 24,1 km Trong hạn dự báo 36 giờ, sai số quỹ đạo thử nghiệm tăng thử nghiệm MP sai số quỹ đạo chênh lệch so với hạn 24 20,3 km, thử nghiệm PF thử nghiệm MI sai số quỹ đạo chênh lệch so với hạn 24 79.2 km 84 km Trong hạn dự báo 48 60 giờ, sai số quỹ đạo thử nghiệm MP giảm, thử nghiệm lại sai số quỹ đạo tiếp tục tăng Bảng 3.4 Sai số qũy đạo bão Nari với thời điểm dự báo lúc 00 UTC ngày 12/10/2013 (km) HDB PF MI MP 46.4 46.4 46.4 12 39.8 39.8 35.2 24 61.9 69.7 24.1 36 141.1 153.7 44.4 48 203.9 207.7 39.7 60 226.2 231.3 30.9 72 294.1 299.7 54.8 34 KẾT LUẬN Do thời gian có hạn, nên đồ án nghiên cứu quỹ đạo bão điển hình điều kiện có khơng khí lạnh Từ kết phân tích chương 3, đưa kết luận sau: Quỹ đạo bão thời kỳ có khơng khí lạnh, phụ thuộc nhiều vào cường độ phạm vi hoạt động hoàn lưu áp cao lạnh lục địa Khi có áp cao lục địa hoạt động, hoàn lưu áp cao cản trở phát triển lên phía Bắc bão, làm cho quỹ đạo bão giữ hướng di chuyển sang phía tây, ảnh hưởng trực tiếp đến lãnh thổ Việt Nam Thế nên vào thời kỳ không khí lạnh hoạt động, cần phải ý nhiều vào cường độ hoàn lưu áp cao lạnh lục địa, từ dự báo xác xác quỹ đạo bão hoạt động Qua việc phân tích so sánh kết dự báo thử nghiêm PF, MI MP cho thấy thử nghiệm PF có sai số nhỏ MI nhỏ không nhiều, sai số dự báo quỹ đạo bão giảm đáng kể thử nghiệm MP Độ tán thành phần tổ hợp (các quỹ đạo dự báo thành phần – đường mảnh) thử nghiệm PF thử nghiệm MI gần giống với độ tán nhỏ không phủ quỹ đạo thực, thử nghiệm MP cho kết dự báo với độ tán lớn bao phủ quỹ đạo thực Từ kết luận rằng, thử nghiệm thử nghiệm MP tối ưu 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Kiều Quốc Chánh (2011), Xây dựng hệ thống đồng hóa lọc Kalman tổ hợp địa phương cho mơ hình dự báo thời tiết WRF, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ Tập 27, số 1S, tr: 17-28 Trần Tân Tiến “Ứng dụng phương pháp lọc Kalman tổ hợp vào dự báo quỹ đạo cường độ bão ngày Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Tập 29, Số 2S (2013) 201-206 Trần Tân Tiến, Công Thanh, Nguyễn Thị Phượng 2012 “Dự báo cường độ bão mơ hình WRF hạn ngày khu vực biển Đông” Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN Trần Tân Tiến, Phạm Thị Minh, Bùi Thị Tuyết 2014 “Khảo sát vai trò lọc Kalman tổ hợp đồng hóa số liệu vệ tinh cao khơng mơ hình WRF để dự báo quỹ đạo cường độ bão Megi 2010 hạn ngày” Tạp chí Khí tượng Thủy văn, số tháng 06-2014 Website http://kttv.thaibinh.gov.vn/TinTuc/Tong_hop_cau_hoi_ve_cac_hien_tuong_thoi_tiet/769_TO%C3%8C%E2% 80%B0NG-HO%C3%8C%C2%A3P-CAU-HO%C3%8C%E2%80%B0IVE%C3%8C%E2%82%AC-CA%C3%8C%20C-HIE%C3%8C%C2%A3NTUO%C3%8C%C2%A3NG-THO%C3%8C%E2%82%ACITIE%C3%8C%20T http://www.vnbaolut.com/thientai_bao.htm https://vi.wikipedia.org/wiki/Xo%C3%A1y_thu%E1%BA%ADn_nhi%E1%BB %87t_%C4%91%E1%BB%9Bi https://vi.wikipedia.org/wiki/Bão_Nari_(2013) https://vi.wikipedia.org/wiki/Bộ_lọc_Kalman 10 http://www2.mmm.ucar.edu/wrf/users/docs/user_guide_V3.0/contents.html 36 PL.1 Bảng phụ lục 1: Vị trí tâm bão Nari dự báo 21 thành phần tổ hợp thử nghiệm PF PHỤ LỤC HDB 001 002 003 004 005 006 007 Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.27 15.346 118.27 15.346 118.27 15.346 118.27 15.346 118.27 15.346 118.27 15.346 118.27 15.346 12 