Hỡnh 4.7: Trường nhiệt và ỏp bề mặt trung bỡnh thỏng 5 của MM5BATS (a) và MM5NOAH(b)
Hỡnh 4.8: Trường nhiệt và ỏp bề mặt trung bỡnh thỏng 6 của MM5BATS (a) và MM5NOAH(b)
Hỡnh 4.7 và 4.8 biểu diễn trường nhiệt và ỏp trung bỡnh thỏng 5,6. Ta thấy sự phõn bố cỏc trung tõm khớ ỏp và nhiệt độ của hai mụ hỡnh là tương đối giống nhau. Tuy nhiờn, giữa hai mụ hỡnh vẫn cú sự chờnh lệch ở một số vựng với giỏ trị khụng lớn (h ỡnh 4.9). Chờnh lệch về khớ ỏp lớn nhất là 1 mb ở vựng gần đảo Hải Nam của Trung Quốc. Chờnh lệch về nhiệt khoảng 1 đến 2 độ xuất hiện nhiều ở
a) b)
như khụng cú, điều đú chứng tỏ trường nhiệt và ỏp bề mặt trong MM5BATS lớn hơn trong MM5NOAH. Theo chỳng tụi, sự khỏc nhau đú cú lẽ do trường nhiệt và ỏp bề mặt chịu ảnh hưởng lớn bởi cỏc điều kiện mặt đệm.
Hỡnh 4.9: Chờnh lệch của trường khớ ỏp (a) và nhiệt (b) bề mặt giữa MM5BATS và MM5NOAH
Hỡnh 4.10: Tổng lượng mưa (cm) thỏng 5 của MM5BATS và MM5NOAH Để đỏnh giỏ trường mưa và nhiệt của MM5BATS so với quan trắc, chỳng tụi lấy chuỗi số liệu mưa và nhiệt trung bỡnh 30 năm từ 1978 đến 2008 của gần 100 trạm khớ tượng trờn lónh thổ Việt Nam. Kết quả so sỏnh giữa MM5BATS và giỏ trị trung bỡnh nhiều năm được biểu diễn trờn hỡnh 4.11 và 4.12
Hỡnh 4.12 Chờnh lệch về nhiệt độ thỏng 5 năm 1996 của MM5BATS với trung bỡnh nhiều năm
Bảng 4.1 Lượng mưa trung bình tháng của một số trạm khí tượng
Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Tổng
Bái Thượng 28.7 27.4 48.6 90.2 251.4 260.2 243.1 334.6 327.4 227.2 87.5 25.1 1965.1 Hồi Xuân 14.2 16.6 37.2 89.0 216.3 263.0 336.5 334.9 266.6 153.9 45.3 15.5 1797.1 Như Xuân 24.5 24.4 40.6 57.6 156.0 171.1 205.8 276.9 392.0 256.8 96.1 31.2 1714.7 Sầm Sơn 16.4 20.6 40.8 48.4 112.2 148.4 172.5 274.3 382.3 245.9 69.3 29.5 1525.7 Thanh Hoá 23.4 28.7 42.1 61.1 161.6 175.8 201.3 271.7 382.6 259.0 76.8 28.8 1704.8 Tĩnh Gia 36.9 37.0 49.8 54.9 128.8 141.2 167.9 262.9 455.4 352.9 96.7 35.0 1840.2 Yên Định 15.2 18.0 31.1 60.6 150.8 187.7 183.3 260.8 321.0 196.3 74.1 18.6 1379.6 Cẩm Thuỷ 16.5 17.6 57.0 67.6 217.1 236.2 262.0 301.0 229.1 161.3 45.9 16.5 1627.7 Giàng 11.4 16.8 33.7 59.6 156.1 192.3 192.6 267.8 361.9 270.6 65.1 12.9 1640.8 Mường Lát 10.0 10.7 34.7 80.4 131.6 188.7 233.7 219.3 146.8 81.8 19.7 8.6 1166.2 Ngọc Trạc 32.2 31.0 44.4 63.7 150.2 144.1 155.0 238.7 399.0 339.6 80.9 24.6 1703.4 Thạch Quảng 17.2 15.9 45.8 63.5 185.3 234.8 273.5 288.3 222.0 127.5 54.4 12.1 1540.2 Mai Châu 15.6 13.6 29.5 98.0 239.6 321.2 377.8 441.4 438.8 169.9 48.8 13.9 2207.1 Mộc Châu 18.4 21.8 42.3 103.0 180.8 238.9 269.1 322.4 264.7 128.0 38.7 16.0 1643.2 Ninh Bình 23.2 32.3 48.4 77.7 170.4 219 229 316 365 231 67.4 31 1820 Quỳ Châu 15.9 13.9 26.7 86.3 213.4 212 197 276 318 232 56 17 1661 Quỳnh Lưu 17.4 23.2 32 55.3 102.2 135 121 232 410 345 86.1 31 1595
Bảng 4.2 Nhiệt độ trung bình tháng của một số trạm khí tượng
Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Tổng
