a) Kết quả thử nghiệm tại thời điểm 00Z ngày 16/10/2010
Tại thời điểm tiến hành thử nghiệm lúc 00Z ngày 16/10/2010, bão Megi có vị trí khoảng 17.40N – 132.90E và cường độ vùng gần tâm bão mạnh cấp 17, giật trên cấp 17. Trong thử nghiệm sử dụng sơ đồ đối lưu Kuo và Kain – Fritsch hạn dự báo từ 6h đến 120h (5 ngày). Kết quả tính sai số trong trường hợp 2 sơ đồ đối lưu với cơn bão Megi bằng mô hình RAMS được biểu diễn trong bảng 3.3 và hình 3.5.
Bảng 3.2 Sai số dự báo bão Megi tại thời điểm 00z ngày 16/10/2010
Kain – Fritsch Kuo
Hạn dự
báo (h) PE (km) ATE (km) CTE (km) PE (km) ATE (km) CTE (km)
24 241.79 233.01 -64.57 241.79 233.01 -64.57
48 284.59 260.97 -113.52 223.62 186.76 -122.99
72 309.18 216.19 -221.04 278.68 215.72 -176.44
96 311.70 -225.05 -215.65 267.17 -192.87 -184.88
120 557.51 -554.73 55.65 513.06 -510.76 48.61
Phân tích kết quả sai số theo hạn dự báo cho thấy (Bảng 3.2 và Hình 3.3): Sai
số khoảng cách giữa hai sơ đồ đối lưu có sự khác biệt sau hạn dự báo 24h và sơ đồ Kuo có sai số khoảng cách bé hơn sơ đồ KF. Trong hạn dự báo 48h, sai số khoảng cách của sơ đồ KF khoảng 285 km, lớn hơn trường hợp sơ đồ Kuo 71 km. Đến hạn dự báo 72h, sai số khoảng cách của sơ đồ KF là 309 km, lớn hơn trường hợp sơ đồ Kuo 30 km. Trong hạn dự báo 96h, sai số khoảng cách của sơ đồ KF là 312 km, lớn hơn trường hợp sơ đồ Kuo 45 km. Đến hạn dự báo 120h, sai số khoảng cách của sơ đồ KF là 557 km, lớn hơn trường hợp sơ đồ Kuo 44 km. Như vậy, sai số khoảng cáchtăng dầnkhi tăng hạn dự báo của mô hình RAMS, trường hợp sơ đồ Kuo có xu hướng dự báo quỹ đạo bão tốt hơn trường hợp sơ đồ KF.
Sai số khoảng cách PE dự báo bão Megi tại thời điểm 16/10/2010 0 100 200 300 400 500 600 1 2 3 4 5 Ngày dự báo K m KF Kuo a)
Sai số dọc ATE dự báo bão Megi tại thời điểm 16/10/2010
-600 -500 -400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400 1 2 3 4 5 Ngày dự báo K m KF Kuo b)
Sai s ố ngang CTE dự báo bão Me gi tại thời điể m 16/10/2010 -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 1 2 3 4 5 Ngày dự báo K m KF Kuo c)
Hình 3.3. Sai số dự báo quỹ đạo bão Megi so với thực tế (đơn vị: km).
