Đồ án nghiên cứu dự báo sự xuất hiện sương muối trên khu vực tây bắc bộ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
KHOA KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN
------------------o0o------------------

ĐẶNG THANH MAI

NGHIÊN CỨU DỰ BÁO SỰ XUẤT HIỆN
SƯƠNG MUỐI TRÊN KHU VỰC TÂY BẮC BỘ

Hà Nội – 2016


TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
KHOA KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN
------------------o0o------------------

ĐẶNG THANH MAI

NGHIÊN CỨU DỰ BÁO SỰ XUẤT HIỆN
SƯƠNG MUỐI TRÊN KHU VỰC TÂY BẮC BỘ
Chuyên ngành : Khí tượng học
Mã ngành

: D440221

NGƯỜI HƯỚNG DẪN : PGS. TS. NGUYỄN VIẾT LÀNH

Hà Nội -2016


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là bài nghiên cứu của riêng tôi và được sự hướng dẫn
khoa học của PGS. TS. Nguyễn Viết Lành. Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong
đề tài là trung thực và chưa được công bố dưới bất kỳ hình thức nào dưới đây.
Những số liệu trong bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá được
chính tác giả thu thập từ các nguồn số liệu khác nhau. Ngoài ra đồ án còn tham
khảo một số nhận xét đánh giá của các tác giả khác, cơ quan tổ chức khác đều có
trích dẫn và chú thích nguồn gốc. Nếu phát hiện có bất cứ gian lận nào tôi xin hoàn
toàn chịu trách nhiệm về nội dung đồ án của mình.

Hà Nội, ngày 06 tháng 06 năm 2016
Sinh viên thực hiện

Đặng Thanh Mai


LỜI CẢM ƠN
Thực tế cho thấy rằng bất cứ một thành công nào đều được tạo ra không chỉ
dựa trên sự nỗ lực của bản thân mà còn gắn liền với sự động viên, giúp đỡ từ người
khác dù ít hay nhiều, dù gián tiếp hay trực tiếp. Từ lúc bước chân cũng như bắt đầu
học tập tại Trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội cho tới nay, em đã nhận
được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của các quý thầy cô, gia đình và bạn bè.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sự tri ân sâu sắc đối với các thầy cô
của Khoa Khí tượng Thủy văn- Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội,
đã tận tình truyền đạt kiến thức trong những năm em học tập. Với vốn kiến thức
được tiếp thu trong quá trình học không chỉ là nền tảng cho quá trình nghiên cứu đồ
án mà còn là hành trang quý báu để em bước vào đời một cách vững chắc và tự tin.
Để hoàn thành đồ án này, em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy PGS.TS
Nguyễn Viết Lành, người thầy đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình chỉ bảo, định hướng
đề tài cũng như tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình viết đồ án.
Trong quá trình làm đồ án, do trình độ lý luận cũng như kinh nghiệm thực

tiễn còn hạn chế nên bài đồ án không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận
được ý kiến đóng góp của thầy cô để em học thêm được nhiều kinh nghiệm và sẽ
hoàn thành tốt hơn bài đồ án.
Sau cùng, em xin kính chúc quý Thầy Cô trong Khoa Khí tượng Thủy văn và
Thầy Nguyễn Viết Lành thật dồi dào sức khỏe, nhiệt huyết để tiếp tục sứ mệnh cao
đẹp của mình là truyền đạt kiến thức cho thế hệ mai sau và luôn đạt những thành
công trong sự nghiệp của mình.
Em xin chân thành cám ơn!
Hà Nội, ngày 06 tháng 06 năm 2016
Sinh viên thực hiện

Đặng Thanh Mai


MỤC LỤC


DANH MỤC HÌNH
MỤC LỤC................................................................................................................ 5
DANH MỤC HÌNH.................................................................................................6
DANH MỤC BẢNG..............................................................................................10
MỞ ĐẦU..................................................................................................................1
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ SƯƠNG MUỐI..................................................2
1.1 Định nghĩa và phân loại sương muối 1.1.1 Định nghĩa...................................2
1.1.2 Nguyên nhân hình thành sương muối...........................................................2
1.1.3 Phân loại sương muối.....................................................................................2
1.2 Điều kiện tự nhiên của khu vực nghiên cứu....................................................3
1.2.1 Vị trí địa lý......................................................................................................3
1.2.2 Đặc điểm khí hậu............................................................................................4
Do nằm khuất bên sườn tây dãy Hoàng Liên Sơn lại ở vị trí xa nhất về phía tây

lãnh thổ, vùng núi Tây Bắc có khí hậu khác biệt rõ rệt với phần còn lại của Bắc
Bộ. Có thể nói, trong các vùng khí hậu được phân chia của miền khí hậu phía
Bắc, vùng Tây Bắc thể hiện nhiều nét dị thường nhất với khí hậu chung toàn
miền. Vùng khí hậu Tây Bắc có thể chia làm 2 tiểu vùng: tiểu vùng Bắc Tây
Bắc bao gồm đại bộ phận tỉnh Lai Châu từ Quỳnh Nhai trở lên và tiểu vùng
Nam Tây Bắc là phần còn lại..................................................................................4
1.3 Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước....................................6
1.3.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước..................................................................6
1.3.2 Tình hình nghiên cứu trong nước..................................................................8
CHƯƠNG II. CƠ SỞ SỐ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............12
2.1 Cơ sở số liệu.....................................................................................................12
2.1.1 Số liệu quan trắc...........................................................................................12
2.1.2 Số liệu tái phân tích.....................................................................................13
2.2 Phuơng pháp nghiên cứu................................................................................14
2.2.1 Phương pháp synop......................................................................................14
2.2.2 Phương pháp thống kê khí hậu cơ bản.......................................................14
2.2.2.1 Phương pháp thống kê và lọc nhân tố......................................................14


