Hiện tại, cỏc RCM cú thể chạy mụ phỏng và dự bỏo nhiều thỏng, nhiều mựa thậm chớ nhiều năm, khụng như trước đõy vào những năm 1980, LAMs chỉ cú thể
27
chạy mụ phỏng vài ngày [Giorgi và Mearns, 1999]. Thực sự thỡ đề xuất ban đầu của Dickinson vcs. (1989) là chỉ sử dụng cỏc tổ hợp mụ phỏng hạn 3-5 ngày để mụ hỡnh hoỏ khớ hậu. Ngày nay, độ dài ngưỡng điển hỡnh của một mụ phỏng khớ hậu là 1 thỏng và “hạn dài” nghĩa là mụ phỏng thỏng/mựa đến thập kỷ/nhiều năm.
Bằng mụ phỏng khớ hậu liờn tục 20 năm cho khu vực phớa tõy nước Mỹ, sử
dụng mụ hỡnh quy mụ vừa MM5, độ phõn giải 40km, Leung và Ghan (1999) chỉ ra rằng mụ hỡnh RCM dựa trờn MM5 cú khả năng tỏi tạo giỏng thủy của khu vực với sai số hệ thống thường dương trờn khu vực đồng bằng và õm trờn khu vực nỳi và sai số hệ thống nhiệt độ dương, thường bằng 3oC, đặc biệt là dọc theo bờ biển tõy bắc và cỏc khu vực nỳi. Khả năng mụ phỏng hạn dài của RCM cũng được chứng minh trong nghiờn cứu của Jiao vcs. (2006) trong đú tỏc giả sử dụng mụ hỡnh RCM của Canada thế hệ 3 là CRCM để tớch phõn 5 năm từ 1987-1991 cho khu vực Bắc Mỹ
và dành sự quan tõm đặc biệt tới cỏc quỏ trỡnh tham số húa vật lý cú liờn quan đến hơi nước như sơđồ đối lưu thụng lượng khối. Ngoài ra, cú thể thấy những nhận xột khả quan về khả năng của RCM trong DBKH khu vực trong nhiều nghiờn cứu khỏc như của Duffy vcs. (2006), Bergant vcs. (2006), Zhu vcs. (2007),… Trong nghiờn cứu của Zhu vcs. (2007) khẳng định mụ hỡnh khớ hậu khu vực CMM5, được xõy dựng dựa trờn mụ hỡnh thế hệ thứ 5 của PSU NCAR MM5, cú khả năng mụ phỏng biến trỡnh năm của lượng mưa và nhiệt độ bề mặt trờn nước Mỹ trong thời gian 20 năm, từ 1982-2002. Phõn tớch EOF và tương quan Canon chứng minh rằng CCM5 biểu diễn được phõn bố khụng gian, tiến triển theo thời gian và mối liờn hệ xa với hoàn lưu tốt hơn nhiều so với số liệu dựng làm đầu vào…
Để dự bỏo khớ hậu hạn mựa cho 15 mựa đụng và 15 mựa hố khu vực Bắc Mỹ, Fennessy vcs. (2000) đó sử dụng mụ hỡnh NCEP ETA, độ phõn giải 80km. Kết quả
cho thấy mụ hỡnh RCM ETA lồng trong mụ hỡnh toàn cầu làm giảm sai số hệ thống của lượng mưa mựa so với kết quả của GCM. Một vớ dụ khỏc là RCM với độ phõn giải 60km hoặc 10km lồng trong mụ hỡnh GCM lưới co gión (stretched) chạy mụ phỏng nhiều năm (1987-1997) cho khu vực nước Mỹ được thực hiện bởi Micheal vcs. (2005). Kết quả phõn tớch lượng mưa trung bỡnh năm và phương sai cho thấy tổ
28
hợp đó tỏi tạo được rất nhiều đặc trưng quan trắc của số liệu mưa quan trắc được phõn tớch về lưới 0.5 x 0.5 độ. Sai số thường gặp trờn cỏc khu vực cú địa hỡnh phức tạp và nơi cú tương phản đất-biển rừ tại cỏc vựng duyờn hải.