a) Sai số khoảng cách b) Sai số dọc
c) Sai số ngang
Sai số dọc trong cả hai trường hợp đều có giá trị dươngtại ngày dự báo thứ1 đến thứ 3, điều này cho thấy mô hình dự báo bão di chuyểnnhanh hơn so với vị trí thực tế và chậm hơn trong thời gian sau. Dự báo tốc độ di chuyển dọc của bão trong trường hợp sơ đồ Kuo tốt hơn trường hợp sơ đồ KF sau ngày dự báo thứ 3. Sai số ngang có giá trị âm gần như tất cả các hạn dự báo trong cả hai trường hợp, mô hình dự báo bão di chuyển lệch trái so với thực tế và độ lệch càng lớn khi hạn dự báo tăng trong hạn dự báo ngày dự báo thứ 3 và ngày thứ 4. Qua hình b) và hình c) ta thấy rằng trong ngày dự báo thứ 3 sang ngày thứ 4 tức ngày 19 - 20/10/2010, bão Megi đổi hướng khá rõ khi sai số dọc và sai số ngang chuyển giá trị từ (+) sang (-). Dưới đây là hình 3.4 biểu diễn quỹ đạo dự báo bão Megi tại thời điểm ngày 16/10/2010. Quỹ đạo bão dự báo tương đối tốt tại thời hạn dự báo ngày dự báo thứ 2 đến ngày thứ 4, nhưng sai số khá lớn tại ngày dự báo thứ 1 và ngày thứ 5. Tuy nhiên, quỹ đạo dự báo khá tốt khi bão có xu hướng đổi hướng đi lên phía Bắc.
Hình 3.4. Quỹ đạo dự báo bão Megi tại thời điểm 16/10/2010 với sơ đồ KF (bên
trái) và sơ đồ Kuo (bên phải)
b) Kết quả thử nghiệm tại thời điểm 00Z ngày 17/10/2010
Tại thời điểm tiến hành thử nghiệm lúc 00Z ngày 17/10/2010, bão Megi có vị trí khoảng 18.70N – 127.50E và cường độ vùng gần tâm bão mạnh cấp 17, giật trên cấp 17. Kết quả sai số trung bình khoảng cách, sai số dọc và sai số ngang trong thử nghiệm sử dụng 2 sơ đồ đối lưu Kuo và KF hạn dự báo từ 6h đến 120h (5 ngày) được biểu diễn trong bảng 3.3 và hình 3.7.
Bảng 3.3 Sai số dự báo bão Megi tại thời điểm 00z ngày 17/10/2010
Kain– Fritsch Kuo
Hạn dự
báo (h) PE (km) ATE (km) CTE (km) PE (km) ATE (km) CTE (km)
24 345.68 327.92 109.37 345.68 327.92 109.37
48 463.07 457.99 68.41 290.34 289.07 -27.07
72 245.59 154.17 -191.17 143.40 -36.56 -138.66
96 383.24 -304.97 -232.10 382.33 -379.16 -49.11
120 547.29 -529.19 -139.58 524.91 -492.09 182.68
Phân tích kết quả sai số theo hạn dự báo cho thấy (Bảng 3.3 và Hình 3.5):
Hạn dự báo 24h sai số khoảng cách so với thực tế rất lớn khoảng 346 km với cả hai sơ đồ KF và Kuo. Trong hạn dự báo 48h, sai số khoảng cách của sơ đồ KF khoảng 463 km, lớn hơn trường hợp sơ đồ Kuo 173 km. Đến hạn dự báo 72h, sai số khoảng cách của sơ đồ KF giảm còn khoảng 246 km, lớn hơn trường hợp sơ đồ Kuo 103 km. Hạn dự báo 96h, sai số khoảng cách của sơ đồ KF và sơ đồ Kuo gần như bằng nhau và ở khoảng 380 km. Trong hạn dự báo 120h, sai số khoảng cách của sơ đồ
KF là 547 km, lớn hơn trường hợp sơ đồ Kuo 22 km. Như vậy, sai số khoảng cách tâm bão trong cả hai sơ đồ đối lưu so với thực tế đều khá lớn và trường hợp sơ đồ Kuo có xu hướng dự báo quỹ đạo bão tốt hơn trường hợp sơ đồ KF.
