Lựa chọn sơ đồ vi vật lý tối ưu trong mô hình wrf phục vụ dự báo trường nhiệt độ ở khu vực nam bộ trong giai đoạn bùng nổ gió mùa

TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUN VÀ MƠI TRƢỜNG KHOA: KHÍ TƢỢNG THỦY VĂN ÂU THỊ THANH TÂM LỰA CHỌN SƠ ĐỒ VI VẬT LÝ TỐI ƢU TRONG MƠ HÌNH WRF PHỤC VỤ DỰ BÁO TRƢỜNG NHIỆT ĐỘ Ở KHU VỰC NAM BỘ TRONG GIAI ĐOẠN BÙNG NỔ GIÓ MÙA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ KHÍ TƢỢNG HỌC Mã ngành: 52410221 Tp Hồ Chí Minh - 11/2017 TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUN VÀ MƠI TRƢỜNG KHOA: KHÍ TƢỢNG THỦY VĂN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỰA CHỌN SƠ ĐỒ VI VẬT LÝ TỐI ƢU TRONG MƠ HÌNH WRF PHỤC VỤ DỰ BÁO TRƢỜNG NHIỆT ĐỘ Ở KHU VỰC NAM BỘ TRONG GIAI ĐOẠN BÙNG NỔ GIÓ MÙA Sinh viên thực hiện: Âu Thị Thanh Tâm MSSV: 0250010033 Khóa: 2013 – 2017 Giảng viên hƣớng dẫn: ThS Phạm Thị Minh Tp Hồ Chí Minh - 11/2017 TRƢỜNG ĐH TÀI NGUYÊN VÀ MƠI TRƢỜNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA KHÍ TƢỢNG THỦY VĂN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Tp Hồ Chí Minh, ngày 05 tháng 11 năm 2017 NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: KHÍ TƢỢNG THỦY VĂN Bộ mơn: KHÍ TƢỢNG Họ tên: ÂU THỊ THANH TÂM MSSV: 0250010033 Ngành: KHÍ TƢỢNG HỌC Lớp: 02DHKT Tên đồ án: Lựa chọn sơ đồ vi vật lý tối ƣu mơ hình WRF phục vụ dự báo trƣờng nhiệt độ khu vực Nam Bộ giai đoạn bùng nổ gió mùa Nhiệm vụ: - Sơ lƣợc hồn lƣu chung khí giai đoạn bùng nổ gió mùa - Tìm hiểu mơ hình WRF sơ đồ vi vật lý - Khảo sát sơ đồ vi vật lý dự báo trƣờng nhiệt độ khu vực Nam Bộ giai đoạn bùng nổ gió mùa - Phân tích kết trƣờng nhiệt độ thu đƣợc qua sơ đồ vi vật lý khu vực Nam Bộ - Đánh giá kết sai số dự báo sơ đồ vi vật lý so với số liệu quan trắc hạn ngày Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 10/07/2017 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 05/11/2017 Họ tên ngƣời hƣớng dẫn: ThS Phạm Thị Minh Ngƣời hƣớng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) Ngƣời hƣớng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) Nội dung yêu cầu đƣợc thông qua môn Ngày tháng năm 2017 Trƣởng môn (Ký ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Trƣớc hết, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới ThS Phạm Thị Minh, ngƣời tận tình bảo hƣớng dẫn tơi hồn thành đồ án Tơi xin cảm ơn thầy cô cán Khoa Khí tƣợng Thủy văn cung cấp cho tơi kiến thức chuyên môn quý giá, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi sở vật chất suốt thời gian học tập thực hành Khoa Tơi xin cảm ơn Phòng Dự Báo Khí tƣợng, Trƣờng Đại học Tài Ngun Mơi Trƣờng thành phố Hồ Chí Minh tạo điều kiện cho tơi thời gian hồnh thành đồ án Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, ngƣời thân bạn bè, ngƣời ln bên cạnh cổ vũ, động viên tạo điều kiện tốt cho suốt thời gian học tập trƣờng Tuy nhiên, trình làm đồ án tốt nghiệp khó tránh khỏi sai sót