Khoá luận: Áp dụng kỹ thuật Dvorak tính cường độ của các cơn bão hoạt động trên Biển Đông năm 2007 và 2008 Đánh giá kết quả

Chơơng 1 tổng quan về xtnđ và vệ tinh khí tơợng 1.1. Xoáy thuận nhiệt đới và Bão 1.1.1. Định nghĩa Bão và áp thấp nhiệt đới (ATNĐ) đơợc gọi chung là xoáy thuận nhiệt đới (XTNĐ). XTNĐ là một vùng gió xoáy, có đơờng kính tới hàng trăm kilômét, hình thành trên vùng biển nhiệt đới, gió thổi xoáy vào trung tâm theo hơớng ngơợc chiều kim đồng hồ ở Bắc bán cầu và theo chiều kim đồng hồ ở Nam bán cầu, áp suất khí quyển (khí áp) trong XTNĐ thấp hơn nhiều so với xung quanh và thơờng là dơới 1000mb 5. Chuyển động xoáy vào tâm làm đối lơu phát triển mạnh, gây mơa to trên một khu vực rộng lớn, đôi khi còn kèm theo các hiện tơợng thời tiết quy mô nhỏ khác nhơ tố, lốc, vòi rồng… Tùy theo tốc độ gió mạnh nhất vùng gần tâm mà XTNĐ đơợc chia thành ATNĐ hay bão 5. Phân loại bão đơợc thể hiện trên bảng: Bảng 1.1. Phân loại bão theo cấp gió Cấp bão Gió cực đại (ms) Cấp gió (cấp Beaufort) áp thấp Nhiệt đới = 17.1 6 7 Bão 17.2 24.4 8 9 Bão mạnh 24.5 32.6 10 11 Bão rất mạnh = 32.5 = 12 Mức độ gây thiệt hại của Bão nhiều khi không phụ thuộc vào cơờng độ bão, vì bão có cơờng độ yếu hoặc ATNĐ vẫn có thể gây nên thiệt hại lớn hơn so với các cơn bão mạnh. Trên thực tế, các cơn bão yếu hay ATNĐ có thể gây nên thiệt hại rất lớn về ngơời và của, chủ yếu là do mơa hay lũ lụt. 1.1.2. Điều kiện hình thành bão Trong lịch sử phát triển của ngành Khí tơợng đã có một số học thuyết giải thích sự hình thành bão nhiệt đới. Tuy nhiên cho tới nay chơa có một học thuyết nào giải thích đơợc một cách triệt để vấn đề sự hình thành bão cũng nhơ đơa ra một phơơng pháp dự báo chính xác. Từ những nghiên cứu lý thuyết và thực tế ngơời ta đã đơa ra đợc một số điều kiện cơ bản cho sự hình thành của bão nhơ sau 5: Khu vực đại dơơng có diện tích đủ lớn với nhiệt độ mặt biển cao (từ 26 27°C) bảo đảm nơớc bốc hơi mạnh cung cấp năng lơợng lớn cho hệ thống bão. Thông số Coriolis có giá trị đủ lớn tạo xoáy. Bão thơờng hình thành trong đới giới hạn vĩ độ 5 20° hai bên xích đạo. Dòng cơ bản có độ đứt thẳng đứng của gió yếu, bảo đảm sự tập trung của dòng ẩm vào khu vực bão trong thời gian đầu của sự hình thành bão. ở trên cao, trơờng khí áp phải phân kỳ để đảm bảo sự giải toả khối lơợng không khí hội tụ ở mặt đất và duy trì bão. Điều này đơợc thoả mãn ở miền nhiệt đới, vì từ mực 500mb trở lên, nhất là tại mực 200, 300mb thơờng xuyên tồn tại áp cao cận nhiệt. ở mặt đất phải có nhiễu động áp thấp ban đầu. Những kết quả thống kê cho thấy 80% các cơn bão có liên quan với dải hội tụ nhiệt đới. Năm dải hội tụ nhiệt đới ít hoạt động thì cũng ít bão. Nhơ vậy, điều kiện hình thành, phát triển của bão bao hàm cả hai quá trình động lực và nhiệt lực. Khi một trong hai điều kiện trên không đảm bảo sẽ xuất hiện sự suy yếu, tan rã của bão. 1.1.3. Các giai đoạn phát triển của bão Thời gian tồn tại của bão là khoảng thời gian từ khi bão hình thành cho đến khi bão tan hoặc bão di chuyển tới vùng vĩ độ cao, trở thành xoáy thuận ngoại nhiệt đới. Toàn bộ thời gian tồn tại của bão đơợc chia thành 4 giai đoạn nhơ sau 5: Giai đoạn hình thành Bão xuất hiện từ mặt biển với sự hình thành của những cụm mây tích lớn. Tuy nhiên phần lớn bão hình thành từ một nhiễu động từ một vùng khí áp thấp, khoảng 80% cơn bão hình thành có liên quan tới các nhiễu động trên dải hội tụ nhiệt đới. Tuy nhiên, không phải nhiễu động nào trên dải hội tụ nhiệt đới cũng phát triển thành bão. Quá trình khơi sâu của áp thấp thơờng diễn ra chậm chừng vài giờ, đủ để gió tản mạn trong khu vực rộng lớn đơợc sắp xếp lại, tạo thành các dòng