Sai s ố khoảng cách PE dự báo bão Me gi tại thời điể m 17/10/2010 0 100 200 300 400 500 600 1 2 3 4 5 Ngày dự báo K m KF Kuo d)
Sai số dọc ATE dự báo bão Megi tại thời điểm 17/10/2010
-600 -400 -200 0 200 400 600 1 2 3 4 5 Ngày dự báo K m KF Kuo e)
Sai số ngang CTE dự báo bão Megi tại thời điểm 17/10/2010 -300 -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 1 2 3 4 5 Ngày dự báo K m KF Kuo f)
Hình 3.5. Sai số dự báo quỹ đạo bão Megi so với thực tế (đơn vị: km).
d) Sai số khoảng cách e) Sai số dọc
f) Sai số ngang
Sai số dọc có giá trị dương đến thời điểm ngày thứ 2 đối với sơ đồ Kuo, ngày thứ 3 đối với sơ đồ KF, điều này cho thấy mô hình dự báo bão di chuyển dọc so với vị trí thực tếlà nhanh hơn, nhưngdi chuyển chậm hơn trong thời điểm sau. Kết quả ngày dự báo thứ 3 sơ đồ Kuo đã dự báo bão Megi chuyển hướng rõ nét và kháđúng với thực tế. Với sơ đồ KF sự chuyển hướng của bão phải sau ngày dự báo thứ 3 mới thể hiện rõ. Dưới đây là quỹ đạo dự báo bão Megi (Hình 3.6) so với quỹ đạo thực của bão.
Hình 3.6. Quỹ đạo dự báo bão Megi tại thời điểm 17/10/2010 với sơ đồ KF (bên
trái) và sơ đồ Kuo (bên phải)
Từ hình 3.6 ta thấy rằng, quỹ đạo dự báo bão Megi cả hai sơ đồ KF và Kuo dự báo tốt đến ngày dự báo thứ 4. Sang ngày dự báo thứ 5 với sơ đồ KF và Kuo bão di chuyển theo hướng tây trong khi thực tế bão di chuyển theo hướng bắc và đi lên.
c) Đánh giá sai số dự báo bão Megi với các thời điểm dự báo khác nhau
Sai số dự báo trung bình khoảng cách với mô hình RAMS trong hai trường hợp 00z ngày 16/10/2014 và 00z ngày 17/10/2014 được biểu diễnởHình 3.9
So sánh sai số khoáng cách PE giữa hai thời điểm với sơ đồ Kain - Frisch
0 100 200 300 400 500 600 1 2 3 4 5 Ngày dự báo K m 00z 16/10/2010 00z 17/10/2010
So sánh sai số khoáng cách PE giữa hai thời điểm với sơ đồ Kuo
0 100 200 300 400 500 600 1 2 3 4 5 Ngày dự báo K m 00z 16/10/2010 00z 17/10/2010
Hình 3.7 So sánh sai số PE của hai thời điểm dự báo
Ta thấy:
- Tại ngày dự báo thứ 1 – thứ 2 và ngày dự báo báo thứ 4– thứ 5 thời điểm 00z16/10/2010 (1) sai số dự báo khoảng cách so với thời điểm 00z ngày 17/10/2010 (2) là bé hơn với trung bình sai số khoảng cách từ 50 – 180km với cả hai sơ đồ đối lưu KF và Kuo. Nhưng với ngày dự báo thứ 3 thời điểm (1) lớn hơn thời điểm (2) với cả hai sơ đồ.
- - Trung bình chênh lệch sai số khoảng cách của (1) và (2)ở tất cả các bước dự báo của số đồ KF là - 45km và Kuo là - 15km.
Như vậy, với cơn bão Megi tại thời điểm (1) với ngày dự báo thử nghiệm có sai số khoảng cách lớn hơn (2) và trường hợp sơ đồ Kuo cho ra kết quả dự báo quỹ đạo bão tốt hơn so với trường hợp sơ đồ KF.
3.2.2 Thử nghiệm dự báo bão Nalgae (27/9 – 05/10/2011)
Bão Nalgae hoạt động trong vòng 8 ngày, từ kinh vĩ 137- 1070E và dao động trong khoảng 16.5 – 19.20N và là cơn bão mạnh, di chuyển nhanh và hướng di chuyển khá ổn định. Vì vậy, tác giả chọn cơn bão này thử nghiệm dự bão hạn 5 ngày cho mô hình RAMS tại thời điểm 00z 29/9/2011: 18.10N– 134.20E, khí áp tại tâm bão Pmin: 980pa.