sở lý luận kinh nghiệm thực tiễn thiếu sót nên em mong đóng góp ý kiến thông cảm thầy, cô để em rút kinh nghiệm học hỏi thêm kinh nghiệm cho báo cáo sau Em xin chân thành cám ơn! TP Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 07 năm 2017 Sinh viên ÂU THỊ THANH TÂM MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN TÓM TẮT DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG 10 DANH MỤC HÌNH 11 MỞ ĐẦU 14 CHƢƠNG 16 TỔNG QUAN VỀ MƠ HÌNH WRF VÀ CÁC SƠ ĐỒ VI VẬT LÝ 16 1.1 Mơ hình WRF 16 1.1.1 Giới thiệu mơ hình WRF 16 1.1.2 Các bƣớc chạy mô hình WRF 18 1.2 Các sơ đồ vi vật lý 19 CHƢƠNG 24 ĐẶC ĐIỂM THỜI TIẾT GIAI ĐOẠN BÙNG NỔ GIÓ MÙA TẠI NAM BỘ VÀ PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ 24 2.1 Đặc điểm thời tiết giai đoạn bùng nổ gió mùa Nam Bộ 24 2.1.1 Giai đoạn bùng nổ gió mùa 24 2.1.2 Các trung tâm tác động giai đoạn bùng nổ gió mùa 26 2.1.3 Đặc điểm thời tiết 27 2.2 Phƣơng pháp đánh giá.[3] 28 2.2.1 Phƣơng pháp thống kê 28 2.2.2 Phƣơng pháp đánh giá dựa vào sai số quân phƣơng lƣợng trung bình thể tích 29 CHƢƠNG 30 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 30 3.1 Thiết kế thí nghiệm 30 3.1.1 Cấu trúc miền lƣới 30 3.1.2 Giai đoạn thử nghiệm 31 3.1.3 Các trƣờng hợp thử nghiệm 32 3.2 Kết thí nghiệm 33 3.2.1 Các mô hồn lƣu qui mơ lớn 33 3.2.2 Trƣờng nhiệt độ 50 KẾT LUẬN 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 TÓM TẮT Mục tiêu nhiệm vụ đồ án - Mục tiêu: Tìm đƣợc sơ đồ vi vật lý dự báo hiệu trƣờng nhiệt độ Nam Bộ thời kỳ bùng nổ gió mùa - Nhiệm vụ:  Sơ lƣợc hồn lƣu chung khí thời kỳ bùng nổ gió mùa  Tìm hiểu mơ hình WRF sơ đồ vi vật lý  Khảo sát sơ đồ vi vật lý dự báo trƣờng nhiệt độ Nam thời kỳ bùng nổ gió mùa  Phân tích kết trƣờng nhiệt độ thu đƣợc qua sơ đồ vi vật lý khu vực Nam Bộ  Đánh giá kết sai số dự báo sơ đồ vi vật lý so với số liệu quan trắc hạn ngày Phƣơng pháp nghiên cứu Sử dụng phƣơng pháp dự báo số trị Sử dụng mơ hình WRF (Weather Research Forecasting) Nội dung phạm vi nghiên cứu - Phạm vi nghiên cứu:  Không gian nghiên cứu: Trƣờng nhiệt độ khu vực Nam Bộ  Thời gian nghiên cứu: giai đoạn bùng nổ gió mùa cuối tháng đầu tháng năm 2009 - Nội dung nghiên cứu:  Tìm hiểu sơ lƣợc mơ hình WRF  Tổng quan sơ đồ tham số hố vi vật lý  Tìm hiều đặc điểm thời tiết giai đoạn bùng nổ gió mùa khu vực Nam Bộ  Thử nghiệm dự báo trƣờng nhiệt độ khu vực Nam Bộ hạn ngày  Phân tích kết thu đƣợc Kết Kết thu đƣợc, giai đoạn chuyển mùa năm 2009 sơ đồ vi vật lý tác giả Lin, tác giả Eta sơ đồ vi vật lý WSM cho kết dự báo trƣờng nhiệt Nam Bộ hiệu so với sơ đồ vi vật lý khác DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT NCEP TN1 TN2 TN3 TN4 TN5 TN6 Trung tâm quốc gia dự báo môi trƣờng Hoa Kỳ Dự báo trƣờng nhiệt độ với sơ đồ vi vật lý Kessler Dự báo trƣờng nhiệt độ với sơ đồ vi vật lý Lin Dự báo trƣờng nhiệt độ với sơ đồ vi vật lý WSM Dự báo trƣờng nhiệt độ với sơ đồ vi vật lý