khí xoáy hội tụ đơa không khí nóng ẩm vào tâm. Đây là giai đoạn áp thấp nhiệt đới, gió xoáy chỉ thấy ở mực thấp. Khi tốc độ gió cực đại tại vùng trung tâm vơợt quá 17.2 ms, áp thấp nhiệt đới trở thành bão. Trong giai đoạn này hoàn lơu mực thấp có thể không phát hiện đơợc trên mạng lơới quan trắc và ảnh mây hồng ngoại song thơờng thấy rõ trên ảnh mây thị phổ, nhất là khi ảnh có độ phân giải lớn. Giai đoạn trẻ Không phải tất cả các XTNĐ đơợc hình thành đều sẽ phát triển đạt cơờng độ bão. Trên thực tế cho thấy một số XTNĐ chỉ đạt mức ATNĐ từ lúc hình thành tới lúc tan rã, thậm chí nhiều cơn suy yếu trong khoảng sau 24h kể từ khi nó đơợc hình thành. Khi XTNĐ phát triển mạnh thì khí áp thấp nhất nhanh chóng giảm xuống dới 1000mb. Gió có cơờng độ bão hình thành một dải bao quanh trung tâm xoáy. Mô hình mây biến đổi từ dải đơờng tố sang dạng xoáy về phía trung tâm. ở phía dơới thấp, dòng hội tụ vào tâm có thể chơa bao quát phạm vi lớn nhơng trên cao có thể có dòng phân kỳ từ tâm xoáy. Giai đoạn chín muồi Đặc điểm của giai đoạn này là khí áp ở tâm bão không tiếp tục giảm và tốc độ gió cực đại cũng ngừng tăng lên. Phạm vi hoàn lơu bão với tốc độ gió mạnh mở rộng (có thể tới 300km). Khu vực thời tiết xấu nhất thơờng nằm ở phía phải so với hớng dịch chuyển của bão. Bão trong giai đoạn chín muồi trải qua các thời kỳ tăng cơờng và suy yếu không đều, kéo dài trong vài ngày, thơờng đó là trơờng hợp bão tơơng tác với các hoàn lơu ôn đới. Giai đoạn tan rã Khi bão di chuyển vào đất liền do điều kiện địa hình, lực ma sát tăng lên và nhất là khả năng cung cấp ẩm cho bão bị mất đi nên kích thơớc của bão giảm rất nhanh. Sau một thời gian ngắn (khoảng từ 1 2 ngày) thì bão tan rã hoàn toàn, đôi khi có thể tồn tại dơới dạng một áp thấp nhiệt đới và cho mơa lớn trên một phạm vi rộng. Trên biển, bão cũng có thể bị suy yếu khi gặp vùng nơớc lạnh nhơ ở Tây Bắc Thái Bình Dơơng. Trên đất liền và trên biển bão có thể di chuyển theo dòng dẫn đờng

Lời cảm ơn Trong trình thực khoá luận đà nhận đợc giúp đỡ tận tình quý báu gia đình, thầy cô, bạn bè đồng nghiệp Qua đây, xin đợc gửi lời cảm ơn chân thành tới Phòng nghiên cứu ứng dụng, Trung tâm Dự báo Khí tợng Thuỷ văn Trung Ương giúp đỡ to lớn số liệu nh chuyên môn Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn hớng dẫn tận tình ThS Nguyễn Thị Thanh Bình Phòng nghiên cứu ứng dụng, Trung tâm Dự báo Khí tợng Thuỷ văn Trung Ương suốt trình thực luận văn Mặc dù đà cố gắng nhiều nhng khuân khổ khoá luận tốt nghiệp kết đề tài nghiên cứu cha thể hoàn chỉnh đợc Tôi mong nhận đợc góp ý thầy cô bạn để luận văn tốt nghiệp đợc hoàn thiện Một lần xin chân thành cảm ơn Hà Nội tháng năm 2009 Sinh viên Vũ Thị Lan Anh Mở đầu BÃo tợng thời tiết ảnh hởng lớn đến đời sống nớc vùng nhiệt đới việt Nam, phần lớn thiệt hại thiên tai nhiều liên quan đến bÃo nh ma lớn, gió mạnh, lũ lụt gây nhiều thiệt hại tài sản nh ngời Do vậy, dự báo bÃo công tác nghiên cứu phục vụ cho dự báo bÃo đợc trọng Với đặc thù riêng: quy mô bÃo nhỏ quy mô synop, phát triển theo chiều thẳng đứng lên tới đỉnh tầng đối lu, cấu trúc bÃo phức tạp Hơn nữa, trình hình thành phát triển bÃo nằm đại dơng, nơi có số liệu quan trắc truyền thống dẫn đến việc nghiên cứu bÃo khó khăn Các thám sát bÃo tha thớt khó khăn lớn cho việc cung cấp số liệu đầu vào cho mô hình dự báo, ảnh hởng đến độ xác dự báo bÃo Với công nghệ phát triển nay, số liệu vệ tinh đà khắc phục đợc tình trạng Với vùng phủ rộng kể khắp đại dơng, độ phân giải thời gian không gian lớn, số liệu vƯ tinh ®· chøng tá tÝnh u viƯt viƯc giám sát hệ thống thời tiết nói chung bÃo nói riêng Với mục đích nghiên cứu khả ứng dụng