luubichtram1993
New Member
Download miễn phí Đề tài Nghiên cứu thử nghiệm dự báo mưa lớn ở Việt Nam bằng mô hình MM5
Mục lục
Trang
Mở đầu 1
Chương 1. mô hình mm5 áp dụng cho việt nam và các
chỉ số đánh giá chất lượng sản phẩm dự
báo của mô hình số trị 3
1.1. Giới thiệu mô hình 3
1.2. Hệ toạ độ theo phương ngang và đứng 4
1.3. Hệ các phương trình thủy nhiệt động lực học của MM5 5
1.4. Tham số hoá vật lý 8
1.5. Xây dựng các miền tính của MM5 cho Việt Nam 8
1.5.1.Xây dựng miền tính cho Đông Nam ávà Việt Nam 8
1.5.2. Xây dựng miền tính cho các khu vực của Việt Nam 10
1.6. Các nguồn số liệu khí tượng cho mô hình 11
1.7. Một số phương pháp đánh giá chất lượng sản phẩm dự báo
của mô hình số trị 12
1.7.1. Phương pháp đánh giá chất lượng sản phẩm dự báo của mô hình số trị 12
1.7.2. Số liệu sử dụng 16
1.8. Tổng quan về tình hình dự báo mưa lớn trên thế giới và ở Việt Nam 20
Chương 2. nghiên cứu lựa chọn các sơ đồ tham số hóa vật lý của mô hình MM5 27
2.1. Các sơ đồ tham số hóa vật lý của MM5 27
2.1.1. Tham số hóa đối lưu 27
2.1.2. Tham số hoá các quá trình vi mô trong mây 30
2.1.3. Sơ đồ tham số hoá bức xạ 33
2.1.4. Tham số hoá lớp biên hành tinh 36
2.1.5. Tham số hoá các quátrình đất ư bề mặt 38
2.2. Kết quả dự báo mưa với các lựa chọn vật lý khác nhau 38
2.2.1. Sơ đồ tham số hóa đối lưu 38
2.2.2. Sơ đồ tham số hóa vi vật lý mây 42
2.2.3. Sơ đồ tham số hóa bức xạ 44
2.2.4. Sơ đồ tham số lớp biên hành tinh 46
2.2.5. Kết quả đánh giá đối với nhiệt độ và độ ẩm tương đối 48
chương 3. xây dựng hệ thống dự báo tổ hợp cho mô hình mm5 50
3.1. Phương pháp dự báo tổ hợp 50
3.1.1. Cơ sở lý thuyết của phương pháp dự báo tổ hợp 50
3.1.2. Tổng quan về dự báo tổhợp ở trong và ngoài nước 54
3.2. Kết quả thử nghiệm dự báo tổ hợp đối với mô hình MM5 57
3.2.1. Các phương án dự báo tổ hợp 57
3.2.2. Kết quả dự báo tổ hợp đối với khí áp mực biển và độ cao địa thế vị 57
3.2.3. Kết quả dự báo tổ hợp đối với một số trường hợp mưa vừa, lớn trong năm 2005 62
3.3. Bước đầu đánh giá chất lượng dự báo mưa bằng phương pháp dự báo tổ hợp 71
chương 4. nghiên cứu cảI tiến trường đầu vào cho mm5 77
4.1. Nghiên cứu sử dụng các trường phân tích và dự báo từ các
mô hình toàn cầu khác nhau cho mô hình MM5 77
4.1.1. Mô tả số liệu lưới làm đầu vào cho mô hình MM5 77
4.1.2. Mô tả số liệu của mô hình GSM 78
4.1.3. Tạo trường số liệu đầu vào cho mô hình MM5 từ số liệu mô
hình GSM và GFS 80
4.1.4. Kết quả thử nghiệm 82
4.2. Thử nghiệm điều chỉnh trường khí tượng đầu vào bằng số
liệu quan trắc địa phương 84
4.3. Ban đầu hóa xoáy cho mục đích dự báo bão ở Biển Đông 93
Kết luận và kiến nghị 100
Tài liệu tham khảo 102
Phụ lục 105
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:
lớn hơnso với thực tế ở tất cả các ng−ỡng l−ợng m−a. Các chỉ số CSI đối với l−ợng m−a
dự báo trong 24 sau nhỏ hơn so với các chỉ số t−ơng ứng trong dự báo m−a trong
24h sau (điều này là dĩ nhiên vì càng tăng hạn dự báo thì khả năng dự báo sai
càng tăng lên), tuy nhiên có thể thấy sự chênh lệch giữa các chỉ số này là không
lớn và có thể nhận định về kỹ năng dự báo m−a không mấy thay đổi với hạn dự
báo d−ới 48h.
