3. M ụ c tiêu, n ộ i dung và ph ươ ng pháp nghiên c ứ u
2.2.2Mô hình ng ẫ u nhiên (Stochastic model)
Trong mô hình ngẫu nhiên các kết quảđầu ra luôn mang tính ngẫu nhiên tức là luôn tuân theo một quy luật xác suất nào đấy. Ta có thể nói mô hình tất định thực hiện một “dự báo” (forecast)[7], còn mô hình ngẫu nhiên thực hiện một “dự đoán” (prediction). Nếu tính biến đổi ngẫu nhiên của đầu ra lớn thì kết quả đầu ra có thể
rất khác biệt với giá trị đơn nhất tính toán theo mô hình tất định. Ví dụ ta có thể xây dựng các mô hình tất định với chất lượng tốt tại một điểm cho trước bằng các số
liệu về cung cấp năng lượng và vận chuyển hơi nước, nhưng cũng với số liệu này ta không thể xây dựng được mô hình tin cậy về lượng mưa ngày càng lớn. Vì vậy hầu hết các mô hình mưa ngày đều là ngẫu nhiên.
Thực sự các quá trình thủy văn, trong đó có dòng chảy là một hiện tượng ngẫu nhiên dưới tác động của nhiều nhân tố. Từng nhân tốđến lượt mình lại là hàm của rất nhiều nhân tố khác mà quy luật của nó, con người chưa thể nào mà tả đầy đủ được. Cuối cùng các quá trình thủy văn lại là sự tổ hợp của vô vàn các mối quan hệ
phức tạp, biểu hiện là một hiện tượng ngẫu nhiên và được mô tả bằng một mô hình ngẫu nhiên. Với quan điểm cho rằng dòng chảy là một quá trình ngẫu nhiên, trong cấu trúc mô hình ngẫu nhiên không hề có các nhân tố hình thành dòng chảy và nguyên liệu để xây dựng mô hình chính là bản thân số liệu chuỗi dòng chảy trong quá khứ. Vì vậy chuỗi số liệu phải đủ dài để bộc lộ hết đặc tính của nó. Lớp này
không quan tâm đến các nhân tố tác động đến quá trình thủy văn mà chỉ xem xét khả năng diễn biến của bản thân quá trình đó, và chủ yếu là sản sinh ra những thể
hiện mới đầy đủ hơn của một quá trình ngẫu nhiên. Ngày nay lĩnh vực này tách ra thành một chuyên ngành riêng dưới tên gọi là “thủy văn ngẫu nhiên”.
Trong thời gian gần đây người ta xem xét đưa vào các mô hình tất định các thành phần ngẫu nhiên và hình thành lớp mô hình tất định – ngẫu nhiên. Việc đưa tính ngẫu nhiên vào mô hình tất định diễn ra theo 3 hướng sau:
- Xét sai số tình toán như một quá trình ngẫu nhiên và trở thành một thành phần trong mô hình;
- Sử dụng các mô tả xác suất cho các hàm vào;
- Xét quy luật phân bố không gian của các tác động khí tượng – thủy văn dưới dạng hàm phân bố xác suất.
Ví tính phức tạp của vấn đề, lớp mô hình này chỉở giai đoạn đầu nghiên cứu