mô hình quy mô vừa WRF được sử dụng để mô phỏng đợt mưa lớn từ ngày 010682017 tại tỉnh Sơn La, mô hình được thiết kế với ba lưới lồng nhau có độ phân giải tương ứng là 54km, 18km và 6 km. Số liệu sử dụng là số liệu GFS cung cấp bởi Trung tâm Dự báo Môi trường Quốc gia Hoa Kỳ (NCEP) có độ phân giải không gian là 0,5 x 0,5 độ kinh vĩ, với 27 mực theo chiều thẳng đứng kết hợp với dữ liệu từ vệ tinh TRMM 3B42.V7 và số liệu quan trắc. Kết quả cho thấy, diện mưa và lượng mưa mô phỏng thường cao hơn so với quan trắc, mô hình đã nắm bắt được phần nào phân bố không gian và diễn biến thời gian của mưa trên khu vực. Bài báo cũng đã xác định được cơ chế gây ra mưa lớn ở đây: Đó là do sự kết hợp của rãnh thấp ở bề mặt với xoáy thấp phát triển từ tầng thấp lên đến mực 500mb trên khu vực Bắc Bộ. Bên cạnh đó, hiệu ứng của địa hình và vận tải ẩm hướng tây tây nam từ vịnh Bengal cũng là những nhân tố quan trọng góp phần gây ra đợt mưa lớn diện rộng này.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN NGUYỄN THỊ THANH LAM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG ĐỢT MƯA LỚN ĐẦU THÁNG NĂM 2017 TẠI TỈNH SƠN LA BẰNG MƠ HÌNH WRF HÀ NỘI, NĂM 2018 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN NGUYỄN THỊ THANH LAM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG ĐỢT MƯA LỚN ĐẦU THÁNG NĂM 2017 TẠI TỈNH SƠN LA BẰNG MƠ HÌNH WRF Chun ngành : Khí tượng và khí hậu học Mã ngành : 52440221 Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS NGUYỄN VIẾT LÀNH HÀ NỘI, NĂM 2018 LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan nghiên cứu riêng em hướng dẫn khoa học PGS.TS Nguyễn Viết Lành Các nội dung nghiên cứu, kết đề tài trung thực chưa cơng bố hình thức trước Những số liệu bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá em thu thập từ nguồn số liệu khác Ngồi ra, đề tài cịn tham khảo số nhận xét đánh giá số tác giả quan tổ chức nước có trích dẫn thích rõ nguồn gốc Nếu phát có gian lận em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm nội dung đồ án tốt nghiệp Hà Nội, ngày tháng năm 2018 Sinh viên Nguyễn Thị Thanh Lam LỜI CẢM ƠN Lời em xin gửi lời cảm ơn trân thành sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Viết Lành, người Thầy trực tiếp định hướng chủ đề, tận tình bảo, tạo điều kiện hướng dẫn cho em trình thực đề tài Em xin cảm ơn thầy tất lời khuyên lời góp ý chân thành, chia sẻ cho em kiến thức kinh nghiệm q báu để em hồn thành tốt đồ án Em xin cảm ơn Thầy cô cán công tác Khoa Khí tượng Thủy văn, Trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội cung cấp cho em kiến thức chuyên môn, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi sở vật chất suốt thời gian em học tập thực hành Khoa Bên cạnh đó, em xin gửi lời cảm ơn Trung tâm Công nghệ Thông tin tạo điều kiện giúp đỡ em nhiều mặt kỹ thuật sở vật chất trình thực đồ án Cuối cùng, em 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 