- Mùa bão ở Khánh Hoà thường bắt đầu từ tháng 10 12, trong đó tập trung chủ yếu là vào tháng 11 hàng năm với tổng số khoảng 20 cơn bão, ATNĐảnh h ưở ng đế n
4. Kết quả thử nghiệm
Tiến hành thử nghiêm dự báo cho ngày 01/10/2007. Trong đợt thử nghiệm này tồn tại 2 cơn bão trong miền tính là KROSA và LEKIMA. Bão KROSA tại thời điểm này mới chỉ là một vùng thấp tại khu vực tây bắc thái bình dương. Sau 2 ngày tồn tại quanh 17 độ vĩ bắc và 130 độ kinh đông, bão trở thành siêu bão và di chuyển theo hướng tây bắc di chuyển qua đảo Đài Loan và đổ bộ vào Trung Quốc. Trong khi đó trên khu vực biển Đông, tại thời điểm thử nghiệm cơn bão
LEKIMA đang trong quá trình chuyển hướng tây tây bắc sang hướng tây và đổ bộ vào miền Trung Việt Nam (hình 6).
4.1. Bão KROSA
Bão KROSA trong 48 h đầu diễn biến khá phức tạp, bão di chuyển gần hình số 8 (Hình 4), trong ngày 01/10 bão có xu hướng di chuyển theo hướng Nam, sau đó chuyển sang hướng đông Nam. Trưa ngày 02/10 bão bất ngờ chuyển hướng tây bắc (chuyển hướng gần 180 độ) và hướng vềđảo Đài Loan.
ij e ij f ij e y ≤ ij f ij e y >
Tập 1: Khí tượng - Khí hậu, Khí tượng Nông nghiệp và Biến đổi Khí hậu 83
1. Phân tích kết quả dự báo
Tiến hành thử nghiệm các phương án dự báo nuôi nhiễu môi trường cho sơ đồ KF của mô hình RAMS để thử nghiệm dự báo cho cơn bão này, để thuận tiện trong quá trình phân tích ký hiệu một số phương án dự báo như sau:
- KF_BD: dùng mô hình RAMS với sơđồđối lưu KF - KF_A: dùng mô hình RAMS với thành phần nhiễu âm - KF_D: dùng mô hình RAMS với thành phần nhiễu dương
- KF+BG_BD: dùng mô hình RAMS với sơđồ KF và cài xoáy giả
- KF+BG_A: dùng mô hình RAMS với thành phần nhiễu âm có cài xoáy giả - KF+BG_D: dùng mô hình RAMS với thành phần nhiễu dương có cài xoáy
giả
Do diễn biến cơn bão phức tạp đã tiến hành phân tích theo khoảng thời gian gần điểm đổi hướng di chuyển của bão. Vì vậy, cơn bão KROSA có thể chia thành 3 giai đoạn:
+ Giai đoạn 1: trong 30h dự báo đầu bão di chuyển theo hướng đông đông nam.
+ Giai đoạn 2: từ 36 đến 72h tiếp theo: bão đổi hướng di chuyển theo hướng tây và tây tây bắc.
+ Giai đoạn 3: từ 72 đến 120h: bão di chuyển theo hướng bắc tây bắc
Gia đoạn 1:
Trong 24h dự báo đầu, vị trí di chuyển của bão chủ yếu di chuyển theo hướng đông nam hình 5, kết quả dự báo từ các phương án cho kết quả dự báo quỹ đao bão sau 6h (đối với phương án KF_A, KF+BG_D) hoặc 12h đầu (đối với phương án KF_BD; KF_D) cho quỹ đạo bão di chuyển theo hướng tây. Hai phương án (KF+BG_BD và KF+BG_A) dự bão quỹđạo bão trong 18 giờđầu ít di chuyển ,12 giờ tiếp theo các phương án thử nghiệm bắt đầu dự báo bão đổi hướng đông nam.