40
Thông qua các kết quả tính toán nêu trên, chúng tui đã đi đến lựa chọn sơ
đồ tham số hóa đối l−u Kuo cho mô hình MM5 nhằm áp dụng trong dự báo m−a
ở Việt Nam.
Bảng 2.2. Chỉ số đánh giá sản phẩm dự báo m−a CSI và BIAS trong 24h đầu với các sơ
đồ tham số hóa đối l−u khác nhau
Chỉ số CSI Chỉ số BIAS
Ng−ỡng l−ợng m−a
(mm) KUO GRELL
BETTS
MILLER KUO GRELL
BETTS
MILLER
1 0.52 0.49 0.50 1.52 1.22 1.28
5 0.41 0.35 0.37 1.44 0.98 1.31
15 0.30 0.25 0.27 1.31 0.85 1.39
30 0.22 0.17 0.21 1.21 0.93 1.49
50 0.17 0.12 0.16 0.99 0.96 1.48
100 0.09 0.04 0.07 0.82 0.85 1.24
Bảng 2.3. Chỉ số đánh giá sản phẩm dự báo m−a CSI và BIAS trong 24h sau với các sơ
đồ tham số hóa đối l−u khác nhau
Chỉ số CSI Chỉ số BIAS
Ng−ỡng l−ợng m−a
(mm) KUO GRELL
BETTS
MILLER KUO GRELL
BETTS
MILLER
1 0.49 0.49 0.45 1.40 1.21 1.05
5 0.38 0.34 0.34 1.26 0.94 1.18
15 0.24 0.21 0.23 1.03 0.83 1.38
30 0.15 0.14 0.17 0.82 0.87 1.58
50 0.07 0.09 0.12 0.66 0.94 1.76
100 0.02 0.04 0.08 0.57 0.95 1.97
Ví dụ minh họa cho lựa chọn nói trên là đợt m−a vừa, m−a lớn từ ngày 16
đến 18/09/2005 . Đây là đợt m−a lớn xảy ra ở các tỉnh phía Đông Bắc Bộ, Bắc và
Trung Trung Bộ do ảnh h−ởng của bão số 6 đã gây lũ, lũ ống, lũ quét ở vùng núi
của các tỉnh Lào Cai, Yên Bái, Nghệ An, Quảng Bình,...
Các dự báo m−a đ−ợc thể hiện trên hình 2.1 và hình 2.2 cho thấy các dự
báo t−ơng đối khác nhau cả về l−ợng m−a và diện m−a ứng với các sơ đồ tham số
hóa đối l−u khác nhau. Với cả hai hạn dự báo: 24h (Hình 2.1) và 72h (Hình 2.2)
đều cho thấy sơ đồ tham số hoá đối l−u Kuo cho diện m−a dự báo sát với thực tế
hơn cả.
