Để xây dựng hệ thống dự báo tổ hợp qũy đạo bão dựa trên các kết qủa dự báo từ các trung tâm và mơ hình dự báo số quốc tế cho điều kiện Việt Nam, chúng tơi tiến hành xây dựng cơ sở dữ liệu bão cĩ cấu trúc bao gồm số liệu quan trắc của Việt Nam và các kết qủa dự báo bão của các trung tâm và mơ hình quốc tếđược thu nhận tại TTDBTƯ từ năm 2001 đến năm 2006 cho tất cả các cơn bão hoạt động trên biển
Đơng. Các kết qủa dự báo cĩ thể thu nhận được bao gồm các bản tin dự báo của Nhật (JMA), Mỹ (Guam), Anh (UKMet), Bắc Kinh, Hồng Kơng và của các mơ hình dự báo bão như mơ hình GSM và JTYM của Nhật, GFS và NOGAPS của Mỹ, UKX của Anh. Tuy nhiên, do việc phát báo và số lượng bản tin của các trung tâm và mơ hình dự báo số cho các cơn bão là khơng đồng đều nên gây rất nhiều khĩ khăn trong việc tiến hành xây dựng phương trình hồi quy và đánh giá kết qủa. Do
đĩ, trong nghiên cứu này chúng tơi chỉ lựa chọn những trung tâm cĩ số lượng bản tin nhiều nhất và liên tục nhất. Cụ thể, các bản tin dự báo từ các trung tâm dự báo của Nhật, Bắc Kinh và Guam sẽđược sử dụng để xây dựng dự báo tổ hợp qũy đạo bão từ các kết qủa dự báo bão của các trung tâm quốc tế. Trong nghiên cứu này, tổng số cĩ 37 cơn bão từ năm 2001-2006 được sử dụng với tổng số trường hợp (số
bản ghi số liệu) nghiên cứu là 345. Các bản tin dự báo của 3 trung tâm dự báo nĩi trên đều được thu nhận 4 lần một ngày tại các phiên 00Z, 06Z, 12Z và 18Z cho tất cả các cơn bão được nghiên cứu. Bảng 3.1.1 đưa ra số lượng cơn bão, tên quốc tế và số trường hợp nghiên cứu tương ứng cho 6 mùa bão được sử dụng trong nghiên cứu này. Từ bảng 3.1.1 cĩ thể nhận thấy năm cĩ số cơn bão được sử dụng ít nhất là năm 2004 và năm cĩ số cơn bão nhiều nhất là năm 2006. Dạng qũy đạo quan trắc của 37 cơn bão nĩi trên được trình bày trong phần phụ lục I.
Dựa trên cơ sở dữ liệu quan trắc và dự báo qũy đạo bão cho 37 cơn bão của 6 mùa bão từ 2001-2006, chúng tơi đề xuất hai phương pháp phát sinh dự báo tổ hợp từ sản phẩm dự báo quỹ đạo bão của 3 trung tâm quốc tế Nhật Bản, Bắc Kinh và Guam đĩ là: phương pháp trung bình đơn giản (ký hiệu là TBĐG) và phương pháp
hồi quy tuyến tính. Trong phương pháp trung bình đơn giản, trọng số của từng dự
báo thành phần (dự báo của từng trung tâm dự báo quốc tế) là như nhau và bằng 1.
Để phát sinh dự báo tổ hợp dựa trên phương pháp hồi quy tuyến tính, cơ sở dữ liệu bão nĩi trên được chia làm hai cơ sở dữ liệu con bao gồm các bản ghi từ năm 2001- 2005 (226 bản ghi số liệu) làm tập số liệu phụ thuộc để tính tốn các hệ số hồi quy và các bản ghi năm 2006 (119 bản ghi số liệu) làm tập số liệu độc lập để đánh giá. Trong phương pháp hồi quy tuyến tính, các trọng số cho từng dự báo thành phần chính là các hệ số hồi quy của phương trình hồi quy tuyến tính đa biến với các dự
tố dự báo. Ưu điểm của phương pháp hồi quy tuyến tính là ước lượng được mức độ
tin cậy của từng dự báo thành phần tới dự báo tổ hợp và phương pháp sẽ cho kết qủa tốt trong các trường hợp khi mà bản chất sai số của các dự báo thành là khơng thay đổi hoặc nếu cĩ thay đổi thì theo một cách cĩ hệ thống. Tuy nhiên, do bản chất sai số dự báo qũy đạo bão của từng trung tâm cũng như mơ hình dự báo là thay đổi theo từng mùa bão, từng cơn bão và thậm chí là từng thời điểm dự báo khác nhau. Do đĩ, việc tìm ra được bộ hệ số hồi quy tối ưu cho dự báo tổ hợp là hết sức quan trọng.
