CHƯƠNG III KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ
3.2. Khả năng mô phỏng sự biến đổi của các sự kiện mưa lớn, mưa cực trị
3.2.2. Khả năng mô phỏng sự biến đổi mưa lớn, mưa cực trị theo mùa
Như phân tích ở mục 3.1.2, mưa lớn, mưa cực trị ở Việt Nam có những thay đổi theo mùa khá rõ rệt và mơ hình cũng nắm bắt được những nét cơ bản của sự biến đổi này. Trong mục này, biến đổi của mưa lớn, mưa cực trị theo các mùa trong năm và khả năng mơ phỏng của mơ hình sẽ được phân tích nhằm đánh giá khả năng mô phỏng sự biến đổi mưa lớn, mưa cực trị của mơ hình. Việc đánh giá khả năng mơ phỏng của mơ hình được thực hiện bằng phương pháp phân tích trực quan, so sánh sự biến đổi của các chỉ số mưa lớn, mưa cực trị nhận được từ quan trắc và mơ
hình. Ngồi ra, hệ số tương quan thời gian và tỷ lệ ô lưới có cùng sự biến đổi cũng được sử dụng để thấy rõ hơn khả năng mô phỏng sự biến đổi mưa lớn, mưa cực trị của mơ hình theo các mùa.
Hình 3.15 và Hình 3.16 lần lượt biểu thị bản đồ về sự biến đổi của chỉ số Rx1d và Rx5d theo các mùa trong năm từ số liệu quan trắc và kết quả mơ phỏng của mơ hình. Số liệu quan trắc cho thấy chỉ số Rx1d và Rx5d giảm trên nhiều khu vực thuộc vùng Tây Bắc Bộ, Đông Bắc Bộ, Đồng Bằng Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ vào mùa đông và mùa hè. Trong mùa xuân và mùa thu, những khu vực thể hiện sự biến đổi giảm thu hẹp hơn đồng thời mức độ giảm cũng thấp hơn so với mùa đông và mùa hè. Trong cả bốn mùa, chỉ số Rx1d và Rx5d biến đổi tăng khá rõ rệt trên các vùng Nam Trung Bộ, Tây Nguyên và Nam Bộ.
Hình 3.15. Bản đồ sự biến đổi của chỉ số Rx1d theo các mùa giữa thời kỳ 1981-2000 và thời kỳ 1961-1980 của quan trắc và mơ hình (đơn vị: %; điểm chấm biểu thị có ý nghĩa thống kê).
Nhìn chung, sự biến đổi của chỉ số Rx1d và Rx5d trong các mùa có phân bố khơng gian khá phức tạp, các khu vực tăng đan xen với những khu vực giảm. Sự biến đổi của hai chỉ số này có những thay đổi khá rõ nét theo các mùa trong năm. Số lượng ơ lưới có ý nghĩa thống kê của chỉ số Rx1d và Rx5d trong cả bốn mùa đều tương đối ít.
Hình 3.16. Bản đồ sự biến đổi của chỉ số Rx5d theo các mùa giữa thời kỳ 1981-2000 và thời kỳ 1961-1980 của quan trắc và mơ hình (đơn vị: %; điểm chấm biểu thị có ý nghĩa thống kê).
So sánh kết quả mơ phỏng của mơ hình với quan trắc cho thấy những khu vực trên các vùng Nam Trung Bộ, Tây Nguyên và Nam Bộ mà số liệu quan trắc cho thấy chỉ số Rx1d và Rx5d tăng mạnh thì mơ hình mơ phỏng mở rộng hơn về diện và mức độ biến đổi cũng lớn hơn so với quan trắc. Điều này thể hiện rõ rệt nhất là trong mùa đông, so với quan trắc khu vực có sự biến đổi tăng nhận được từ kết quả mô phỏng mở rộng bao trùm gần như toàn bộ vùng Nam Trung Bộ, Tây Nguyên và
phía bắc vùng Nam Bộ. Đối với các vùng Tây Bắc Bộ, Đông Bắc Bộ, Đồng Bằng Bắc Bộ, và Bắc Trung Bộ khả năng mô phỏng sự biến đổi của hai chỉ số Rx1d và Rx5d trong các mùa chưa tốt. Nhiều khu vực trên các vùng này, chỉ số Rx1d và Rx5d có sự biến đổi giảm đối với số liệu quan trắc nhưng kết quả mơ phỏng của mơ hình lại cho thấy sự biến đổi tăng. Số lượng ơ lưới có ý nghĩa thống kê nhận được từ kết quả mô phỏng nhiều hơn hẳn so với quan trắc.