Phương pháp thống kê được sử dụng rất rộng rãi trong nghiên cứu khí tượng,
khí hậu nói chung và nghiên cứu dự bào thời tiết nói riêng. Trong thống kê có
rất nhiều phương pháp được sử dụng dể xây dựng phương trình dự báo khả
năng xuất hiện của hiện tượng khí tượng. Trong bài đồ án này, em dùng
“phương pháp hồi quy từng bước” để xây dựng phương trình dự báo sương
muối trên khu vực Tây Bắc...................................................................................14
................................................................................................................................. 16
2.2.2.2 Xác định ngưỡng dự báo...........................................................................17
2.2.2.3 Đánh giá độ chính xác của phương trình.................................................17
CHƯƠNG III. MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU..........................................20
3.1 Hình thế thời tiết điển hình gây sương muối diện rộng khu vực Tây Bắc Bộ

................................................................................................................................. 20
3.1.1 Đợt sương muối diễn ra trên diện rộng ở hầu hết các khu vực Tây Bắc từ
ngày 23/12/1999-28/12/1999..................................................................................20
3.1.2 Phân tích ngày xuất hiện sương muối nhưng nhiệt độ tối thấp >50C.......28
Bảng 3.3. Thống kê các yếu tố khí tượng tại một số ngày mà giá trị nhiệt độ
>50C........................................................................................................................ 28
3.2 Xây dựng phương trình dự báo sương muối cho một số trạm điển hình khu
vực Tây Bắc............................................................................................................ 32
3.2.1 Tập các nhân tố dự báo................................................................................32
3.2.2 Phương trình dự báo...................................................................................34
3.2.3 Đánh giá các phương trình dự báo dựa trên chuối số liệu phụ thuộc.......36
3.2.4 Đánh giá các phương trình dự báo dựa trên chuỗi số liệu độc lập...........37
KẾT LUẬN............................................................................................................39
TÀI LIỆU THAM KHẢO:...................................................................................40
Phụ lục 1. Kết quả kiểm nghiệm tháng 1, tại trạm Sìn Hồ.................................42
................................................................................................................................. 44
MỤC LỤC................................................................................................................ 5
DANH MỤC HÌNH.................................................................................................6
DANH MỤC BẢNG..............................................................................................10
MỞ ĐẦU..................................................................................................................1


CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ SƯƠNG MUỐI..................................................2
1.1 Định nghĩa và phân loại sương muối 1.1.1 Định nghĩa...................................2
1.1.2 Nguyên nhân hình thành sương muối...........................................................2
1.1.3 Phân loại sương muối.....................................................................................2
1.2 Điều kiện tự nhiên của khu vực nghiên cứu....................................................3
1.2.1 Vị trí địa lý......................................................................................................3
1.2.2 Đặc điểm khí hậu............................................................................................4
Do nằm khuất bên sườn tây dãy Hoàng Liên Sơn lại ở vị trí xa nhất về phía tây

lãnh thổ, vùng núi Tây Bắc có khí hậu khác biệt rõ rệt với phần còn lại của Bắc
Bộ. Có thể nói, trong các vùng khí hậu được phân chia của miền khí hậu phía
Bắc, vùng Tây Bắc thể hiện nhiều nét dị thường nhất với khí hậu chung toàn
miền. Vùng khí hậu Tây Bắc có thể chia làm 2 tiểu vùng: tiểu vùng Bắc Tây
Bắc bao gồm đại bộ phận tỉnh Lai Châu từ Quỳnh Nhai trở lên và tiểu vùng
Nam Tây Bắc là phần còn lại..................................................................................4
1.3 Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước....................................6
1.3.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước..................................................................6
1.3.2 Tình hình nghiên cứu trong nước..................................................................8
CHƯƠNG II. CƠ SỞ SỐ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............12
2.1 Cơ sở số liệu.....................................................................................................12
2.1.1 Số liệu quan trắc...........................................................................................12
2.1.2 Số liệu tái phân tích.....................................................................................13
2.2 Phuơng pháp nghiên cứu................................................................................14
2.2.1 Phương pháp synop......................................................................................14
2.2.2 Phương pháp thống kê khí hậu cơ bản.......................................................14
2.2.2.1 Phương pháp thống kê và lọc nhân tố......................................................14
Phương pháp thống kê được sử dụng rất rộng rãi trong nghiên cứu khí tượng,
khí hậu nói chung và nghiên cứu dự bào thời tiết nói riêng. Trong thống kê có
rất nhiều phương pháp được sử dụng dể xây dựng phương trình dự báo khả
năng xuất hiện của hiện tượng khí tượng. Trong bài đồ án này, em dùng
“phương pháp hồi quy từng bước” để xây dựng phương trình dự báo sương
muối trên khu vực Tây Bắc...................................................................................14


................................................................................................................................. 16
2.2.2.2 Xác định ngưỡng dự báo...........................................................................17
2.2.2.3 Đánh giá độ chính xác của phương trình.................................................17
CHƯƠNG III. MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU..........................................20
3.1 Hình thế thời tiết điển hình gây sương muối diện rộng khu vực Tây Bắc Bộ

................................................................................................................................. 20
3.1.1 Đợt sương muối diễn ra trên diện rộng ở hầu hết các khu vực Tây Bắc từ
ngày 23/12/1999-28/12/1999..................................................................................20
3.1.2 Phân tích ngày xuất hiện sương muối nhưng nhiệt độ tối thấp >50C.......28
Bảng 3.3. Thống kê các yếu tố khí tượng tại một số ngày mà giá trị nhiệt độ
>50C........................................................................................................................ 28
3.2 Xây dựng phương trình dự báo sương muối cho một số trạm điển hình khu
vực Tây Bắc............................................................................................................ 32
3.2.1 Tập các nhân tố dự báo................................................................................32
3.2.2 Phương trình dự báo...................................................................................34
3.2.3 Đánh giá các phương trình dự báo dựa trên chuối số liệu phụ thuộc.......36
3.2.4 Đánh giá các phương trình dự báo dựa trên chuỗi số liệu độc lập...........37
KẾT LUẬN............................................................................................................39
TÀI LIỆU THAM KHẢO:...................................................................................40
Phụ lục 1. Kết quả kiểm nghiệm tháng 1, tại trạm Sìn Hồ.................................42
................................................................................................................................. 44