41
Bảng 2.4. Chỉ số đánh giá sản phẩm dự báo m−a CSI và BIAS trong 48h với các sơ đồ
tham số hóa đối l−u khác nhau
Chỉ số CSI Chỉ số BIAS
Ng−ỡng l−ợng m−a
(mm) KUO GRELL
BETTS
MILLER
KUO GRELL
BETTS
MILLER
1 0.67 0.66 0.66 1.30 1.15 1.12
5 0.57 0.52 0.54 1.27 1.01 1.14
15 0.45 0.39 0.41 1.18 0.85 1.23
30 0.34 0.29 0.31 1.13 0.90 1.38
50 0.27 0.22 0.24 1.03 0.95 1.54
100 0.15 0.12 0.15 0.86 0.89 1.78
a) b) c) d)
Hình 2.1. L−ợng m−a dự báo ngày 16/09/2005 với sơ đồ tham số hóa đối l−u Kuo (a),
BM (b), Grell (c) và l−ợng thực tế (d) (thời điểm thực hiện dự báo 00Z_16/09/2005)
102°E 104°E 106°E 108°E 110°E 112°E 114°E
8°N
10°N
12°N
14°N
16°N
18°N
20°N
22°N
24°N
Trung quốc
Căm pu chia
Thái Lan
QĐ. Hoàng Sa
L à o
QĐ. T
r−ờng
Sa
5mm
10mm
20mm
40mm
80mm
160mm
320mm
102°E 104°E 106°E 108°E 110°E 112°E 114°E
8°N
10°N
12°N
14°N
16°N
18°N
20°N
22°N
24°N
Trung quốc
Căm pu chia
Thái Lan
QĐ. Hoàng Sa
L à o
QĐ. T
r−ờng
Sa
0mm
5mm
10mm
20mm
40mm
80mm
160mm
320mm
Hình 2.2. L−ợng m−a dự báo ngày 18/09/2005 với sơ đồ tham số hóa đối l−u Kuo (a),
BM (b), Grell (c) và l−ợng thực tế (d) (thời điểm thực hiện dự báo 00Z_16/09/2005)
a) b) c) d)
42
2.2.2. Sơ đồ tham số hóa vi vật lý mây
Ba sơ đồ tham số hóa vi vật lý mây đ−ợc lựa chọn sử dụng nhằm dự báo
m−a ở Việt Nam là sơ đồ Simple Ice, sơ đồ Mixed Phase và sơ đồ Warm Rain
(lần l−ợt đ−ợc ký hiệu là S-ICE, M-PHASE, W-RAIN). Tr−ớc khi trình bày về
kết quả đánh giá cho các đợt m−a vừa m−a lớn trong năm 2004, 2005 với các lựa
chọn khác nhau trong mảng vi vật lý mây, chúng tui sẽ giới thiệu các sản phẩm
dự báo m−a cho đợt m−a vừa, m−a lớn nói trên với các sơ đồ vi vật lý mây khác
nhau. Kết quả dự báo cho thấy, cả ba tr−ờng hợp dự báo cho ngày 16/09/2005
(Hình 2.3) và ngày 18/09/2005 (Hình 2.4) khi sử dụng ba sơ đồ vi vật lý mây
khác nhau đều cho các tr−ờng l−ợng m−a t−ơng tự nhau về diện m−a nh−ng khác
nhau về l−ợng m−a. Nhìn chung các dự báo đã phản ánh đ−ợc thực tế m−a trong
đợt m−a này tuy nhiên, khu vực m−a lớn dự báo đ−ợc ch−a thực sự trùng khớp
với thực tế, đặc biệt là ngày 18/09/2005. Sơ bộ có thể nhận thấy sơ đồ Simple Ice
cho dự báo phù hợp nhất so với thực tế.