Hình 3.17. Bản đồ sự biến đổi của chỉ số R95p theo các mùa giữa thời kỳ 1981-2000 và thời kỳ 1961-1980 của quan trắc và mơ hình (đơn vị: %; điểm chấm biểu thị có ý nghĩa thống kê).
Bản đồ sự biến đổi của chỉ số R95p và R99p theo các mùa trong năm từ số liệu quan trắc và kết quả mô phỏng của mơ hình được biểu diễn trên Hình 3.17 và Hình 3.18. Từ số liệu quan trắc có thể thấy trong mùa đông chỉ số R95p và R99p giảm mạnh trên vùng Đông Bắc Bộ và Đồng Bằng Bắc Bộ. Trên các vùng khí hậu phía Nam gồm vùng Nam Trung Bộ, Tây Nguyên và Nam Bộ sự biến đổi tăng chiếm ưu thế.
Trong mùa xuân, mùa hè và mùa thu, khu vực có sự biến đổi giảm phân tán hơn, không cịn tập trung trên vùng Đơng Bắc Bộ và Đồng Bằng Bắc Bộ như trong mùa Đông. Trong mùa đông trên các vùng Nam Trung Bộ, Tây Nguyên và Nam Bộ, chỉ số R95p tăng mạnh cịn chỉ số R99p tăng khơng đáng kể. Trong mùa xuân, mùa hè và mùa thu trên vùng Nam Trung Bộ, Tây Nguyên và Nam Bộ biến đổi giảm của các chỉ số mở rộng hơn so với mùa đông. Số lượng ơ lưới có ý nghĩa thống kê của chỉ số R95p và R99p tương đối nhiều. Các ơ lưới có ý nghĩa thống kê tập trung nhiều nhất ở khu vực phía bắc của vùng Bắc Trung Bơ.
Hình 3.18. Bản đồ sự biến đổi của chỉ số R99p theo các mùa giữa thời kỳ 1981-2000 và thời kỳ 1961-1980 của quan trắc và mơ hình (đơn vị: %; điểm chấm biểu thị có ý nghĩa thống kê).
Mô phỏng sự biến đổi của chỉ số R95p và R99p có phân bố phân tán hơn so với quan trắc. Kết quả mô phỏng cho thấy nhiều khu vực giảm đan xen với những khu vực tăng. Trong cả bốn mùa, mơ hình phần nào đã thể hiện được sự biến đổi
tăng của chỉ số R95p và R99p trên vùng Nam Trung Bộ, Tây Nguyên và Nam Bộ. Mơ hình mơ phỏng chưa tốt biến đổi giảm trên vùng Tây Bắc Bộ, Đông Bắc Bộ và Đồng Bằng Bắc Bộ. Số ơ lưới có ý nghĩa thống kê mà mơ hình mơ phỏng được ít hơn và phân bố rời rạc hơn so với quan trắc.
Hình 3.19. Bản đồ sự biến đổi của chỉ số R50 theo các mùa giữa thời kỳ 1981-
2000 và thời kỳ 1961-1980 của quan trắc và mơ hình (đơn vị: ngày; điểm chấm biểu thị có ý nghĩa thống kê).