WSM Dự báo trƣờng nhiệt độ với sơ đồ vi vật lý Eta Dự báo trƣờng nhiệt độ với sơ đồ vi vật lý WSM DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Tóm tắt sơ đồ vi vật lý 19 Bảng 1.2 Các lựa chọn vi vật lý 20 Bảng 1.3 Sơ đồ tham số hóa vật lý mơ hình WRF ứng với option cụ thể 21 Bảng 3.1 Giai đoạn thử nghiệm 32 Bảng 3.2 Danh sách trƣờng hợp thử nghiệm 32 Bảng 3.3 Danh sách trạm khí tƣợng thủy văn Nam Bộ 55 Bảng 3.4 Sai số tuyệt đối nhiệt độ trung bình ngày 29/04/2009 mơ hình WRF ứng với sơ đồ vi vật lý 56 Bảng 3.5 Sai số tuyệt đối nhiệt độ trung bình ngày 30/04/2009 mơ hình WRF ứng với sơ đồ vi vật lý 57 Bảng 3.6 Sai số tuyệt đối nhiệt độ trung bình ngày 01/05/2009 mơ hình WRF ứng với sơ đồ vi vật lý 59 10 a) b) c) d) e) f) Hình 3.14 Sai số độ cao địa vị mực 500hPa (m2/s2) a)TN1; b)TN2; c)TN3; d)TN4; e)TN5 f)TN6 lúc 00h ngày 01/05/2009 Ta có hình 3.14 thể sai số độ cao địa vị mực 500hPa (m2/s2) lúc 00 ngày 01/05/2009 thử nghiệm hình Từ hình ta thấy thử nghiệm TN2, TN5 TN6 (hình 3.14b, e, f) cho kết sai số nhỏ khoảng ±100 m2/s2 khu vực Nam Bộ, thử nghiệm lại thể sai số có giá trị kết nhỏ so với thực tế nhiều 49 3.2.2 Trƣờng nhiệt độ 3.2.2.1 Kết dự báo nhiệt độ lƣới mơ hình Hình 3.15 hình 3.16 lần lƣợt thể đồ phân bố nhiệt độ khơng khí 2m lúc 00 ngày 30/04/2009 01/05/2009 với hình a số liệu phân tích từ trung tâm dự báo Quốc gia Hoa Kỳ NCEP đƣợc coi nhƣ số liệu quan trắc (ANA), hình lại b, c, d, e, f g lần lƣợt kết dự báo mơ hình WRF ứng với mơ hình vi vật lý Kessler (TN1), Lin (TN2), WSM (TN3), WSM (TN4), Eta (TN6) WSM (TN6) a) b) c) d) e) f) 50 g) Hình 3.15 Trường nhiệt độ 2m a)ANA; b)TN1; c)TN2; d)TN3; e)TN4; f)TN5 g)TN6 lúc 00h ngày30/04/2009 Từ hình 3.15 cho thấy kết thử nghiệm TN2 TN5 (hình 3.15c, f) dự báo trƣờng nhiệt độ 2m khu vực Nam Bộ tƣơng đồng với số liệu phân tích (hình 3.15a) Các mơ khác cho kết tƣơng đối tốt số khu vực phía bắc khoảng 11oN Ta quan sát hình 3.15a thấy đƣợc vùng Nam nƣớc ta có nhiệt độ tƣơng đối cao khoảng 26-300C có xu hƣớng tăng dần phía nam, cụ thể vùng Đơng Nam Bộ có nhiệt độ khoảng 26-270C; khu vực nhƣ Long An, TpHCM, Tiền Giang…có nhiệt độ khoảng 270C; tỉnh Kiên Giang, Cà Mau, Bạc Liêu nhiệt độ cao khoảng 28-300C Nhƣ tổng thể, với kết thử nghiệm TN5 (hình 3.15f) cho đƣợc kết tƣơng đồng Tuy nhiên ta so sánh khu vực, vùng Đông Nam Bộ thử nghiệm TN2, TN5, TN6 (hình 3.15c, f, g) có kết tƣơng đồng so với số liệu phân tích (hình 3.15a), cho kết tƣơng đối giống với số liệu phân tích đƣợc nhiệt độ khoảng 26-270C Đối với vùng có nhiệt độ từ 270C trở lên thử nghiệm TN4, TN5 (hình 3.15e, f) mơ tƣơng tự số liệu quan trắc 51 a) b) c) d) e) f) g) Hình 3.16 Trường nhiệt độ 2m a)ANA; b)TN1; c)TN2; d)TN3; e)TN4; f)TN5 g)TN6 lúc 00h ngày 01/05/2009 Từ hình 3.16, sau 24 giờ, lúc 00h ngày 01/05/2009, kết dự báo nhiệt độ 2m thử nghiệm TN2 TN5 TN6 (hình 3.16c, f, g) tốt so với số liệu phân tích (hình 