117.036 15.454 117.036 15.454 117.036 15.454 117.036 15.454 117.036 15.454 117.148 15.454 117.148 15.454 18 115.801 15.67 115.801 15.67 115.801 15.562 115.801 15.67 115.801 15.67 115.801 15.562 115.801 15.562 24 115.015 15.67 114.903 15.778 114.903 15.67 114.903 15.67 114.903 15.67 114.903 15.67 114.903 15.67 30 114.23 15.67 114.117 15.67 114.117 15.562 114.117 15.67 114.117 15.562 114.117 15.562 114.117 15.562 36 113.781 15.778 113.668 15.778 113.668 15.67 113.668 15.67 113.668 15.67 113.668 15.778 113.781 15.67 42 113.332 15.994 113.219 15.994 113.332 15.994 113.332 15.994 113.332 15.886 113.332 15.886 113.444 15.994 48 112.883 16.318 112.883 16.318 112.883 16.318 112.883 16.318 112.995 16.21 112.995 16.318 112.995 16.318 54 112.321 16.748 112.321 16.748 112.209 16.748 112.321 16.748 112.434 16.641 112.321 16.641 112.321 16.641 60 111.76 16.963 111.76 16.963 111.648 16.856 111.76 16.856 111.872 16.856 111.872 16.856 111.648 16.856 66 111.087 16.963 111.199 17.07 111.087 16.963 111.087 17.07 111.311 17.178 111.311 16.963 111.087 17.07 72 110.638 17.178 110.638 17.285 110.525 17.178 110.525 17.178 110.638 17.178 110.75 17.07 110.413 17.178 PL.2 HDB 008 009 010 011 012 013 014 Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.27 15.346 118.27 15.346 118.27 15.346 118.27 15.346 118.27 15.346 118.27 15.346 118.27 15.346 12 117.148 15.454 117.148 15.562 117.148 15.562 117.036 15.454 117.148 15.562 117.148 15.454 117.036 15.562 18 115.801 15.67 115.801 15.67 115.801 15.562 115.801 15.562 115.801 15.67 115.801 15.562 115.801 15.67 24 114.903 15.562 114.903 15.67 114.903 15.67 114.903 15.67 114.903 15.67 114.903 15.67 114.903 15.67 30 114.117 15.562 114.117 15.562 114.117 15.562 114.117 15.67 114.117 15.562 114.117 15.562 114.117 15.562 36 113.781 15.67 113.781 15.67 113.781 15.67 113.781 15.67 113.668 15.67 113.781 15.67 113.668 15.67 42 113.444 15.994 113.332 15.994 113.332 15.994 113.332 15.994 113.332 15.994 113.444 15.994 113.444 15.886 48 112.995 16.318 112.995 16.318 112.995 16.21 112.995 16.318 112.995 16.318 112.995 16.318 112.995 16.318 54 112.321 16.641 112.321 16.748 112.321 16.748 112.321 16.641 112.321 16.641 112.321 16.641 112.321 16.748 60 111.76 16.856 111.76 16.856 111.76 16.856 111.872 16.856 111.76 16.856 111.872 16.856 111.76 16.856 66 111.311 16.963 111.199 17.07 111.199 17.07 111.199 17.07 111.199 16.963 111.311 16.963 111.087 16.963 72 110.638 17.178 110.525 17.178 110.525 17.178 110.638 17.178 110.525 17.178 110.75 17.07 110.525 17.07 PL.3 HDB 015 016 017 018 019 020 021 Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.27 15.346 118.27 15.346 118.27 15.346 118.27 15.346 118.27 15.346 118.27 15.346 118.27 15.346 12 117.036 15.454 117.036 15.454 117.148 15.562 117.036 15.454 117.036 15.562 117.036 15.454 117.036 15.454 18 115.801 15.67 115.801 15.67 115.801 15.67 115.801 15.67 115.801 15.562 115.801 15.67 115.801 15.67 24 114.791 15.562 114.791 15.67 114.903 15.67 114.903 15.67 114.903 15.67 114.903 15.67 114.903 15.67 30 114.117 15.562 114.117 15.562 114.117 15.562 114.117 15.67 114.117 15.67 114.117 15.562 114.117 15.562 36 113.781 15.778 113.668 15.67 113.781 15.67 113.781 15.67 113.668 15.67 113.668 15.67 113.781 