Hạn (giờ) Sai số KC TBTH (km) Độ tán (km) Độ tin cậy
6 92 24 B 12 75 53 B 18 60 89 B 24 78 122 A 30 101 168 B 36 67 225 B 42 44 311 B 48 35 413 B 54 50 531 B 60 70 666 B 66 90 826 C 72 46 1022 C 78 35 1246 C 84 40 1478 C 90 56 1736 C 96 65 2045 C 102 45 2387 C 108 40 2734 C 114 199 3061 C 120 263 3419 C
Trong trường hợp thử nghiệm này, hệ thống dự báo tổ hợp cho độ tin cậy
cao trong 60 giờ dự báo đầu tiên cho sai số ở mức thấp, tại các hạn dự báo tiếp theo độ tin cậy giảm, điều này chứng tỏ độ tán tổ hợp tại các hạn dự báo sau 60 giờ lớn hơn độ tán trung bình dự báo tại các trường hợp trong quá khứ dẫn tới sai số vị trí lớn.
3.5 Đề xuất quy trình dự báo bão hạn 5 ngày bằng hệ thống dự báo tổ hợp dựa trên phương pháp nuôi nhiễu. hợp dựa trên phương pháp nuôi nhiễu.
Từ kết quả nghiên cứu trên đề xuất một quy trình dự báo bão như sau
(hình 3.37):
1/ Lấy số liệu GFS tại thời điểm làm dự báo và các Obs trước thời điểm
làm dự báo 6, 12, 18 và 24 giờ (các trường này dùng để xây dựng nhiễu
môi trường ban đầu cho hệ thống).
2/ Tiếp tục lấy số liệu GFS và vị trí tâm và cường độ bão thực được phát báo tại trung tâm quốc tế ở các thời điểm dự báo tiếp theo 06, 12, 18 và 24 giờ tại trang web http://weather.unisys.com (như vậy cần đợi thêm 1
122
này dùng cho hệ thống ni nhiễu xốy và nhiễu môi trường).
3/ Lấy số liệu nhiệt độ nước biển tuần của NASA (tại trang web ftp://oceans.gsfc.nasa.gov)
4/ Kích hoạt hệ thống dự báo tổ hợp bão thực hiện những việc sau: a) Tạo nhân ban đầu
b) Nuôi nhiễu
c) Tùy thuộc hệ thống máy tính để chọn số lượng trường ban đầu (9, 20, 25, 31, 39 thành phần)
d) Dự báo quỹ đạo bão hạn 120 giờ bằng mơ hình RAMS với số lượng
trường ban đầu chọn ở bước c.
e) Xác định tâm bão
5/ Sử dụng phương pháp siêu tổ hợp tương ứng với số thành phần chọn trong bước 4c để xây dựng phương trình dự báo quỹ đạo bão.
6/ Hiển thị sản phẩm dự báo bằng hình ảnh và đưa lên mạng (quỹ đạo, cường độ bão)
Hiện tại, quy trình đang tiếp tục được thử nghiệm và kết quả dự báo quỹ đạo bão trên khu vực Tây Bắc Thái Bình Dương hạn 5 ngày được đưa lên
trang web: www.dubaobao5ngay.vn.
123
KẾT LUẬN
Qua kết nghiên cứu về khả năng dự báo quỹ đạo bão ảnh hưởng đến
Việt Nam hạn 5 ngày bằng phương pháp tổ hợp các sản phẩm ni những dao
động phát triển nhanh của mơ hình RAMS, luận án đã thực hiện được một số
kết quả. Từ kết quả rút ra một số kết luận sau:
1/ Đã đưa ra tổng quan về hệ thống dự báo tổ hợp bằng phương pháp nuôi nhiễu để dự báo thời tiết và dự báo bão trên thế giới và Việt Nam.
