Nguyễn Bỡnh Phong và Trần Đỡnh Linh - Trường Đại học Tài nguyờn và Mụi trường Hà Nội
Bài bỏo này trỡnh bày một số kết quả thử nghiệm sử dụng mụ hỡnh MM5 với sơ đồ tham số húa bề mặt BATS (Biosphere Atmosphere Transfer Scheme) để mụ phỏng trường nhiệt độ trung bỡnh theo cỏc thỏng của năm 2014 cho khu vực Bắc Bộ. Bài bỏo cũng tiến hành đỏnh giỏ kết quả mụ phỏng bằng việc so sỏnh với trường nhiệt từ số liệu tỏi phõn tớch của ECMWF và dựng cỏc chỉ số thống kờ để đỏnh giỏ định lượng. Kết quả thử nghiệm cho thấy, mụ hỡnh mụ phỏng khỏ tốt phõn bố theo khụng gian và thời gian của trường nhiệt.
Từ khúa: mụ phỏng nhiệt độ, mụ hỡnh MM5BATS
1. Mở đầu
Bài toỏn dự bỏo hạn mựa hiện đang là một trong những bài toỏn được quan tõm trờn thế giới cũng như trong khu vực bởi những ứng dụng thiết thực đối với đời sống xó hội. Cụ thể trong dự bỏo hạn mựa, phương phỏp được quan tõm nhiều hiện nay là phương phỏp mụ hỡnh động lực, thay thế cho phương phỏp thống kờ được phỏt triển mạnh những năm trước đõy. Sự phỏt triển của cỏc mụ hỡnh dự bỏo số trị, khụng chỉ trờn quy mụ toàn cầu mà cũn chi tiết húa cho từng khu vực, đó gúp phần tạo điều kiện thuận lợi cho hướng nghiờn cứu này.
Cỏc bài toỏn dự tớnh (projection) khớ hậu trong tương lai được thực hiện thụng qua mụ phỏng cỏc kịch bản khớ hậu bằng mụ hỡnh toàn cầu. Trong khi cỏc mụ hỡnh toàn cầu dự đó tớnh đến sự thay đổi cõn bằng bức xạ toàn cầu do nguyờn nhõn tự nhiờn và nhõn tạo thỡ cũng khụng nắm bắt được những thay đổi cú quy mụ nhỏ như ảnh hưởng của điều kiện địa hỡnh và tớnh chất mặt đệm. Sự tương tỏc này cú thể dẫn đến những thay đổi đỏng kể của khớ hậu khu vực so với đặc điểm khớ hậu trờn quy mụ lớn. Bài toỏn dự tớnh cỏc kịch bản biến đổi khớ hậu cú tớnh đến cỏc yếu tố địa phương được dựa trờn nhiều phương phỏp như hạ quy mụ (downscaling) thống kờ cho đến cỏc mụ hỡnh khớ hậu khu vực. Cỏc phương phỏp hạ quy mụ thống kờ tuy đó ỏp dụng thành cụng cho nhiều khu vực nhưng nú khụng nắm bắt được
cỏc đặc điểm khớ hậu do sự tương tỏc - hồi tiếp giữa cỏc quỏ trỡnh quy mụ lớn và quy mụ vừa. Việc ứng dụng cỏc mụ hỡnh khớ hậu khu vực để hạ quy mụ nhằm khắc phục nhược điểm này [3]. Bề mặt đất cũng cú thể ảnh hưởng đến khớ quyển trờn quy mụ mựa, trong đú độ ẩm đất đúng vai trũ quan trọng, cũng như một số nơi là độ phủ tuyết. Độ ẩm đất cú thể dao động về căn bản từ năm này qua năm khỏc và biến đổi trong độ ẩm đất cú khoảng thời gian quy mụ từ thỏng đến năm. Koster (2004, 2006) đó sử dụng mụ hỡnh bề mặt đất (LSM) kết hợp với trường trạng thỏi thực trờn quy mụ toàn cầu (của cỏc biến giỏng thủy, bức xạ và cỏc trường khớ tượng bề mặt) để thiết lập cỏc trường số liệu mới như độ ẩm đất, nhiệt độ và cỏc trạng thỏi đất khỏc nhau. Sau đú, tỏc giả đó sử dụng cỏc trường này làm điều kiện ban đầu cho dự bỏo giỏng thủy và nhiệt độ bằng mụ hỡnh hoàn lưu chung khớ quyển (AGCM). Sự cải thiện trong kết quả đó được kiểm định bằng cỏch so sỏnh kết quả dự bỏo ở quy mụ thỏng (từ thỏng 5 - 9, năm 1979 - 1993) với hệ thống dự bỏo hạn mựa của mụ hỡnh toàn cầu (GMAO). Với 75 dự bỏo riờng biệt, kết quả đó cung cấp cơ bản đầy đủ về mặt thống kờ cho việc đỏnh giỏ sự cải thiện trong kĩ năng dự bỏo liờn quan đến việc ban đầu húa điều kiện bề mặt đất. Đỏnh giỏ kĩ năng được tập trung cho khu vực Đồng bằng lớn của Bắc Mỹ, khu vực cú nguồn số liệu về điều kiện đất ban đầu đỏng tin cậy và cú sự ảnh hưởng lớn của độ ẩm đất tới cỏc nhiễu động khớ quyển
và sự biến đổi của cỏc trường khớ tượng. Nghiờn cứu đó cho thấy rằng, ban đầu húa đất tỏc động nhỏ nhưng là cú thể nhận ra khi cho thấy sự cải thiện của kết quả dự bỏo nhiệt độ và lượng mưa trờn khu vực này. Đối với giỏng thủy, sự cải thiện trong kĩ năng dự bỏo xuất hiện rừ nột từ thỏng 5 - 7, trong khi đú với nhiệt độ khụng khớ, là thỏng 8 và 9. Cả ban đầu húa đất và khớ quyển đều chi phối một cỏch độc lập đến kĩ năng thực của dự bỏo nhiệt độ hàng thỏng, với kĩ năng lớn nhất nhận được từ việc ban đầu húa là khi kết hợp 2 nguồn này [8, 9].