3.16a) Kết đƣợc giải thích hồn lƣu quy mô lớn mực 850hPa đƣợc mô thử nghiệm TN2 TN5 TN6 tốt so với thử nghiệm lại Do vậy, lƣợng nhiệt làm biến đổi nhiệt độ 2m hai thử nghiệm tiệm cận với 52 lƣợng nhiệt thực tế mà trình hình thành mây, mƣa trình vi vật lý thực tế Nhờ nhiệt độ khơng khí 2m dự báo thử nghiệm TN2, TN5 TN6 hiệu so với thử nghiệm lại a) b) c) d) e) f) Hình 3.17 Sai số nhiệt độ mực 500hPa (độ C) a)TN1; b)TN2; c)TN3; d)TN4; e)TN5 f)TN6 lúc 00h ngày 30/04/2009 Ta có hình 3.17 thể sai số nhiệt độ mực 500hPa (độ C) thử nghiệm vào lúc 00 ngày 30/04/2009, ta nhận thấy giá trị sai số dành cho khu vực Nam Bộ thử nghiệm TN1, TN2, TN4, TN6 (hình 3.17a, b, d, f) nhỏ Còn thử nghiệm khác cho giá trị sai số tƣơng đối lớn khu vực Nam Bộ, số khu vực có giá trị âm (kết thử nghiệm TN3 hình 3.17c) 53 a) b) c) d) e) f) Hình 3.18 Sai số nhiệt độ mực 500hPa (độ C) a)TN1; b)TN2; c)TN3; d)TN4; e)TN5 f)TN6 lúc 00h ngày 01/05/2009 Ta có hình 3.18 thể sai số nhiệt độ mực 500hPa (độ C) vào lúc 00 ngày 01/05/2009 thử nghiệm hình, sau 24 dự báo kết thử nghiệm TN2, TN5, TN6 (hình 3.18b, c, e) tƣơng đối tốt so với thử nghiệm lại Kết sai số nhiệt độ TN1 (hình 3.18a) chí thấp so với thực tế đo đƣợc 3.2.2.2 Kết dự báo nhiệt độ theo điểm trạm Ngoài việc so sánh nhiệt độ dự báo từ mơ hình WRF với sơ đồ vi vật lý với số liệu phân tích từ trung tâm dự báo quốc gia Hoa Kỳ NCEP, đồ án em so sánh nhiệt độ dự báo với số liệu thực đo trạm khí tƣợng khu vực Nam Bộ Bảng 3.3 danh sách trạm khí tƣợng Nam Bộ có số liệu nhiệt độ trung bình ngày, từ ngày 29/04/2009 đến ngày 01/05/2009 đƣợc sử dụng để đối chiếu với kết dự báo từ 54 mơ hình Trong có trạm khơng có số liệu trạm Nhà Bè, trạm Vĩnh Long trạm Vị Thanh Bảng 3.3 Danh sách trạm khí tượng thủy văn Nam Bộ nhiệt độ trung bình ngày thử nghiệm trạm (2009) (Đơn vị: độ C) STT Trạm Phƣớc Long Đồng Xoài Trị An Long Khánh Biên Hòa Tây Ninh Kinh Độ 11 50‟ 106059‟ Vĩ Độ 29/04 27,5 30/04 01/05 29,4 29,8 27,9 28,3 28,4 28,8 29,4 30,3 28,4 29,2 28,5 29,5 29,9 30,4 0 0 0 0 0 29,8 29,2 30,2 0 11 32‟ 106 54‟ 11 22‟ 107 22‟ 10 56‟ 107 14‟ 10 55‟ 106 49‟ 11 20‟ 106 07‟ Tân Sơn Hòa 10 49‟ 106 40‟ 29,8 29,6 30,6 10 Vũng Tàu 10022‟ 107005‟ 29,3 29,0 29,4 11 Mộc Hóa 10047‟ 105056‟ 29,3 29,7 29,9 12 Mỹ Tho 10021‟ 106024‟ 13 14 Ba Tri Cao Lãnh 15 Càng Long 16 Cần Thơ 19 20 21 22 23 28,9 28,8 29,3 0 28,6 28,3 28,8 0 29,5 29,7 29,6 106 12‟ 28,5 28,0 29,1 10002‟ 105046‟ 29,6 29,0 10 03‟ 106 36‟ 10 28‟ 105 38‟ 59‟ Sóc Trăng 36‟ 105 58‟ 25,1 24,5 29,5 24,7 Châu Đốc 0 30,5 30,0 29,9 o o 105 05' Rạch Giá Bạc Liêu Cà Mau 10 42‟ 105 08‟ 10 00' 29,9 30,2 29,7 0 105 43‟ 30,1 0 30,0 29,7 29,9 29,7 30,3 17‟ 11‟ 105 09‟ Để đánh giá đƣợc tính hiệu sơ đồ vi vật lý dự báo trƣờng nhiệt độ, em tiến hành tính sai số tuyệt đối trạm ứng với kết dự báo Cụ thể, bảng 3.4 sai số tuyệt đối nhiệt độ trung bình ngày 29/04/2009 Với TN1 tổng 19 trạm có 11 trạm có