phơng pháp Dvorak việc xác định tâm cờng độ XTNĐ, chọn đề tài: áp dụng kỹ thuật Dvorak tính cờng độ bÃo hoạt động Biển Đông năm 2007 2008 Đánh giá kết Ngoài phần lời cảm ơn, mục lục, phụ lục mở đầu, bố cục luận văn đợc chia thành chơng: Chơng 1: Tổng quan XTNĐ vệ tinh khí tợng Chơng 2: Nhận dạng mây bÃo cách xác định tâm XTNĐ Chơng 3: Xác định cờng độ XTNĐ kỹ thuật Dvorak Chơng 4: áp dụng kỹ thuật Dvorak để xác định cờng độ số bÃo hoạt động biển Đông năm 2007 2008 Đánh giá so víi sè liƯu Best track Ch¬ng tỉng quan vỊ xtnđ vệ tinh khí tợng 1.1 Xoáy thuận nhiệt đới BÃo 1.1.1 Định nghĩa BÃo áp thấp nhiệt đới (ATNĐ) đợc gọi chung xoáy thuận nhiệt đới (XTNĐ) XTNĐ vùng gió xoáy, có đờng kính tới hàng trăm ki-lô-mét, hình thành vùng biển nhiệt đới, gió thổi xoáy vào trung tâm theo hớng ngợc chiều kim đồng hồ Bắc bán cầu theo chiều kim đồng hồ Nam bán cầu, áp suất khí (khí áp) XTNĐ thấp nhiều so víi xung quanh vµ thêng lµ díi 1000mb [5] Chuyển động xoáy vào tâm làm đối lu phát triển mạnh, gây ma to khu vực rộng lớn, kèm theo tợng thời tiết quy mô nhỏ khác nh tố, lốc, vòi rồng Tùy theo tốc độ gió mạnh vùng gần tâm mà XTNĐ đợc chia thành ATNĐ hay bÃo [5] Phân loại bÃo đợc thể bảng: Bảng 1.1 Phân loại b·o theo cÊp giã CÊp b·o ¸p thÊp NhiƯt Giã cực đại Cấp gió (cấp (m/s) Beaufort) 17.1 6-7 đới BÃo 17.2 - 24.4 8-9 BÃo mạnh 24.5 - 32.6 10 - 11 B·o rÊt m¹nh ≥ 32.5 12 Mức độ gây thiệt hại BÃo nhiều không phụ thuộc vào cờng độ bÃo, bÃo có cờng độ yếu ATNĐ gây nên thiệt hại lớn so với bÃo mạnh Trên thực tế, bÃo yếu hay ATNĐ gây nên thiệt hại lớn ngời vµ cđa, chđ u lµ ma hay lị lơt 1.1.2 Điều kiện hình thành bÃo Trong lịch sử phát triển ngành Khí tợng đà có số học thuyết giải thích hình thành bÃo nhiệt đới Tuy nhiên cha có học thuyết giải thích đợc cách triệt để vấn đề hình thành bÃo nh đa phơng pháp dự báo xác Từ nghiên cứu lý thuyết thực tế ngời ta đà đa đợc số điều kiện cho hình thành bÃo nh sau [5]: - Khu vực đại dơng có diện tích đủ lớn với nhiệt độ mặt biển cao (từ 26- 27C) bảo đảm nớc bốc mạnh cung cấp lợng lớn cho hệ thống bÃo - Thông số Coriolis có giá trị đủ lớn tạo xoáy BÃo thờng hình thành đới giới hạn vĩ độ 5- 20 hai bên xích đạo - Dòng có độ đứt thẳng đứng gió yếu, bảo đảm tập trung dòng ẩm vào khu vực bÃo thời gian đầu hình thành bÃo - cao, trờng khí áp phải phân kỳ để đảm bảo giải toả khối lợng không khí hội tụ mặt đất trì bÃo Điều đợc thoả mÃn miền nhiệt đới, từ mực 500mb trở lên, mực 200, 300mb thờng xuyên tồn áp cao cận nhiệt - mặt đất phải có nhiễu động áp thấp ban đầu Những kết thống kê cho thấy 80% bÃo có liên quan với dải hội tụ nhiệt đới Năm dải hội tụ nhiệt đới hoạt động bÃo Nh vậy, điều kiện hình thành, phát triển bÃo bao hàm hai trình động lực nhiệt lực Khi hai điều kiện không đảm bảo xuất suy yếu, tan rà bÃo 1.1.3 Các giai đoạn phát triển bÃo Thời gian tồn bÃo khoảng thời gian từ bÃo hình thành bÃo tan bÃo di chuyển tới vùng vĩ độ cao, trở thành xoáy thuận ngoại nhiệt đới Toàn thời gian tồn bÃo đợc chia thành giai đoạn nh sau [5]: - Giai đoạn hình thành BÃo xuất từ mặt biển với hình thành cụm mây tích lớn Tuy nhiên phần lớn bÃo hình thành từ nhiễu động từ vùng khí áp thấp, khoảng 80% bÃo hình thành có liên quan tới nhiễu động dải hội tụ nhiệt đới Tuy nhiên, nhiễu động dải hội tụ nhiệt đới phát triển thành bÃo Quá trình khơi sâu áp thấp thờng diễn chậm chừng vài giờ, đủ để gió tản mạn khu vực rộng lớn đợc xếp lại, tạo thành dòng khí xoáy hội tụ đa không khí nóng ẩm vào tâm Đây giai đoạn áp thấp nhiệt đới, gió xoáy thấy mực thấp Khi tốc độ gió cực đại vùng trung tâm vợt 17.2 m/s, áp thấp nhiệt đới trở thành bÃo Trong giai đoạn hoàn