Bảng 3.1.1. Danh sách các cơn bão từ năm 2001-2006 được sử dụng trong nghiên cứu dự báo tổ hợp qũy đạo bão dựa trên các kết qủa dự báo của 3 trung tâm quốc tế
là Nhật, Bắc Kinh và Guam (STH là số trường hợp)
Mùa
bão Tên cơn bão (ID) STH Mùa bão Tên cơn bão (ID) STH
CIMARON (0101) 10 NAKRI (0208) 7 DURIAN (0103) 4 KAMMURI (0212) 2 UTOR (0104) 10 VONGFONG (0214) 7 YUTU (0107) 9 HAGUPIT (0218) 4 NARI (0116) 34 MEKKHALA (0220) 6 LINGLING (0123) 16 2001 ( 96) KAJIKI (0124) 13 2002 ( 26) LINFA (0304) 11 CONSON (0404) 3 NANGKA (0305) 2 CHANTHU (0405) 1 KONI (0307) 7 MUIFA (0425) 6 IMBUDO (0308) 10 KROVANH (0312) 3 DUJUAN (0313) 2 2003 (43) NEPARTAK (0320) 8 2004 (10) ROKE (0502) 3 CHANCHU (0601) 18 WASHI (0508) 5 JELAWAT (0602) 5 VICENTE (0516) 6 PRAPIROON (0606) 4 DAMREY (0518) 19 BOPHA (0609) 5 KAI-TAK (0521) 14 XANGSANE (0615) 16 TEMBIN (0522) 4 CIMARON (0619) 20 CHEBI (0620) 13 DURIAN (0621) 21 20 05 (51) 20 06 (119) UTOR (0622) 17
Để tìm ra bộ hệ số hồi quy tối ưu trong phương án dự báo tổ hợp dựa trên phương trình hồi quy tuyến tính đa biến, chúng tơi thử nghiệm bốn phương án tính bộ hệ số hồi quy khác nhau để phát sinh dự báo tổ hợp và trên cơ sởđĩ tìm ra bộ hệ
phụ thuộc tương ứng. Mặt khác, do các hạn dự báo quỹđạo bão trong các bản tin dự
báo của các trung tâm và mơ hình dự báo số trị là rất khác nhau, nên trong nghiên cứu này chúng tơi chỉ tập trung vào 2 hạn dự báo cơ bản đĩ là hạn dự báo 24h và 48h. Bảng 3.1.3 mơ tả tổng số cơn bão và số trường hợp tương ứng trong bộ số liệu phụ thuộc cho 4 thử nghiệm xây dựng dự báo tổ hợp từ các kết qủa dự báo của 3 trung tâm dự báo bão quốc tế dựa trên phương pháp hồi quy tuyến tính.
Bảng 3.1.2. Mơ tả 4 thử nghiệm phát sinh dự báo tổ hợp quỹđạo bão từ kết qủa dự
báo của 3 trung tâm quốc tế dựa trên phương pháp hồi quy tuyến tính
STT Ký hiệu thử nghiệm Bộ số liệu phụ thuộc Bộ số liệu độc lập
1 Reg2y 2 năm (2001-2002) 2006
2 Reg3y 3 năm (2001-2003) 2006
3 Reg4y 4 năm (2001-2004) 2006
4 Reg5y 5 năm (2001-2005) 2006
Bảng 3.1.3. Tổng số cơn bão và số trường hợp tương ứng trong tập số liệu phụ
thuộc cho 4 thử nghiệm dự báo tổ hợp dựa trên phương pháp hồi quy tuyến tính
Tổng số cơn bão Tổng số trường hợp STT Ký hiệu thử nghiệm +24h +48h +24h +48h 1 Reg2y 28 21 226 126 2 Reg3y 21 16 175 94 3 Reg4y 18 14 165 88 4 Reg5y 11 9 122 70