em suốt thời gian học tập Mặc dù em cố gắng để hoàn thành tốt đề tài kiến thức kinh nghiệm thân hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận ý kiến đóng góp thầy cô bạn để giúp em bổ sung kiến thức hoàn thiện đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2018 Sinh viên Nguyễn Thị Thanh Lam MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH i DANH MỤC BẢNG iii DANH MỤC CHỮ CÁI VÀ KÝ HIỆU VIẾT TẮT iv MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .4 1.1.Tổng quan khu vực nghiên cứu .4 1.1.1 Vị trí địa lý .4 1.1.2 Điều kiện địa hình 1.1.3 Điều kiện khí hậu .5 1.2.Các đặc trưng và ảnh hưởng mưa lớn khu vực nghiên cứu .6 1.2.1 Khái niệm, phân loại điều kiện xảy mưa lớn 1.2.2 Các hình synop gây mưa lớn Bắc Bộ 1.3 Tình hình nghiên cứu và ngoài nước .9 1.3.1 Tình hình nghiên cứu nước 1.3.2 Tình hình nghiên cứu nước 11 Chương CƠ SỞ SỐ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16 2.1 Cơ sở số liệu .16 2.2 Giới thiệu mơ hình 17 2.2.1 Các trình vật lý mơ hình 19 2.2.2 Các bước chạy mơ hình 22 2.3 Phương pháp nghiên cứu 25 2.3.1 Thiết kế thí nghiệm 25 2.3.2 Phương pháp đánh giá sai số mơ hình 26 Chương MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 28 3.1 Lựa chọn tham số vật lí phù hợp cho mơ hình WRF dự báo mưa lớn khu vực nghiên cứu .28 3.2.Kết mô số trường khí tượng 30 3.2.1 Mô trường gió trường khí áp bề mặt 30 3.2.2 Mô trường mưa 32 3.2.3 Mô trường độ cao địa vị 33 3.3 Nguyên nhân gây mưa lớn vào đầu tháng 8/2017 khu vực Sơn La .35 3.3.1 Phân tích hình gây mưa lớn khu vực nghiên cứu 35 3.3.2 Cơ chế gây đợt mưa lớn vào đầu tháng tỉnh Sơn La 38 3.4 Đánh giá khả mô mơ hình WRF đợt mưa lớn đầu tháng 8/2017 tỉnh Sơn La 42 3.4.1 Đánh giá ảnh hưởng độ phân giải miền tính 42 3.4.2 Đánh giá khả mô mưa lớn mơ hình WRF 42 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 48 DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 PHỤ LỤC 53 PHỤ LỤC 56 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Bản đồ hành tỉnh Sơn La .4 Hình 2.1 Vị trí trạm khí tượng, thủy văn đo mưa nhận dân khu vực Sơn La 17 Hình 2.1 Cấu trúc tổng quan mơ hình WRF 18 Hình 2.2 Sơ đồ tương tác vật lí 22 Hình 2.3 Các bước chạy mơ hình 22 Hình 2.4 Sơ đồ chạy hệ thống tiền xử lý số liệu ban đầu .23 Hình 2.5 Các miền tính mơ hình 26 Hình 3.1 Lượng mưa tích lũy 24h mơ mơ hình WRF miền D01, D02 D03 ngày 01/08/2017 29 Hình 3.2 Hướng gió (vector), tốc độ gió (m/s; shaded) trường khí áp mực biển (contour) 00 UTC ngày từ 01 đến 06/08/2017 31 Hình 3.3 Lượng mưa mơ tích lũy 24h (mm; shaded) trường đường dòng ngày từ 01 – 06/08/2017 32 Hình 3.4 Trường độ cao địa vị mơ (mđtv; contour), hướng gió (stream) tốc độ gió (m/s; shaded) mực 850, 700 500 hPa 00 UTC ngày từ 01-06/08/2017 35 Hình 3.5 Bản đồ khí áp bề mặt trường đường dịng mực cao vào 00z ngày 05/8/2017 mô mô hình WRF (trái) đồ mực tương ứng Thái Lan (phải) 