lu mực thấp không phát đợc mạng lới quan trắc ảnh mây hồng ngoại song thờng thấy rõ ảnh mây thị phổ, ảnh có độ phân giải lớn - Giai đoạn trẻ Không phải tất XTNĐ đợc hình thành phát triển đạt cờng độ bÃo Trên thực tế cho thấy số XTNĐ đạt mức ATNĐ từ lúc hình thành tới lúc tan rÃ, chí nhiều suy yếu khoảng sau 24h kể từ đợc hình thành Khi XTNĐ phát triển mạnh khí áp thấp nhanh chóng giảm xuống dới 1000mb Gió có cờng độ bÃo hình thành dải bao quanh trung tâm xoáy Mô hình mây biến đổi từ dải đờng tố sang dạng xoáy phía trung tâm phía dới thấp, dòng hội tụ vào tâm cha bao quát phạm vi lớn nhng cao có dòng phân kỳ từ tâm xoáy - Giai đoạn chín muồi Đặc điểm giai đoạn khí áp tâm bÃo không tiếp tục giảm tốc độ gió cực đại ngừng tăng lên Phạm vi hoàn lu bÃo với tốc độ gió mạnh mở rộng (có thể tới 300km) Khu vùc thêi tiÕt xÊu nhÊt thêng n»m ë phía phải so với hớng dịch chuyển bÃo BÃo giai đoạn chín muồi trải qua thời kỳ tăng cờng suy yếu không đều, kéo dài vài ngày, thờng trờng hợp bÃo tơng tác với hoàn lu ôn đới - Giai đoạn tan rà Khi bÃo di chuyển vào đất liền điều kiện địa hình, lực ma sát tăng lên khả cung cấp ẩm cho bÃo bị nên kích thớc bÃo giảm nhanh Sau thời gian ngắn (khoảng từ 1- ngày) bÃo tan rà hoàn toàn, tồn dới dạng áp thấp nhiệt đới cho ma lớn phạm vi rộng Trên biển, bÃo bị suy yếu gặp vùng nớc lạnh nh Tây Bắc Thái Bình Dơng Trên đất liền biển bÃo di chuyển theo dòng dẫn đờng vòng quanh rìa cao áp cận nhiệt vào miền ôn đới, không khí lạnh xâm nhËp vµo khu vùc b·o, hƯ thèng front xt hiƯn bÃo trở thành xoáy ngoại thuận nhiệt đới 1.1.4 Sự di chuyển bÃo Tốc độ hớng di chuyển bÃo phụ thuộc vào tơng tác phức tạp hoàn lu nội b·o vµ hoµn lu cđa khÝ qun xung quanh Néi lực xuất hoàn lu xoáy bÃo Néi lùc cã xu híng kÐo b·o ë mäi vÜ độ lệch cực Khi thân nội lực lớn bÃo di chuyển độc lập, không phụ thuộc vào ngoại lực Ngoại lực lực đợc sinh không khí xung quanh tác động lên phần tử bÃo lôi kéo Trong vùng nhiệt đới (nơi sinh ngoại lực lớn nhất) có tính chất định di chuyển bÃo Ngoại lực nguyên nhân làm cho bÃo di chuyển với tốc độ lớn chậm hơn, lệch hớng lên phía Bắc xuống phía Nam gây tính phức tạp chuyển động bÃo 1.1.5 Mùa bÃo khu vực Biển Đông nớc ta Việt Nam nằm bên bờ biển Đông phận ổ bÃo Tây Bắc Thái Bình Dơng với trung bình hàng năm có khoảng 2728 bÃo hoạt động Tần suất xuất bÃo tăng dần từ tháng (0.2 cơn) đạt cực đại vào tháng (5.5 cơn) sau giảm dần đến tháng năm sau BÃo hoạt động nhiều từ tháng 5- 12, nhng tập trung chủ yếu vào tháng 7, 8, 9, 10, trung bình tháng có 4- [5] BÃo hoạt động biển Đông hàng năm trung bình 9- 10 cơn, tần suất xuất thờng muộn 1- tháng kết thúc vào tháng 11- 12 tháng năm sau Khoảng 50% tổng số bÃo hoạt động Biển Đông đợc hình thành từ khu vực Tây Thái Bình Dơng, số lại hình thành Biển Đông [5] BÃo hình thành biển Đông ảnh hởng tới Việt Nam thờng không mạnh so với bÃo hình thành Tây Bắc Thái Bình Dơng song có đờng phức tạp, khó dự đoán 1.2 Vệ tinh khí tợng - ứng dụng cđa sè liƯu vƯ tinh nghiƯp vơ ph©n tÝch XTN Vệ tinh khí tợng vệ tinh nhân tạo Trái Đất thực quan trắc khí tợng thông qua xạ điện từ từ khí truyền quan trắc Trái Đất [6] Do đó, phát triển khí tợng vệ tinh gắn liền với phát triển vệ tinh khí tợng Vệ tinh khí tợng có vai trò to lớn theo dõi, phân tích dự b¸o b·o, sè liƯu vƯ tinh cho phÐp ta quan trắc bÃo khu vực quan trắc mặt đất 1.2.1 Các loại vệ tinh khí tợng Căn vào quỹ đạo độ cao mà ngời ta chia vệ tinh khí tợng thành loại vệ tinh quỹ đạo cực vệ tinh địa tĩnh [6] - Vệ tinh quỹ đạo cực Vệ tinh quỹ đạo cực vệ tinh bay độ cao khoảng 850km, có quỹ đạo gần nh song song với đờng kinh tuyến trái đất, nghiêng góc gần 