15.67 42 113.332 15.994 113.332 15.886 113.332 15.886 113.332 15.886 113.332 15.886 113.332 15.886 113.444 15.994 48 112.995 16.318 112.883 16.21 112.995 16.318 112.883 16.318 112.995 16.425 112.883 16.318 112.995 16.318 54 112.321 16.748 112.209 16.748 112.434 16.748 112.321 16.641 112.321 16.748 112.321 16.641 112.321 16.641 60 111.76 16.963 111.648 16.856 111.76 16.963 111.872 16.856 111.76 16.963 111.648 16.963 111.872 16.856 66 111.199 16.963 111.199 17.07 111.311 17.178 111.311 17.07 111.087 17.07 111.087 16.963 111.423 17.07 72 110.638 17.07 110.525 17.178 110.638 17.178 110.75 17.178 110.525 17.07 110.638 17.07 110.638 17.285 PL.4 Bảng phụ lục 2: Vị trí tâm bão Nari dự báo 21 thành phần tổ hợp thử nghiệm MI HDB 001 002 003 004 005 006 007 Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.27 15.346 118.27 15.346 118.27 15.346 118.27 15.346 118.27 15.346 118.27 15.346 118.27 15.346 12 117.036 15.454 117.148 15.454 117.148 15.454 117.036 15.454 117.036 15.454 117.148 15.346 117.148 15.454 18 115.913 15.67 115.913 15.67 115.801 15.67 115.913 15.562 115.801 15.67 115.801 15.67 115.913 15.562 24 115.128 15.67 115.128 15.67 114.903 15.67 115.128 15.67 115.015 15.67 115.015 15.778 115.015 15.67 30 114.23 15.67 114.117 15.67 114.23 15.67 114.342 15.67 114.342 15.67 114.23 15.67 114.342 15.67 36 113.781 15.886 113.781 15.886 113.781 15.778 113.781 15.778 113.781 15.778 113.781 15.778 113.893 15.778 42 113.332 15.994 113.332 16.102 113.332 15.994 113.444 15.994 113.444 15.994 113.444 16.102 113.556 15.994 48 112.883 16.425 112.883 16.425 112.995 16.318 113.107 16.318 113.107 16.425 112.995 16.425 113.219 16.425 54 112.209 16.748 112.321 16.963 112.321 16.856 112.546 16.856 112.546 16.856 112.434 16.856 112.658 16.963 60 111.648 16.856 111.648 17.178 111.648 16.963 111.985 16.963 111.872 17.07 111.872 16.963 111.985 17.178 66 111.087 16.963 111.087 17.178 111.087 17.07 111.423 17.178 111.311 17.285 111.311 17.07 111.423 17.392 72 110.638 17.07 110.413 17.392 110.413 17.285 110.974 17.285 110.638 17.285 110.75 17.392 110.862 17.499 PL.5 HDB 008 009 0010 011 012 013 014 Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.27 15.346 118.27 15.346 118.27 15.346 118.27 15.346 118.27 15.346 118.27 15.346 118.27 15.346 12 117.148 15.562 117.148 15.454 117.148 15.454 117.148 15.454 117.148 15.454 117.036 15.454 117.148 15.454 18 115.801 15.67 115.913 15.67 115.913 15.67 115.913 15.562 115.913 15.562 115.801 15.67 115.913 15.562 24 115.015 15.67 115.015 15.67 115.015 15.67 115.128 15.778 115.128 15.67 115.015 15.67 115.015 15.67 30 114.23 15.67 114.23 15.67 114.23 15.562 114.342 15.778 114.23 15.778 114.23 15.778 114.23 15.562 36 113.668 15.778 113.781 15.778 113.781 15.778 113.781 15.886 113.781 15.778 113.781 15.886 113.781 15.778 42 113.332 15.994 113.444 15.994 113.332 15.994 113.332 16.102 113.332 15.994 113.332 15.994 113.444 15.994 48 112.995 16.425 113.107 16.425 112.995 16.318 112.995 16.533 113.107 16.425 112.995 16.425 113.107 16.425 54 112.209 16.856 112.434 16.856 112.209 16.748 112.209 16.856 112.321 16.856 112.209 16.748 112.434 16.748 60 111.536 16.963 111.872 17.07 111.76 16.963 111.648 16.856 111.76 16.963 111.648 16.963 111.872 