37 Hình 3.6 Mặt cắt thẳng đứng qua vĩ độ 21.3ºN điểm trạm Sơn La tốc độ gió mơ vào 00z ngày từ 01-06/8/2017 38 Hình 3.7 Mặt cắt thẳng đứng qua trạm Sơn La, vĩ độ 21.3ºN gió thẳng đứng mơ nhân thành phần gió thẳng đứng với 100 00z ngày từ 01-06/8/2017 .40 Hình 3.8 Vận tải ẩm tổng hợp tồn cột khí từ 1000mb đến 500mb (kgm-1s-1) 00 UTC ngày 01-06/08/2017 .41 Hình 3.9 Lượng mưa tích lũy 24h (mm) ngày 05/8/2017 mô lưới 54km (a), 18km ( b) 6km (c) .42 Hình 3.10 Biểu đồ lượng mưa tích lũy (mm) mơ mơ hình WRF lượng mưa tích lũy quan trắc ngày 03/8/2017 .43 Hình 3.11 Biểu đồ lượng mưa tích lũy (mm) mơ mơ hình WRF lượng mưa tích lũy quan trắc ngày 05/8/2017 .43 Hình 3.12 Sai số lượng mưa tích lũy mơ miền mơ hình WRF ngày từ 01-06/8/2017 44 Hình 3.13 Lượng mưa tích lũy 24h mơ mơ hình WRF (trái) liệu từ vệ tinh TRMM 3B42.7 (phải) ngày 01 02/8/2017 46 Hình 3.14 Biểu đồ tổng lượng mưa tích lũy 06 ngày từ 01-06/8/2018 từ số liệu quan trắc, mơ hình WRF liệu vệ tinh TRMM3B42.7 46 DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Danh sách trạm .16 Bảng 2.2 Một số tùy chọn tham số hóa đối lưu mây tích thường sử dụng mơ hình WRF .20 Bảng 2.3 Tùy chọn bề mặt đất WRF 20 Bảng 2.4 Tùy chọn sơ đồ xạ WRF .21 Bảng 2.5 Sơ đồ vật lý sử dụng mô 26 Bảng 3.1 Kết tính sai số ME, MAE, RMSE cho miền ngày 01/08/2017 30 Bảng 3.2 Sơ đồ vật lý sử dụng mô 30 Bảng 3.3 Kết đánh giá sai số thống kê miền từ ngày 01-06/8/2017 44 DANH MỤC CHỮ CÁI VÀ KÝ HIỆU VIẾT TẮT ATNĐ CRIEPI ETA GFS HRM ITCZ JMA KKL MAE ME MM5 PBL PCTT&TKCN RMSE TPW TRMM 3B42.7 WMO WRF XTNĐ Áp thấp nhiệt đới Trung tâm nghiên cứu cơng nghiệp điện Mơ hình dự báo thời tiết bất thủy tĩnh ETA Số liệu dự báo toàn cầu (Global Forecast System) Mơ hình dự báo thời tiết khu vực phân giải cao HRM (High resolution Regional Model) Dải hội tụ nhiệt đới Cơ quan Khí tượng Nhật Bản Khơng khí lạnh Sai số tuyệt đối Sai số trung bình (Mean Error) Mơ hình quy mơ trung bình hệ thứ (Fifth- Generation NCAR Mesoscale Model Lớp biên hành tinh Phịng chống thiên tai tìm kiếm cứu nạn Sai số bình phương trung bình (Root Mean Sqare Error) Tổng lượng giáng thủy Chương trình đo mưa nhiệt đới vệ tinh (Tropical Rainfall Measuring Mission) Tổ chức Khí tượng giới Mơ hình nghiên cứu dự báo thời tiết (Weather Research and Forecasting) Xoáy thuận nhiệt đới địa hình phẳng tốc độ gió khu vực nghiên cứu lớn nhiều Từ ngày 04 đến 06/8 gió Tây Nam yếu dần với tốc độ gió phổ biến 8m/s tương ứng với thời điểm xoáy thấp khu vực Bắc Bộ dịch chuyển từ đơng sang tây, vùng hội tụ mạnh rìa tây nam xốy thấp di chuyển theo ảnh hưởng yếu đến khu vực Tốc độ dòng thăng, dòng giáng khu vực nghiên cứu đánh giá dựa mặt cắt thẳng đứng tốc độ gió thẳng đứng qua vĩ độ 21.3°N (đã nhân thành phần gió thẳng đứng với 100) (hình 3.7) Tại 00z ngày 01/8, dịng thăng sườn đón gió phía Tây có tốc độ phổ biến 0,4m/s phát triển đến mực 700mb cao nơi có địa hình cao, đến