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Tổng hợp đánh giá dự báo......................Error: Reference source not found
Bảng 3.1. Nhiệt độ cực tiểu tại các ngày có sương muối từ 23-28/12/1999......Error:
Reference source not found
Bảng 3.2. Một số yếu tố khí tượng lúc 13 giờ........Error: Reference source not found
Bảng 3.3. Thống kê các yếu tố khí tượng tại một số ngày mà giá trị nhiệt độ >50C
.................................................................................Error: Reference source not found
Bảng 3.4. Các yếu tố ban đầu để lọc nhân tố.........Error: Reference source not found
Bảng 3.5. Phương trình dự báo cho từng tháng của từng trạm.........Error: Reference
source not found
Bảng 3.6. Kết quả đánh giá dự báo theo tần số trên chuỗi số liệu phụ thuộc (số liệu
thời kỳ 2005-2012)..................................................Error: Reference source not found

Bảng 3.7. Kết quả đánh giá hiệu quả dự báo theo U và H trên chuỗi số liệu phụ
thuộc thời kỳ 2005-2012.........................................Error: Reference source not found
Bảng 3.8. Kết quả thử nghiệm dựa trên chuối số liệu độc lập thời kỳ 20132015.........................................................................Error: Reference source not found


MỞ ĐẦU
Miền Bắc Việt Nam là một khu vực nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa có
mùa đông lạnh.Vào mùa đông, trong những ngày có không khí lạnh mạnh xâm nhập
xuống lãnh thổ Việt Nam, đặc biệt là những ngày có không khí lạnh tăng cường liên
tục, nhiệt độ ở đây xuống rất thấp, mang lại những đợt rét đậm rét hại kéo dài.
Thêm vào đó, trong những năm gần đây, biến đổi khí hậu có chiều hướng làm cho
diễn biến ngày càng phức tạp, gây ra những biến động thời tiết khó dự đoán trước,
tần suất các hiện tượng thời tiết đặc biệt xảy ra càng nhiều.
Tây Bắc là một khu vực có độ cao khá lớn nên nơi đây thường có mùa đông
lạnh rất đặc trưng. Vào mùa đông, khi những đợt không khí lạnh mạnh xâm nhập
xuống lãnh thổ nước ta, ở Tây Bắc thường xảy ra những đợt sương muối, có những
đợt xảy ra trên diện rộng, làm ảnh hưởng rất lớn đến đến sản xuất và đời sống.
Nhiều nghiên cứu cho thấy, khi nhiệt độ ở vùng núi Tây Bắc xuống dưới 5 0C và độ
ẩm không khí từ 75 đến 95% thì xảy ra hiện tượng sương muối.
Sương muối có ảnh hưởng rất lớn tới sản xuất và đời sống của người dân.
Khi sương muối xuất hiện, cây trồng bị ảnh hưởng nhiều nhất, qua một đêm xuất
hiện sương muối, hàng ngàn hecta cây trồng, đặc biệt những cây chứa nhiều nước,
có thể bị “cháy” cả lá và thân. Vì vậy, hiểu biết được hình thế thời tiết gây nên
sương muối và dự báo trước được sự xuất hiện sương muối cho khu vực Tây Bắc
nhằm giảm thiểu thiệt hại do sương muối gây ra có một ý nghĩa vô cùng to lớn đối
với ngành Khí tượng Thủy văn Việt Nam. Từ những lí do đó em xin được lựa chọn
đề tài nghiên cứu cho đồ án tốt nghiệp của mình là: “Nghiên cứu dự báo sự xuất
hiện sương muối trên khu vực Tây Bắc Bộ” với mục tiêu:
(1) Xác định được hình thế synop thuận lợi cho sự xuất hiện sương muối;
(2) Xây dựng phương trình dự báo sự xuất hiện sương muối với thời hạn 24

giờ cho khu vực Tây Bắc Bộ.
Nội dung của đồ án, ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ
lục, được bố cục thành 3 chương:
Chương I: Tổng quan về sương muối
Chương II: Số liệu và phương pháp nghiên cứu
Chương III: Một số kết quả nghiên cứu

1


CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ SƯƠNG MUỐI
1.1 Định nghĩa và phân loại sương muối
1.1.1 Định nghĩa
Mùa đông do độ ẩm thấp, ngoài loại hình thời tiết gây mưa nhỏ, mưa phùn
còn có một số các loại hình thời tiết đặc biệt khác như: sương mù, sương giá,... cũng
xuất hiện nhiều. Sương muối là hiện tượng thời tiết nguy hiểm vì nhiệt độ quá thấp
sẽ làm chết cây trồng và ảnh hưởng lớn tới vật nuôi.
Sương muối là hiện tượng hơi nước đóng băng thành các hạt nhỏ, rắn, xốp và
trắng như muối ngay trên mặt đất hay bề mặt cây cỏ hoặc các vật thể khác khi
không khí trên đó ẩm và lạnh.
Sương muối thường xuất hiện vào ban đêm hoặc gần sáng khi mà mặt đất
bức xạ và nguội lạnh đi nhiều nhất. Do nhiệt độ quá thấp hơi nước chứa trong
không khí tiếp giáp ở bề mặt lạnh sẽ ngưng tụ ở trạng thái băng, dứoi dạng các hạt
nhỏ như những tinh thể muối. Do đó sưong muối có thể thấy cả ở trên mặt dưới các
lớp lá khô và trên các vật khác.
1.1.2 Nguyên nhân hình thành sương muối
Sương muối thường hình thành vào những đêm đông, trời lặng gió, quang
mây, khi mà bức xạ là nguyên nhân chủ yếu của quá trình lạnh đi của không khí và
các vật thể, nhiệt độ không khí xuống thấp làm cho nhiệt độ bề mặt các vật thể hay
cây cỏ ở mặt đất đạt tới điểm sương đủ cho hơi nước ngưng kết, và điều kiện độ ẩm

không khí thích hợp. Nên nhớ rằng nó không mặn mà chỉ trắng như muối, gần
giống với lớp tuyết ở trong khoang lạnh của tủ lạnh.
Sương muối là những tinh thể băng được hình thành do hơi nước ngưng hoa
khi nhiệt độ bề mặt đệm xuống dưới 0 0C trong những điều kiện tương tự như điều
kiện hình thành sương, tức là khi nhiệt độ mặt đệm lạnh đi rất nhiều do bức xạ.
Điều kiện khí tượng thuận lợi cho sương muối hình thành là trời ít đến quang mây,
gió nhẹ,...
1.1.3 Phân loại sương muối
Sương muối được phân loại theo nguồn gốc hình thành bao gồm có 3 loại:
Sương muối bức xạ: Hình thành do mặt đất bức xạ quá mạnh làm cho nhiệt
độ mặt đất giảm xuống đột ngột, nhiệt độ hạ xuống dưới 00C. Loại này thường được
hình thành khi trời quang mây, gió nhẹ, độ ẩm không khí không cao lắm.