Biến đổi của chỉ số R50 và NHS theo các mùa trong năm từ số liệu quan trắc và kết quả mơ phỏng của mơ hình được biểu diễn trên Hình 3.19 và Hình 3.20. Số liệu quan trắc cho thấy chỉ số R50 và NHS có những biến đổi theo mùa rõ nét hơn so với các chỉ số đã được phân tích ở trên. Trong mùa đông và mùa xuân R50 và NHS giảm nhẹ trên hầu hết các khu vực thuộc lãnh thổ Việt Nam. Vào mùa hè, R50 và NHS giảm mạnh trên vùng Tây Bắc Bộ, Đông Bắc Bộ và Đồng Bằng Bắc Bộ. Sự biến đổi tăng thể hiện rõ rệt hơn trên một số khu vực thuộc vùng Nam Trung Bộ,
Tây Nguyên và Nam Bộ so với mùa đông và xuân. Sang mùa thu, biến đổi giảm trên khu vực Tây Bắc Bộ, Đông Bắc Bộ và Đồng Bằng Bắc Bộ yếu hơn so với trong mùa hè. Ngược lại, sự biến đổi tăng trên vùng Nam Trung Bộ và Tây Nguyên mạnh hơn và mở rộng hơn so với mùa hè.
Kết quả mô phỏng của chỉ số R50 và NHS trong mùa đông cho thấy mơ hình mơ phỏng tương đối tốt sự biến đổi giảm trên vùng Tây Bắc Bộ, Đông Bắc Bộ và Đồng Bằng Bắc Bộ. Tuy nhiên, mơ hình mơ phỏng sự biến đổi tăng trên khu vực ven biển vùng Nam Trung Bộ với mức độ mạnh hơn và mở rộng hơn. Vào mùa xuân kết quả mô phỏng cũng thể hiện được sự biến đổi giảm trên hầu hết các khu vực thuộc lãnh thổ Việt Nam. Mơ hình chưa thể hiện được những khu vực có sự biến đổi tăng trong mùa này.
Hình 3.20. Bản đồ sự biến đổi của chỉ số NHS theo các mùa giữa thời kỳ 1981-2000 và thời kỳ 1961-1980 của quan trắc và mơ hình (đơn vị: đợt; điểm chấm biểu thị có ý nghĩa thống kê).
Mùa hè là khoảng thời gian trùng với mùa mưa của nhiều khu vực ở Việt Nam. Trong mùa này, nguyên nhân hình thành và diễn biến của mưa lớn rất phức tạp. Có thể vì ngun nhân này mà mơ hình có thể mơ phỏng chưa tốt sự biến đổi của chỉ số R50 và NHS trong thời gian này. Sang mùa thu, mơ hình đã thể hiện tương đối tốt khu vực có sự biến đổi giảm trên vùng Tây Bắc Bộ, Đông Bắc Bộ, Đồng Bằng Bắc Bộ và khu vực có sự biến đổi tăng trên vùng Nam Trung Bộ. Số lượng ơ lưới có ý nghĩa thống kê nhận được từ kết quả mô phỏng nhiều hơn so với quan trắc. Các ô lưới có ý nghĩa thống kê tập trung ở khu vực ven biển vùng Nam Trung Bộ trong mùa đông, ở Tây Bắc Bộ và Đông Bắc Bộ trong mùa hè. Số ơ lưới có ý nghĩa thống kê phân bố tương đối thưa thớt trên khu vực Việt Nam trong mùa xuân và mùa thu.
Cả số liệu quan trắc và kết quả mơ phỏng của mơ hình đều cho thấy phân bố không gian sự biến đổi của hầu hết các chỉ số mưa lớn, mưa cực trị là khá phức tạp và sự thay đổi theo mùa khá rõ nét. Nếu chỉ dựa vào bản đồ phân bố sự biến đổi các chỉ số theo mùa thì khó có thể đánh giá được chính xác khả năng mơ phỏng của mơ hình. Do vậy, sự biến đổi của các chỉ số mưa lớn, mưa cực trị từ số liệu quan trắc và mô phỏng được xác định cho từng mùa nhằm đánh giá cụ thể hơn khả năng mô phỏng của mơ hình theo các mùa trong năm. Ngồi ra, hệ số tương quan thời gian và tỷ lệ ơ lưới có cùng sự biến đổi cũng được xác định cho từng mùa để cung cấp thêm thơng tin, đánh giá chính xác hơn khả năng mô phỏng mưa lớn, mưa cực trị của mơ hình.