ngày 02/8 dịng thăng phát triển cao lên đến mực 500mb, đặc biệt ngày có dịng thăng có cường độ mạnh vị trí khoảng 104.5°E với tốc độ 1,0 m/s phát triển lên đến mực 300mb Vào 00z ngày 03-04/8, tốc độ dòng thăng giảm rõ rệt so với ngày trước với tốc độ phổ biến 0,3 m/s, dịng thăng có cường độ mạnh trước yếu cách đáng kể với tốc độ từ 0,4-0,5 m/s phát triển đến mực 700mb (ngày 03/8), đến ngày 04/8 khơng cịn thấy phát triển dịng thăng Ngày 05/8, xoáy thấp khu vực Bắc Bộ di chuyển hẳn sang phía tây nằm khu vực Tây Bắc, tạo điều kiện cho dòng thăng phát triển mạnh lên đến mực 300mb với tốc độ mực cao 1,0m/s Đến ngày 06/8, xốy thấp tiếp tục dịch chuyển sang phía tây nằm khu vực Thượng Lào, tốc độ dòng thăng khu vực giảm cách rõ rệt phổ biến 0,2m/s, thời điểm mưa khu vực giảm xuống cách đáng kể 40 Hình 3.7 Mặt cắt thẳng đứng qua trạm Sơn La, vĩ độ 21.3ºN gió thẳng đứng mơ nhân thành phần gió thẳng đứng với 100 00z ngày từ 01-06/8/2017 b) Vai trò vận tải ẩm Tổng ẩm khí yếu tố quan trọng góp phần gây mưa lớn, điều kiện cần cho trình hình thành mưa Bản đồ vận tải ẩm tổng hợp cột khí từ mực 1000mb đến 500mb ngày mưa lớn từ 01-06/8 hình 3.8 Kết mơ cho thấy, 00z ngày 01/08, dải vận tải ẩm hướng Tây-Tây Nam từ vịnh Bengal di chuyển theo hồn lưu gió mùa Tây Nam hội tụ vào xoáy thuận hoạt động mạnh khu vực lục địa phía đơng nam Trung Quốc, trị số vận tải ẩm khu vực nghiên cứu đạt khoảng 40-60kgm-1s-1 Vào ngày 02/8, tồn xốy thuận phía đơng nam Trung Quốc nói trên khu vực phía đơng bắc Việt Nam phân tích thấy xốy thuận hoạt động khu vực này, dịng ẩm 41 theo hồn lưu gió mùa Tây Nam hội tụ vào phía nam xốy thuận này, trị số vận tải ẩm khu vực tăng lên đạt khoảng 60-80 kgm -1s-1 Trong ngày tiếp theo, xoáy thuận hoạt động mạnh khu vực Trung Quốc hoạt động yếu dần tan đi, xốy thuận khu vực phía đơng bắc Việt Nam hoạt động mạnh dần lên di chuyển từ đông sang tây, dịng vận tải ẩm hướng Tây-Tây Nam từ vịnh Bengal theo hồn lưu gió mùa Tây Nam hội tụ vào xốy thuận Hình 3.8 Vận tải ẩm tổng hợp tồn cột khí từ 1000mb đến 500mb (kgm-1s-1) 00 UTC ngày 01-06/08/2017 Như kêt luận rằng, vận tải ẩm hướng Tây-Tây Nam từ khu vực vịnh Bengal phát triển phía Đơng nguồn cung cấp ẩm cho đợt mưa 42 lớn vào đầu tháng 8/2017 khu vực nghiên cứu 3.4 Đánh giá khả mô mơ hình WRF đợt mưa lớn đầu tháng 8/2017 tỉnh Sơn La 3.4.1 Đánh giá ảnh hưởng độ phân giải miền tính a) b) Hình 3.9 Lượng mưa tích lũy 24h (mm) ngày 05/8/2017 mơ lưới 54km (a), 18km ( b) 6km (c) c) Lượng mưa tích lũy 24h mơ miền 1, có độ phân giải tương ứng 54km, 18km, 6km (hình 3.9), ta thấy tăng độ phân giải lên, so sánh lượng mưa diện mưa đạt miền tính khác nhau, ta thấy miền 3, kết đạt lượng mưa diện mưa tăng gần sát so với thực tế quan trắc Từ kết đạt ta nhận thấy rằng, với độ phân giải cao khả mô phỏng, nắm bắt diện mưa lượng mưa mơ hình WRF rõ ràng chi tiết 3.4.2 Đánh giá khả mơ mưa lớn mơ hình WRF