2


Sương muối bình lưu: Là loại sương muối được hình thành khi có bình lưu
lạnh tràn về làm cho nhiệt độ không khí và mặt đất hạ xuống nhanh chóng, phạm vi
phân bố loại sương muối này rất rộng.
Sương muối hỗn hợp: Là sương muối được hình thành không chỉ do sự xâm
nhập của không khí lạnh mà còn do sự lạnh đi vì bức xạ của mặt đất, sau những đợt
gió lạnh tràn về độ 1 – 2 ngày, nếu trời quang mây, gió nhẹ, nhiệt độ không khí tiếp
tục giảm thấp, thì rất dễ xuất hiện sương muối.
1.2 Điều kiện tự nhiên của khu vực nghiên cứu
1.2.1 Vị trí địa lý
Tây Bắc, một trong 7 vùng khí hậu thuộc miền khí hậu phía Bắc của nước ta,
được giới hạn trong phạm vi từ 20047’N đến 22048’N và từ 102009’E đến 1050 52’E.
Phía bắc và tây bắc giáp tỉnh Vân Nam (Trung Quốc), phía tây và tây nam giáp Lào,
phía đông giáp Hà Giang, Bắc Kạn và Thái Nguyên, phía nam và đông nam giáp
Thanh Hóa, Hà Nội (Hà Tây cũ). Về mặt hành chính, vùng Tây Bắc bao gồm

các tỉnh Lai Châu, Điện Biên, Sơn La, Hòa Bình, Yên Bái và Lào Cai (hình 1.1).
Địa hình Tây Bắc hiểm trở, có nhiều khối núi và dãy núi cao chạy theo
hướng tây bắc-đông nam. Dãy Hoàng Liên Sơn dài tới 180 km, rộng 30 km, với
một số đỉnh núi cao trên từ 2800 đến 3000m. Dãy núi Sông Mã dài 500 km, có
những đỉnh cao trên 1800m. Giữa hai dãy núi này là vùng đồi núi thấp lưu vực sông
Đà (còn gọi là địa máng sông Đà).

Hình 1.1. Bản đồ hành chính khu vực Tây Bắc

3


Ngoài sông Đà là sông lớn, vùng Tây Bắc còn có sông nhỏ và suối gồm cả
thượng lưu sông Mã. Trong địa máng sông Đà còn có một dãy cao nguyên đá vôi
chạy suốt từ Phông Thổ đến Thanh Hóa, và có thể chia nhỏ thành các cao nguyên
Tà Phình, Mộc Châu, Nà Sản. Ngoài ra còn có các lòng chảo như Điện Biên, Nghĩa
Lộ, Mường Thanh.Vùng Tây Bắc có hai con sông lớn, đó là sông Đà và sông Thao
(tức sông Hồng). Thượng nguồn của sông Mã cũng ở trên vùng đất Tây Bắc. Điện
Biên, Nghĩa Lộ, Mường Thanh là các bồn địa ở Tây Bắc, còn Tà Phình, Mộc Châu
và Nà Sản là các cao nguyên [3].
1.2.2 Đặc điểm khí hậu
Do nằm khuất bên sườn tây dãy Hoàng Liên Sơn lại ở vị trí xa nhất về phía tây
lãnh thổ, vùng núi Tây Bắc có khí hậu khác biệt rõ rệt với phần còn lại của Bắc Bộ.
Có thể nói, trong các vùng khí hậu được phân chia của miền khí hậu phía Bắc, vùng
Tây Bắc thể hiện nhiều nét dị thường nhất với khí hậu chung toàn miền. Vùng khí
hậu Tây Bắc có thể chia làm 2 tiểu vùng: tiểu vùng Bắc Tây Bắc bao gồm đại bộ
phận tỉnh Lai Châu từ Quỳnh Nhai trở lên và tiểu vùng Nam Tây Bắc là phần còn lại.
a) Nhiệt độ
Nhiệt độ trung bình năm vào khoảng 230C trong các thung lũng dưới thấp
(độ cao 200-300m), 20-220C ở 500-700m, 18-190C ở 1000m và 160C. Mùa đông

nhiệt độ tương đối cao so với vùng núi khác và trong các thung lũng dưới thấp (cao
200-300m) nhiệt độ thậm chí cao hơn đồng bằng 10C.
Tháng cực tiều của nhiệt độ là tháng 1, có nhiệt độ trung bình vào khoảng 1718 C ở vùng thấp, 14-160C ở 500-700m, 12-130C ở 1000m và 100C ở 1500m. Còn
nhiệt độ tối thấp trung bình những tháng này xuống tới 12-13 0C ở vùng thấp, 9-110C
ở độ cao trung bình, 7-80C ở 1000m và 5-60C ở 1500m. Giới hạn tối thấp của nhiệt độ
là 2-40C trong các thung lũng dưới thấp và xuống dưới 00C từ 500-600m trở lên.
o

Mùa hè: ngay từ tháng 4 nhiệt độ đã lên cao, trung bình đã đạt mức xấp xỉ
25 C trong các thung lũng dưới thấp. Từ tháng 5 đến hết tháng 9, nhiệt độ trung
bình tháng trong các thung lũng đều vượt quá 26 0C. Ba tháng có nhiệt độ cao nhất
và xấp xỉ nhau là các tháng 6, 7 và 8, trong đó nhiệt độ cực đại năm thường xảy ra
vào tháng 6. Nhiệt độ trung bình là 26-27 0C trong thung lũng, 24-250C ở độ cao
trung bình 500-700m, 230C ở 1000m, 200C ở 1500m. Tuy nhiên, nhiệt độ tối cao
trung bình có giá trị cao nhất và tháng 5 với trị số từ 33-34 oC trong các thung lũng,
30-310C ở 500-700m, 27-280C ở 1000m và 24-250C ở 1500m.
0