Nhỡn chung trong nhiều nghiờn cứu tại Mỹ, nơi ra đời và phỏt triển trong nhiều năm qua, RCM đó được chứng minh là cú khả năng mụ phỏng và dự bỏo khớ hậu khu vực hạn mựa và nhiều năm mặc dự vẫn gặp phải sai số so với thực tế, tựy thuộc vào từng mụ hỡnh, từng khu vực và từng mựa riờng biệt. Do đú, RCM đó được nhiều Trung tõm và Viện nghiờn cứu trờn toàn thế giới sử dụng để nghiờn cứu dự
bỏo giú mựa. Chõu Á là khu vực giú mựa điển hỡnh nhất trờn thế giới nờn cỏc nhà khớ hậu học Ấn Độ, Trung Quốc, Hàn Quốc, Nhật Bản, … đó đầu tư nhiều dự ỏn, lập cỏc phũng nghiờn cứu để phỏt triển mụ hỡnh RCM cho riờng khu vực của mỡnh.
Một trong những nghiờn cứu kiểm nghiệm khả năng của RCM trong mụ phỏng khớ hậu hạn mựa Đụng Á là của Liu, Giorgi và Washington (1994). Cỏc tỏc giả này đó sử dụng mụ hỡnh RegCM, gốc từ PSU/NCAR, để thử nghiệm mụ phỏng giú mựa mựa hố Đụng Á từ thỏng 6 đến thỏng 8 năm 1990. Hoàn lưu giú mựa, giỏng thủy và nhiệt độ mặt đất nhỡn chung phự hợp với quan trắc mặc dự mụ hỡnh phần nào mụ phỏng lạnh và khụ hơn. Xu thế này cũng tương tự như cỏc kết quả mụ phỏng bởi RegCM trờn khu vực khỏc (Mỹ, Chõu Âu, Chõu Phi) như đó đề cập ở
trờn. Hơn nữa, RegCM cú thể biểu diễn được cỏc trung tõm mưa lớn và nhiệt độ cực
đại địa phương do ảnh hưởng của địa hỡnh, mụ phỏng được đường đi của cỏc cơn bóo nhiệt đới xuất hiện trong thời gian mụ phỏng và độ ẩm đất gần với thực. Small vcs. (1999) cũng cho thấy khả năng mụ phỏng trạng thỏi trung bỡnh và biến đổi năm của giỏng thủy trờn khu vực Trung Á của RegCM. Đối với giú mựa trờn bỏn đảo Triều Tiờn, Im vcs. (2006) đó chạy thử nghiệm RegCM3 để mụ phỏng nhiệt độ bề
mặt và giỏng thủy cho khu vực này. Kết luận rỳt ra là nhiệt độ mụ phỏng cú sai số
hệ thống õm, đặc biệt trờn cỏc khu vực nỳi trong mựa hố. Lượng mưa mựa hố phụ
thuộc chủ yếu vào khả năng mụ phỏng những hiện tượng đối lưu mựa hố riờng lẻ và cỏc cơn bóo nhiệt đới hơn là tỏc động của địa hỡnh.
29
(a) Lượng mưa trung bỡnh mựa hố (thỏng 6,7,8) của quan trắc
(b) Lượng mưa trung bỡnh mựa hố (thỏng 6,7,8) của RegCM3
(c) Nhiệt độ bề mặt trung bỡnh mựa hố (thỏng 6,7,8) của quan trắc
(d) Nhiệt độ bề mặt trung bỡnh mựa hố (thỏng 6,7,8) của RegCM3
Hỡnh 1.5: Khả năng mụ phỏng lượng mưa và nhiệt độ khu vực Tõy Á của RegCM3 trung bỡnh trong thời kỳ từ 1987-2000 [Giorgi, 2006].
(a) Lượng mưa trung bỡnh mựa hố (thỏng 6,7,8) của quan trắc
(b) Lượng mưa trung bỡnh mựa hố (thỏng 6,7,8) của RegCM3
(c) Nhiệt độ bề mặt trung bỡnh mựa hố
(thỏng 6,7,8) của quan trắc (d) Nhi(thỏng 6,7,8) cệt độ bề mặt trung bỡnh mựa hố ủa RegCM3
Hỡnh 1.6: Khả năng mụ phỏng lượng mưa và nhiệt độ khu vực Đụng Á của RegCM3 trung bỡnh trong thời kỳ từ 1987-2000 [Giorgi, 2006].