90 (nh NOAA: 98, METEOR: 99.6,) so với mặt phẳng xích đạo góc nghiêng gần nh không đổi trình hoạt động Vệ tinh cực có u điểm chụp trực tiếp đợc ảnh mây phía dới với độ phân giải cao nên chúng cho ta thông tin chi tiết mây, bÃo tố hệ thống thời tiết khắc nghiệt Hiện vệ tinh quỹ đạo cực hệ thống quan trắc toàn cầu gồm vệ tinh quốc gia chủ quản: (1) Nga có loạt vệ tinh METEOR, RESURS, OKEAN (OKEAN-4 có đặt ra-đa), METEOR 3-5 hoạt động từ 1991, METEOR 2-21 hoạt động từ 1993; (2) Hoa Kỳ có loạt vệ tinh NOAA, dựa hệ thống TIROS-N, hoạt động từ năm 1978 đà NOAA-17, hoạt động tõ 2002; (3) Trung Quèc cã FY-1C, vÖ tinh thø loạt vệ tinh quỹ đạo Phong-vân hoạt ®éng Chóng bay ë ®é cao tõ 850 ®Õn 900 km - Vệ tinh địa tĩnh Vệ tinh địa tĩnh hoạt động vành đai xích đạo độ cao khoảng 36.000 km điểm cố định so với bề mặt trái đất, với góc nhìn khoảng 17.4, có tốc độ quay trái đất vòng ngày đêm, nghĩa đồng với địa cầu, làm cho nh tĩnh lại bên điểm cố định đờng xích đạo Điều cho phép quan sát liên tục thời tiết từ 70 độ vĩ bắc đến 70 độ vĩ nam, nghĩa 1/4 diện tích toàn địa cầu Do tính chất tĩnh điểm cố định nên chúng quan sát thời tiết vùng cố định suốt ngày đêm, 30 phút quan sát xạ thị phổ xạ hồng ngoại với độ phân giải km Vệ tinh địa tĩnh đo đạc theo thời gian thực, nghĩa chúng truyền ảnh hệ thống thu nhận mặt đất máy ghi hình ghi đợc hình Sự liên tiếp ảnh từ vệ tinh lên hình liên tiếp, tạo ảnh động, cho ta biÕt sù di chun cđa m©y, cho phÐp dự báo viên theo dõi đợc tiến triển cđa c¸c hƯ thèng thêi tiÕt lín nh front, c¸c dông bÃo Dựa vào di chuyển mây ta xác định đợc hớng tốc độ gió Điều quan trọng lý thú với dự báo viên thời tiết vẽ giám sát đợc cờng độ quỹ đạo bÃo gần sát với thời gian thực Hiện vệ tinh địa tĩnh hệ quan trắc toàn cầu gồm vệ tinh Châu Âu hoạt động kinh độ 63E (EUMETSAT), Nga hoạt động 76E, Trung Quốc (FY-2C D) hoạt động 105E 860E, Nhật Bản (MTSAT-1R) hoạt động 140E, vệ tinh Mỹ GOES hoạt động 135W 75W Hình 1.1 hai dạng quỹ đạo vệ tinh thám sát Trái Đất (vệ tinh địa tĩnh vệ tinh quỹ đạo cực) Hình 1.1: Hai dạng quỹ đạo vệ tinh thám sát Trái Đất a- Địa tĩnh (H= 36.000km) b- Địa cực (H= 200- 1000km) 1.2.2 Các kênh phổ thông dụng đợc áp dụng nghiệp vụ phân tích XTNĐ - Kênh thị phổ (VIS) Các ảnh thị phổ (VIS) ghi ánh sáng thị phổ tán xạ phản xạ từ Trái Đất đám mây phía vệ tinh Kênh thị phổ cung cấp rõ cấu trúc trờng mây Trên ảnh thị phổ, cụm mây dày đặc cho màu sáng chói, cụm mây đối lu cho màu trắng sáng, mây dạng tầng (Stratus) có nhiều hạt mây nên phản xạ xạ mặt trời nhiều, mây có màu sáng chói, mây dạng sợi (Cirrus) có mật độ hạt tha nên khó thấy [6] Trong việc xác định tâm bÃo dạng lệch tâm xoắn mây tầng thấp sử dụng ảnh VIS lợi lớn Tuy nhiên , dùng ảnh VIS để phân biệt mây tầng cao, mây tầng trung mây tầng thấp khó khăn chúng có albeđo tơng tự nh nhau, cho màu trắng sáng, trờng hợp này, ta cần kết hợp với ảnh mây hồng ngoại để phân tích Trong thời gian ban đêm ảnh VIS, ngời phân tích nên sử dụng kết hợp ảnh hồng ngoại nhiệt ảnh kênh 3.7 m để nhận dạng mây Hình 1.2 thể rõ vùng mây đối lu xoắn mây tầng thấp ảnh thị phổ 10 Cờng độ Thêi Dvorak gian CI- XTN§ tÝnh KTS 2.0 KT CÊp giã S giã 28- 33 lÖch (cÊp) 7 30 2.0 28- 33 6z 9/29/1 Chªn h CÊp 0z 9/29/0 Best track number 9/29/0 theo 30 2.0 28- 33 30 2.5 34- 40 35 2.5 34- 40 35 3.0 41- 47 40 +1 3.0 41- 47 40 +1 3.5 48- 55 10 50 10 3.5 48- 55 10 50 10 3.5 48- 55 10 55 10 3.5 48- 55 10 55 10 3.5 48- 55 10 55 10 2z 9/29/1 8z 9/30/0 0z 9/30/0 6z 9/30/1 2z 9/30/1 8z 10/01/00 z 10/01/06 z 10/01/12 z 10/01/18 z 56 Cờng độ Thời Dvorak gian CI- XTNĐ tính Best track KTS number 10/02/00 theo Chªn h CÊp KT CÊp