Các giá trị tối cao nhiệt độ tuyệt đối trong thung lũng Tây Bắc cũng đạt mức
4


cực đoan hơn đồng bằng, thường vượt quá 41-42 0C, thậm chí có nơi như Mường
Nhé đã từng đo nhiệt độ tối cao lên tới 430C.
Dao động nhiệt độ ngày đêm của nhiệt độ trong các thung lũng Bắc Tây Bắc
rất lớn, trung bình năm của biên độ ngày lên tới 10-130C. Trên vùng núi cao biên độ
giảm nhưng cũng lên tới 8-9 0C (so với đồng bằng). Những tháng mùa đông đồng
thời là những tháng mùa khô nhiệt độ dao đông mạnh nhất, trong đó tháng 3 là
tháng biên độ có giá trị cực đại. Trong tháng 3 biên độ ngày đạt tới 13-15 0C, thậm
chí 16-170C trong các thung lũng sâu (Mường Nhé 18,10C). Ba tháng giữa mùa mưa

là thời kì dao động nhiệt độ ngày đêm ít nhất song biên độ ngày cũng đạt 8-9 0C
trong các thung lũng [3].
b) Mưa
- Khu vực Bắc Tây Bắc: Là khu vực có lượng mưa khá phong phú. Trên khu
vực thu được lượng mưa trung bình năm vượt quá 1800-2000mm. Đặc biệt, phần
cực Tây Bắc của khu vực (Mường Tè) là một trong những trung tâm mưa lớn của
nước ta với lượng mưa 2500-3000mm/năm. Tuy nhiên trong một vài thung lũng cá
biệt lượng mưa cũng giảm đáng kể, trung bình năm không đến 1500mm.
Mùa mưa ở đây bắt đầu sớm vào tháng 4 và kết thúc vào tháng 9, trong đó ba
tháng 6, 7 và 8 có lượng mưa lớn nhất. Lượng mưa mùa mưa chiếm đến 90% tổng
lượng mưa năm. Từ tháng 10 đến tháng 3 là mùa ít mưa, đặc biệt là tháng 1 và
tháng 12. Suốt 6 tháng đó chỉ có từ 20-30 ngày mưa, tổng lượng mưa vào khoảng
150-250mm, chiếm 10% lượng mưa cả năm.
- Khu vực Nam Tây Bắc: Là khu vực tương đối ít mưa với lượng mưa trung
bình năm chỉ vào khoảng 1400-1600mm, không những vậy số ngày mưa cũng khá
ít, trung bình năm chỉ có khoảng 110-130 ngày.
Mùa mưa bắt đầu vào tháng 4 và kết thúc vào tháng 9, trong đó ba tháng
tháng 6, 7 và 8 có lượng mưa lớn nhất, đặc biệt là 6. Lượng mưa trung bình tháng 6
xấp xỉ 300mm và giảm xuống 250mm ở những nơi ít mưa. Số ngày mưa cũng khá
nhiều, lên tới 20-25 ngày/tháng. Sáu tháng còn lại (từ tháng 10- 3) là những tháng ít
mưa, đặc biệt là tháng 1 và 12 với lượng mưa trung bình từ 10-20mm và từ 4-5
ngày mưa.
c) Độ ẩm
Độ ẩm ở đây tương đối thấp so với nhiều vùng khác, trung bình năm vào
khoảng 82%, tăng lên 84-85% trên các đèo cao.

5


Ba tháng ẩm nhất trong năm là các tháng giữa mùa mưa, trong đó cực đại

thường xảy ra vào tháng 7 với trị số lên tới 88-90%; còn khô nhất thường xảy ra vào
tháng 3 với trị số xấp xỉ 75%.
d) Mây
So với những vùng khác của Bắc Bộ, vùng Tây Bắc tương đối ít mây, lượng
mây trung bình chỉ vào khoảng 6,5-7/10. Ba tháng 6, 7 và 8 (những tháng ẩm nhất)
là những tháng có lượng mây lớn nhất với lượng mây trung bình đạt 8,5-9/10.
Tháng có lượng mây nhỏ nhất là tháng 3 (tháng khô nhất) với lượng mây trung bình
vào khoảng 4-5/10.
f) Gió
Thông thường gió ở vùng núi Tây Bắc phụ thuộc mạnh mẽ vào điều kiện địa
hình của địa phương. Trong các thung lũng gió thường thổi theo hướng thung lũng,
có khi đối lập với hướng gió quy mô lớn, ở đây tần suất lặng gió chiếm tới 50-70%
và tốc độ gió trung bình không quá 1m/s. Tuy nhiên, ở những nơi tương đối thoáng
gió thịnh hành hướng đông bắc trong mùa đông và thịnh hành hướng tây nam trong
mùa hè, mùa hè thiên về hướng tây và nam.
1.3 Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
1.3.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước
Sương muối ở nhiều thứ tiếng trên thế giới, như tiếng Anh "hoar frost", trong
đó "hoar" là "trắng như tóc hoa râm" tiếng Trung là "bạch sương", bạch là trắng,
tiếng Pháp là "gelée blanche", "blanche" là trắng. Có nơi cho rằng có 2 loại sương
muối: "hoar frost" và "rime", nhưng với "rime", không khí ẩm ban đầu ngưng kết
thành các hạt nước, sau đó mới bị lạnh đi để trở thành các hạt băng, được hình
thành bởi sự đóng băng của những giọt nước siêu lạnh trong sương mù lên các vật
thể rắn. Sương muối là hiện tượng nguy hiểm đối với sản xuất nông nghiệp. Trước
mức độ nguy hại của sương muối đối với sản xuất nông nghiệp nhiều nước trên thế
giới như Nga, Trung, Quốc, Mỹ, Brazil,... đã tiến hành nghiên cứu về sương muối,
đánh giá tác hại của thiên tai trong đó có sương muối, băng giá trên cơ sở các dữ
liệu khí tượng quan trắc, dữ liệu viễn thám. Ở Nhật Bản (kurosu et al,1995), ở
Trung Quốc (shao et al, 2001,Li et al, 2003, Bingbai et al. 2005)... Các nhà nghiên
cứu đã trình bày theo các hướng bao gồm phân tích dữ liệu viễn thám là hàm của

các thông số sinh lí của cây trồng và thay đổi theo thời gian của chúng, giải thích
các quan sát bằng mô hình lí thuyết [23].