Trong phần nội dung này, đề tài sử dụng cấu hình mơ hình 43 lựa chọn sử dụng phần mềm GrADS (V.2.0.2.ora.2) để nội suy số liệu từ sản phẩm mơ hình WRF điểm trạm từ đánh giá khả mơ mưa mơ hình WRF thơng qua số thống kê ME, MAE, RMSE Từ kết nội suy số liệu lượng mưa tích lũy 24h từ ngày 01-06/8/2017 từ sản phẩm mơ hình WRF, nhìn chung ta thấy lượng mưa tích lũy mơ miền khác nhau, ví dụ Quỳnh Nhai lượng mưa tích lũy mô ngày 01/8 miền 89.5 mm, miền 127.7 mm miền 206.8 mm lớn nhiều so với số liệu quan trắc Mơ hình mơ diện mưa tương đối xác, phần lớn cho lượng mưa tích lũy 24h cao so với số liệu quan trắc thực tế, nhiên số điểm lượng mưa mô so với quan trắc sai khác lớn.3 Ngày QUAN TRẮC 03/8 DỰPHỎNG BÁO MÔ 200 150 100 50 i i a p i u ã n n u c ú i i p u n L Đậ Nò hâ M Yê Yê hâ Hộ B ã L Tra Sạ m4 m22 àng Ma Cộ X hâ g n ò C g c ù C T X ng ờn K K N ng ốp ậm n C nh S uyế C ên Sôn Bắ Ph ộc T T hiề S N huậ ườ Y M uỳ T M M C Q T N Hình 3.10 Biểu đồ lượng mưa tích lũy 24h (mm) mơ mơ hình WRF lượng mưa tích lũy quan trắc ngày 03/8/2017 44 Ngày 05/8 QUAN TRẮC DỰ BÁO 200 150 100 50 i a p òi âu ã ên ên âu ộc ú ại g ộp âu X B L r S n L ậ N ơn n Đ ò N Ch ng M ắc Y ù Y Ch H T Xã g T ng Km Km Nà g M p C ậm Ch h ế h ố n n n S C n c ô T n T hiề S N huậ uy ườ Mư Yê S B P Mộ uỳ T M C Q T Hình 3.11 Biểu đồ lượng mưa tích lũy 24h (mm) mơ mơ hình WRF lượng mưa tích lũy quan trắc ngày 05/8/2017 Từ kết tính tốn sai số thống kê ME, MAE, RMSE (bảng 3.3) cho thấy: Mơ hình có xu mơ lượng mưa tích lũy 24h lớn so với thực tế ( ME dương) trừ ngày 06/8 miền 2,3 có giá trị ME âm tức giá trị lượng mưa mô nhỏ so với quan trắc, nhiên giá trị lượng mưa tích lũy khống cịn lớn số nơi; sai số RMSE miền dao động từ 1382mm Bảng 3.3 Kết đánh giá sai số thống kê miền từ ngày 01-06/8/2017 Ngày 01/8 02/8 03/8 04/8 D01 15.2 22.5 29.1 33.8 ME D02 20.6 22.8 36.4 41.9 D03 22.4 23.3 38.2 33.1 D01 24.9 23.6 42.5 34.1 MAE D02 32.1 25.3 54.7 44.6 45 D03 44.7 32.1 66.2 53.3 D01 33.0 27.5 49.2 37.6 RMSE D02 35.9 30.9 63.2 40.2 D03 60.2 45.2 82.2 56.9 05/8 06/8 56.6 7.7 42.5 -0.8 43.6 -4.6 56.7 13.4 46.8 10.2 56.7 12.9 72.3 17.0 50.5 12.1 Biểu đồ sai số lượng mưa tích lũy 24h miền ME 80 MAE 67.3 15.9 RMSE 70 60 50 40 30 20 10 -10 01/8 02/8 03/8 04 /8 05/8 06/8 Qua biểu đồ biểu diễn sai số lượng mưa tích lũy 24h mơ miền từ 01-06/8/2017 (hình 3.12), ta thấy sai số trung bình từ ngày 01-05/8 có giá trị dương điều chứng tỏ mơ hình mơ mưa tích lũy lớn so với quan trắc, riêng ngày 06/8 sai số trung bình có giá trị âm thấp so với quan trắc, ngày sai số trung bình có giá trị lớn vào ngày 05/8 (43.7mm) nhỏ vào ngày 06/8 (-4.6mm); sai số RMSE có giá trị lớn vào ngày 03/8 (82.2mm) nhỏ vào ngày 06/8 (15.9mm) Hình 3.12 Sai số lượng mưa tích lũy 24h mơ miền mơ hình WRF ngày từ 01-06/8/2017 Dựa vào kết mô mơ hình liệu từ vệ tinh TRMM 3B42.7 (hình 3.13), vào ngày 01/8 (phụ lục 2.a) mơ hình vệ tinh TRMM