giã S giã lÖch (cÊp) 4.0 64- 71 12 60 11 +1 4.0 64- 71 12 60 11 +1 4.0 64- 71 12 60 11 +1 4.0 64- 71 12 60 11 +1 4.0 64- 71 12 60 11 +1 4.0 64- 71 12 60 11 +1 z 10/02/06 z 10/02/12 z 10/02/18 z 10/03/00 z 10/03/06 z B¶ng 4.6: KÕt tính toán cho bÃo số 6- 2007 (Peipah) Cờng độ XTNĐ tính theo Dvorak Thời gian Best track CI- Chªn h KTS CÊp Number KTS giã CÊ p lÖch (cÊp) giã 11/03/0 2.5 34- 40 0z 57 30 +1 Cờng độ XTNĐ tính theo Dvorak Thời gian Best track CI- Chªn h KTS CÊp Number KTS giã CÊ p lÖch (cÊp) giã 11/03/0 2.5 34- 40 30 +1 2.5 34- 40 35 3.0 41- 47 45 3.5 48- 55 10 50 10 4.0 64- 71 12 50 10 +2 4.5 72- 80 13 60 11 +2 3.5 48- 55 10 60 11 -1 3.5 48- 55 10 60 11 -1 3.5 48- 55 10 50 10 3.0 41- 47 50 10 -1 3.5 48- 55 10 55 10 3.5 48- 55 10 55 10 6z 11/03/1 2z 11/03/1 8z 11/04/0 0z 11/04/0 6z 11/04/1 2z 11/04/1 8z 11/05/0 0z 11/05/0 6z 11/05/1 2z 11/05/1 8z 11/06/0 58 Cờng độ XTNĐ tính theo Dvorak Thêi gian Best track CI- Chªn h KTS CÊp Number KTS giã CÊ p lÖch (cÊp) giã 0z 11/06/0 4.0 64- 71 12 60 11 +1 3.5 56- 63 11 60 11 3.5 56- 63 11 70 13 -2 3.5 56- 63 11 65 12 -1 3.0 41- 47 55 10 -1 2.5 34- 40 45 -1 2.5 34- 40 45 -1 2.5 34- 40 40 2.5 34- 40 40 2.0 28- 33 40 -1 2.5 34- 40 40 6z 11/06/1 2z 11/06/1 8z 11/07/0 0z 11/07/0 6z 11/07/1 2z 11/07/1 8z 11/08/0 0z 11/08/0 6z 11/08/1 2z 11/08/1 8z 59 Cêng ®é XTNĐ tính theo Dvorak Thời gian Best track CI- Chên h KTS CÊp Number KTS giã CÊ p lÖch (cÊp) giã 11/09/0 3.0 41- 47 30 +2 2.5 34- 40 25 +2 0z 11/09/0 6z B¶ng 4.7: Kết tính toán cho bÃo số 7- 2007 (Hagibis) Cờng độ XTNĐ tính theo Dvorak Thời gian Best track CI- KTS h CÊp giã KTS Number 11/20/0 1.5 0z Chªn 22- CÊp lƯch giã (cÊp) 30 -1 30 -1 30 35 8 35 45 27 12/20/0 1.5 6z 2227 11/20/1 2.0 2z 11/20/1 33 2.5 8z 11/21/0 6z 3440 2.5 0z 11/21/0 28- 3440 3.0 4147 60 Cờng độ XTNĐ tính theo Dvorak Thêi gian Best track CI- KTS h CÊp giã KTS Number 11/21/1 3.0 2z 11/21/1 3.5 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 3.5 3.0 6z 10 55 10 64- 12 60 11 +1 64- 12 65 12 64- 12 70 12 64- 12 70 12 64- 12 70 12 64- 12 70 12 56- 11 65 12 -1 41- 60 11 -1 55 10 -1 50 10 -1 47 3.0 0z 11/24/0 48- 63 8z 11/24/0 -1 71 2z 11/23/1 10 71 6z 11/23/1 55 71 0z 11/23/0 71 8z 11/23/0 (cÊp) 71 2z 11/22/1 giã 71 6z 11/22/1 lƯch 55 0z 11/22/0 41- CÊp 47 8z 11/22/0 Chªn 4147 3.0 4147 61 Bảng 4.8: Kết tính toán cho bÃo số 4- 2008 (Kammuri) Cờng độ Thời Dvorak gian CI- XTN§ tÝnh theo Best track KTS CÊp giã KTS number 8/04/0 2.0 6z 8/05/0 2.5 2.5 3.0 3.0 3.5 3.0 8z 35 34- 40 41- 40 +1 41- 45 48- 10 50 10 41- 45 9 40 +1 40 +1 47 3.0 2z 8/06/1 34- 55 6z 8/06/1 47 0z 8/06/0 47 8z 8/06/0 30 (cÊp) 40 2z 8/05/1 lÖch 40 6z 8/05/1 CÊp 33 0z 8/05/0 h giã 28- Chªn 4147 3.0 4147 62 8/07/0 3.0 42- 0z 40 +1 47 B¶ng 4.9: Kết tính toán cho bÃo số 6- 2008 (Hagupit) Cờng độ Thời Dvorak gian CI- XTNĐ tính theo Best track KTS number CÊp KTS giã Chªn h CÊ p lÖch (cÊp) giã 9/22/00 4.5 72- 80 13 80 13 5.0 90- 99 15 85 14 +1 5.0 90- 99 15 85 14 +1 5.0 90- 99 15 85 14 +1 5.5 100- 16 90 15 +1 16 90 15 +1 16 90 15 +1 z 9/22/06 z 9/22/12 z 9/22/18 z 9/23/00 z 108 9/23/06 5.5 z 108 9/23/12 z 100- 5.5 100108 Từ kết thống kê bảng từ 4.2 đến 4.9 bÃo hoạt động biển Đông năm 2007- 2008 cho thấy giá trị 63 cờng độ XTNĐ đợc tính phơng pháp Dvorak cho ta kết dự báo tốt: -Trong tổng số 116 trờng hợp tính toán có 64 trờng hợp có cấp gió trùng với cÊp giã cđa best track, chiÕm 55.2%; 45 trêng hỵp chªnh lƯch b»ng cÊp giã, chiÕm 38.77%; trêng hợp chênh lệch cấp gió, chiếm 6.03% Chênh lệch kết tính từ kỹ thuật Dvorak best track n»m kho¶ng 0- cÊp giã Møc độ chênh lệch cấp đợc biểu đồ hình 4.2 Hình 4.2: Mức độ chênh lệch