PHƢƠNG PHÁP SYNOP VÀ MÔ HÌNH DỰ BÁO SỐ TRỊ
Chương này giới thiệu hai phương pháp dự báo khí tượng phổ biến nhất hiện nay và đề xuất một số giải pháp nhận dạng hình thế thời tiết nhằm hỗ trợ việc giảng dạy môn dự báo khí tượng trong ngành khí tượng.
2.1 Phƣơng pháp synop
Phương pháp synop chuyên nghiên cứu quy luật diễn biến của các quá trình trong khí quyển bằng việc thành lập và phân tích các loại bản đồ thời tiết. Danh từ synop có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp cổ synopticos có nghĩa là nhìn/xem đồng thời. Do khí quyển luôn luôn ở trong trạng thái chuyển động nên thời tiết chỉ có thể dự báo được khi nắm được những biểu hiện của nó trên một không gian rộng lớn. Các số liệu khí tượng quan trắc đồng thời tại các trạm khí tượng được điền lên một bản đồ địa lí bằng những kí hiệu quy ước. Qua những bản đồ này người ta có thể biết được tình hình thời tiết vào một thời điểm nhất định của một vùng nào đó. Những bản đồ đó được gọi là bản đồ synop [3].
Phương pháp synop vừa phân tích định tính để xác định xu thế phát triển của một quá trình khí quyển (xác định một cách cơ bản về khả năng có thể xảy ra rét, mưa, dông...), về đặc điểm hoàn lưu khí quyển vừa tính toán định lượng để xác định độ biến thiên của từng yếu tố khí tượng.
Phương pháp synop sử dụng một hệ thống bản đồ, giản đồ để phản ánh diễn biến của các quá trình khí quyển, từ đó dự báo thời tiết trong tương lai.
của quá trình. Phương pháp này được thiết lập từ những nghiên cứu lí thuyết và kinh nghiệm. Trong phương pháp synop, các xác định định lượng và định tính nhiều khi khăng khít với nhau đến nỗi không thể phân biệt một cách rõ ràng được. Sự kết hợp giữa phương pháp định lượng và định tính là một đặc điểm cơ bản của phương pháp synop.
2.1.1 Bản đồ synop
Bản đồ nền: Bản đồ nền là những bản đồ địa lí gồm có địa hình, các đường kinh vĩ độ và vị trí của các trạm khí tượng mang biển số riêng.
Tỉ lệ xích của bản đồ phải chọn sao cho kích thước của bản đồ không quá lớn nhưng vẫn đủ bao gồm được lãnh thổ rộng lớn cần xem xét.
Tại Việt Nam, hai loại bản đồ thường được sử dụng là Bản đồ Âu-Á có tỉ lệ xích 1: 20 000 000 và bản đồ biển Đông có tỉ lệ xích 1: 7 500 000.
Bản đồ synop bề mặt: Bản đồ synop bề mặt (thường gọi là bản đồ bề mặt hay bản đồ mặt đất) là những bản đồ nền có điền số liệu khí tượng quan trắc được tại các trạm khí tượng bề mặt theo biển số trạm. Khi đó bản đồ synop bề mặt sẽ mô tả sự phân bố của các yếu tố khí tượng như khí áp, biến thiên khí áp 24 giờ, nhiệt độ, điểm sương, mây, gió và các hiện tượng thời tiết tại một thời điểm nào đó trên một phạm vi rộng lớn.
Bản đồ synop trên cao: Bản đồ synop trên cao (thường gọi là bản đồ trên cao hay bản đồ hình thế khí áp) là những bản đồ nền có điền số liệu khí tượng quan trắc được tại các trạm khí tượng cao không theo biển số trạm. Thông thường, người ta thường lập các bản đồ tại các mực đẳng áp chính là 850, 700, 500, 300, 200 và 100mb. Bản đồ synop trên cao chỉ mô tả sự phân bố của các yếu tố khí tượng như độ cao địa thế vị của mực đẳng áp, nhiệt độ, điểm sương, hướng gió và tốc độ gió. Trên những bản đồ này trị số khí áp ở
đổi từ điểm này qua điểm khác. Các đường đẳng trị vẽ trên các bản đồ này, đường nối các điểm có độ cao như nhau của mặt đẳng áp, được gọi là các đường đẳng cao.
Có hai loại bản đồ hình thế khí áp là bản đồ hình thế khí áp tuyệt đối và bản đồ hình thế khí áp tương đối. Bản đồ hình thế khí áp tuyệt đối là bản đồ xác định độ cao của một mặt đẳng áp so với mực biển trung bình, được ký hiệu là AT, cùng trị số khí áp của mặt đẳng áp đó. Chẳng hạn bản đồ hình thế khí áp tuyệt đối của mặt 850mb được kí hiệu là AT850, bản đồ hình thế khí áp tuyệt đối của mặt 700mb được kí hiệu là AT700,... Còn bản đồ hình thế khí áp tương đối là bản đồ xác định hiệu độ cao của hai mặt đẳng áp cho trước. Trong thực tế, hai mặt đẳng áp cho trước thường được chọn là mặt 1000mb và 500mb. Khi đó bản đồ hình thế khí áp tương đối của mặt 500mb trên mặt 1000mb được kí hiệu là 500
1000
OT . Bản đồ này cho ta hình ảnh phân bố bề dày của lớp khí quyển nằm giữa hai mặt đẳng áp 1000mb và 500mb, bao gồm một nửa khối lượng khí quyển. Bản đồ này có một giá trị lớn trong việc phân tích những quá trình khí quyển quy mô lớn.
2.1.2 Điền đồ
Để xây dựng các bản đồ synop, các số liệu thu được từ các trạm phải được thể hiện lên bản đồ, số liệu trạm nào ghi vào đúng vị trí của trạm đó. Công việc này được gọi là điền đồ. Số liệu quan trắc của mỗi trạm được điền vào xung quanh vị trí của trạm theo một sơ đồ nhất định như hình 2.1.
Trong sơ đồ này, các kí hiệu được sử dụng là dạng mã khí tượng bề mặt. Cần lưu ý rằng, nhiệt độ và điểm sương được quy tròn về 0C, lượng mưa 12 giờ được quy tròn về mm; mây và các hiện tượng thời tiết được biểu thị bằng những kí hiệu dẫn ra trong hình 2.2. Hướng gió được biểu thị bằng các vạch kẻ từ trạm về phía gió thổi tới, gọi là cán gió. Tốc độ gió được biểu thị
bằng một vạch kẻ vuông góc với cán gió tại cuối cấn gió hướng theo chiều kim đồng hồ, gọi là các râu gió. Một râu (thường dài bằng 2/3 cán) tương ứng với 5m/s, một vạch nửa râu tương ứng với 2-3m/s, chỉ có cán gió mà không có râu gió biểu thị 1m/s.
Các bản đồ trên cao chỉ điền hướng và tốc độ gió, độ cao địa thế vị được quy tròn về 10mdtv, nhiệt độ và điểm sương được quy tròn về 0
C.