cho thấy khu vực Tây Bắc tồn vùng mưa lớn, khu vực Sơn La nằm rìa phía nam vùng mưa này, lượng mưa tích lũy mơ khoảng từ 5-40mm, có nơi từ 70-200mm, liệu từ vệ tinh TRMM cho thấy lượng mưa tích lũy nhỏ gần với số liệu quan trắc chủ yếu 50mm Sang ngày 02/8 (phụ lục 2.b), vùng mưa dịch chuyển dần xuống phía nam mở rộng sang phía tây Ngày 03/8 (phụ lục 2.c) vùng mưa mơ mơ hình tiếp tục di chuyển xuống phía nam mở rộng sang phía tây với lượng mưa tích lũy khu vực Sơn La tiếp tục tăng lên dao động khoảng từ 40-150 mm, 46 liệu từ vệ tinh cho thấy lượng mưa giảm đáng kể so với ngày 02/8, lượng mưa toàn khu vực khoảng từ 10-20mm Ngày 04/8 (phụ lục 2.d), liệu từ vệ tinh cho thấy diện mưa lượng mưa tích lũy khu vực tăng lên Ngày 05/8 (phụ lục 2.e), mơ hình cho thấy vùng mưa có xu hướng dịch chuyển sang phía tây lượng mưa tích lũy tăng mạnh, khu vực Sơn La lượng mưa tích lũy dao động từ 40-200mm, diện mưa lượng mưa tích lũy từ vệ tinh giảm xuống khoảng từ 20-40mm Ngày 06/8 (phụ lục 2.f), vùng mưa lớn mơ mơ hình dịch chuyển mạnh sang phía tây vùng gần biên giới Việt - Lào, lượng mưa tích lũy khu vực giảm xuống khoảng từ 5-30mm, số nơi từ 60-80mm 47 Hình 3.13 Lượng mưa tích lũy 24h mơ mơ hình WRF (trái) liệu từ vệ tinh TRMM 3B42.7 (phải) ngày 01 02/8/2017 Tổng lượng mưa tích lũy (mm) từ ngày 01-06/8/2017 600 Quan trắc Vệ tinh Dự báo 500 400 300 200 100 i i i i i n La Đập Nò hâu Mã Yên Yên hâu Hộc Bú ã Là Tra g Sạ m46 m22 àng Ma Cộp Xá hâu N g C ò C c ù N T X ng ờn n C n ôn ắ K K ềng ốp ậm n C nh S uyế S N uậ ê S B P h Mộc T T hi ỳ Y T M M C Qu Th Hình 3.14 Biểu đồ tổng lượng mưa tích lũy 24h 06 ngày từ 01-06/8/2018 từ số liệu quan trắc, mơ hình WRF liệu vệ tinh TRMM3B42.7 48 Nhìn chung, so sánh sản phẩm mơ từ mơ hình WRF liệu từ vệ tinh TRMM 3B42.7, ta thấy mơ hình nắm bắt vùng mưa lớn tương đối tốt, lượng mưa tích lũy có xu hướng cao so so với liệu vệ tinh số liệu quan trắc thực tế, bên cạnh số liệu khống cho số nơi lớn 49 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Đồ án mô đợt mưa lớn xảy khu vực Sơn La khoảng thời gian từ 01-06/8/2017 việc sử dụng mơ hình WRF với ba lưới lồng độ phân giải 54km x 18km x 6km thời gian chạy mơ hình 06 ngày, thời gian chạy từ 12z ngày hôm trước đến 12z ngày hôm sau Từ kết mô số liệu quan trắc trạm, lưới, vệ tinh đồ án đạt số kết sau: 1) Đề tài lựa chọn miền tính, độ phân giải ngang tham số vật lý thích hợp cho mơ hình WRF để mơ đợt mưa lớn vào đầu tháng 8/2017 xảy khu vực Sơn La Từ kết ta thấy sử dụng sơ đồ đối lưu mây tích Kain – Fritsch để mơ mưa lớn khu vực có địa hình đồi núi cao cho kết tốt diện mưa lượng mưa tích lũy 2) Đã mơ số trường khí tượng là: gió, khí áp, độ cao địa vị mưa Bước đầu xác định nguyên nhân gây mưa lớn khu vực Tây Bắc nói chung khu vực Sơn La nói riêng là: Do hoạt động ổn định rãnh thấp bề mặt nhiều ngày kết hợp với xoáy thấp khu vực Bắc Bộ phát triển từ bề mặt lên