Bảng 3.13. Sự biến đổi của các chỉ số mưa lớn, mưa cực trị theo các mùa trong năm trên lãnh thổ Việt Nam từ số liệu quan trắc (dấu * biểu thị có ý nghĩa thống kê). Mùa Rx1d (%) Rx5d (%) R95p (%) R99p (%) R50 (ngày) NHS (đợt) Đông 0,228 3,895 -2,18 -1,029 0,009 0,004 Xuân 1,991 5,802 -1,169 1,661 0,013 0,001 Hè -4,774 -4,706 -4,34 -4,014 -0,183 -0,122 Thu 6,528 3,644 1,428 14,407* 0,126 0,084
Sự biến đổi của các chỉ số mưa lớn, mưa cực trị trên lãnh thổ Việt Nam theo các mùa trong năm từ số liệu quan trắc được biểu diễn trên Bảng 3.13 và từ kết quả mơ phỏng của mơ hình được biểu diễn trên Bảng 3.14. Số liệu quan trắc cho thấy trong mùa đông các chỉ số Rx1d, Rx5d, R50 và NHS có sự biến đổi tăng. Trong đó, chỉ số R50 và NHS có mức độ tăng khơng đáng kể. Ngược lại, chỉ số R95p và R99p có sự biến đổi giảm trong mùa này. Vào mùa xuân, sự biến đổi của các chỉ số tương đối giống với sự biến đổi trong mùa đông ngoại trừ chỉ số R99p. Trong mùa hè, các chỉ số mưa lớn, mưa cực trị đều giảm và mức độ giảm tương đối đồng đều giữa các chỉ số Rx1d, Rx5d, R95p và R99p. Sang mùa thu, hầu hết các chỉ số có sự biến đổi tăng. Chỉ số Rx1d, R99p và R50 trong mùa thu thể hiện mức độ biến đổi mạnh hơn so với các mùa khác trong năm. Ý nghĩa thống kê của sự biến đổi đạt được với chỉ số R99p trong mùa thu. Hầu hết các chỉ số đều có mức ý nghĩa thống kê thấp hơn 95%.
Bảng 3.14. Sự biến đổi của các chỉ số mưa lớn, mưa cực trị theo các mùa trong năm trên lãnh thổ Việt Nam mơ phỏng bởi mơ hình RegCM4 (dấu * biểu thị có ý nghĩa thống kê). Mùa Rx1d (%) Rx5d (%) R95p (%) R99p (%) R50 (ngày) NHS (đợt) Đông 33,560* 37,465* -2,919 -2,81 0,154* 0,105* Xuân 17,920* 14,148* 2,249 5,572* 0,042* 0,037* Hè 18,171* 16,410* 4,063* 3,511* 0,363* 0,298* Thu 24,429* 20,967* 9,430* 9,930* 0,188* 0,138* Kết quả mô phỏng của mơ hình vào mùa đơng cho thấy mơ hình biểu diễn tương đối tốt sự biến đổi của các chỉ số mưa lớn, mưa cực trị nhưng với mức độ biến đổi lớn hơn so với quan trắc. Trong mùa xn, mơ hình cũng mơ phỏng quá về mức độ biến đổi của hầu hết các chỉ số mưa lớn, mưa cực trị. Đối với chỉ số R95p trong mùa xn, mơ hình mơ phỏng sự biến đổi ngược so với quan trắc. Vào mùa hè, sự biến đổi của các chỉ số mưa lớn, mưa cực trị mô phỏng bởi mơ hình ngược so với quan trắc. Sang mùa thu, mơ hình thể hiện khá tốt khả năng mơ phỏng sự biến
đổi của các chỉ số. Mức độ biến đổi của hầu hết chỉ số trong mùa này cũng được mơ hình mơ phỏng lớn hơn so với quan trắc. Trong cả bốn mùa, mô phỏng sự biến đổi của hầu hết các chỉ số đều có ý nghĩa thống kê.