với - Số trờng hợp cho ta kết dự báo tốt tơng đối tốt cấp (chênh lệch không cấp gió) cao (93.97%), số trờng hợp cho kết dự báo không tốt (chªnh lƯch cÊp giã) chØ chiÕm 6.03% - 33 trờng hợp cho kết tính toán cờng độ XTNĐ cao h¬n so víi sè liƯu best track, chiÕm 28.44%; 19 trờng hợp cho kết tính toán thấp so víi sè liƯu best track, chiÕm 16.36% Tû lƯ trờng hợp sai số so với best track đợc minh häa nh b¶ng 4.10 B¶ng 4.10: Tû lƯ trờng hợp sai số tính theo cấp gió tính toán Dvorak best track 64 Chênh lệch -2 -1 +1 +2 23.27 5.17 (cÊp) 0.86 Tû lƯ (%) 15.5 55.2 16.36 55.2 28.44 Nh vËy, nh×n chung trờng hợp chênh lệch giá trị cờng độ XTNĐ theo Dvorak số liệu best track 1- cấp gió số trờng hợp kỹ thuật Dvorak cho ta kết tính toán cao số liệu best track chiếm nhiều Qua phân tích, ta thấy trờng hợp cho kết tính toán với cấp gió tơng đơng với số liệu best track rơi vào thời điểm mây XTNĐ có biểu rõ ràng năm dạng: Dạng băng (Curved band), dạng khối mây dày đặc lệch tâm (Shear), dạng có mắt (Eye), dạng khối mây dày đặc trung tâm (CDO) dạng tâm nhúng đĩa mây (Emb), ta tính đợc DT- number từ việc đo đạc đặc trng mây xác định đợc số PT Nh trờng hợp hai bÃo số số năm 2007, 100% kết tính toán phù hợp với cấp gió từ số liệu best track, mẫu hình mây phổ biến bÃo số dạng lệch tâm (shear), mẫu hình mây phổ biến bÃo số dạng băng (curver band) Vào thời điểm đó, mây XTNĐ hầu nh chịu ảnh hởng điều kiện địa hình tơng tác từ bên Đặc biệt hệ thống mây có trình phát triển rõ ràng thuận lợi cho trình tính toán đánh giá để đa giá trị cờng độ XTNĐ Trờng hợp chênh lệch cờng độ XTNĐ theo Dvorak với số liệu best track cấp gió rơi vào thời điểm mây XTNĐ tơng đối khó nhận dạng, mẫu mây không rõ dạng mây không xác định đợc đảo, XTNĐ 65 chịu tơng tác điều kiện bên nh bÃo số 5- 2007 (Lekima) chịu ảnh hởng tơng tác bÃo đôi hình 4.3, dựa vào cờng độ XTNĐ 24h trớc kết hợp với khuynh hớng phát triển hệ thống mây để đánh giá cờng độ XTNĐ Hình 4.3: B·o sè (Lekima) lóc 00z ngµy 01/10/2007 Trêng hợp chênh lệch cờng độ XTNĐ tính theo Dvorak víi sè liƯu best track lªn tíi cÊp giã rơi vào thời điểm XTNĐ di chuyển qua đảo, chịu ảnh hởng điều kiện địa hình, XTNĐ mạnh lên yếu vợt khống chế thân phơng pháp Dvorak Nh trờng hợp bÃo số 12007 (Toraji) vào lúc 06z ngày 04/07/2007 (hình 4.4) mẫu mây XTNĐ dạng Shear, thời điểm bÃo bắt đầu di chuyển qua đảo Hải Nam vào vịnh Bắc Bộ, cờng độ XTNĐ tính toán cao cấp gió so với số liệu best track trờng hợp bÃo số 6- 2007 (Peipah) vào lúc 06z ngày 04/11/2007 (hình 4.5) mây bÃo dạng Banding eye, bÃo bắt đầu di chuyển qua Philippin vào khu vực biển Đông suy yÕu rÊt nhanh 66 H×nh 4.4: B·o sè H×nh 4.5:B·o sè (Peipah) (Toraji) lóc 06z ngµy lóc 06z ngày 4/11/07 Bản thân phơng pháp Dvorak có khống chế trình suy 4/7/07 yếu XTNĐ đa giá trị T-number cuối Tuy nhiên, trờng hợp XTNĐ đổ vào đất liền có tơng tác với hệ thống thời tiết khác không thuận lợi suy yếu XTNĐ thực tế lại diễn nhanh vợt qua khoảng khống chế Dvorak Nh trờng hợp bÃo số 5- 2007 (Lekima) vào lúc 12z ngày 03/10/2007 (dạng có mắt, hình 4.6), đổ vào Đèo Ngang đà suy yếu nhiều nhỏ cấp so với cờng độ đợc tính toán kỹ thuật Dvorak Hoặc trờng hợp lúc 18z ngày 06/11/2007 bÃo số 6- 2007 (hình 4.7) chịu ảnh hởng rÃnh gió Tây làm mẫu mây bị biến dạng gây sai số trình tính toán Hình 4.6: BÃo số (Lekima) lúc 12z ngày 3/10/07 67 Hình 4.7: BÃo số (Peipah) lúc 18z ngày 6/11/07 Trên thực tế, giá trị DT- number lúc tính đợc dạng mây bÃo khó xác định điều kiện địa hình làm biến dạng mây bÃo Trong trờng hợp ngời phân tích phải vào giá trị T- number 24h trớc kết hợp với khuynh hớng mạnh lên hay yếu XTNĐ để xác định số MET