sai số nhỏ 10C, có 5/19 trạm có sai số nhỏ 0.50C (trạm Phƣớc Long, Đồng Xoài, Long Khánh, Mộc Hóa, Càng Long), có trạm Sóc Trăng có sai 55 số lớn với giá trị 3.90C Đối với TN2 có 13 trạm có sai số nhỏ 10C, có 7/19 trạm có sai số nhỏ 0.50C (trạm Phƣớc Long, Đồng Xồi, Long Khánh, Mộc Hóa, Càng Long, Mỹ Tho, Cao Lãnh) khơng có trạm cho sai số lớn TN3 có 13/19 trạm có sai số nhỏ 10C, có 6/19 trạm có sai số nhỏ 0.50C (trạm Phƣớc Long, Đồng Xồi, Long Khánh, Mộc Hóa, Càng Long, Cao Lãnh), có trạm Sóc Trăng có sai số lớn với giá trị 3.90C giống với TN1, TN4, TN5 TN4 có 13/19 trạm có sai số nhỏ 10C, có 7/19 trạm có sai số nhỏ 0.50C (trạm Phƣớc Long, Đồng Xoài, Long Khánh, Mộc Hóa, Càng Long, Mỹ Tho, Cao Lãnh) TN5 có 13/19 trạm có sai số nhỏ 10C, có 7/19 trạm có sai số nhỏ 0.50C (trạm Phƣớc Long, Đồng Xồi, Long Khánh, Mộc Hóa, Càng Long, Mỹ Tho, Cao Lãnh) TN6 có trạm có 9/19 sai số nhỏ 10C, nhƣng có 3/19 trạm có sai số nhỏ 0.50C (trạm Phƣớc Long, Long Khánh, Càng Long), có trạm Sóc Trăng có sai số lớn nhƣng có giá trị 2.90C Bảng 3.4 Sai số tuyệt đối nhiệt độ trung bình ngày 29/04/2009 mơ hình WRF ứng với sơ đồ vi vật lý (Đơn vị: độ C) STT 10 11 12 13 14 15 16 17 trạm Phƣớc Long Đồng Xoài Trị An Long Khánh Biên Hòa Tây Ninh Tân Sơn Hòa Vũng Tàu Mộc Hóa Mỹ Tho Ba Tri Cao Lãnh Càng Long Cần Thơ Sóc Trăng Châu Đốc Rạch Giá TN1 0,5 0,1 0,8 0,4 1,2 0,8 1,8 1,3 0,3 0,9 0,6 1,5 0,5 1,6 3,9 1,5 0,9 TN2 0,5 0,1 0,8 0,4 1,2 0,8 1,8 1,3 0,3 0,1 0,6 0,5 0,5 0,6 3,9 1,5 0,9 56 TN3 0,5 0,1 0,8 0,4 1,2 0,8 1,8 1,3 0,3 0,9 0,6 0,5 0,5 0,6 3,9 1,5 0,9 TN4 0,5 0,1 0,8 0,4 1,2 0,8 1,8 1,3 0,3 0,1 0,6 0,5 0,5 0,6 3,9 1,5 0,9 TN5 0,5 0,1 0,8 0,4 1,2 0,8 1,8 1,3 0,3 0,1 0,6 0,5 0,5 0,6 3,9 1,5 0,9 TN6 0,5 0,1 0,8 0,4 1,2 0,8 1,8 1,3 0,3 0,9 0,6 0,5 0,5 0,6 3,9 1,5 0,9 18 19 Bạc Liêu Cà Mau 1,1 1,0 1,1 1,0 1,1 1,0 1,1 1,0 1,1 1,0 1,1 1,0 Sang ngày 30/04 giá trị sai số tuyệt đối trung bình sơ đồ vi vật lý thể tốt có nhiều xấp xỉ với số liệu thực Bảng 3.5 sai số tuyệt đối nhiệt độ trung bình ngày 30/04/2009 Từ bảng 3.5 cho thấy TN1 cho kết dự báo nhiệt độ trung bình ngày có trạm tốt có sai số nhỏ 10C (trạm Ba Tri), có 1/19 trạm có sai số nhỏ 0.50C (trạm Ba Tri), trạm lại có sai số lớn 20C Đối với TN2 tổng 19 trạm có 11 trạm có sai số nhỏ 10C, có 4/19 trạm có sai số nhỏ 0.50C (trạm Long Khánh, Ba Tri, Cần Thơ, Mỹ Tho) có trạm – trạm Cần Thơ có giá trị sai số 00C TN3 có 11/19 trạm có sai số nhỏ 10C, có 3/19 trạm có sai số nhỏ 0.50C (trạm Long Khánh, Ba Tri, Cần Thơ), có trạm – trạm Cần Thơ có giá trị sai số 00C TN4 có 11/19 trạm có sai số nhỏ 10C, có 4/19 trạm có sai số nhỏ 0.50C (trạm Long Khánh, Ba Tri, Càng Long, Cần Thơ), đặc biệt có hai trạm – trạm Cần Thơ trạm Càng Long có giá trị sai số 00C TN5 có 13/19 trạm có sai số nhỏ 10C, có 6/19 trạm có sai số nhỏ 0.50C (trạm Đồng Xoài, Long Khánh, Trị An, Cần Thơ, Mỹ Tho, Ba Tri), có trạm – trạm Cần Thơ có giá