CHƯƠNG II : PHƯƠNG PHÁP ADT VÀ SỐ LIỆU THỬ NGHIỆM
3.2. Đánh giá sai số ví trị và cường độ bão giữa ADT và Best track Việt Nam
3.2.2. Sai số cường độ
sai số tốc độ gió cực đại và chỉ số khí áp thấp nhất giữa kết quả của phương pháp ADT so với best track của Việt Nam.
Hình 3.2: Biểu đồ phân tán tốc độ gió cực đại (kts) giữa ADT và best track trong các cơn bão trên biển Đơng từ năm 2010 - 2015 có dạng: tâm nhúng đĩa mây (EMBC), dạng mắt (EYE), dạng lệch tâm (SHEAR), dạng băng cuốn (CRVBND), dạng khối mây dày đặc phủ trên vùng tâm bão có sự thay đổi lớn trong vùng CDO
(IRRCDO) và khối mây đậm đặc phủ vùng tâm có nhiệt độ đồng đều (UNIFRM)
Bảng 3.3: Trung bình tốc độ gió cực đại (kts) và MAE của ADT và best track cho từng loại mẫu mây bão trong các cơn bão trên biển Đông từ năm 2010 - 2015
Loại mẫu mây
SHEAR CRVBND IRRCDO UNIFRM EMBC EYE
Trung bình Vmax Best track 38.6 42.7 44.6 56.9 59.6 87 Trung bình Vmax ADT 37.1 46.8 49.4 67.4 69.5 111 Chênh lệch ADT - Best track -1.5 4.1 4.8 10.5 9.9 24
Phần trăm sai số trung bình
Vmax (%) 4 9,6 10,8 18,4 16,6 27,6 MAE của ADT và best track 6.3 8.1 7.3 13.1 12.7 24.4
Biểu đồ phân tán hình 3.2 và bảng 3.3 cho thấy bão càng mạnh sai số tốc độ gió cực đại càng lớn. Trung bình giá trị tốc độ gió cực đại trong phương pháp ADT đều đưa ra kết quả lớn hơn so với best track. Riêng với trường hợp các cơn bão dạng lệch tâm (SHEAR) cho kết quả trung bình tốc độ gió cực đại là nhỏ hơn so với best track thực tế khoảng gần 1.5kts và giá trị MAE bằng 6.3 là nhỏ nhất. Dạng SHEAR là dạng có cường độ bão nhỏ nhất, đồng thời hệ số tương quan trong bảng 3.5 là rất nhỏ và bằng -0.01 vì vậy giá trị trên khơng phản ánh được kết quả chính xác. Dạng EYE cho kết quả sai số tốc động gió cực đại là lớn nhất trong 6 loại mẫu mây bão thể hiện bằng đường hồi quy tuyến tính giữa ADT và best track nằm cách xa đường hồi quy ADT bằng best track nhất và trung bình sai số tốc độ gió cực đại của dạng mắt lớn hơn khoảng 24kts so với best track tương đương sai số đến 27% và giá trị MAE cũng lớn nhất. Với dạng băng cuốn (CRVBND) đường hồi quy tuyến tính giữa ADT và best track gần như song song và sát với đường hồi quy ADT bằng best track nhất và giá trị trung bình tốc độ gió cực đại của ADT chỉ lớn hơn best track khoảng 4kts tương đương với 9,6% sai số, như vậy dạng CRVBND cho kết quả sai số tốc độ gió cực đại là tốt nhất. Với 3 dạng mây bão: EMBC, IRRCDO và UNIFRM đưa ra kết quả trung bình tốc độ gió cực đại của ADT lớn hơn 5 - 10kts so với best track.