30
Giorgi (2006) đó tổng hợp kết quả và đỏnh giỏ khả năng mụ phỏng lượng mưa và nhiệt độ của RegCM trờn cỏc lục địa Chõu Âu, Chõu Mỹ, Chõu Phi và Chõu Á trong thời kỳ từ 1987-2000. Riờng Chõu Á, cỏc nghiờn cứu thường chia thành khu vực Tõy Á và Đụng Á và chủ yếu tập trung mụ phỏng giú mựa mựa hố. Sơ đồ
tham số húa đối lưu sử dụng trong cỏc nghiờn cứu này là sơ đồ Grell (1993) với giả
thiết khộp kớn của Fritsch-Chappell nờn giỏng thủy mụ phỏng thường cao hơn thực tế trong khi nhiệt độ bề mặt của mụ hỡnh thấp hơn thực tế (Hỡnh 1.5 và Hỡnh 1.6).
Đối với khu vực Tõy Á, mở rộng từ 45-107E, 0-45N, RegCM3 cú xu hướng tỏi tạo lượng mưa trung bỡnh mựa hố cao hơn thực tế trờn bờ tõy và nam Ấn Độ, trờn vịnh Bengal, phớa nam cao nguyờn Tõy Tạng và Burma, trong khi lượng mưa mụ hỡnh thấp hơn quan trắc ngay trờn Ấn Độ Dương xớch đạo và bỏn đảo Đụng Dương (Hỡnh 1.5 a và b). RegCM3 khụng tỏi tạo tốt nguồn giỏng thủy từ Ấn Độ Dương đi lờn phớa bắc vào vịnh bởi vỡ giú của RegCM3 cú xu hướng vĩ hướng hơn thực tế, đưa nguồn ẩm từ vựng biển Ả Rập vào Ấn Độ và Burma. Nhiệt độ mụ phỏng của RegCM3 thường thấp hơn thực tế trờn đất liền và cao hơn thực tế trờn Ấn Độ
Dương (Hỡnh 1.5 c và d). Đối với khu vực Đụng Á, mở rộng từ 70-150E, 10-50N, RegCM3 cú xu hướng tỏi tạo nhiệt độ bề mặt trung bỡnh mựa hố tương tự khu vực Tõy Á (Hỡnh 1.6 c và d) nhưng lượng mưa mụ hỡnh núi chung thường cao hơn thực tế. Việc thu hẹp biờn phớa tõy từ 45E (của miền tớnh cho khu vực Tõy Á) vào 70E (của miền tớnh cho khu vực Đụng Á) đó làm cho giỏng thủy giảm trờn vịnh Bengal nhưng tăng cường trờn bỏn đảo Đụng Dương (Hỡnh 1.6 a và b).
Năm 1999, Leung vcs. (1999) đó thử nghiệm RCM với cỏc tham số húa vật lý khỏc nhau để tỡm hiểu khả năng mụ phỏng cỏc sự kiện lũ cực trị trong mựa hố năm 1991 ở Đụng Á. Cỏc thành phần động lực của RCM trong cỏc trường hợp thử
nghiệm là như nhau, chỉ cú sơđồ tham số húa mõy, sơđồ bức xạ, vận chuyển rối và cỏc quỏ trỡnh bề mặt là khỏc nhau. So sỏnh cỏc kết quả mụ phỏng cho thấy tất cả cỏc trường hợp đều tỏi tạo tốt cỏc điều kiện sinh lũ mặc dự mỗi trường hợp tỏi tạo dải mưa quan trắc khỏc nhau và cỏc thử nghiệm đều cho thấy kết quả mụ phỏng nhạy nhất đối với tham số húa đối lưu. Một số nghiờn cứu khỏc về độ nhạy của RegCM
31
đối với tham số húa đối lưu trờn khu vực ĐNA như Ratnam vcs. (2005), Yang vcs. (2002), Yanju vcs. (2006), ... được xem xột kỹ hơn trong phần lựa chọn sơ đồ tham số húa đối lưu của chương 3 để tiện theo dừi. Ngoài tham số húa đối lưu, kết quả
