9. Kết cấu của Luận án
2.2.3 Dữ liệu thời tiết của các cơ quan Khí tượng nước ngoài
Các cơ quan khí tượng hiện nay thường sử dụng phương pháp số trị để dự báo thời tiết, với phương pháp này thì độ chính xác của số liệu đầu vào là
rất quan trọng. Kỹ thuật 4D-Var (kỹ thuật đồng hóa biến phân bốn chiều) là kỹ thuật đồng hóa tiên tiến và phức tạp nhất hiện nay. Kỹ thuật này được sử dụng để tăng độ chính xác của số liệu đầu vào thông qua các số liệu thu được từ quan trắc và số liệu từ kết quả dự báo ngắn trước đó sẽ được kết hợp lại với nhau để tìm ra được kết quả tốt nhất cho một dự báo mới. Hiện nay chỉ có một số trung tâm khí tượng lớn trên thế giới như Trung tâm dự báo hạn vừa của Châu Âu, Cơ quan Khí tượng của Nhật, Cơ quan Khí tượng của Pháp, cơ quan khí tượng Mỹ, mới có đủ khả năng sử dụng kỹ thuật đồng hóa số liệu 4D-Var cho mô hình toàn cầu. Các cơ quan khí tượng này thường sử dụng file GRIB (GRIdded Binary hoặc General Regularly-distributed Information in Binary form) là định dạng số liệu chính xác để lưu trữ dữ liệu về thời tiết quá khứ cũng như dữ liệu dự báo thời tiết.
Các thành phần của bản tin khí tượng hải dương được mã hóa theo định dạng Grib
Theo định dạng Grib 2, file dữ liệu khí tượng hải dương được chia thành 8 phần (8 section) như sau:
- SECTION 0: Indicator Section - SECTION 1: Identification Section - SECTION 2: (Local Use Section)
- SECTION 3: Grid Definition Section = Grid Definition Template (GDT) – Standard list
- SECTION 4: Product Definition Section = Product Definition Template (PDT) - Standard list
- SECTION 5: Data Representation Section = Data Representation Template (DRT) - Standard list
- SECTION 7: Binary Data Section starting with Data template (DT)
- SECTION 8: End Section “7777”
+ Section 0 là 1 section ngắn được dùng để thể hiện rằng dữ liệu theo sau được định dạng theo dạng Grib 2. Khi gặp mã này, máy tính cần sử dụng các chương trình hỗ trợ giải mã định dạng Grib đề thu được các số liệu được mã hóa trong file.
+ Section 1 được sử dụng để cung cấp các thông tin về phiên bản Grib format (2), loại số liệu (ví dụ dự báo hay phân tích)…
+ Section 2 là một section tùy chọn, được sử dụng để cung cấp bất kỳ thông tin hoặc tham số nào liên quan đến các mục đích hoặc quy định địa phương (tùy theo yêu cầu của quốc gia cung cấp bản tin khí tượng). + Section 3 mã hóa các thông tin cần thiết để xây dựng mạng lưới các điểm tương ứng với thông tin thời tiết được chứa trong phần số liệu. Phần này cho biết thông tin khí tượng được cung cấp cho từng điểm trên bề mặt trái đất với giá trị kinh độ và vĩ độ thay đổi là 0.5°, và được sắp xếp theo thứ tự từ N xuống S, từ E sang W.
+ Section 4 chứa các thông tin cụ thể về loại thông tin thời tiết được mã hóa trong file, đơn vị của các thông tin này, loại bề mặt được sử dụng (mặt biển, độ cao 10m tính từ mực nước biển, mặt đẳng áp 500mb…). + Section 5 đưa ra các định nghĩa về giá trị, hay phương thức các giá trị
của thông số thời tiết được chuyển đổi và ghi trong section 7.
+ Section 6 được sử dụng để định dạng cho các bản tin thời tiết tiếp theo trong cùng 1 file (nếu có).
+ Section 7 cung cấp các số liệu về giá trị của yếu tố thời tiết cho từng điểm (grid) trong hệ thống.
+ Section 8 chỉ chứa chuỗi số “7777” thể hiện 1 bản tin thời tiết trong file đã kết thúc.
Dữ liệu dự báo của một số cơ quan có thể tiếp cận và các cơ quan này cung cấp các dữ liệu thời tiết toàn cầu được mã hoá dạng Grib File. Tác giả tiếp cận được thông tin thời tiết dạng Grib File của Trung tâm Thông tin Môi trường Quốc gia Mỹ và Trung tâm dự báo hạn vừa của Châu Âu có kết quả mô phỏng gió trên Biển Đông như sau:
Hình 2.14. Thông tin gió lúc 0300 UTC ngày 10/05/2017
Để phục vụ mục đích nghiên cứu khoa học, Viện nghiên cứu phát triển bền vững khí quyển nhân loại (Research institute for sustainable humanoshere – RISH) thuộc đại học Kyoto, Nhật Bản xây dựng và cập nhật, duy trì một hệ thống cơ sở dữ liệu về dự báo và phân tích thời tiết bao gồm nhiều loại dự báo khác nhau và được lưu theo định dạng Grib2. Các dữ liệu thời tiết này do Cơ
quan khí tượng Nhật Bản (JMA) dự báo và cung cấp. Trong đó, các bản tin có thể được sử dụng để dự đoán quỹ đạo trôi dạt bao gồm:
- Bản tin dự báo sóng với các thời điểm dự báo cách nhau 6 giờ; - Bản tin dự báo gió với các thời điểm dự báo cách nhau 3 giờ; - Bản tin dự báo tổng hợp;
Theo quy định của Viện này cùng các cơ quan hợp tác (JMA), các dữ liệu này được cung cấp miễn phí cho mục đích hợp tác nghiên cứu khoa học. Nếu sử dụng cho mục đích thương mại, cần có thỏa thuận riêng và phải nộp phí.
Do đó có thể sử dụng thông tin thời tiết của cơ quan này sau khi đánh giá độ chính xác để phục vụ mục đích xác định quỹ đạo trôi dạt của vật thể và phục vụ công tác tìm kiếm. Luận án sẽ tập trung nghiên cứu sử dụng dữ liệu này.