Bảng 3.4: Trung bình trị số khí áp thấp nhất (mb) và MAE của ADT và best track cho từng loại mẫu mây bão trong các cơn bão trên biển Đông từ năm 2010 - 2015
Loại mẫu mây
SHEAR CRVBND IRRCDO UNIFRM EMBC EYE
Trung bình Pmin của Best track 995.1 991.8 990 978.7 976.7 943.1 Trung bình Pmin của ADT 999.2 994.4 993.1 981.6 980 946.6 Chênh lệch ADT - Best track 4.1 2.6 3.1 2.9 3.3 3.5 Phần trăm sai số trung bình Pmin 0,4 0,26 0,3 0,3 0,34 0,37
MAE của ADT và Best track 5.2 6.4 7.3 9,0 7.5 11.3 Hình 3.3 và bảng 3.4 cho thấy kết quả trung bình trị số khí áp thấp nhất của ADT đưa ra đều lớn hơn so với best track trong các dạng mây bão và chênh lệch giá trị trung bình này nhỏ, phổ biến dưới 4mb. Với phần trăm sai số trung bình của khí áp thấp nhất mà ADT đưa ra so với best track trong các loại mây bão đều rất nhỏ. Giá trị sai số tuyệt đối trung bình trong trường hợp EYE là lớn nhất. Trường hợp các cơn bão dạng lệch tâm (SHEAR) và mắt (EYE) cho kết quả sai số trị số khí áp thấp nhất là lớn nhất. Như vậy, dạng SHEAR trong đánh giá bằng trị số khí áp thấp nhất cho kết quả phản ánh đúng hơn so với đánh giá của ADT và best track qua tốc độ gió cực đại.
Bảng 3.5: Hệ số tương quan tốc độ gió cực đại (Vmax) và trị số khí áp thấp nhất (Pmin) cho từng loại mẫu mây bão giữa ADT và best track
Loại mẫu mây Hệ số tương quan
giữa ADT và best track SHEAR CRVBND IRRCDO UNIFRM
EMBC EYE
Vmax (kts) -0.01 0.63 0.7 0.77 0.83 0.84 Pmin (mb) 0.45 0.63 0.68 0.75 0.84 0.82
Hình 3.4: Hệ số tương quan tốc độ gió cực đại và trị số khí áp thấp nhất giữa ADT và best track của các loại mây bão
Qua bảng 3.5 và hình 3.4 thấy trường hợp mây bão dạng SHEAR có hệ số tương quan tốc độ gió cực đại và trị số khí áp thấp nhất là nhỏ nhất. Hệ số tương quan trong trường hợp tốc độ gió cực đại của của ADT so với best track với dạng mây SHEAR là rất thấp và bằng -0.01. Còn các trường hợp mây bão khác cho hệ số tương quan cao dao động trong khoảng 0.7 đến 0.84 và hệ số tương quan giữa tốc độ gió cực đại và trị số khí áp thấp nhất của mỗi dạng mây bão cho giá trị khá trùng nhau. Hai hệ số tương quan này có giá trị cao nhất là trường hợp mây bão có dạng tâm nhúng đĩa mây và dạng mắt dao động trong khoảng 0.82 - 0.84. Như vậy, bão có cường độ càng mạnh thì tương quan càng cao.
Hình 3.1 và 3.4 cho thấy trung bình sai số vị trí tâm bão càng nhỏ thì hệ số tương quan càng lớn. Trường hợp bão có mắt có giá trị trung bình sai số vị trí là nhỏ nhất thì hệ số tương quan tốc độ gió cực đại giữa ADT và best track là lớn nhất trong các loại mây bão.
3.3. Đánh giá sai số ví trị và cường độ bão giữa ADT và best track Việt Nam theo phân chia cấp bão
Tương tự mục 3.1, trong phần này sẽ đi đánh giá sai số vị trí và cường độ bão trong các cơn bão trên biển Đông từ năm 2010 - 2015 giữa kết quả ADT đưa ra và best track Việt Nam theo phân chia cấp bão thành 3 cấp bão: bão (cấp 8 - 9), bão
3.3.1. Sai số vị trí
Qua hình 3.5 với cách phân chia tập số liệu đánh giá trong các cơn bão trên biển Đông từ năm 2010 - 2015 theo cấp bão thấy rằng cấp bão càng mạnh thì trung bình sai số vị trí giữa best track và ADT càng giảm. Trung bình sai số vị trí của ADT so với best track có giá trị nhỏ nhất trong cả 3 trường hợp vào khoảng 33 km tương ứng với những cơn bão rất mạnh có cường độ ≥ cấp 12 trở lên. Cịn những cơn bão có cấp độ khơng mạnh (cấp 8 - 9) thì sai số vị trí mà ADT đưa ra so với best track là lớn nhất (khoảng 39 km).