đến 5000m; Cơ chế gây mưa lớn hiệu ứng chặn gió địa hình phía Tây Bắc Bộ nguồn cung cấp ẩm đợt mưa lớn dòng vận tải ẩm hướng tây, tây nam từ vịnh Bengal 3) Đánh giá khả mô mưa lớn khu vực Sơn La vào đầu tháng mơ hình WRF cho thấy mơ hình mơ tốt trung tâm mưa lớn Với kết tính tốn số thống kê ME, MAE, RMSE, sai số ME dương cho đa số trường hợp dao động từ 20-40mm miền cho thấy mơ hình mơ lượng mưa lớn so với quan trắc; sai số RMSE miền tương đối lớn dao động từ 15-82mm miền Xác suất phát mơ hình cịn thấp, giá trị khống cịn tương đối cao Khi so sánh kết mô với liệu từ vệ tinh nhận thấy kết tương tự KIẾN NGHỊ 1) Việc chạy mơ hình máy tính cá nhân cịn nhiều hạn chế để tiếp tục thử nghiệm mô đợt mưa lớn khác cần hệ thống máy tính đường truyền ổn định 50 2) Tiếp tục chạy thử nghiệm mô mưa lớn khu vực Sơn La việc thay đổi miền tính, độ phân giải phù hợp điều chỉnh tham số vật lý mô hình để tìm phương án tốt việc mô dự báo mưa lớn khu vực Bên cạnh đó, sử dụng mơ hình WRF để nghiên cứu dự báo mưa lớn khu vực cần thực tính tốn thêm số số dự báo pha như: FBI, PAR, CSI 51 DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt [1] Phạm Ngọc Tồn, Phan Tất Đắc (1993), Khí hậu Việt Nam, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội; [2] Phạm Vũ Anh, Nguyễn Viết Lành (2013), Giáo trình khí tượng nhiệt đới, Trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội; [3] Vũ Thanh Hằng (2007), Nghiên cứu tác động tham số hóa đối lưu dự báo mưa lớn khu vực Bắc Bộ mơ hình HRM, Báo cáo tổng kết đề tài, Trường Đại học khoa học tự nhiên-ĐHQGHN [4] Nguyễn Văn Hưởng (2012), Xác định khách quan hình thời tiết đợt mưa lớn khu vực miền Trung từ số liệu tái phân tích JRA25, Luận văn thạc sĩ, Trường ĐHKHTN-ĐHQGHN [5] Vũ Thanh Hằng, Chu Thị Thu Hường Phan Văn Tân (2009), Xu biến đổi lượng mưa ngày cực đại Việt Nam giai đoạn 1961-2007, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học tự nhiên Công nghệ 25, số 3S, Tr.423430 [6] Bùi Minh Sơn Phan Văn Tân (2008), Thử nghiệm dự báo mưa lớn khu vực Nam Trung Bộ mô hình MM5, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ [7] Công Thanh Nguyễn Tiến Toàn (2010), Thử nghiệm dự báo mưa lớn cho tỉnh Đà Nẵng đến Quảng Ngãi thời hạn từ đến ngày mơ hình RAMS, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ 26, Số 3S,Tr.449‐456 [8] Lê Như Quân Phan Văn Tân (2011), Dự tính biến đổi số số mưa lớn lãnh thổ Việt Nam mô hình khí hậu khu vực RegCM3, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ, tập 27, số 1S , Tr.200-210 [9] Nguyễn Thị Hạnh (2014), Báo cáo phân tích đánh giá kết dự tính tượng liên quan đến mưa lớn [10] Trần Tân Tiến, Nguyễn Thị Thanh (2011), Đồng hóa liệu vệ tinh MODIS mơ hình WRF để dự báo mưa lớn khu vực Trung Bộ, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ 27, Số 3S, tr.90-95 52 [11] Nguyễn Tiến Toàn (2009), Dự báo mưa lớn khơng khí lạnh kết hợp với dải hội tụ nhiệt