Giai đoạn 2:
Quỹ đạo dự báo của bão KROSA sau khi bão đổi hướng (từ 36 đến 72 giờ) đựợc biểu diễn trên hình 6.Trong giai đoạn này các phương án cài xoáy giả đều dự báo hướng di chuyển khá giống quỹ đạo thực, phương án KF_A cũng cho bão di chuyển theo hướng tây tuy nhiên tốc độ di chuyển của bão chậm. Trong khi 2 phương án không cài xoáy còn lại đều dự báo bão tiếp tục di chuyển về phía đông, cho tới các hạn dự báo 48 đến 72h các phương án này mới dự báo khả năng đổi hướng của bão. 16 16.5 17 17.5 18 18.5 19 127.5 128.5 129.5 130.5 131.5 132.5 133.5 BEST_TRACK KF_BD KF_A KF_D KF+BG_BD KF+BG_A KF+BG_D
Hình 5. Quỹđạo thực và dự báo
của bão KROSA tại giai đoạn 1
1415 15 16 17 18 19 20 21 22 23 120 122 124 126 128 130 132 134
BEST_TRACK KF_BD KF_A KF_D KF+BG_BD KF+BG_A KF+BG_D
Hình 7. Quỹđạo thực và dự báo của
bão KROSA tại giai đoạn 3
1415 15 16 17 18 19 20 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 BEST_TRACK KF_BD KF_A KF_D KF+BG_BD KF+BG_A KF+BG_D
Hình 6. Quỹđạo thực và dự báo
84 Tập 1: Khí tượng - Khí hậu, Khí tượng Nông nghiệp và Biến đổi Khí hậu
Gia đoạn 3:
Hạn dự báo từ 78 đến 120 giờ cho thấy các phương án đều dự báo bão di chuyển theo hướng tây bắc (hình 7) tuy nhiên do sai số ngay từ những thời điểm ban đầu dẫn tới kết quả dự báo tại các hạn này là lớn.
2. Đánh giá kết quả dự báo
Từ phân tích khả năng dự báo quỹđạo bão ở phần
trên, trong phần này đã tiến hành đánh giá sai số khoảng cách cho tất cả các phương án thử nghiệm (Hình 8). Trong 36 giờ đầu, hầu như các phương án cài xoáy giả chưa cho thấy được ưu điểm vượt trội, thậm chí trong thời đoạn 18 đến 36 giờ sai số khảng cách của phương án cài xoáy còn lớn hơn so với phương án không cài xoáy. Tuy nhiên từ hạn dự báo 42 h đến 120h, phương án cài xoáy cho kết quả sai số vợt trội so với phương án không cài xoáy, đặc biệt là phương án
KF+BG_A cho sai số dự báo chỉ dao động từ 1 đến 1.5 độ trong khoảng thời gian từ 06 đến 108h.
4.2. Bão LEKIMA
Trong trường hợp thử nghiệm dự báo cơn bão LEKIMA từ ngày 01/10 đến 06/10, trong khoảng thời gian này cơn bão LEKIMA đổi hướng 1 lần (chuyển từ hướng tây bắc sang hướng tây) vì vậy đã tiến hành phân tích thành 3 giai đoạn. Giai đoạn 1 từ 06 đến 24h và giai đoạn 2 từ 24 đến 90 h (thời điểm kết thúc bão).
4.2.1. Phân tích kết quả dự báo Giai đoạn 1:
Trong giai đoạn này, bão chủ yếu di chuyển theo hướng bắc tây bắc. Kết quả thử nghiệm cho các phương án này cùng di chuyển theo hướng bắc tây bắc, gần như song song với quỹđạo thực (hình 10).
Giai đoạn 2:
Giai đoạn này là giai đoạn bão di chuyển sang hướng tây và đổ bộ vào đất liền. Các phương án thử nghiệm trong nghiên cứu này đều cho thấy được khả năng dự báo chuyển hướng (hạn dự báo 24h). Tuy nhiên ở các hạn dự báo sau chỉ có các phương án KF+BG_BD, KF_D và KF+BG_D là dự báo cho quỹ đạo bão di chuyển theo hướng tây, còn các phương án khác dự báo bão di chuyển theo hướng tây tây bắc (hình 11). Chính vị vậy dẫn tới sai số dự báo quỹ đạo bão trong quá trình đổ bộ.