Song số MET cờng độ XTNĐ đợc đoán ban đầu, trình tính toán gây sai số Nhìn chung, vùng biển Đông khu vùc n»m sù giao tranh cđa nhiỊu hƯ thèng thời tiết phức tạp gây ảnh hởng tới đặc điểm trình phát triển hệ thống mây XTNĐ Do vậy, trình tính toán cờng độ bÃo hoạt động biển Đông phơng pháp Dvorak, ngời phân tích cần phải thận trọng Đặc biệt, ngời phân tích cần xem xét kỹ tơng tác hệ thống thời tiết việc nhận định môi trờng thuận lợi hay không thuận lợi cho phát triển XTNĐ nh ảnh hởng không khí lạnh, gió mùa Tây Nam, bÃo đôi, XTNĐ hình thành dải hội tụ nhiệt đới Đồng thời, ảnh hởng điều kiện địa hình, XTNĐ mạnh lên hay yếu vợt khống chế thân phơng pháp Dvorak, ngời phân tích cần nhạy cảm với biến đổi nh: XTNĐ vợt qua Philippin vào biển Đông, trờng hợp di chuyển qua đảo Hải Nam vào vịnh Bắc Bộ, tơng tác với đất liền vào gần sát bờ đổ Kết tính toán cho thấy cờng độ XTNĐ cao so với số liệu best track, ngời phân tích cần có trình đánh giá nghiêm túc quy đổi từ giá trị T- number giá trị tốc độ gió mạnh XTNĐ 68 Kết luận kiến nghị Sau thời gian nghiên cứu tìm hiểu phơng pháp Dvorak ứng dụng để tính cờng độ cho bÃo hoạt động biển Đông, nhận thấy việc tính toán dự báo đợc cờng độ bÃo cần thiết toán khó khăn thú vị Phơng pháp Dvorak đòi hỏi ngời phân tích phải am hiểu cấu trúc trình phát triển XTNĐ, có kiến thức khí tợng vệ tinh đà qua đào tạo kỹ thuật thực phơng pháp Dvorak Hiện Việt nam đà có nhiều công cụ hỗ trợ đắc lực cho việc xác định tâm tính toán cờng độ XTNĐ phơng pháp Dvorak Trong luận văn này, đà tìm hiểu phơng pháp Dvorak sở phân tích u nhợc điểm phơng pháp áp dụng với bÃo hoạt động khu vực biển Đông Quá trình tính toán đợc thực với bÃo biển Đông năm 2007- 2008 Các giá trị đợc xác định DT- number, số MET, số PT, từ giá trị đa giá trị T- number cuối từ đánh giá cờng độ XTNĐ (CI- number) ®ång thêi dù b¸o cêng ®é cho c¸c giê tiÕp theo Giá trị cờng độ XTNĐ đợc so sánh với số liệu best track để đánh giá u nhợc điểm phơng pháp Các kết thu đợc khả quan Số trờng hợp giá trị cờng độ XTNĐ tính theo Dvorak trïng víi sè liƯu best track chiÕm tíi 55.2%, số trờng hợp chênh lệch cấp gió chiếm 38.77%, số trờng hợp chênh lệch cấp gió chiếm 6.03% Số trờng hợp cho kết dự báo tốt tơng đối tốt cao (93.97%) Trong trờng hợp chênh lệch kết tính toán Dvorak số liệu best track 12 cấp gió phần lớn phơng pháp Dvorak cho kết cao best track 69 Các kết tính toán luận văn đà cho thấy khả ứng dụng phơng pháp Dvorak việc xác định cờng độ bÃo hoạt động biển Đông Tuy nhiên, luận văn dừng lại việc tính toán cờng độ cho XTNĐ đà phát triển thành bÃo có mẫu hình mây biểu rõ ràng Để có đợc kết xác nữa, kiến nghị nên tiếp tục khảo sát với ATNĐ có mẫu hình mây cha phát triển rõ ràng Trong trình phân tích, ngời sử dụng nên phối hợp nhiều kênh phổ khác thời điểm, liên tục theo dõi ảnh khoảng 24h trớc thời điểm phân tích Hiện nghiên cứu thực chung cho vùng Tây Bắc Thái Bình Dơng, cha thực riêng cho vùng biển Đông, cần phải có nghiên cứu cho dạng mây bÃo đặc trng khu vực biển Đông để có kết xác 70 ... chung bÃo nói riêng Với mục đích nghiên cứu khả ứng dụng phơng pháp Dvorak việc xác định tâm cờng độ XTNĐ, chọn đề tài: áp dụng kỹ thuật Dvorak tính cờng độ bÃo hoạt động Biển Đông năm 2007 2008 Đánh. .. định tâm XTNĐ Chơng 3: Xác định cờng độ XTNĐ kỹ thuật Dvorak Chơng 4: áp dụng kỹ thuật Dvorak để xác định cờng độ số bÃo hoạt động biển Đông năm 2007 2008 Đánh giá so với số liệu Best track Chơng... cờng độ thay đổi Chơng áp dụng kỹ thuật dvorak để xác định cờng độ số bÃo hoạt động biển đông năm 20072 008 Đánh giá so với sè liƯu besttrack 48 4.1 Thu thËp sè liƯu §Ĩ đánh giá khả ứng dụng phơng