17.07 66 110.974 17.07 111.311 17.178 111.087 16.963 111.087 17.07 111.199 17.07 111.087 17.07 111.311 17.178 72 110.301 17.178 110.75 17.392 110.525 17.07 110.525 17.07 110.638 17.285 110.413 17.285 110.638 17.285 PL.6 HDB 015 016 017 018 019 020 021 Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.27 15.346 118.27 15.346 118.27 15.346 118.27 15.346 118.27 15.346 118.27 15.346 118.27 15.346 12 117.148 15.454 117.26 15.454 117.148 15.454 117.036 15.454 117.148 15.454 117.148 15.454 117.148 15.562 18 115.913 15.562 115.913 15.67 115.913 15.67 115.801 15.67 115.913 15.562 115.801 15.67 115.913 15.67 24 115.128 15.67 115.015 15.778 115.015 15.778 115.015 15.67 115.128 15.778 115.015 15.67 115.015 15.778 30 114.342 15.778 114.117 15.778 114.23 15.67 114.23 15.67 114.342 15.778 114.117 15.67 114.23 15.778 36 113.781 15.886 113.668 15.778 113.781 15.778 113.781 15.778 113.781 15.886 113.781 15.778 113.668 15.886 42 113.332 15.994 113.332 15.994 113.444 15.994 113.332 16.102 113.332 16.102 113.444 15.994 113.332 15.994 48 112.995 16.425 112.995 16.425 112.995 16.425 112.883 16.318 112.883 16.533 112.995 16.318 112.883 16.425 54 112.321 16.856 112.321 16.856 112.434 16.748 112.321 16.748 112.321 16.856 112.434 16.641 112.209 16.748 60 111.872 16.963 111.648 16.963 111.872 16.963 111.648 16.856 111.648 16.963 111.985 16.856 111.648 16.856 66 111.423 17.285 111.199 17.07 111.311 17.07 111.199 16.963 111.199 17.178 111.536 17.178 111.087 17.07 72 110.75 17.392 110.638 17.178 110.862 17.285 110.75 17.178 110.525 17.285 110.862 17.285 110.638 17.178 PL.7 Bảng phụ lục 3: Vị trí tâm bão Nari dự báo 21 thành phần tổ hợp thử nghiệm MP HDB 001 002 003 004 005 006 007 Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.27 15.346 117.934 15.238 117.934 15.238 118.158 15.238 118.046 15.129 118.046 15.346 117.597 15.129 12 117.148 15.454 116.923 15.346 116.923 15.454 116.811 15.346 116.811 15.346 116.587 15.67 116.699 15.67 18 115.801 15.562 115.24 15.67 115.689 15.238 115.352 15.454 115.352 15.562 115.352 15.454 115.128 15.67 24 114.903 15.562 114.342 15.778 114.23 15.454 114.454 15.454 114.342 15.454 114.005 15.67 113.893 15.454 30 114.23 15.67 113.556 15.562 113.556 15.67 113.556 15.562 113.556 15.562 112.995 15.778 112.883 15.562 36 113.893 15.778 113.107 15.562 112.995 15.778 112.77 15.562 112.658 15.67 112.434 15.778 112.321 15.778 42 113.444 15.994 112.77 15.778 112.658 15.886 111.76 15.778 111.76 15.778 111.536 16.102 111.648 15.886 48 113.107 16.318 112.321 16.102 112.321 16.21 111.087 15.886 110.974 15.886 110.862 16.318 110.75 15.994 54 112.321 16.748 112.097 16.318 112.097 16.425 110.301 15.886 110.189 15.994 109.852 16.318 109.852 16.318 60 111.872 16.856 112.209 16.856 112.209 17.07 109.403 16.102 109.403 16.21 108.842 16.318 108.842 16.21 66 111.311 16.963 111.536 17.392 111.648 17.392 108.209 16.085 108.209 16.085 108.027 16.012 108.109 16.342 72 110.638 17.178 110.75 17.499 110.974 17.713 107.009 16 107.009 16 107.009 16 107.009 16 PL.8 HDB 008 009 0010 011 012 013 014 Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.046 15.021 118.046 15.021 117.597 15.021 117.597 15.129 118.158 15.129 118.158 15.238 117.709 15.129 12 116.923 