6


Với mức độ nguy hại của sương muối như vậy nên tại nhiều nước trên thế
giới như Nga, Trung Quốc, Mỹ, Brazil,…. đã tiến hành nghiên cứu về sương muối,
đánh giá tác hại của sương muối, sương giá trên cơ sở các dữ liệu khí tượng quan
trắc, dữ liệu viễn thám. Ở Brazill, các nhà khoa học đã xây dựng bản đồ phân bố
sương muối cho vùng Nam Brazill, vùng có nhiệt độ tháp nhất nước (hình 1.2); theo
đó những vùng có tần suất xuất hiện sương muối lớn được cảnh báo một cách rõ
ràng.

Hình 1.2 Phân bố sương muối ở Nam Brazill
Bằng việc sử dụng số liệu ảnh vệ tinh NOAA/AVHRR, C. Domenikiotis,
M. và cs. [22] cũng đã xây dựng bản đồ nguy cơ sương muối cho lãnh thổ Hy
Lạp. Các tác giả đã xác định được mối quan hệ giữa ngưỡng nhiệt độ làm xuất
hiện sương muối với các tổ hợp phát xạ khác nhau của các kênh nhiệt hồng
ngoại, từ đó xây dựng được bản đồ phân bố sương muối trong tháng 3 trên toàn
lãnh thổ (hình 1.3).

Hình 1.3. Bản đồ nguy cơ sương muối tháng 3 của Hy Lạp

7


G. V. Đi-mi-tơ-ri-ê-va khi nghiên cứu tình hình băng giá-sương muối ở khu
vực Mátscova đã nhấn mạnh vai trò của địa hình và đặc điểm của đất. Bà cho cho
rằng, cần phải xác định được những vùng nguy hiểm về băng giá- sương muối nhất.

Bà đã dùng những số liệu quan trắc nhiều năm của mạng lưới trạm khí tượng bề mặt
để xác định những khu vực trong đó xảy ra một cách có hệ thống [24].
1.3.2 Tình hình nghiên cứu trong nước
Miền Bắc Việt Nam là nơi hứng chịu những thiệt hại to lớn do sương muối
gây ra nên trong nhiều năm qua, hiện tượng này đã thu hút sự tập trung nghiên cứu
của nhiều nhà khí tượng trong nước nên cũng đã thu được một số thành tựu nhất
định.
Phạm Ngọc Toàn và Phan Tất Đắc cho rằng, so với tất cả các vùng khác,
vùng Cao Bằng, Lạng Sơn là nơi sương muối xảy ra nhiều nhất và trầm trọng nhất,
vì mùa đông ở đây chẳng những rất lạnh, lại khô hanh, quang đãng và gió yếu là
những điều kiện thuận lợi cho sự hình thành sương muối. Nhất là trong những dạng
địa hình trũng và khuất, sương muối càng có khả năng xuất hiện. Ở vùng thấp, hàng
năm thường gặp 1-2 ngày sương muối năm rét nhất có thể tới 4-5 ngày, thường tập
trung trong tháng 1 và tháng 12. Ở vùng cao, trung bình mỗi năm có 3-4 ngày
sương muối, những năm rét hơn sương muối có thể xuất hiện hàng chục ngày và
ngay cả tháng 11 và tháng 2 cũng có thể xuất hiện sương muối [15].
Theo Phạm Vũ Anh và Nguyễn Viết Lành [1], băng giá, sương muối xảy ra
khi lưỡi áp cao lạnh lục địa ảnh hưởng đến nước ta là khối không khí lạnh và khô.
Chúng thường là những khối không khí cực đới, thậm chí có nguồn gốc Bắc Băng
Dương. Trải qua một chặng đường đi dài và biến tính trên lục địa châu Á chúng vẫn
còn khá lạnh và khô. Khi xâm nhập xuống miền Bắc Việt Nam ở vùng biên giới
phía bắc trị số khí áp thu được khá cao, khoảng trên dưới 1030mb, trời quang mây,
độ ẩm dưới 50% (số liệu lúc 7 giờ sáng VN). Trong những ngày như vậy việc dự
báo nhiệt độ tối thấp có vai trò quan trọng để quyết định dự báo băng giá và sương
muối. Nếu nhiệt độ không khí dự báo xuống dưới 50C thì cần phải đặc biệt chú ý dự
báo băng giá và sương muối và khi đó nhiệt độ mặt đất và đặc biệt nhiệt độ của
những bề mặt màu sẫm như lá cây, phân bón (phân chuồng) đã có thể xuống đến
00C.
Khi nghiên cứu về khả năng xuất hiện sương muối ở khu vực Tây Bắc,
Nguyễn Hồng Sơn và cs. đã xác nhận rằng, sương muối xuất hiện và các tháng mùa

đông từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau nhưng tập trung chủ yếu vào tháng 12 và