a) b) c) d)
Hình 2.3. L−ợng m−a dự báo ngày 16/09/2005 với sơ đồ Warm Rain (a), Simple Ice (b),
Mixed- phase (c) và l−ợng thực tế (d) (thời điểm thực hiện dự báo 00Z_16/09/2005)
102°E 104°E 106°E 108°E 110°E 112°E 114°E
8°N
10°N
12°N
14°N
16°N
18°N
20°N
22°N
24°N
Trung quốc
Căm pu chia
Thái Lan
QĐ. Hoàng Sa
L à o
QĐ. T
r−ờng
Sa
5mm
10mm
20mm
40mm
80mm
160mm
320mm
a) b) c) d)
Hình 2.4. L−ợng m−a dự báo ngày 18/09/2005 với sơ đồ Warm Rain (a), Simple Ice (b),
Mixed- phase (c) và l−ợng thực tế (d) (thời điẻm thực hiện dự báo 00Z_16/09/2005)
102°E 104°E 106°E 108°E 110°E 112°E 114°E
8°N
10°N
12°N
14°N
16°N
18°N
20°N
22°N
24°N
Trung quốc
Căm pu chia
Thái Lan
QĐ. Hoàng Sa
L à o
QĐ. T
r−ờng
Sa
0mm
5mm
10mm
20mm
40mm
80mm
160mm
320mm
43
Bức tranh minh họa nói trên hoàn toàn phù hợp với kết quả đánh giá chất
l−ợng dự báo m−a cho các đợt m−a vừa, m−a lớn trong năm 2004, 2005. Các chỉ
số RMSE, MAE và hệ số t−ơng quan trong bảng 2.5 đối với 3 loại l−ợng m−a dự
báo (24h đầu, 24h sau và 48h) cho thấy sơ đồ tham số hóa vi vật lý mây Simple
Ice cho kết quả dự báo m−a khả quan nhất trong số ba sơ đồ sử dụng. Dấu âm
của chỉ số ME trong đa số các tr−ờng hợp cho thấy dự báo m−a bằng cả ba sơ đồ
lựa chọn đều có l−ợng nhỏ hơn thực tế. Sai số hệ thống trong dự báo m−a với các
lựa chọn sơ đồ tham số hóa vi vật lý mây khác nhau t−ơng tự nh− các lựa chọn
khác, nh− đối l−u đã trình bày ở trên và bức xạ, lớp biên sau này.
Thông qua các kết quả tính toán các chỉ số đánh giá chất l−ợng dự báo
m−a với các sơ đồ tham số hóa vi vật lý mây khác nhau trong các bảng 2. 5, 2.6,
2.7, 2.8 và các phụ lục 5-8, chúng tui đã đi đến lựa chọn sơ đồ tham số hóa
Simple Ice đối với vi vật lý mây nhằm mục đích dự báo m−a ở Việt Nam.
Bảng 2.5. Các đặc tr−ng đánh giá chất l−ợng sản phẩm dự báo m−a với các sơ đồ
vi vật lý mây khác nhau
L−ợng m−a trong 24h
đầu
L−ợng m−a trong 24h
sau
L−ợng m−a trong 48h
Đặc tr−ng
S-
ICE
M-
PHASE
W-
RAIN
S-
ICE
M-
PHASE
W-
RAIN
S-
ICE
M-
PHASE
W-
RAIN
RMSE
(mm) 29.4 30.1 29.8 29.7 31.2 28.5 43.4 44.6 42.6
ME(mm) -0.3 -0.8 -2.3 0.2 -0.3 -3.7 0.0 -1.1 -6.0
MAE(mm) 13.6 13.5 12.8 13.2 13.2 11.4 22.3 22.2 20.5
R 0.27 0.25 0.24 0.26 0.23 0.23 0.36 0.34 0.33
Bảng 2.6. Chỉ số đánh giá sản phẩm dự báo m−a CSI và BIAS trong 24h đầu với các sơ
đồ tham số hóa vi vật lý mây khác nhau
Chỉ số CSI Chỉ số BIAS
Ng−ỡng l−ợng m−a
(mm) S-
ICE
M-
PHASE
W-
RAIN
S-
ICE
M-
PHASE
W-
RAIN
1 0.50 0.49 0.47 1.25 1.23 1.16
5 0.35 0.34 0.32 1.04 0.97 0.85
15 0.25 0.24 0.22 0.88 0.80 0.62
30 0.17 0.16 0.15 0.95 0.85 0.66
50 0.11 0.12 0.10 0.99 0.92 0.73
100 0.04 0.04 0.04 0.92 0.97 0.93
44
Bảng 2.7. Chỉ số đánh giá sản phẩm dự báo m−a CSI và BIAS trong 24h sau với các sơ
đồ tham số hóa vi vật lý mây khác nhau
...