mụ phỏng của RegCM cũng nhạy đối với biểu diễn cỏc quỏ trỡnh bề mặt và bức xạ. Francisco (2006) cũng sử dụng mụ hỡnh RegCM để thử nghiệm mụ phỏng mưa mựa hố ở Phillipines. Cỏc thử nghiệm độ nhạy được thực hiện với số liệu đầu vào khỏc nhau (NCEP và ERA40) và sơ đồ thụng lượng khối qua bề mặt đại dương (BATS và Zeng) được chạy cho 5 mựa hố. Đối chiếu cỏc kết quả với quan trắc thực tế, tỏc giả kết luận rằng số liệu ban đầu của ERA40 và sơ đồ thụng lượng khối đại dương BATS thớch hợp hơn cả đối với mụ phỏng giỏng thủy của Phillipines. Giorgi và Mearns (1999) mụ phỏng chu trỡnh mựa của giú mựa mựa hố trờn Đụng Á và độ
nhạy của RegCM đối với quỏ trỡnh bức xạ và cỏc quỏ trỡnh bề mặt; Li và Yanai (1996) mụ tả rằng biến đổi mựa của giú mựa mựa hố Chõu Á rừ ràng cú liờn quan với biến đổi của tương phản nhiệt giữa lục địa Âu Á với Thỏi Bỡnh Dương và Ấn
Độ Dương. Ueda và Yasunari (1998) chỉ ra rằng tương phản nhiệt giữa cao nguyờn Tõy Tạng và Ấn Độ Dương xớch đạo cú lẽ tỏc động tới sự mở rộng về phớa đụng của dũng xiết giú mựa mực thấp và sự bựng phỏt giú mựa Đụng Nam Á bao gồm sự
khởi đầu của giú mựa trờn biển Nam Trung Hoa; Kato vcs. (1999) xem xột khả năng mụ phỏng khớ hậu thỏng 6 và thỏng 1 của Đụng Á của RegCM với tỏc động của độ
phõn giải; Qian và Giorgi (1999) tỡm hiểu tương tỏc giữa mụ hỡnh khớ hậu khu vực và mụ hỡnh sol khớ sulfat trờn khu vực Đụng Á…
Như vậy, cú thể thấy trong rất nhiều nghiờn cứu ở Chõu Á về giú mựa mựa hố, hầu hết cỏc tỏc giả đều ứng dụng nguyờn bản mụ hỡnh khớ hậu khu vực RegCM của NCAR với cỏc thế hệ khỏc nhau. Sự khỏc nhau giữa cỏc nghiờn cứu chỉ là miền tớnh, độ phõn giải và thay đổi một vài tham số trong cỏc sơ đồ cú sẵn của RegCM. Kết luận từ cỏc nghiờn cứu đều khẳng định khả năng mụ phỏng của RegCM và đề
xuất một bộ thụng số thớch hợp nhất đối với khu vực nghiờn cứu, nhưng cũng đều chỉ ra xu hướng mụ phỏng nhiệt độ và lượng mưa thấp hơn thực tế. Hiện nay, khi Trỏi đất cú xu thế núng dần lờn và cỏc hiện tượng cực trị thường xuyờn xảy ra thỡ
32
khả năng dự bỏo của RegCM cần phải được cải thiện. Vỡ vậy, bài toỏn DBKHKV
đối với Chõu Á núi chung và ĐNA vẫn cần nhiều đầu tư nghiờn cứu trong tương lai.
Đặc biệt, nghiờn cứu riờng cho giú mựa ĐNA vẫn là một lĩnh vực cũn nhiều mới mẻ, chưa được khai thỏc nhiều. Như đó thấy, cỏc nghiờn cứu ở trờn hầu hết là của cỏc nước Đụng Á phỏt triển như Nhật Bản, Hàn Quốc và Trung Quốc. Những nghiờn cứu trờn khu vực ĐNA rất ớt, vớ dụ như Phillipines, Indonexia, … và hầu như chỉ tham gia một phần nhỏ trong cỏc Dự ỏn nghiờn cứu giú mựa Chõu Á. Nhất là Việt Nam, với khớ hậu nhiệt đới giú mựa phức tạp vào bậc nhất Chõu Á, nhưng cũng mới tiếp cận phương phỏp mụ hỡnh húa khớ hậu trong khoảng chục năm gần
đõy và chưa cú nghiờn cứu ứng dụng nào rừ rệt. Sau đõy là một số cụng trỡnh nghiờn cứu về DBKH ở Việt Nam từ trước tới nay.