8


tháng 1. Suơng muối có xu thế tăng dần theo độ cao địa hình, càng lên cao tần suất
xuất hiện sương muối càng nhiều. Ở độ cao dưới 600m không ảnh hưởng bởi sương
muối hoặc nếu có ảnh hưởng chỉ ảnh hưởng ở cấp độ nhẹ; trên 800m mức độ ảnh
hưởng của sương muối ở cấp độ nặng và rất nặng. Khi gió mùa đông bắt đầu ảnh
hưởng đến nước ta thì sau 2-4 ngày, sương muối xuất hiện ở Tây Bắc. Thông
thường khi nhiệt độ tối thấp tại lều khí tượng có nhiệt độ ≤ 5 0C thì xuất hiện sương
muối do nhiệt độ bề mặt thường thấp hơn nhiệt độ không khí ở độ cao 2m (độ cao
bầu nhiệt biểu) [12,13].
Bên cạnh những công trình trên, một hướng nghiên cứu được nhiều nhà Khí
tượng quan tâm giải quyết, đó là nghiên cứu dự báo bằng phương pháp thống kê.
Theo hướng nghiên cứu này gồm có nhiều tác giả như: Nguyễn Viết Lành, Nguyễn
Viết Phong, Lèo Văn Xuân, Lê Thu Hà,…
Thời gian đầu, các công trình nghiên cứu theo phương pháp thống kê chủ
yếu mang tính chất thủ công, với phương pháp thống kê đơn giản.
Năm 2000, Lèo Văn Xuân đã xây dựng phương trình và biểu đồ dự báo nhiệt
độ tối thấp để đưa ra cảnh báo sương muối cho khu vực Sơn La. Hai yếu tố chọn
vào phương trình là nhiệt độ (T) và điểm sương (Td) lúc 13 giờ. Với nguồn số liệu
từ năm 1961-1999, ông đã xây dựng được phương trình như sau:
0,88+ 0,1*T +0,02*Td=0
Sau đó căn cứ vào độ hụt điểm sương lúc 13 giờ, kết hợp với giá trị độ ẩm
tương đối xây dựng biểu đồ dựa trên phương pháp chấm điểm. Nếu rơi vào vùng có
sương muối thì ta dự báo 24 giờ tới (tính từ 19 giờ cùng ngày) có sương muối và
ngược lại [21].
Bằng phương pháp hàm phân biệt, Nguyễn Viết Phong đã chọn những ngày
gió có hướng E-NE để xây dựng phương trình đường thẳng phân chia hai vùng vó

và không có mưa nhỏ, mưa phùn từ tháng 12-3 cho khu vực thành phố Vinh, với
các biến dự báo là nhiệt độ không khí (T) và nhiệt độ điểm sương (Td) lúc 13 giờ
như sau:
0,579340-0,0739*T + 0,0581*Td= 0
Có thể nhận thấy rằng các phương pháp trên là những phương pháp thống kê
hết sức đơn giản và chưa thật sự thuận tiện cho dự báo nghiệp vụ vì còn mang tính
thủ công nên sẽ dẫn đến những sai số khi chấm điểm có hoặc không lên giản đồ
[11].

9


Để khắc phục những điểm hạn chế trên, có rất nhiều công trình nghiên cứu
được các tác giả lựa chọn phương pháp thông kê hiện đại dựa trên cơ sở chuỗi số
liệu có sẵn, dễ dàng khai thác từ các trung tâm dự báo tỉnh và với số lượng biến
không hạn chế để sây dựng phương trình dự báo. Phương pháp thống kê này đã đem
lại hiệu quả nhất định.
Nguyễn Viết Lành đã xây dựng phương trình dự báo dông nhiệt cho tỉnh
Việt Trì, bằng việc đưa vào phương trình 25 nhân tố dự tuyển, kết quả thu được
phương trình dự báo cuối cùng là 6 biến như sau:
PVT=1,41611-0,01297*T01p+0,06967*C1-0,00131*d85+0,00904*Td07p0,00144*TTd13v+0,00263*DtaP07p
Nếu PVT ≥ 0 ta dự báo chiều tói ngày đó có mưa dông, còn nếu P VT < 0, ta dự
báo hôm đó không có mưa.
Kết quả của phương trình đựoc kiểm nghiệm trên chuối số liệu phụ thuộc
(1988-1999) có độ chính xác (U) là 75,5% và độ tin cậy H= 0,46%. Với chuỗi số
liệu độc lập (2000-2001) kết quả có độ chính xác chung lên tới 77,14% [4].
Bằng việc khai thác chuỗi số liệu từ 1991-2001 tại Lạng Sơn, Nguyễn Thị
Thuyên và cs. đã sử dụng phương trình hồi quy nhiều biến để xây dựng phương
trình dự báo nhiệt độ tối thấp cho khu vực Lạng Sơn trong tháng 12, 1 và 2 với việc
đưa vào ban đầu các biến không hạn chế, kết quả phương trình như sau:

Tmin_12 = 4,12906 + 0,48451*Td13 + 0,50573*Tmin - 0,34384*X2 +
0,15751*N13 - 0,29582*N7
Tmin_1 = 2,32319 + 0,37492*Td13 + 0,25828*X3 + 0,11036*N130,02813*dd13 + 0,32648*Tmin + 0,23273*X10
Tmin_2 = 0,78367 + 0,48970*Td13 + 0,36749*X3 + 0,15742*X50,19856*dtaP13 + 0,26515*Tmin
Kết quả phương trình đạt độ chính xác72,8% vào tháng 12, 83,0% vào tháng
1, và 83,4% vào tháng 1 [5].
Cũng bằng phương pháp hồi quy nhiều biến, Lê Thu Hà và cộng sự đã tiến
hành xây dựng phương trình dự báo mưa cho khu vực Sơn La trong các tháng 1,2,3.
Với việc đưa vào 34 nhân tố ban đầu, kết quả phương trình thu được:

10


y=0,038861+0,014208*X1-0,000086*X2+0,004773*X3+0,000512*X40,001312*X5+0,001502*X6
Theo đó, nếu giá trị phương trình >0, thì ta dự báo trong vòng 24 giờ tới có
mưa, còn nếu giá trị của phương trình ≤ 0 thì ta dự báo trong 24 giờ tới không mưa.
Kết quả được đánh giá dựa trên chuỗi số liệu phụ thuộc là có độ chính xác 90,8% và
độ tin cậy H= 0,31. Đánh giá trên chuỗi số liệu thực tế cho kết quả tương đối cao
với độ chính xác dao động từ 86,4-90,8% [6].
Trong công trình nghiên cứu về điều kiện gây mưa trên khu vực Bắc Trung
Bộ trong các tháng mùa đông, Nguyễn Viết Lành đã sử dụng phương pháp hồi quy
từng bước để xây dựng phương trình dự báo mưa trong bốn tháng, tháng 12, 1, 2 và
3 cho 10 trạm tại khu vực Bắc Trung Bộ dựa trên chuỗi số liệu từ 1990-2003. Bằng
việc đưa vào ban đầu các nhân tố không giới hạn. Sau quá trình tính toán, kết quả
được đánh giá dựa trên chuỗi số liệu phụ thuộc thì phương trình đạt độ chính xác
trung bình 79,04%, và độ tin cậy có giá trị là 0,50. Tiếp tục đanh giá kết quả trên
chuỗi số liệu phụ thuộc thì các phương trình có độ chính xác trung bình là trên 75%
[7].
Từ kết quả của các công trình nghiên cứu trên em nhận thấy rằng: việc thống
kê theo phương pháp hiện đại, dựa trên chuỗi số liệu đủ dài, đồng thời đưa vào

