Download miễn phí Nghiên cứu khoanh vùng những khu vực phía Bắc Việt Nam cần bổ sung lắp đặt ra đa thời tiết
Các phương pháp tiếp cận trước đây cho bài toán tương tự chủ yếu dựa trên khảo sát, đo đạc
thực địa. Trong nghiên cứu này, phương pháp tính toán số hóa được lựa chọn.
Trong các tính toán, bán kính trung bình của Trái đất được sử dụng là 6378,137 km. Trái
đất trong các tính toán không hoàn toàn là một hình cầu mà hơi dẹt theo hình elíp với bình
phương độ lệch tâm là 0.00669447.
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 27, Số 1S (2011) 235-243235
Nghiên cứu khoanh vùng những khu vực phía Bắc Việt Nam
cần bổ sung lắp đặt ra đa thời tiết
Ngô Đức Thành*
Khoa Khí tượng Thủy văn và Hải dương học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN,
334 Nguyễn Trãi, Hà Nội, Việt Nam
Nhận ngày 29 tháng 4 năm 2011
Tóm tắt. Nghiên cứu này sử dụng bản đồ độ cao địa hình số SRTM phân giải 90 m để tính toán
ảnh hưởng của địa hình ở khu vực phía Bắc Việt Nam đến các sản phẩm PPI và CAPPI của ra đa
tương ứng ở các góc nâng khác nhau và ở các mức độ cao khác nhau. Kết quả cho thấy vị trí dự
kiến hiện tại cho trạm Sapa cần được đánh giá, khảo sát lại. Bên cạnh 3 vị trí ra đa đã được
xác định là Việt Trì, Phù Liễn, Vinh, cần xem xét bổ sung thêm ít nhất từ 3 đến 4 ra đa nữa cho
khu vực miền Bắc, cụ thể là: 1 ra đa cho khu vực phía Bắc Đông Bắc, 1 đến 2 ra đa cho khu vực
phía Tây Bắc, và 1 ra đa cho khu vực Thanh Hóa giữa sông Mã và sông Chu.
Từ khóa: ra đa, che khuất địa hình, CAPPI, PPI.
1. Mở đầu
Trên thế giới việc đưa ra đa vào hoạt động
phục vụ cho mục đích Khí tượng Thuỷ văn
(KTTV) đã được bắt đầu từ sau chiến tranh thế
giới thứ hai trên cơ sở cải tiến các ra đa quân
sự. Từ đó đến nay, mạng lưới các trạm ra đa
thời tiết của nhiều nước đã được xây dựng và
ngày càng được hoàn thiện. Nhiều nước đã có
mạng trạm rađa với mật độ khá dày và hoạt
động rất hiệu quả như: Nhật Bản (19 ra đa Đốp-
le); Hàn Quốc (18 ra đa Đốp-le); Thái Lan (14
ra đa Đốp-le); Trung Quốc (74 ra đa Đốp-le);
Canađa (31 ra đa Đốp-le), Úc (58 ra đa). 29
nước ở Châu Âu cũng tham gia vào mạng lưới
_______
ĐT: 01662129669.
E-mail: [email protected]
OPERA trong đó có khoảng 100 ra đa Đốp-le
[1].
Ở Việt Nam, Cục KTTV và Biến đổi Khí
hậu đang triển khai nhiệm vụ “Khảo sát và đề
xuất quy hoạch lại mạng lưới khí tượng cao
không và ra đa thời tiết”, nhằm triển khai thực
hiện kế hoạch Quốc Gia về hiện đại hóa mạng
lưới quan trắc đến năm 2020 (Quyết định
16/2007/QĐ-TTg) (Hình 1). Hiện nay một số
dự án nâng cấp, di dời, lắp đặt mới các trạm ra
đa đang được tiến hành như: Vinh, Việt Trì,
Pleiku, Nha Trang, Quy Nhơn, Sapa. Tháng
4/2011, công tác khảo sát vị trí cho trạm ra đa
Sapa đã được tiến hành, phối hợp giữa Trung
tâm KTTV Quốc gia và các chuyên gia Nhật
Bản.
Trong việc nâng cấp, lắp đặt mới hay di dời
trạm ra đa, việc khảo sát vị trí lắp đặt chiếm vai
N.Đ. Thành / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 27, Số 1S (2011) 235-243
236
trò hết sức quan trọng. Để lựa chọn được vị trí
lắp đặt ra đa tốt, các yếu tố sau cần được xem
xét [2]: 1) Các tia quét từ ra đa không bị chặn
lớn bởi địa hình; 2) Không bị các vấn đề như
thủ tục xin lắp đặt ra đa, hoạt động của ra đa ít
ảnh hưởng đến môi trường, ít bị nhiễu bởi các
nguồn sóng điện từ khác; 3) Vị trí ổn định xét
trên quan điểm địa lý; 4) Vị trí có khoảng cách
đủ xa với khu vực đang được xây dựng phát
triển, lý tưởng là cách xa ít nhất 1 km; 5) Vị trí
lắp đặt cần có diện tích phẳng đủ rộng (~ 400
m
2
), không có cột điện hay các nguồn phát
điện từ trong bán kính 20-50 m; 6) Thuận tiện
cho việc lắp đặt, vận hành (đường giao thông,
đường điện, cấp nước, …).