Giai đoạn 3: 14 14.5 15 15.5 16 16.5 17 17.5 18 110 111 112 113 114 115
BEST_TRACK KF_BD KF_A KF_D KF+BG_BD KF+BG_A KF+BG_D
Hình 10. Quỹđạo thực và dự báo của
bão LEKIMA tại giai đoạn 1
1415 15 16 17 18 19 20 21 22 105 106 107 108 109 110 111 112 113 BEST_TRACK KF_BD KF_A KF_D KF+BG_BD KF+BG_A KF+BG_D
Hình 11. Quỹđạo thực và dự báo
của bão LEKIMA tại giai đoạn 2
0.01.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 0 24 48 72 96 120 KF_BD KF_A KFD KF+BG_BD KF+BG_A KF+BG_D Hình 8. Sai số khoảng cách của cơn bão KROSA Hình 9. Bản đồ quỹđạo thực của bão LEKIMA tại giai đoạn 1[1]
Tập 1: Khí tượng - Khí hậu, Khí tượng Nông nghiệp và Biến đổi Khí hậu 85 Trong giai đoạn này bão đã đổ bộ vào
đất liền và suy yếu (hình 12), chính vì vậy dự báo chính xác là điều rất khó khăn (bên cạnh phương án dự báo, quá trình tìm tâm bão trên đất liền cũng gặp sai số lớn). Vì vậy các phương án dự báo cho kết quả khả quan trước đó cho kết quả không tốt mặc dù phân tích sai sốđịnh tính đều cho thấy các phương án đều dự báo bão di chuyển theo hướng tây (hình 12).
4.2.2. Đánh giá sai số
Đã đánh giá sai số dự báo quỹ đạo cơn bão LEKIMA trước khi bão đổ bộ vào đất liền được trình bày trên hình13. Kết quảđánh giá cho các phương án thử nghiệm cho thấy tại các hạn dự báo trước 48 giờ kết quả tính sai số vị trí của các phương án gần như tương đương. Tuy nhiên ở các hạn dự báo 54 và 60 kết quả đánh giá sai số vị trí có biên độ biến động lớn dao động trong khoảng 2 độ.
5. Kết luận
Từ kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của các nhiễu và cài xoáy giả tới sai số dự báo vị trí của bão đã rút ra được những nhận xét sau:
Trường hợp thử nghiệm dự báo quỹ đạo bão 01/10/2007 là trường hợp phức tạp, trong trường hợp này có xuất hiện bão đôi, một cơn bão đang ở thời kỳ phát triển mạnh (LEKIMA) và một cơn bão đang bắt đầu hình thành (KROSA). Quỹđạo bão di chuyển rất phức tạp, đặc biệt là cơn bão KROSA, kết quả thử nghiệm kết hợp trường nhiễu môi trường và trường ban đầu có cài xoáy giả cho kết quả khả quan, chúng làm giảm đáng kể sai số vị trí của quỹđạo bão với hạn dự báo 5 ngày.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. <http://agora.ex.nii.ac.jp/digital-typhoon/summary/wnp/g/200714.html.en>. 2. Toth.Z, E.K., Ensemble Forecasting at NCEP and the Breeding Method. Mon.
Wea. Rev. , 1997. 125: p. 3297-3318.
3. Trần Tân Tiến, Xây dựng mô hình dự báo các trường khí tượng thủy văn vùng biển Đông. Báo cáo tổng kết đề tài cấp nhà nước KC.09.04. 2004.
4. Phan Văn Tân, B.H.H., Về một phương pháp ban đầu hóa xoáy ba chiều. Tạp chí Khí tượng Thủy văn, 2003. 11(515): p. 1-12.
5. Wang, X.a.C.H.B., A comparison of breeding and ensemble transform Kalman filter ensemble forecast schemes. J. Atmos. Sci., 2003. 60: p. 1140-1158.