Bảng 3.15. Hệ số tương quan thời gian của các chỉ số mưa lớn, mưa cực trị giữa mô phỏng và quan trắc theo các mùa trong năm.
Mùa Rx1d Rx5d R95p R99p R50 NHS
Đông 0,608 0,665 0,317 0,243 0,654 0,606
Xuân 0,363 0,511 0,084 0,163 0,276 0,303
Hè 0,127 0,156 -0,125 -0,053 -0,031 0,014
Thu 0,469 0,41 0,382 0,206 0,516 0,486 Hệ số tương quan thời gian của các chỉ số mưa lớn, mưa cực trị giữa mô phỏng và quan trắc theo các mùa trong năm được biểu diễn trên Bảng 3.15. Hệ số tương quan của nhiều chỉ số có giá trị tương đối cao trong mùa đơng và mùa thu. Trong mùa xuân và mùa hè, hệ số tương quan của các chỉ số khá thấp. Hệ số tương quan của chỉ số R95p, R99p và R50 có giá trị âm trong mùa hè.
Tỷ lệ ơ lưới có cùng sự biến đổi giữa quan trắc và mô phỏng trên khu vực Việt Nam theo các mùa trong năm được biểu diễn trên Bảng 3.16. Tỷ lệ ơ lưới có cùng sự biến đổi của chỉ số Rx1d, Rx5d và R95p có giá trị khá tương đồng nhau giữa các mùa. Tỷ lệ ơ lưới có cùng sự biến đổi của chỉ số R99 lớn nhất trong mùa hè. Trong mùa thu, tỷ lệ này có giá trị tương đối cao với hầu hết các chỉ số.
Bảng 3.16. Tỷ lệ ơ lưới có cùng sự biến đổi giữa quan trắc và mô phỏng theo
các mùa trong năm (%)
Mùa Rx1d Rx5d R95p R99p R50 NHS
Đông 48,084 51,724 45,977 33,716 16,284 15,134
Xuân 54,023 55,939 48,851 51,724 28,927 27,969
Hè 45,785 46,552 48,659 53,831 35,249 36,782
Qua so sánh sự biến đổi của các chỉ số mưa lớn, mưa cực trị nhận được từ số liệu quan trắc với mô phỏng và xem xét hệ số tương quan thời gian, tỷ lệ ơ lưới có cùng sự biến đổi trong các mùa có thể thấy khả năng mô phỏng sự biến đổi mưa lớn, mưa cực trị theo mùa của mơ hình RegCM4 như sau:
- Trong mùa đơng, mơ hình mơ phỏng khá phù hợp sự biến đổi của các chỉ số mưa lớn, mưa cực trị với mức độ biến đổi mạnh hơn so với quan trắc. Sự biến đổi của mưa lớn, mưa cực trị trên lãnh thổ Việt Nam được mơ hình mơ phỏng khá hợp lý. Điều này thể hiện qua hệ số tương quan trong mùa đông tương đối cao. Tuy nhiên, sự biến đổi của một số chỉ số trên khu vực Việt Nam trong mùa đơng được mơ hình mơ phỏng chưa hồn tồn phù hợp với quan trắc. Sự chưa phù hợp này thể hiện qua tỷ lệ ô lưới có cùng sự biến đổi của chỉ số R99p, R50 và NHS thấp hơn so với các mùa khác.
- Trong mùa xn và mùa hè, mơ hình mơ phỏng sự biến đổi của các chỉ số mưa lớn, mưa cực trị chưa tốt. Thể hiện qua hệ số tương quan của nhiều chỉ số có giá trị tương đối thấp. Tuy nhiên, giá trị của tỷ lệ ơ lưới có cùng sự biến đổi thì cao hơn so với mùa đông.
- Trong mùa thu, kết quả mô phỏng của mơ hình là tốt nhất trong bốn mùa. Điều này thể hiện qua hệ số tương quan và tỷ lệ ơ lưới có cùng sự biến đổi trong