Bái Thượng 17.0 17.7 20.3 23.9 27.0 28.4 28.6 27.8 26.7 24.5 21.4 18.2 23.5 Hồi Xuân 17.1 18.3 21.1 24.6 26.9 27.7 27.6 27.1 26.1 23.8 20.7 17.8 23.2 Như Xuân 17.1 17.6 20.0 23.7 27.2 28.8 29.0 28.0 26.6 24.3 21.1 18.1 23.5 Sầm Sơn 17.1 17.4 19.5 23.7 27.2 29.0 29.2 28.6 27.1 25.2 22.4 18.7 23.8 Thanh Hoá 17.2 17.6 19.9 23.7 27.3 29.0 29.1 28.3 27.0 24.6 21.8 18.7 23.7 Tĩnh Gia 17.2 17.4 19.7 23.4 27.2 29.1 29.5 28.5 27.0 24.6 21.4 18.4 23.6 Yên Định 17.1 17.8 20.2 23.8 27.1 28.7 28.9 28.0 26.8 24.5 21.3 18.2 23.5 Mai Châu 16.9 18.2 21.3 24.8 27 27.7 27.7 27.1 25.8 23.5 20.4 17.6 23.2 Mộc Châu 12.3 13.5 17 20.4 22.5 23.1 23.1 22.6 21.3 19 15.9 13.1 18.7 Ninh Bình 16.6 17.2 19.8 23.5 27.2 28.8 29.2 28.5 27.3 24.8 21.6 18.3 23.6 Quỳ Châu 17.2 18.3 21 24.7 27 27.9 28.1 27.3 26.1 23.9 20.8 17.9 23.4 Quỳnh Lưu 17.5 17.9 20.2 23.8 27.3 29 29.3 28.3 26.8 24.5 21.5 18.6 23.7
Kết luận và kiến nghị
Qua việc nghiờn cứu tỏc động của tham số hoỏ cỏc quỏ trỡnh bề mặt trong mụ phỏng khớ hậu khu vực bằng mụ hỡnh MM5, chỳng tụi rỳt ra một số kết luận sau:
- Luận văn đó tiến hành cài đặt thờm một lựa chọn đú là đưa sơ đồ BATS vào mụ hỡnh MM5 để thử nghiệm mụ phỏng khớ hậu
- Cỏc sơ đồ đất cú tỏc động khỏc nhau đến trường nhiệt và độ ẩm đất cỏc lớp đất sõu, do đú sẽ ảnh hưởng đến việc mụ phỏng khớ hậu
- Trường độ ẩm tại cỏc lớp đất của MM5BATS và MM5NOAH cú sự khỏc nhau nhưng khụng rừ nột, thời gian chạy càng dài thỡ sự sai khỏc càng ớt. Trường nhiệt độ cỏc lớp đất của MM5BATS và MM5NOAH khỏc nhau đỏng kể, lớn nhất lờn đến hơn 20C. Tuy nhiờn khi thời gian chạy dài thỡ sự sai khỏc này cũng giảm đi - Cần phải tiến hành thử nghiệm chạy MM5BATS trong khoảng thời gian dài hơn để cú được đỏnh giỏ chớnh xỏc về khả năng mụ phỏng khớ hậu của MM5BATS
PHỤ LỤC
Phụ lục 3: Chức năng của cỏc chương trỡnh trong BATS
Bdcon: Khai bỏo cỏc hằng số Initb: Tạo trường ban đầu Bmarch: Chương trỡnh con chớnh Outb: Chiết xuất số liệu đầu ra Satur: Tớnh ỏp suất hơi nước bóo hoà
Solbdc: Xỏc định cỏc hằng số của đất như lượng nước cực đại trong đất, bốc hơi cực đại
Albedo: Tớnh albedo ứng với cỏc bước súng khỏc nhau Zenith: Tớnh gúc thiờn đỉnh của mặt trời
Bndry: Chương trỡnh con chớnh Bufout: Trường đầu ra của mụ hỡnh
Drag: Tớnh cỏc hệ số trao đổi bề mặt tại mực đo giú từ mực thấp nhất của mụ hỡnh Dragdn: Đưa cỏc hệ số drag về lưới vuụng
Depth: Cỏc thụng số về độ dày của tuyết Vcover: Thụng số về diện tớch lỏ và thõn cõy Drip: Lượng nước hoặc tuyết chảy từ lỏ
Leftem: Tớnh nhiệt, thụng lượng và sự thoỏt hơi từ lỏ CO2: Tớnh sự hấp thụ và phõn huỷ cacbon của thực vật
Tseice: Đưa ra thụng lượng ẩn nhiệt, hiển nhiệt và tuyết tan trờn băng Tgrund: Tớnh nhiệt độ đất
Snow: Cập nhật độ che phủ và tuổi của tuyết Water: Cập nhật độ ẩm đất và dũng chảy mặt
Frawat: Xỏc định phần tỏn lỏ bị phủ bởi nước, tỏn lỏ khụ và bốc thoỏt hơi Root: Tớnh thoỏt hơi cực đại từ rễ cõy
Lfdrag: Tớnh lại hệ số drag
Condch: Tớnh độ dẫn nhiệt (hiển nhiệt) để tớnh thụng lượng nhiệt của đất và tỏn lỏ Condcq: Tớnh độ dẫn nhiệt (ẩn nhiệt) để tớnh thụng lượng nhiệt của đất và tỏn lỏ Deriv: Tớnh đạo hàm dũng năng lượng của lỏ theo Newton-Raphson