Hình 3.8 Quỹ đạo thực bão Nalgae (27/9– 05/10/2011) [22]
3.2.2.1 Diễn biến và hình thế synốp bão Nalgea 2011
Trưa ngày 27/9, một vùng áp thấp ở phía đông quần đảo Philippin đã mạnh lên thành áp thấp nhiệt đới và sáng ngày 28/9 đã mạnh lên thành bão, có tên quốc tế là Nalgae (1911). Sau khi hình thành bão di chuyển nhanh theo hướng giữa Tây và Tây Tây Nam với tốc độ khoảng 20 – 25 km/h (có lúc 30 km/h) và bão mạnh lên cấp 14 – cấp 15. Chiều tối ngày 01/10 bãođi vào khu vực phía đông bắc Biển Đông với cường độ bão giảm xuống còn cấp 12 – cấp 13, bão di chuyển theo hướng giữa Tây và Tây Tây Bắc khoảng 15 - 20 km/h. Sáng 4/10 đi qua phía bắc quần đảo Hoàng Sa, cường độ bão giảm xuống cấp 9. Đêm 4/10, bão đi qua khu vực phía
hướng giữa Tây và Tây Tây Nam khoảng 10 - 15 km/h. Chiều 5/10, khi di chuyển đến vùng biển ngoài khơi Nghệ An – Quảng Bình ATNĐ suy yếu thành vùng áp thấp và tan dần.
Bão Nalgae phát sinh ở vùng biển phía đông quần đảo Philippin, cường độ bão lúc mạnh nhất đạt cấp 15. Do ảnh hưởng của bão Nalgae kết hợp với không khí lạnh tăng cường ở phía Bắc nênở Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ có mưa vừa, có nơi mưa to và gió mạnh.
Bên cạnh đó, bão Nalgae hoạt động cùng thời điểm với cơn bão Nisat (1118) đang tiến đi vào đất liền và có cường độ bão rất mạnh, tương tác đến sự phát triển và đường đi của bão Nalgae một cách đáng kể. Việc dự báo quỹ đạo và cường độ bão Nalgae gặp khó khăn.
Hình thế synốp
Bão Nalgae hình thành trên dải hội tụ nhiệt đới có vị trí khoảng 16– 190N và hoạt động cùng thời điểm bão Nisat đang tiến vào đất liền. Ngoài hoạt động của bão Nisat thì hoạt động của Không khí lạnh ở vĩ độ cao và Áp cao cận nhiệt đới tác động rõ nétđến quỹ đạo thiên hướng Tâyổn định của bão Nalgae.
Ngày 27/9/2011, Áp thấp nhiệt đới hình thành khu vực phía Đông Bắc Philippin trên dải hội tụ nhiệt đới có trục ở vào khoảng 16 – 190N và ngày 28/9/2011 áp thấp nhiệt đới đã mạnh lên thành bão Nalgae. Tại thời điểm đó Lưỡi áp cao lạnh lục địa bắt đầu có xu hướng tăng cường xuống phía Nam; trên cao Lưỡi áp cao cận nhiệt đới lấn về phía Tây hoạt động khá yếu với trục tương đối cao khoảng 250N. Như vậy, bão Nalgae hình thành và phát triến phía Nam của dòng dẫn đường, Lưỡi áp cao cận nhiệt đới nên bão Nalgae thiên hướng Tây.
Ngày 01/10/2011, bão Nalgae đi vào Biển Đông và tiếp tục di chuyển thiên hướng Tây. Không khí lạnh bắt đầu tăng cường mạnh xuống phía Nam với các đường đẳng áp ken sít và tâm mở Hmax 1035mb; trên cao Lưỡi áp cao cận nhiệt đới tiếp tục hoạt động yếu và rút chậm ra phía Đông. Ngày 04/10/2011, Không khí lạnh bắt đầu suy yếu, tuy nhiên vùng vĩ độ 220N trở lên phía Bắc đã bị xâm nhập lạnh nên nền nhiệt tương đối thấp, sau khi đi qua khu vực phía Nam đảo Hải Nam
(Trung Quốc) do ma sát với lục địa và đi vào vịnh Bắc Bộ (vùng biển lạnh) bão Nalgae đã suy yếu nhanh và tan ngoài khơicác tỉnh Nghệ An– Quảng Bình.