2/ Xây dựng được hệ thống dự báo tổ hợp quỹ đạo bão ở Việt Nam bằng phương pháp nuôi nhiễu phát triển với các chương trình tạo ra nhân nhiễu
động ban đầu bằng phương pháp dự báo trễ và nuôi những dao động phát
triển nhanh cho trường môi trường và trường xốy bão trên mơ hình RAMS. Sử dụng hệ thống này để dự báo quỹ đạo cho 30 cơn bão trong 5 mùa bão (từ
năm 2009 đến 2013 gồm 199 trường hợp). Kết quả dự báo theo hệ thống dự
báo tổ hợp đã xây dựng cho thấy: Các dự báo thành phần của tổ hợp có độ tán rộng, tán về 2 phía của đường quỹ đạo thực và đường dự báo kiểm tra, kết quả hoàn toàn phù hợp với lý thuyết tổ hợp của Kalnay. Hệ thống dự báo tổ hợp cho dự báo hạn từ 1 đến 5 ngày tốt hơn so với dự báo kiểm tra (cả về hướng di chuyển và sai số khoảng cách tâm bão).
3/ Xây dựng được các phương trình dự báo tổ hợp bằng phương pháp tổ hợp trung bình đơn giản và siêu tổ hợp ở các hạn dự báo 24, 48, ..., 120 giờ cho Việt Nam. Kết quả dự báo từ các phương trình dự báo này cho kết quả dự báo tốt hơn so với dự báo kiểm tra và phương pháp tổ hợp trung bình đơn giản về cả sai số khoảng cách và hướng di chuyển cụ thể:
124
a) Kết quả đánh giá sai số khoảng cách của 39 thành phần cho 4 mùa bão (từ 2009 đến 2012) thì phương án sử dụng mơ hình RAMS với sơ đồ
đối lưu KUO và sử dụng trường nuôi nhiễu âm 1 (KUO-01) là tốt nhất. Phương án này cho sai số khoảng 160, 250, 330, 430 và 530 km ứng với
các hạn dự báo 24, 48, 72, 96 và 120 giờ.
b) Kết quả đánh giá sai số khoảng cách của phương án tổ hợp trung bình đơn giản cho 39 thành phần của mùa bão (từ 2009 đến 2012) cho sai số khoảng cách nhỏ hơn so với phương án tốt nhất (KUO-01). Cụ thể sai số khoảng cách cho các hạn dự báo 24, 48, 72, 96 và 120 giờ là khoảng 130, 220, 280, 350 và 450 km.
c) Kết quả dự báo quỹ đạo bão bằng phương pháp siêu tổ hợp với 25 thành phần và phương pháp trung bình tổ hợp trên bộ số liệu độc lập của 2 mùa bão (2012 và 2013) cho thấy dự báo bằng phương pháp siêu tổ hợp là tối ưu ở các hạn dự báo, cụ thể: sai số khoảng cách cho các hạn dự báo 24, 48, 72, 96 và 120 giờ là khoảng 125, 197, 265, 275 và 354 km. 4/ Thử nghiệm xây dựng phương án dự báo bằng các vòng tròn xác suất, kết quả cho thấy vị trí bão thực tại các hạn dự báo nằm trong các vòng tròn xác suất tương ứng.
5/ Hệ thống dự báo tổ hợp bão hạn 5 ngày được xây dựng thành quy trình dự báo bão và đang được sử dụng thử nghiệm tại trường ĐHKHTN. Kết quả dự báo quỹ đạo và cường độ được đưa lên trang web dubaobao5ngay.vn.
Kiến nghị: Cần tiếp tục nghiên cứu phương pháp tạo các trường ban đầu
để dự báo quỹ đạo bão cho các mơ hình khác. Bên cạnh đó cần thử nghiệm và
125
DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
1. Trần Tân Tiến, Công Thanh (2009), “Dự báo tổ hợp chuyển động của
xoáy thuận nhiệt đới bằng mơ hình RAMS và phương pháp ni nhiễu phát triển nhanh”, Tạp chí khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội. Khoa học Tự nhiên
và Công nghệ T.25 (3S), tr.