trị sai số 00C TN6 có trạm có 13/19 sai số nhỏ 10C, nhƣng có 5/19 trạm có sai số nhỏ 0.50C (trạm Đồng Xoài, Long Khánh, Cần Thơ, Trị An, Ba Tri), có trạm – trạm Cần Thơ có giá trị sai số 00C Bảng 3.5 Sai số tuyệt đối nhiệt độ trung bình ngày 30/04/2009 mơ hình WRF ứng với sơ đồ vi vật lý (Đơn vị: độ C) STT Trạm Phƣớc Long Đồng Xồi Trị An Long Khánh Biên Hòa Tây Ninh TN1 TN2 TN3 TN4 TN5 TN6 4,4 3,3 3,4 2,5 3,2 4,2 2,4 1,3 1,4 0,5 1,2 2,2 57 2,4 1,3 1,4 0,5 1,2 1,2 2,4 1,3 1,4 0,5 1,2 2,2 1,4 0,3 0,4 0,5 1,2 1,2 1,4 0,3 0,4 0,5 1,2 1,2 Tân Sơn Hòa 3,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 STT Trạm TN1 TN2 TN3 TN4 TN5 TN6 Vũng Tàu 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 Mộc Hóa 3,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 10 Mỹ Tho 2,8 0,2 0,8 0,8 0,2 0,8 11 Ba Tri 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 12 Cao Lãnh 3,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 13 Càng Long 2,0 1,0 1,0 0,0 1,0 1,0 14 Cần Thơ 3,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 15 Sóc Trăng 1,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 16 Châu Đốc 3,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 17 Rạch Giá 3,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 18 Bạc Liêu 2,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 19 Cà Mau 2,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 Đến ngày 01/05 sai số tuyệt đối so với số liệu quan trắc thực tế thể sơ đồ vi vật lý tăng lên cho sai số lớn so với số liệu thực số trạm, đặc biệt trạm Phƣớc Long, Trạm Long Khánh, trạm Sóc Trăng cho giá trị sai số 2.50C Bảng 3.6 sai số tuyệt đối nhiệt độ trung bình ngày 01/05/2009 Đối với TN1 tổng 19 trạm có giá trị sai số lớn, sai số nhỏ 1.30C trạm Sóc Trăng nhƣng sơ đồ vi vật lý khác trạm Sóc Trăng nơi có sai số cao 4.30C, TN1 có nơi có giá trị sai số cao nhƣ trạm Phƣớc Long 5.80C, trạm Trị An 5.30C, trạm Tây Ninh 5.40C trạm Tân Sơn Hòa 5.60C Đối với TN2 tổng 19 trạm có trạm có sai số nhỏ 10C, có 4/19 trạm có sai số nhỏ 0.50C (trạm Càng Long, Ba Tri, Cần Thơ, Mỹ Tho) TN3 có 8/19 trạm có sai số nhỏ 10C, có 2/19 trạm có sai số nhỏ 0.50C (trạm Càng Long, Cần Thơ) TN4 có 9/19 trạm có sai số nhỏ 10C, có 4/19 trạm có sai số nhỏ 0.50C (trạm Mộc Hóa, Càng Long, Cần Thơ, Mỹ Tho) TN5 có 9/19 trạm có sai số nhỏ 10C, có 3/19 trạm có sai số nhỏ 0.50C (trạm Đồng Xồi, Càng Long, Cần Thơ, Mỹ Tho) TN6 có trạm có 11/19 sai số nhỏ 10C, nhƣng có 4/19 trạm có sai số nhỏ 0.50C (trạm Đồng Xoài, Long Khánh, Cần Thơ, Trị An, Ba Tri), có trạm – trạm Cần Thơ có giá trị sai số 00C 58 Bảng 3.6 Sai số tuyệt đối nhiệt độ trung bình ngày 01/05/2009 mơ hình WRF ứng với sơ đồ vi vật lý (Đơn vị: độ C) STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 trạm Phƣớc Long Đồng Xồi Trị An Long Khánh Biên Hòa Tây Ninh Tân Sơn Hòa Vũng Tàu Mộc Hóa Mỹ Tho Ba Tri Cao Lãnh Càng Long Cần Thơ Sóc Trăng Châu Đốc