CHƯƠNG 10: CƠ SỞ LÝ THUYẾT HIỆU CHỈNH MÂY VỆ TINH Hiện tại, ở Việt Nam, việc được đầu tư trang bị hệ thống radar để dự báo thời
10.2 DỮ LIỆU MƯA VỆ TINH VÀ NGUYÊN NHÂN CẦN HIỆU CHỈNH .1 Dữ liệu mưa vệ tinh
Với mỗi phương pháp đo như trình bày ở trên sẽ cho một kiểu dữ liệu về mưa khác nhau. Ở đây sẽ tập trung nghiên cứu cách sử dụng dữ liệu mưa đo bằng công
nghệ viễn thám (mây vệ tinh). Mây vệ tinh được sử dụng trong IFAS gồm có mây vệ tinh của Mỹ (NASA) và mây vệ tinh của nhật (JAXA).
Bảng 10.1. Một số đặc trưng của mưa vệ tinh Mỹ và Nhật
Tên dữ liệu mưa 3B42RT GSMaP_NRT
Cơ quan xây dựng NASA JAXA
Phủ sóng 500Bắc-500Nam 600Bắc-600Nam
Độ phân giải không gian 0.250 0.10
Độ phân giải thời gian 3 giờ 1 giờ
Thời gian trễ 6 giờ 4 giờ
Mỗi loại dữ liệu mây có một số version khác nhau để đặc trưng cho mỗi thời gian đo.
Bảng 10.2. Khoảng thời gian đo của từng dữ liệu mưa
Tên dữ liệu mưa Thời gian đo GSMaP_MVK Từ 1/2003 đến 12/2006
GSMaP_NRT Từ 12/2007 đến nay 3B42RT (V5) Từ 2/2002 đến 2/2009 3B42RT (V6) Từ 10/2008 đến nay
IFAS cho phép người dùng có thể hiệu chỉnh mây vệ tinh GSMaP. Dữ liệu mây vệ tinh được sử dụng là dữ liệu do quan trắc viễn thám được download miễn phí từ trang web của Nhật. Bản đồ mưa vệ tinh toàn cầu – GSMaP là một dự án nhằm thúc đẩy việc nghiên cứu “Thành lập bản đồ mưa toàn cầu độ phân giải cao bằng cách sử dụng số liệu vệ tinh” được tài trợ bởi JSTA (Japan Science and Technology Agency).
10.2.2 Nguyên nhân cần phải hiệu chỉnh mưa vệ tinh.
Tác giả nghiên cứu sử dụng mây vệ tinh vào lưu vực sông Kon tại Bình Định.
Qua quá trình quan trắc đã cho thấy giữa mưa thực đo và mưa từ vệ tinh có sự sai khác rất lớn, kết quả như sau:
Bảng 10.3: Tỉ lệ lỗi sai giữa mưa thực đo và mưa từ mây vệ tinh
Thứ tự Mưa thực đo (mm/6h)
Mưa GSMaP (mm/6h)
ε
(%)
Lần 1 744 133.47 82.06
Lần 2 420 119.28 71.60
Lần 3 400 113.44 71.64
Lần 4 380 111.02 70.78
Lần 5 330 106.18 67.82
Lần 6 310 101.33 67.31
Lần 7 849 563.76 33.60
Lần 8 756 323.65 57.19
Lần 9 512 223.59 56.33
Lần 10 42 41.559 1.05
Qua những thực tế trên ta có thể thấy rằng lượng mưa được tính toán từ mây vệ tinh luôn đánh giá thấp lượng mưa so với lượng mưa thực đo. Vậy nên muốn dùng mưa vệ tinh để tiến hành cảnh báo cho công tác vận hành hồ chứa cần hiệu chỉnh mây vệ tinh. Vậy, do đâu mà có sự sai khác trên.
10.2.3 Nguyên nhân có sự sai khác giữa mưa vệ tinh và mưa thực đo.
Như dữ liệu ở bảng 10.3 ta thấy: 9 lần đo đầu tiên dữ liệu mưa vệ tinh và mưa thực đo sai lệch rất nhiều và mưa vệ tinh luôn nhỏ hơn mưa thực đo. Ở lần thứ 10 sự sai khác là không đáng kể. Vậy tại sao lại có sự khác biệt giữa lần đo thứ 10 và 9 lần đo còn lại?
Trong một nghiên cứu đã được công bố bởi Trung tâm Quốc tế về nước và quản lý rủi ro dưới sự bảo trợ của UNESCO, sự sai khác giữa mưa thực đo và mưa vệ tinh có liên quan đến tốc độ gió. Tức là, nếu tốc độ gió càng lớn thì sự sai khác càng lớn và ngược lại, tốc độ gió càng nhỏ thì sự sai khác là càng ít. Lấy ví dụ tại lưu vực sông Kon, theo bảng 10.3, lần đo thứ 10 được đo trước trận bão nên lúc này tốc độ gió không cao, tỉ lệ sai khác là nhỏ, 9 lần còn lại đều được đo trong quá trình xãy ra trong quá trình bão nên tốc độ gió cao, sự sai khác là lớn.
Hình 10.4. Chuyển động lượng mưa trong trường hợp gió nhẹ
Hình 10.2. Chuyển động lượng mưa trong trường hợp gió to (bão) Trên đây là hình ảnh chuyển động lượng mưa qua 2 trường hợp.
TH1: Gió nhẹ: đám mây sẽ đứng yên do đó mưa 3h sẽ bằng tổng sau khi đo từng giờ. Sai khác là tương đối nhỏ
TH2: Gió bão: đám mây sẽ di chuyển, do đó lượng mưa sau 3 giờ cũng sẽ khác.
Vào một thời điểm, từ mây vệ tinh ta đánh giá lượng mưa nhiều ở một vùng nhưng trong trường hợp gió lớn, đám mây sẽ được đẩy đi đến một vùng khác, làm cho lượng mưa thực tế trong vùng mà đám mây được đẩy tới tăng lên một cách đáng kể. Điều này dẫn đến sai khác trên các ví dụ.
Hình 10.2: Hình ảnh trực quan cho thấy sự tương quan lượng mưa và tốc độ gió Ngoài lý do trên, sự sai khác giữa mưa thực đo và mưa vệ tinh còn bởi vì:
Góc chụp của mây vệ tinh gồm nhiều góc chụp khác nhau nên khó tìm ra được
Độ trượt thời gian khá lớn (độ lệch thời gian khi chụp và sau khi tải xong dữ liệu) mây sẽ trôi đi nơi khác cách nơi được chụp khoảng 3 tiếng.