3.1 Đánh giá kết quả của thí nghiệ mI
3.1.2 Mô phỏng nồng độ bụi từ WRF/Chem
Nồng độ bụi trong WRF_DUST được mô phỏng đồng thời với các trường khí tượng tại từng bước tích phân cho 5 loại bụi khác nhau (bảng 3.1). Các hình 3.6 và hình P.3, P.4, P.5 thể hiện phân bố bụi DUST_01 tại các mực 1000, 850, 500 và 200 mb cho từng bước thời gian 6h/1 lần từ ngày 02 đến 04/01/2006. Thang màu hiển thị nồng độ bụi được giữ cố định ở các mực để tiện so sánh, riêng vectơ gió đơn vị ở mực 200 mb là 50 m/s còn các mực khác là 20 m/s. Nhìn chung, sự vận chuyển của bụi theo trường gió được thể hiện rõ nét. Ở mực 1000 mb và 850 mb, bụi được lan truyền vào từ phía đông miền tính và chỉ sau 3 ngày đã ảnh hưởng hầu hết các vùng trong miền tính. Riêng mực 500 mb và 200 mb, bụi được đẩy ra bên ngoài khu vực áp cao (theo dòng thổi ra) nhưng với tốc độ lớn (đặc biệt là dòng xiết mực 200 mb) đến ngày 04/01/2006 nồng độ bụi cũng đã tăng cao trên toàn bộ miền. Có thể nhận thấy sự chênh lệch về nồng độ bụi, ở các mực trên cao nồng độ bụi là
lớn hơn hẳn (khoảng từ 10 đến 12 x 10e12 μg/kg). Xét cho khu vực Việt Nam, ở
hầu hết các mực các tỉnh từ Nam Trung Bộ trở vào miền Nam là nơi chịu ảnh hưởng nhiều nhất của dòng vận chuyển bụi DUST_01. Ở mực 1000 mb, chỉ khu vực Nam Bộ là chịu ảnh hưởng nhiều nhưng từ mực 850 mb trở lên dòng bụi đã ảnh
44
hưởng lan rộng đến khu vực trung bộ. Còn miền Bắc Việt Nam (Bắc Trung Bộ, đồng bằng Bắc Bộ, đông và tây Bắc) do ở mực 850 mb nằm trong khu vực giao tranh giữa hai dòng khí còn lên cao (500 và 200 mb) lại nằm trong tâm của áp cao nên ảnh hưởng của bụi nhỏ hơn hẳn (khoảng từ 1-2 x 10e12 μg/kg).
Bảng 3.1 Ký hiệu 5 loại bụi và kích thước bán kính tương ứng trong sản phẩm của WRF_DUST
Ký hiệu Kích thước bán kính (hiệu dụng)
DUST_1 0.5µm DUST_2 1.4 µm DUST_3 2.4 µm DUST_4 4.5 µm DUST_5 8.0 µm 00h ngày 02/01/2006 06h ngày 02/01/2006
45
12h ngày 02/01/2006 18h ngày 02/01/2006
00h ngày 03/01/2006 06h ngày 03/01/2006
46
00h ngày 04/01/2006 06h ngày 04/01/2006
12h ngày 04/01/2006 18h ngày 04/01/2006
Hình 3.6 Phân bố bụi loại 1 (DUST_01) và trường gió tại mực 850 mb lúc 00, 06, 12, 18h từ 02/01/2006 đến 04/01/2006 mô phỏng bởi WRF/Chem
Để thấy rõ hơn phân bố bụi theo không gian, hình 3.7 và hình P.6 thể hiện mặt cắt kinh (vĩ) hướng của phân bố bụi loại 1 nhân với gió kinh (vĩ) hướng vào lúc 00 và 12h từ ngày 01/01/2006 đến ngày 04/01/2006. Trong mặt cắt kinh hướng các trường được lấy trung bình từ 102E đến 110E còn trong mặt cắt vĩ hướng các trường được tính trung bình từ 8 đến 24N, tức là bao quanh khu vực Việt Nam. Nhìn vào mặt cắt kinh hướng, có thể trong ngày đầu tiên khi mà gió bề mặt chủ yếu là hướng nam, nồng độ bụi tại các mực rất nhỏ. Chỉ đến 12h ngày 02/01/2006, một
47
lượng bụi có nồng độ cao hơn (7-8 x 10e12 μg/kg) mới ảnh hưởng từ mực 200 mb
trở lên tại dải vĩ độ 8-10N. Trong 2 ngày sau, khi dòng gió bề mặt chuyển dần sang hướng bắc là chủ yếu, nồng độ bụi ảnh hưởng đã lan rộng ở tất cả các mực trải ra trên vĩ độ từ 0N đến 18N. Đến ngày 04/01/2006 thì chỉ còn một “ổ” từ mực 800 đến 400 mb và từ 18 đến 22N là ít bị ảnh hưởng bởi bụi. Đáng lưu ý là trường gió kinh hướng trung bình ở đây cũng rất nhỏ (khoảng 0 m/s, gần như lặng gió). Cần phải xem xét thêm tốc độ thẳng đứng mô phỏng bởi mô hình mới có thể kết luận nhưng dường như có sự lan xuống của bụi từ các mực trên cao. Trên mặt cắt vĩ hướng lại cho thấy sự xâm lấn của bụi đồng đều hơn ở tất cả các mực. Ngày 02/01/2006 còn chưa thấy rõ ảnh hưởng của bụi thì đến ngày 03 và 04, toàn bộ mặt cắt dường như
đã phủ kín với nồng đọ bụi khoảng 5-6 x 10e12 μg/kg. Điều này có thể do từ mực
300 mb trở xuống trường gió hướng tây thống trị hầu hết các ngày nên thuận lợi cho việc vận chuyển lượng bụi vào. Từ mực 200 trở lên, dòng gió chủ yếu là hướng đông tuy vậy nếu kết hợp với mặt cắt kinh hướng thì cũng có thể hiểu lượng bụi được đưa vào đáng kể là từ dòng vận chuyển hướng bắc-nam.
Qua các cách hiển thị khác nhau về không gian, ta có thể thấy sản phẩm của WRF_DUST cho mô phỏng nồng độ bụi rất hữu ích và dễ ứng dụng, nhờ mô phỏng gắn liền với các trường khí tượng (đặc biệt là trường gió). Bên cạnh đó, sai số của mô hình trong việc mô phỏng lượng mưa cũng cần được chú ý, do ảnh hưởng của lượng mưa đến phân bố bụi cũng là một nhân tố đáng quan tâm.
48
00h ngày 02/01/2006 12h ngày 02/01/2006
00h ngày 03/01/2006 12h ngày 03/01/2006
00h ngày 04/01/2006 12h ngày 04/01/2006
Hình 3.7 Mặt cắt kinh hướng phân bố bụi loại 1 (DUST_01) nhân với gió kinh hướng (trung bình từ 102E đến 110E) lúc 00, 12h từ 01/01/2006 đến 04/01/2006
49