Rạch Giá Bạc Liêu Cà Mau TN1 TN2 TN3 TN4 TN5 TN6 5,8 4,4 5,3 4,5 4,9 5,4 5,6 2,4 4,9 4,3 1,8 4,6 4,1 4,5 1,3 4,9 3,7 3,7 3,3 2,8 1,4 3,3 2,5 1,9 3,4 2,6 1,4 0,9 0,3 0,2 0,6 0,1 0,5 4,3 0,9 0,7 0,3 1,3 2,8 1,4 1,3 2,5 1,9 1,4 2,6 1,4 0,9 1,3 0,8 0,6 0,1 0,5 4,3 0,9 0,7 0,7 1,3 2,8 1,4 2,3 2,5 1,9 2,4 2,6 1,4 0,1 0,3 0,8 0,6 0,1 0,5 4,3 0,9 0,7 0,7 1,3 2,8 1,4 2,3 2,5 1,9 2,4 2,6 1,4 0,9 0,3 0,8 0,6 0,1 0,5 4,3 0,9 0,7 0,7 1,3 1,8 0,4 1,3 1,5 0,9 1,4 1,6 1,4 0,9 0,3 0,8 0,6 0,1 0,5 4,3 0,9 0,7 0,7 1,3 Để thấy đƣợc tổng quan hiệu dự báo nhiệt độ điểm trạm mơ hình WRF ứng với sơ đồ vi vật lý, em tính trung bình sai số tuyệt đối nhiệt độ trung bình ngày tất trạm Cụ thể từ hình 3.19 đế 3.21 trung bình sai số tuyệt đối nhiệt độ trung bình từ ngày 29/04, 30/04 01/05 năm 2009 59 Độ C 1.2 0.8 0.6 0.4 0.2 TN1 TN2 TN3 TN4 TN5 TN6 Hình 3.19 Trung bình sai số tuyệt đối nhiệt độ trung bình ngày 29/04/2009 1)TN1; 2)TN2; 3)TN3; 4)TN4; 5)TN5; 6)TN6 Từ hình 3.19 cho thấy sai số tuyệt đối nhiệt độ trung bình dự báo 24 TN2, TN4, TN5 nhỏ với giá trị 0.90C Tuy nhiên khoảng sai số cho phép ±0.10C ta có hẳn sơ đồ vi vật lý đáp ứng đƣợc điều kiện trừ TN1 Vì ta nói dự báo ngắn hạn 24 hơn, TN2, TN4, TN5 thể tốt cho công tác dự báo nhiệt độ Độ C 3.5 2.5 1.5 0.5 TN1 TN2 TN3 TN4 TN5 TN6 Hình 3.20 Trung bình sai số tuyệt đối nhiệt độ trung bình ngày 30/04/2009 1)TN1; 2)TN2; 3)TN3; 4)TN4; 5)TN5; 6)TN6 60 Từ hình 3.20 cho thấy sai số tuyệt đối trung bình trƣờng nhiệt độ dự báo 48 TN5 TN6 nhỏ với giá trị 10C Các sơ đồ lại cho sai số cao ±10C Vì ta nói dự báo hạn 48 giờ, TN5 TN6 lựa chọn tốt cho công tác dự báo nhiệt độ Độ C 4.5 3.5 2.5 1.5 0.5 TN1 TN2 TN3 TN4 TN5 TN6 Hình 3.21 Trung bình sai số tuyệt đối nhiệt độ trung bình ngày 01/05/2009 1)TN1; 2)TN2; 3)TN3; 4)TN4; 5)TN5; 6)TN6 Từ hình 3.19 đến hình 3.21, ta thấy đƣợc sai số TN2, TN5 TN6 nhỏ với giá trị xấp xỉ 10C Tuy nhiên dự báo 24 giờ, TN2 TN5 có giá trị sai số nhỏ 0.90C, nhƣng dự báo 48 có chuyển biến rõ rệt Trong dự báo 48 giờ, có TN5 TN6 có giá trị sai số đạt mức cho phép 10C, TN2 có chênh lệch nhiệt độ cao, nhƣ TN2 tốt áp dụng dự báo cho trƣờng nhiệt độ 24 Trong dự báo hạn ngày - 72 giờ, TN6 có giá trị sai số nhỏ 1.10C Từ nhận xét trên, đồ án em thấy rằng, việc dự báo trƣờng nhiệt độ hạn ngày sử dụng sơ đồ vi vật lý Lin (TN2), Eta (TN5), WSM (TN6) cho kết với sai số thấp tốt Tuy nhiên, việc dự báo, tình thời tiết đặc biệt nhƣ bão, cần loại dự báo ngắn nhƣ ta sử dụng sơ đồ vi vật lý Lin hay Eta Bởi dự báo ngày hai sơ có xác cao tốt so với mơ hình lại 61 KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu, đồ án tốt nghiệp thử nghiệm áp dụng thành công số liệu phân tích từ trung tâm dự báo Quốc gia Hoa Kỳ NCEP đƣợc coi nhƣ số liệu quan trắc số liệu nhiệt độ trung bình ngày thực tế trạm khí tƣợng cho dự báo trƣờng nhiệt độ khu vực Nam Bộ giai đoạn bùng nổ gió mùa Do thời gian có hạn, nên đồ án tốt