Trong các tiêu chí trên, tiêu chí 1) che
khuất địa hình luôn được quan tâm đến đầu
tiên vì nó liên quan trực tiếp đến chất lượng dữ
liệu và khả năng phục vụ của ra đa. Các tiêu chí
khác cũng cần được xem xét và đánh giá
nghiêm túc để việc lắp đặt và vận hành ra đa
được đảm bảo. Tuy nhiên, trong việc lựa chọn
vị trí lắp đặt một số ra đa trước đây của Việt
Nam, trong một số trường hợp, tiêu chí 2) và
tiêu chí 6) dường như lại là những tiêu chí
quyết định, dẫn đến việc một số ra đa thực sự
gặp vấn đề về che khuất địa hình, xung đột sóng
thu phát và hiện đang chuẩn bị được di dời (ra
đa Nha Trang, ra đa Vinh, ra đa Việt Trì).
Đối với bài toán khảo sát độ che khuất địa
hình đối với các tia sóng của ra đa, việc sử dụng
bản đồ độ cao địa hình số DEM (Digital
Elevation Map) để tính toán che khuất địa hình
là phổ biến. Có thể kể đến các ví dụ của mạng
lưới ra đa thời tiết châu Âu (OPERA, [1]),
mạng lưới ra đa thời tiết Tây Ban Nha [2],
mạng lưới ra đa thời tiết của Ý [3], mạng lưới
ra đa thời tiết của Thổ Nhĩ Kỳ [4]. Tính toán
được che khuất địa hình còn góp phần quan
trọng trong bài toán hiệu chỉnh che khuất cánh
sóng để nâng cao chất lượng định lượng mưa
của ra đa [5].
Ở Việt Nam, Ngô Đức Thành và Kamimera
cũng đã bước đầu tiến hành khảo sát khả năng
sử dụng bản đồ địa hình số trong việc tính toán
che khuất tia sóng của các ra đa thời tiết [6,7].
Kết quả cho thấy những tính toán này có những
ưu điểm đáng kể so với phương pháp thực địa
truyền thống về mức độ chi tiết, tính độc lập
vào điều kiện thời tiết, có thể thực hiện các tính
toán giả định trên diện rộng và đặc biệt là làm
giảm giá thành khảo sát thực địa đi rất nhiều
(giảm số điểm khảo sát, giảm phí thuê, mua,
vận chuyển thiết bị đo đạc, v.v...).
Trong khuôn khổ của bài báo này, khu vực
Bắc của Nghệ An trở lên (được nói gọn lại là
khu vực phía Bắc Việt Nam) sẽ được nghiên
cứu về mức độ bị che khuất tia sóng gây ra bởi
địa hình cho các vị trí ra đa hiện tại, từ đó sơ bộ
khoanh vùng được các khu vực cần bổ
sung lắp đặt ra đa thời tiết trong tương lai.
N.Đ. Thành / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 27, Số 1S (2011) 235-243 237
Hình 1. Mạng lưới ra đa thời tiết của Việt Nam theo quy hoạch tại QĐ16/2007/QĐ-TTg (hình tròn xám). Hình
sao là các trạm đã lắp đặt, đã được chính thức khảo sát vị trí lắp đặt mới hay sắp được di dời đến.
N.Đ. Thành / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 27, Số 1S (2011) 235-243
238
2. Số liệu và phương pháp
2.1. Số liệu
Bản đồ địa hình số DEM được sử dụng
trong nghiên cứu này là bộ bản đồ nhận được từ
Nhiệm vụ SRTM (Shuttle Radar Topographic
Mission) do cơ quan hàng không vũ trụ Mỹ
NASA cung cấp. Các ra đa gắn trên tàu vũ trụ
Endeavour tháng 11 năm 2000, hoạt động trong
10 ngày đo đạc số liệu độ cao địa hình cho
khoảng 80% bề mặt trái đất. Trong khuôn khổ
nghiên cứu này, chúng tui đã sử dụng bộ số liệu
có độ phân giải xấp xỉ 90 m, tải về từ địa chỉ:
Eurasia/
Ngoài ra, số liệu mới nhất, cập nhật nhất
(tính đến thời điểm tháng 4 năm 2011) về vị trí
của các trạm ra đa tại Việt Nam cũng được sử
dụng (Bảng 1). Các thông tin được sử dụng bao
gồm: kinh độ, vĩ độ, độ cao tháp ăng ten ra đa
và độ cao của nền trạm ra đa so với mực nước
biển.
Bảng 1. Thông tin 4 vị trí trạm ra đa phía Bắc
STT Ra đa Vị trí Tình trạng
1 Sa Pa Vị trí mới được khảo sát tháng 4/2011 Dự kiến lắp đặt mới theo dự án ODA của Nhật
Bản
2 V...