Phụ lục 4: Chức năng của cỏc chương trỡnh trong NOAH LSM
Redprm: Khai bỏo cỏc tham số bề mặt Csnow: Hàm tớnh điều kiện xuất hiện tuyết
Snow_new: Cập nhật tuyết dựa vào lượng tuyết rơi Snfrac: Xỏc định lớp tuyết phủ
Alcalc: Tớnh sự thay đổi albedo bề mặt do tuyết phủ Tdfcnd: Tớnh khuếch tỏn nhiệt của đất
Snowz0: Xỏc định độ nhỏm của bề mặt
Penman: Tớnh nhiệt độ ảo và nhiệt độ thế vị ảo Canres: Tớnh khỏng trở khớ khổng
Devap: Tớnh bốc hơi trực tiếp từ đất Transp: Tớnh thoỏt hơi từ vũm thực vật Tbnd: Tớnh nhiệt độ bề mặt đất
Tmpavg: Tớnh nhiệt độ trung bỡnh
Snksrc: Tớnh nhiệt thu được do sự đổi pha băng Rosr12: Tớnh và cập nhật nhiệt độ đất
Evapo: Tớnh bốc hơi tổng cộng Smflx: Tớnh thụng lượng ẩm của đất Evapo: Tớnh bốc hơi tổng cộng
Shflx: Tớnh thụng lượng nhiệt của đất và cập nhật độ ẩm đất Hrtice: Tớnh tốc độ biến đổi nhiệt của băng
Hstep: Tớch phõn theo thời gian gradien nhiệt của đất Hrt: Tớnh gradien nhiệt của đất
Srt : Tớnh tốc độ biến đổi ẩm của đất Frh2o: Tớnh nước đúng băng ở dưới 00 Wdfcnd: Tớnh nước thẩm thấu và dũng chảy
Tài liệu tham khảo
Tiếng Việt
[1]. Lưu Đức Hải, Cơ sở khoa học môi trường, 2001, NXBĐHQG
[2]. Phan Văn Tân, Giáo trình Khí hậu học, 2002
[3]. Đặng Thị Thu Thuỷ, Giáo trình Khí tượng Nông Nghiệp, 1998
[4]. Trần Công Minh, Giáo trình Vi khí hậu, 2002
[5]. Phạm Ngọc Hồ, Hoàng Xuân Cơ, Cơ sở khí tượng học, tập 3, 1991, NXBKHKT
Tiếng Anh
[6]. R.E. Dickinson, Biosphere-Atmosphere Transfer Scheme (BATS) version 1e for NCAR Community Climate Model, 1993 Tech. Note NCAR/TN-387+STR. Natl. Cent. for Atmos. Res., P.O. Box 3000, Boulder, CO-80307
[7]. R. Avissar, A conceptual aspects of a statistical dynamical approcah to represetat landscape subgrid scale heteorogeneitu in atmosphereic model, Jou. Geo. Res, V97, 1992
[8]. R. Avissar, R. Piekle, A parameterization of heterogeneous surface land surface for atmospheric numerical model and its impact on regional meteorology. Mon. Wea. Rev. V117, 1989
[9]. R. Piekle et al, Interations between the atmosphere and terrestial ecosystem: influence on weather and climate, Global Change Biology, 1998
[10]. N. Molder, On the influence of surface heterogeneity on the bowen ration: a theoretical case study, Theoretical and applied climatology, 2000
[11]. F. Giogri et al Representation of heterogeneity effects in earth sustem modeling: Experience from land surface modeling, Rev. Geophys., 1997
[12]. J. W. Shuttleworth, Influence of Sub-grid Scale Heterogeneity Within Meteorological Models, Department of Hydrology and Water Resources, University of Arizona.
[13]. D. Gustafsson, Modelling Soil-Snow-Vegetation-Atmosphere behaviour, PHD thesis, 2002
[14]. P. Viterbo, A reviews of parameterization of land surface, Meteorological training course lecture series, ECMWF, 2003
[15]. F. Giogri et al The second generation of Regional Climate Model, Journal of Climate, 1994