2. Công Thanh, Nguyễn Tiến Toàn (2010), “Thử nghiêm dự báo mưa lớn
cho các tỉnh Đà Nẵng đến Quảng Ngãi thời hạn từ 1 đến 2 ngày bằng mơ hình RAMS”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ T. 26 (3S), tr. 449-456
3. Trần Tân Tiến, Công Thanh, Nguyễn Thị Hoàng Anh (2010), “Dự báo
quỹ đạo bão trên Biển Đông bằng phương pháp tổ hợp theo trọng số”, Tạp chí
Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ T. 26 (3S), tr. 457-
462
4. Tran Tan Tien, Cong Thanh, (2010), “Ensemble forecast of tropical
cyclone motion using RAMS model and Breeding of Growing Modes
method”, International Coference on QPE and QPF and
hydrology, Nanjing,China.
5. Công Thanh, Trần Tân Tiến (2011), “Thử nghiệm dự báo bão hạn 3 ngày ở Biển Đông bằng hệ thống dự báo tổ hợp sử dụng phương pháp nuôi
nhiễu”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ T. 27(3S), tr. 58-69
6. Trần Tân Tiến, Công Thanh, Nguyễn Thị Phượng (2012), “Dự báo
cường độ bão bằng mơ hình WRF hạn 5 ngày trên khu vực Biển Đơng”, Tạp
chí khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội. Khoa học Tự nhiên và Công nghệ T.
28 (3S) tr.155 -160
7. Tran Tan Tien, Cong Thanh, Hoang Thanh Van, and Chanh Kieu (2012), “Two-dimensional Retrieval of Typhoon Tracks from an Ensemble of Multi-Model Outputs”, Wea. Forecasting, pp. 451-461.
8. Thanh, Trần Tân Tiến (2013), “Đánh giá kết quả dự báo quỹ đạo bão ở Biển Đông hạn 5 ngày bằng hệ thống dự báo tổ hợp trên mơ hình RAMS”,
126
Tạp chí khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội. Khoa học Tự nhiên và Công nghệ T. 2 (1S), tr. 141-146.
9. Công Thanh, Trần Tân Tiến (2013), “Xây dựng hệ thống dự báo tổ hợp bão ở Biển Đông hạn 5 ngày bằng phương pháp nuôi nhiễu”, Tạp chí khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội. Khoa học Tự nhiên và Công nghệ T. 29(1S),
tr. 147-153.
10. Trần Tân Tiến, Hoàng Thị Thủy, Công Thanh, Bùi Minh Tuân (2013), “Dự báo tổ hợp quỹ đạo bão trên khu vực Biển Đông hạn 5 ngày”, Tuyển tập
báo cáo Hội thảo Khoa học Quốc gia về Khí tượng, Thủy văn, Mơi trường và Biến đổi khí hậu lần thứ XVI. Tập 1. Khí tượng-Khí hậu, Khí tượng nơng nghiệp và Biến đổi khí hậu. NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội, tr. 77-81
127
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Kiều Quốc Chánh (2011), “Tổng quan hệ thống đồng hóa bộ lọc Kalman tổ hợp và
ứng dụng cho mô hình dự báo thời tiết WRF”, Tạp chí Khoa học Đại học Quốc Gia Hà Nội, T.27 (1S), tr. 17-29.
2. Hoàng Đức Cường (2004), “Nghiên cứu thử nghiệm áp dụng mơ hình khí tượng
động lực qui mô vừa MM5 trong dự báo hạn ngắn ở Việt Nam”, Đề Tài nghiên
cứu và công nghệ cấp bộ Tài Nguyên Môi Trường.
3. Hoàng Đức Cường, Trần Thị Thảo, Nguyễn Như Toàn (2005), “Ứng dụng phương
pháp dự báo tổ hợp cho mơ hình MM5”, Hội thảo khoa học lần thứ 9 - Viện Khí
tượng Thủy văn.
4. Hồng Đức Cường (2011), “Nghiên cứu ứng dụng mơ hình WRF phục vụ dự báo
thời tiết và bão ở Việt Nam”, Đề Tài nghiên cứu và công nghệ cấp bộ TNMT. 5. Bùi Hoàng Hải, Nguyễn Quang Trung (2011), “Xây dựng mơ hình đối xứng tựa
cân bằng để nghiên cứu sự tiến triển của xoáy thuận nhiệt đới”, Tạp chí đại học
QGHN, T.27(1S), tr. 71-80.