15.346 116.811 15.454 116.474 15.67 116.587 15.67 116.923 15.454 116.923 15.454 116.587 15.562 18 115.576 15.346 115.576 15.454 115.128 15.346 115.24 15.67 115.464 15.238 115.464 15.454 115.015 15.238 24 114.679 15.346 114.679 15.346 114.23 15.562 114.23 15.562 114.23 15.346 114.342 15.238 114.117 15.562 30 114.005 15.67 113.781 15.778 113.444 15.778 113.556 15.67 113.556 15.454 113.444 15.454 113.219 15.67 36 113.332 15.562 113.219 15.562 112.995 15.886 112.658 15.778 112.883 15.346 112.77 15.238 112.546 15.67 42 112.321 16.102 112.434 15.778 112.546 16.102 112.209 15.886 111.985 15.886 111.985 15.778 111.985 16.102 48 111.536 15.886 111.423 15.994 111.76 16.21 111.985 16.318 111.087 15.994 111.087 15.778 111.423 16.318 54 110.638 15.778 110.75 15.994 110.974 16.21 111.311 16.318 110.076 15.886 110.189 15.778 110.862 16.21 60 110.076 15.67 109.74 15.778 111.199 16.533 110.974 16.425 109.403 15.67 109.515 15.67 109.964 16.318 66 109.066 15.778 109.066 15.886 110.301 16.748 110.189 16.641 108.509 15.405 108.009 15.905 108.709 16.105 72 107.009 16 107.009 16 109.964 16.641 109.627 16.533 107.309 15.514 107.309 16.014 108.009 15.879 PL.9 HDB 015 016 017 018 019 020 021 Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ Kinh độ Vĩ độ 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 118.719 15.67 117.709 15.129 118.158 15.238 118.158 15.346 117.934 15.238 117.821 15.129 118.158 15.238 118.158 15.238 12 116.474 15.454 116.811 15.67 116.699 15.454 116.699 15.562 116.587 15.67 116.699 15.562 116.923 15.454 18 115.24 15.454 115.464 15.346 115.352 15.346 115.015 15.778 115.24 15.886 115.352 15.454 115.352 15.454 24 113.893 15.346 114.342 15.238 114.342 15.238 114.005 15.562 114.005 15.454 114.342 15.346 114.342 15.346 30 113.107 15.67 113.444 15.454 113.444 15.346 113.332 15.886 113.556 15.886 113.556 15.346 113.556 15.454 36 112.546 15.67 112.77 15.454 112.658 15.346 112.658 15.994 112.883 16.102 112.883 15.454 112.658 15.562 42 111.648 15.886 111.872 15.454 111.76 15.454 111.985 16.102 112.097 16.102 111.985 15.562 111.872 15.67 48 110.75 16.21 111.087 15.562 111.087 15.454 111.536 16.533 111.648 16.318 111.199 15.67 110.974 15.886 54 110.189 16.21 110.301 15.454 110.413 15.454 110.974 16.641 111.199 16.748 110.525 15.562 110.189 15.778 60 109.403 16.425 109.627 15.454 109.515 15.67 110.638 16.533 110.301 16.641 109.515 15.67 109.403 15.67 66 108.727 16.212 108.842 15.346 108.509 15.405 109.178 16.425 109.627 16.425 108.842 15.346 108.509 16.105 72 106.909 15.914 106.909 15.914 107.409 15.014 107.409 15.014 108.842 16.318 108.842 16.318 107.909 15.877 ... Kalmal, phương pháp lọc Kalman tổ hợp đa vật lý Áp dụng phương pháp lọc Kalman tổ hợp đa vật lý vào việc dự báo quỹ đạo bão điều kiện có khơng khí lạnh Đánh giá kết dự báo quỹ đạo (so sánh với quan... tiêu: Thử nghiệm xem phương pháp lọc Kalman tổ hợp đa vật lý có nâng cao chất lượng dự báo quỹ đạo bão không ? So sánh với phương pháp khác để tìm ưu nhược điểm phương pháp Kalman tổ hợp đa vật lý. .. án, tổng quan bão khơng khí lạnh, ảnh hưởng khơng khí lạnh quỹ đạo bão Chương 2: Phương pháp lọc Kalman mơ hình WRF” Chương giới thiệu phương pháp lọc Kalman, phương pháp lọc Kalman tổ hợp đa vật