Hình 3.5: Trung bình sai số vị trí giữa ADT và best track theo phân chia cấp bão trong các cơn bão trên biển Đông từ năm 2010 - 2015
3.3.2. Sai số cường độ
Qua biểu đồ phân tán tốc độ gió cực đại giữa ADT và best track (hình 3.6) thì đường hồi quy tuyến tính giá trị tốc độ gió cực đại và trị số khí áp thấp nhất trong phương pháp ADT so với best track đều nằm trên đường hồi quy ADT bằng best track. Như vậy kết quả tốc độ gió cực đại và trị số khí áp thấp nhất mà ADT đưa ra trong cách phân chia thành các cấp bão này tiếp tục lớn hơn so với best track. Sai số tốc độ gió cực đại trong trường hợp bão rất mạnh (cấp ≥ 12) là lớn nhất trong 3 trường hợp của phân cấp theo cường độ bão.
Hình 3.6: Biểu đồ phân tán tốc độ gió cực đại (kts) và trị số khí áp thấp nhất (mb) giữa ADT và best track theo cấp bão của các cơn bão trên biển Đông từ 2010 - 2015
Bảng 3.6: Trung bình tốc độ gió cực đại (kts) và MAE theo các cấp bão trong các cơn bão trên biển Đông từ năm 2010 - 2015
Phân cấp bão Cấp 8 - 9 Cấp 10 - 11 Cấp ≥ 1 2
Trung bình Vmax của Best track 39.4 54.4 80.2 Trung bình Vmax của ADT 45.9 60.2 96.3 Chênh lệch ADT - Best track 6.5 5.8 16.1 Phần trăm sai số trung bình Vmax (%) 1,6 10,6 20
MAE của ADT và Best track 8.6 10.5 18.7
Bảng 3.6 cho thấy hai trường hợp bão và bão mạnh (cấp 8 - 11) kết quả trung bình tốc độ gió cực đại và MAE mà ADT đưa ra so với best track tốt hơn so với trường hợp bão rất mạnh (cấp ≥ 12). Với phần trăm sai số trung bình của tốc độ gió cực đại tăng lên khi bão có cường độ càng mạnh.
Bảng 3.7: Trung bình trị số khí áp thấp nhất (mb) và MAE theo các cấp bão trong các cơn bão trên biển Đông từ năm 2010 - 2015
Phân cấp bão Cấp 8 - 9 Cấp 10 - 11 Cấp ≥ 1 2
Trung bình Pmin của Best track 995.1 981.8 953 Trung bình Pmin của ADT 998.3 984.8 956.7 Chênh lệch ADT - Best track 3.2 3 3.7 Phần trăm sai số trung bình Pmin (%) 0.32 0.3 0.39
MAE của ADT và Best track 4.9 9.7 11.7
Còn bảng 3.7 cho thấy kết quả chênh lệch trung bình trị số khí áp trong cách phân chia cấp bão của ADT và best track vẫn cho kết quả rất nhỏ. Với giá trị chênh lệch trung bình của 3 dạng cấp bão đều dưới 4mb và với cấp bão rất mạnh (cấp ≥ 12) thì chênh lệch trung bình trị số khí áp thấp nhất mà ADT đưa ra so với best track là lớn nhất nhưng cũng không lớn hơn nhiều so với 2 trường hợp còn lại. Đồng thời phần trăm sai số trung bình khí áp thấp nhất vẫn rất nhỏ như với trường hợp đánh giá sai số cường độ qua trung bình khí áp thấp nhất của phân loại thành các dạng mây bão. Sai số tuyệt đối trung bình tăng khi cường độ bão tăng, nhất là trường hợp bão có cường độ rất mạnh.
Bảng 3.8: Hệ số tương quan tốc độ gió cực đại và trị số khí áp thấp nhất theo cấp bão của ADT và best track trong các cơn bão trên biển Đông từ năm 2010 - 2015
Phân cấp bão Hệ số tương quan
giữa ADT và best track Cấp 8
- 9 Cấp 10 - 11 Cấp ≥ 1 2 Vmax (kts) 0.36 0.37 0.81 Pmin (mb) 0.39 0.41 0.78
Hệ số tương quan trong bảng 3.8 đưa ra kết quả rất tương đồng với trường hợp phân chia theo dạng mây bão được trình bày trong phần 3.2. Đó là bão có cường độ càng mạnh thì hệ số tương quan giữa tốc độ gió cực đại và trị số khí áp thấp nhất càng lớn.