6. Võ Văn Hòa (2005), “Lựa chọn mực dòng dẫn tối ưu cho mơ hình chính áp dự báo quỹ đạo bão WBAR gió tiếp tiếp đối xứng giả tối ưu cho mơ hình chính áp dự báo quĩ đạo bão WBAR”, Tạp chí Khí tượng Thủy văn (536), tr. 6-19.
7. Võ Văn Hòa, Đỗ Lệ Thủy, Nguyễn Chi Mai (2006a), “Các phương pháp tạo nhiễu
động trong dự báo tổ hợp quỹ đạo xoáy thuận nhiệt đới. Phần I: Giới thiệu phương pháp và hướng áp dụng cho điều kiện ở Việt Nam”, Tạp chí Khí tượng Thủy văn
(541), tr. 23-32.
8. Võ Văn Hòa, Đỗ Lệ Thủy, Nguyễn Chi Mai (2006b), “Các phương pháp tạo nhiễu
động trong dự báo tổ hợp quỹ đạo xoáy thuận nhiệt đới. Phần II: Một số kết quả
nghiên cứu”, Tạp chí Khí tượng Thủy văn (543), tr. 21-31.
9. Võ Văn Hòa (2006c), “Dự báo quỹ đạo xoáy thuận nhiệt đới dựa trên dự báo tổ hợp hàng nghìn thành phần”, Tạp chí Khí tượng Thủy văn (547), tr. 7-18.
10. Võ Văn Hòa (2008),” Nghiên cứu ứng dụng dự báo tổ hợp cho một số trường dự báo bão”. Đề Tài nghiên cứu cấp bộ Tài Nguyên Môi Trường.
11. Võ Văn Hòa (2012), “Nghiên cứu phát triển hệ thống dự báo tổ hợp thời tiết
hạn ngắn cho khu vực Việt Nam”, Đề Tài nghiên cứu cấp bộ Tài Nguyên Môi
Trường.
12. Nguyễn Chi Mai, Nguyễn Thu Hằng (2004), “Phương pháp dự báo tổ hợp và khả
128
13. Đặng Thị Hồng Nga (2006), “Nghiên cứu ứng dụng và cải tiến sơ đồ phân tích xốy trong dự báo quĩ đạo bão bằng phương pháp số”, Đề Tài nghiên cứu cấp bộ
Tài Nguyên Môi Trường.
14. Nguyễn Thị Minh Phương (2003), “Lựa chọn một tham số cho sơ đồ ban đầu hóa xốy trong mơ hình chính áp dự báo đường đi của bão trên Biển Đơng”, Tạp chí
Khí tượng Thủy văn (516), tr. 13-32.
15. Nguyễn Thị Minh Phương (2005), “Hiệu chỉnh cơng thức tính thành phần xốy bất
đối xứng trong sơ đồ ban đầu hóa xốy”, Tạp chí Khí tượng Thủy văn (529), tr. 35-
45.
16. Phan Văn Tân, Kiều Thị Xin, Nguyễn Văn Sáng, Nguyễn Văn Hiệp (2002a), “Kỹ
thuật phân tích tạo xốy ban đầu cho mơ hình chính áp dự báo quĩ đạo bão”, Tạp
chí Khí tượng Thủy văn (493), tr.13-22.
17. Phan Văn Tân, Nguyễn Văn Sáng (2002b), “Mơ hình chính áp WBAR và khả năng ứng dụng dự báo bão khu vực Tây Bắc Thái Bình Dương và Biển Đơng”, Tạp chí
Khí tượng Thủy văn, (493), tr. 27-33.
18. Phan Văn Tân, Bùi Hoàng Hải (2003), “Về một phương pháp ban đầu hóa xốy ba
chiều”, Tạp chí Khí tượng Thủy văn (515), tr. 1-12.