đới từ đến ngày cho khu vực Trung Trung Bộ mơ hình WRF, Luận văn thạc sỹ, trường ĐHKHTN-ĐHQGHN [12] Vũ Thế Anh (2015), Mô mưa lớn từ ngày 19-22/07/2003 Tây Nguyên mơ hình WRF, đồ án tốt nghiệp, Trường ĐHKHTNĐHQGHN [13] Vũ Văn Thăng cộng (2017), Nghiên cứu chế nhiệt động lực gây mưa lớn khả dự báo mưa lớn mùa hè khu vực nam nam tây nguyên tương tác gió mùa tây nam - bão biển đông, đề tài khoa học cơng nghệ cấp bộ, Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Biến đổi khí hậu Tài liệu tiếng Anh [14] Seibert, P., Frank, A., and Formayer, H., 2007: Synoptic and regional patterns of heavy precipitation in Austria, Theor Appl Climatol., 87, 139– 153 [15] Endo N., J Matsumoto, T Lwin, 2009: Trends in precipitation extremes over Southeast Asia, SOLA 5, pp.168 [16] V Rakesh, Singh Randhir and C Joshi Prakash, Intercomparison of the performance of MM5/WRF with and without satellite data assimilation in short-range forecast applications over the Indian region Journal of Technology and Science, 105 (2009) 133 [17] Yokoi S, Matsumoto J, 2008: Collaborative Effects of Cold Surge and Tropical Depression – Type Disturbance on Heavy Rainfall in Central Vietnam Mon Wea Rev., 136, pp 3275-3287 [18] Tsing-Chang Chen, Ming-Cheng Yen, Jenq-Dar Tsay, Nguyen Thi Tan Thanh Jordan Alpert, Synoptic Development of the Hanoi Heavy Rainfall Event of 30–31 October 2008: Multiple-Scale Processes, 2011 [19] Wei Wang, Cindy Bruyère, Michael Duda, Jimy Dudhia, Dave Gill, Michael Kavulich, Kelly Keene, Hui-Chuan Lin, John Michalakes, Syed Rizvi, Xin Zhang (2013), “ARW version Modeling System User’s Guide Jult 2013” [20] Wei Wang NCAR/NESL/MMM January 2014, WRF Nesting: Set Up and Run 53 Trang thông tin điện tử [21] http://www.nchmf.gov.vn/web/vi-VN/61/18/map/Default.aspx [22] https://vi.wikipedia.org/wiki/S%C6%A1n_La [23] http://thuviensonla.com.vn/index.php/about/Cac-don-vi-hanh-chinh/ [24] http://www.baosonla.org.vn:8080/bai-viet/34/thong%20tin%20chung [25] http://sonla.gov.vn/dieu-kien-tu-nhien/-/asset_publisher/content/dia-hinh [26] http://kttvqg.gov.vn/tin-tuc/2627/Cau-41:-Co-the%CC%89-hie%CC%89uthe%CC%81-na%CC%80o-la%CC%80-mua-lo%CC%81n.html [27]http://kttvqg.gov.vn/tin-tuc/2631/Cau-45:-The%CC%81-na%CC%80o-la %CC%80-mua-lo%CC%81n-die%CC%A3n-ro%CC%A3ng.html 54 ... khu vực nghiên cứu 35 3.3.2 Cơ chế gây đợt mưa lớn vào đầu tháng tỉnh Sơn La 38 3.4 Đánh giá khả mô mơ hình WRF đợt mưa lớn đầu tháng 8/ 2017 tỉnh Sơn La 42 3.4.1 Đánh giá ảnh hưởng... NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN NGUYỄN THỊ THANH LAM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG ĐỢT MƯA LỚN ĐẦU THÁNG NĂM 2017 TẠI TỈNH SƠN LA BẰNG MƠ HÌNH WRF Chun ngành... tượng từ phân tích hình chế gây mưa lớn khu vực Sơn La vào đầu tháng Trong phần cuối chương trình bày kết đánh giá khả mô mơ hình WRF đợt mưa lớn khu vực Sơn La, chất lượng mô đánh giá sai số thống