1416 16 18 20 22 24 26 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 BEST_TRACK KF_BD KF_A KF_D KF+BG_BD KF+BG_A KF+BG_D
Hình 12. Quỹđạo thực và dự báo của
bão LEKIMA tại giai đoạn 3
0.00.5 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 0 12 24 36 48 60 KF_BD KF_A KF_D KF+BG_BD KF+BG_A KF+BG_D Hình 13. Sai số khoảng cách của cơn bão LEKIMA
86 Tập 1: Khí tượng - Khí hậu, Khí tượng Nông nghiệp và Biến đổi Khí hậu
5-DAY PREDICTABILITY OF NORTHWESTERN PACIFIC
TROPICAL CYCLONES USING BREEDING AND BOGUS VORTEX METHOD METHOD
Cong Thanh, Tran Tan Tien, Nguyen Minh Truong
Ha Noi University of Science
This study presents 5-day predictability of Northwestern Pacific tropical cyclones using breeding method and bogus vortex for the initial fields. The breeding method is given by Toth that breeds a perturbation pair and uses the formula given by Wang to normalize perturbations using climatological mean. The perturbation pair and the initial fields with bogus vortex are used to create new initial fields. This method is then applied to tropical cyclone (TC) Krosa and LEKIMA for 5-day lead time. The results show essential role of such perturbation pair and bogus vortex for TC 5-day forecast.
Tập 1: Khí tượng - Khí hậu, Khí tượng Nông nghiệp và Biến đổi Khí hậu 87
NGHIÊNCỨU ẢNH HƯỞNG CỦA THAM SỐ HÓA ĐỐI LƯU TRONG MÔ HÌNH WRF ĐẾN DỰ BÁO MƯA TRÊN LƯU VỰC SÔNG ĐỒNG NAI HÌNH WRF ĐẾN DỰ BÁO MƯA TRÊN LƯU VỰC SÔNG ĐỒNG NAI
Trương Hoài Thanh, Nguyễn Văn Tín, Bùi Chí Nam
Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường
Trong nghiên cứu này chúng tôi nghiên cứu ảnh hưởng của việc lựa chọn sơđồ tham số hóa đối lưu trong mô hình WRF đến dự báo mưa. Kết quả tính toán ban đầu cho thấy việc lựa chọn sơđồ tham số hóa đối lưu có ảnh hưởng rất lớn đến kết quả mô phỏng lượng mưa. Về kỹ
năng dự báo, cả ba thử nghiệm đều cho kết quả mô phỏng lương mưa khá sai lệch so với thực tế.
1. Mởđầu
Trong những năm gần đây các mô hình dự báo số trị đã có những cải tiến đáng kể và trở thành một công cụ hữu ích trong nghiên cứu và dự báo thời tiết. Tuy nhiên, độ chính xác dự báo của mô hình vẫn còn xa so với nhu cầu thực tế. Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến khả năng dự báo của mô hình số trị trong đó việc tính toán và xử lý các quá quá trình đối lưu còn nhiều hạn chế, đặc biệt là ở khu vực nhiệt đới nơi và hoạt động đối lưu đóng vai trò rất quan trọng trong sự hình thành thời tiết như dông, bão ở tầng đối lưu. Trong mô hình WRF cho phép lựa chọn một số sơđồ tính toán tham số hóa đối lưu khác nhau như Grell, Kuo, Betts-Miller, Arakawa-Schubert, Fritsch-Chappell, Kain-Fritsch. Mỗi sơ đồ đều có những ưu và nhược điểm riêng do đó cần phải có những nghiên cứu đánh giá lựa chọn sơđồ phù hợp với khu vực nghiên cứu trước khí áp dụng mô hình WRF trong dự báo nghiệp vụ. Trong nghiên cứu này chúng tôi thực hiện tính toán mô phỏng mưa trên lưu vực sông Đồng Nai với các sơ đồ tham số hóa đối lưu khác nhau, qua đó đánh giá độ chính xác và kỹ năng dự báo của mô hình WRF ứng với mỗi sơ đồ. Kết quả nghiên cứu sẽ góp phần làm sáng tỏ vài trò của tham số hóa đối lưu trong mô hình WRF khi áp dụng trong thực tế.