19. Phan Văn Tân, Bùi Hồng Hải (2004), “Ban đầu hóa xốy ba chiều cho mơ hình
MM5 và ứng dụng trong dự báo quỹ đạo bão”, Tạp chí Khí tượng Thủy văn (526), tr. 14-25.
20. Phan Văn Tân, Nguyễn Lê Dũng, 2009: “Thử nghiệm ứng dụng hệ thống WRF-
VAR kết hợp với sơ đồ ban đầu hóa xốy vào dự báo quĩ đạo bão trên Biển
Đơng.”, Tạp chí Khí tượng Thủy văn (583), tr. 1-9.
21. Nguyễn Văn Thắng (2010), “Nghiên cứu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến các
điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên và đề xuất các giải pháp chiến lược
phòng tránh, giảm nhẹ và thích nghi, phục vụ phát triển bền vững kinh tế xã- hội ở Việt Nam” Đề tài cấp nhà nước KC.08.13/06-10.
22. Trần Tân Tiến (2004), “Xây dựng mơ hình dự báo các trường khí tượng thủy văn vùng Biển Đông”, Đề tài cấp nhà nước KC.09.04.
23. Trần Tân Tiến, Công Thanh, Lê Thị Hồng Vân, Trần Ngọc Vân, Lê Quốc Huy, Đỗ Lệ Thủy, Võ Văn Hòa (2008), “Dự báo bão bằng các mơ hình số”, Tuyển tập báo
cáo hội thảo khoa học lần thứ nhất (đề tài KC08) T.1, tr. 38-45.
24. Trần Tân Tiến, Công Thanh, Nguyễn Minh Trường, Trần Duy Hiền (2009a), “Dự báo quỹ đạo bão Xangsane bằng mơ hình MM5 kết hợp với cài xốy nhân tạo và cập nhật số liệu địa phương khu vực Việt Nam”, Tạp chí Khoa học Đại học Quốc
Gia Hà Nội T.25 (1S), tr. 103-108.
25. Trần Tân Tiến, Công Thanh, Nguyễn Minh Trường, Trần Duy Hiền (2009b), “Đánh giá bước đầu khả năng dự báo quỹ đạo bão bằng mơ hình MM5 kết hợp với cài xoáy nhân tạo và cập nhật số liệu địa phương khu vực Việt Nam”, Tạp chí Khoa học Đại học Quốc Gia Hà Nội, T.25 (1S), tr. 109-114.
26. Trần Tân Tiến, Lê Thị Hồng Vân (2009c), “Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố cấu thành xốy nhân tạo trong đồng hóa số liệu xốy giả bằng mơ hình WRF đối với cơn
129
bão Lêkima”, Tạp chí khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội, T.25 (1S), tr. 508-516. 27. Trần Tân Tiến, Công Thanh (2009d), “Dự báo tổ hợp chuyển động của xốy thuận
nhiệt đới bằng mơ hình RAMS và phương pháp nuôi các nhiễu phát triển nhanh”,
Tạp chí khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội T.25(3S), tr.523.
28. Trần Tân Tiến, Phạm Thị Minh, Hồng Thanh Vân, Cơng Thanh, Lê Thị Hồng
Vân, Lê Quang Hưng (2009e), “Dự báo quỹ đạo bão trên Biển Đông bằng phương
pháp siêu tổ hợp”, Tạp chí Khoa học Đại học Quốc Gia Hà Nội T.25 (1S), tr. 517. 29. Trần Tân Tiến (2010), “Xây dựng cơng nghệ dự báo liên hồn bão, nước dâng và
sóng ở Việt Nam bằng mơ hình số với thời gian dự báo trước 3 ngày”, Đề tài cấp
nhà nước KC.08.05.
30. Nguyễn Minh Trường ( 2009), Nghiên cứu mô phỏng mưa đối lưu bằng mô hình RAMS cho khu vực Trung bộ, Luận án Tiến sĩ Khí tượng học, Đại học Quốc gia Hà
Nội, Hà Nội.
31. Đinh văn Ưu (2009), "Đánh giá quy luật biến động dài hạn và xu thế biến đổi số