3.1.2.2 Kết quả dự báo bão Nalgae bằng mô hình RAMS
Tại thời điểm tiến hành thử nghiệm lúc 00z ngày 29/9/2011, bão Nalgae có vị trí khoảng 18.10N – 134.20E và cường độ vùng gần tâm bão mạnh trên cấp 14 – cấp 15. Kết quả sai số trung bình khoảng cách, sai số dọc và sai số ngang trong thử nghiệm với 2 sơ đồ đối lưu Kuo và KF được biểu diễn trong Bảng 3.4 và Hình 3.9.
Bảng 3.4 Sai số dự báo bão Nalgaei tại thời điểm 00z ngày 29/9/2011
Kain– Fritsch Kuo
Hạn dự
báo (h) PE (km) ATE (km) CTE (km) PE (km) ATE (km) CTE (km)
24 87.78 85.00 -21.92 87.78 85.00 -21.92
48 328.37 -287.86 158.01 355.53 -319.48 156.00
72 530.30 -480.19 225.03 441.39 -385.51 214.96
96 202.73 -194.49 57.21 507.03 -336.84 378.97
120 182.26 -180.39 -25.98 328.78 -183.87 272.56
Thử nghiệm dự báo quỹ đạo bão Nalgae với số liệu ECMWF với mô hình RAMS cho kết quả khá tốt trong các thời điểm 00z đến 24h và từ 96h đến 120h với sai số trung bình khoảng cách bé và khá sát so với quỹ đạo thực của bão. Hạn dự báo bão 24h có sai số khoảng cách bé và so với quỹ đạo thực khoảng 88 km. Sai số khoảng cách tăng cao tại thời điểm 48h đến 72h với cả hai sơ đồ Kuo và KF khoảng 300 - 500km. Trong hạn dự báo 96h, sai số khoảng cách giảm vàsơ đồ KF có sai số nhỏ hơn sơ đồ Kuo khoảng 305 km. Đến hạn dự báo 120h, sai số khoảng cách của sơ đồ KF tiếp tục giảm và tiếp tục nhỏ hơn sơ đồ Kuo là 146 km. Như vậy, sai số khoảng cách trong cả hai sơ đồ đối lưu là khá tốt so với thực tế và trường hợp sơ đồ Kuo có xu hướng dự báo quỹ đạo bão tốt hơn trường hợp sơ đồ KF từ 00h đến 48h, sau từ 48h sơ đồ KF dự báo quỹ đạo tốt hơn Kuo.
Sai số k hoảng cách PE dự báo bão Nalgea tại thời điểm 29/9/2011 0 100 200 300 400 500 600 1 2 3 4 5 Ngày dự báo K m KF Kuo g)
Sai số dọc ATE dự báo bão Nalgea tại thời điểm 29/9/2011 -600 -500 -400 -300 -200 -100 0 100 200 1 2 3 4 5 Ngày dự báo K m KF Kuo h)
S ai số ngang CTE dự báo bão Nalgea tại thời điểm 29/9/2011 -50 0 50 100 150 200 250 300 350 400 1 2 3 4 5 Ngày dự báo K m KF Kuo i)
Hình 3.9. Sai số dự báo quỹ đạo bão Nalgae so với thực tế.
g) Sai số khoảng cách h) Sai số dọc
i) Sai số ngang
Sai số dọc trong cả hai trường hợp đều có giá trị dương tại từ ngày dự báo thứ1, điều này cho thấy mô hình dự báo bão di chuyển dọcnhanh hơn so với vị trí thực tế, nhưng từ ngày dự báo thứ 2 mô hình dự báo bão di chuyển chậm hơn so với thực tê. Sai số ngang trong sơ đồ Kuo mô hình dự báo bão di chuyển lệch nhiều về