nghiệp thử nghiệm trƣờng hợp giai đoạn bùng nổ gió mùa vào ngày 29/04, 30/04 01/05 năm 2009 Từ kết phân tích đồ án tốt nghiệp em đƣa số kết luận sau: 1) Với phân tích chi tiết cho trƣờng hợp thử nghiệm năm 2009 hoàn lƣu, nhiệt độ, sai số…cho thấy, kết dự báo thử nghiệm TN2 TN5 TN6 tức dự báo sơ đồ vi vật lý Lin, sơ đồ vi vật lý Eta sơ đồ vi vật lý WSM có khả dự báo tốt trƣờng nhiệt độ khu vực Nam Bộ giai đoạn bùng nổ gió mùa cho hạn dự báo ngắn, đặc biệt sơ đồ vi vật lý Eta cho dự báo 24 sơ đồ vi vật lý WSM cho dự báo 72 2) Các khu vực khác Việt Nam nói riêng Việt Nam nói chung dự báo trƣờng nhiệt độ áp dụng sở lý thuyết sơ đồ vi vật lý này, nhƣng cần phải tiến hành thêm số thử nghiệm khác nhƣ dự báo trƣờng mƣa, gió… để đƣa kết luận xác đáng 3) Các thử nghiệm TN2, TN5 TN6 mơ xác vị trí hoàn lƣu tác động đến Nam Bộ giai đoạn bùng nổ gió mùa nhƣ Áp cao cận nhiệt Tây Bắc Thái Bình Dƣơng, Áp thấp phía Tây hay dòng xiết cao, đới gió Tây…Nhờ kết dự báo nhiệt độ Nam Bộ tốt trƣờng hợp thử nghiệm năm 2009 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Trần Công Minh - Khí hậu khí tƣợng đại cƣơng, NXB Đại học quốc gia Hà Nội 2007 Trần Công Minh - Khí tƣợng synop nhiệt đới, NXB Đại học quốc gia Hà Nội 2003 Phan Văn Tân - Phƣơng pháp thống kê khí hậu, NXB Đại học quốc gia Hà Nội 2005 Kiều Thị Xin - Động lực học khí vĩ độ thấp, NXB Đại học quốc gia Hà Nội 2002 TS Nguyễn Văn Thắng – Biến đổi khí hậu tác động Việt Nam, Viện khoa học Khí tƣợng - Thủy văn Mơi trƣờng, Hà Nội 2010 Tiếng Anh William C Skamarock, Joseph B Klemp, Joseph B Klemp, David O Gill, Dale M Barker, Michael G Duda, Xiang-Yu Huang, Wei Wang, Jordan G Powers - A description of the advanced research WRF version 3, June 2008 Website http://www2.mmm.ucar.edu/wrf/users/docs/user_guide_V3.0/contents.html http://www.rfa.org/vietnamese/in_depth/Vietnam-to-face-complicated-andunpredicted-weather-this-year-tquang-03222009121741.html http://www2.mmm.ucar.edu/wrf/users/docs/user_guide_V3/users_guide_chap5.ht m#Phys 10 http://thptkontum.edu.vn/anti.phtml?/index.php&option=com_content&view=articl e&id=573%253Agio-mua-la-gi&catid=83%253Avan&Itemid=183 11 http://tnmtvinhphuc.gov.vn/index.php/vi/news/Khi-tuong-thuy-van-va-Bien-doikhi-hau/Nam-2009-Thoi-tiet-khi-hau-van-tiem-an-nhieu-bat-thuong-1092/ 63 ... sơ đồ vi vật lý dự báo trƣờng nhiệt độ khu vực Nam Bộ giai đoạn bùng nổ gió mùa - Phân tích kết trƣờng nhiệt độ thu đƣợc qua sơ đồ vi vật lý khu vực Nam Bộ - Đánh giá kết sai số dự báo sơ đồ vi. .. dự báo môi trƣờng Hoa Kỳ Dự báo trƣờng nhiệt độ với sơ đồ vi vật lý Kessler Dự báo trƣờng nhiệt độ với sơ đồ vi vật lý Lin Dự báo trƣờng nhiệt độ với sơ đồ vi vật lý WSM Dự báo trƣờng nhiệt độ. .. nhiệt độ khu vực Nam Bộ Vì đồ án tốt nghiệp xin đề xuất đề tài Lựa chọn sơ đồ vi vật lý tối ưu mơ hình WRF phục vụ dự báo trường nhiệt độ khu vực Nam Bộ thời kỳ bùng nổ gió mùa Ngồi phần mở