phương trình không giới hạn số biến đem lại hiệu quả nhất định, và có ý nghĩa lớn
trong việc dự báo.
Nhìn nhận trên phương diện của vấn đề nghiên cứu trong bài đồ án, em thấy
rằng, sương muối là hiện tượng được một số tác giả quan tâm nghiên cứu, nhưng
các công trình đó chủ yếu sử dụng phương pháp phân tích synop hoặc bằng các
phương pháp thống kê đơn giản nên việc đưa số lượng nhân tố dự báo vào để tính
toán rất hạn chế và mang tính chủ quan. Để khắc phục những điểm hạn chế này,
trong bài đồ án của mình em chọn phương pháp thống kê hiện đại, xây dựng
phương trình dự báo sương muối dựa trên phương pháp hồi quy từng bước, bằng
việc sử dụng chuỗi số liệu sẵn có, dễ khai thác tại các trung tâm dự báo tỉnh và với
số lượng biến đưa vào không giới hạn để xây dựng các phương trình dự báo sương
muối cho khu vực Tây Bắc trong các tháng từ tháng 11 đến tháng 2.

11


CHƯƠNG II. CƠ SỞ SỐ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 Cơ sở số liệu
2.1.1 Số liệu quan trắc
Số liệu ban đầu là một trong những nền tảng của các phương pháp thống kê.
Số liệu ban đầu bao gồm các yếu tố cấu thành và độ dài của chuỗi. Trong điều kiện
nước ta hiện nay, khi mà chúng ta chưa có được những tập số liệu khảo sát đầy đủ
có tính chất chuyên sâu, việc khai thác số liệu cho mục đích nghiên cứu bài toán dự
báo sương muối cần phải xuất phát từ tình hình thực tế của các nguồn số liệu và
chất lượng của số liệu.
Nguyên tắc chung của phương thức khai thác số liệu là khai thác triệt để các
nguồn số liệu sẵn có và có khả năng đáp ứng được yêu cầu của bài toán đặt ra.
Thực tế hiện nay ở Việt Nam, số liệu ban đầu phục vụ cho mục đích nghiên
cứu và dự báo thời tiết đang là một trong những vấn đề hết sức thiếu. Cơ sở số liệu
hiện có của chúng ta chủ yếu là số liệu quan trắc khí tượng mặt đất từ mạng lưới đài

trạm, để giải quyết bài toán đặt ra, không còn cách nào khác ngoài việc khai thác số
liệu quan trắc khí tượng mặt đất từ trạm thuộc vùng nghiên cứu được lưu trữ trong
các báo biểu BKT-1.
Như đã nói ở trên đề tài tập trung nghiên cứu dự báo sương muối trong
những tháng mùa đông nên ở đây em lấy số liệu của các tháng 11, 12, 1 và 2
trong BKT-1 của 4 trạm khí tượng trong khu vực, đó là các trạm: Sìn Hồ, Mộc
Châu, Sơn La, Cò Nòi.
Sở dĩ chọn bốn trạm trên là do: Tuy cả 4 trạm trên đều là trạm ở vùng núi
cao, với độ cao tương đối lớn, tuy nhiên giữa 4 trạm này có độ cao khác nhau,
trong đó cao nhất là Sìn Hồ(1500m), Mộc Châu (1000m), Cò Nòi (700-800m),
Sơn La (600m). Nhưng tại đó lại có sự khác biệt cụ thể: Nếu Sìn Hồlà khu vực có
miền núi mang nét đặc trưng của các dãy núi cao, còn ở Mộc Châu lại là khu vực
miền núi đá vôi, nhưng lại kẹp giữa thung lung sông Đà và sông Mã. Cò Nòi là
vùng núi phức tạp xen kẽ bởi những dãy núi đá và đồi. Chính sự khác biệt đó,
cộng với nguồn số liệu quan trắc thực tế thấy rằng đây là bốn trạm có sự xuất hiện
sương muối lớn nhất trong khu vực Tây Bắc Bộ. Từ những lí do trên em chọn 4
trạm: Sìn Hồ, Mộc Châu, Cò Nòi, Sơn La để xây dựng phương trình dự báo.
Đặc điểm của tập số liệu BKT- 1 là lưu trữ tất cả các số liệu quan trắc khí
tượng mặt đất vào 4 kỳ quan trắc chính là 1, 7, 13 và 19 giờ. Các yếu tố cần được

12


khai thác bao gồm các nhóm nhiệt độ, điểm sương, khí áp, biến áp 24 giờ, hướng
gió và tốc độ gió, lượng mây tổng quan lúc 1, 7, 13 giờ, số ngày có sương muối
xuất hiện cũng như nhiệt độ tối thấp ngày.
Về độ dài của chuỗi số liệu, độ dài chuỗi được khai thác dựa trên nguyên tắc
sử dụng đến mức tối đa khả năng đáp ứng của các nguồn số liệu sẵn có của khu vực
cần nghiên cứu. Độ dài của chuỗi không lấy quá dài để tránh những dao động của
biến trình nhiều năm gây ra nhưng cũng không được quá ngắn để bảo đảm tính ổn

định thống kê. Nhiều kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, đối với những bài toán dự báo,
chuỗi số liệu không nên lấy dài hơn 18 năm và không lấy ngắn hơn 6 năm [9]. Trên
cơ sở đó, để bảo đảm tính đồng nhất, tất cả các loại số liệu đều được khai thác cùng
một thời kỳ từ năm 2005-2015.
2.1.2 Số liệu tái phân tích
Qua tham khảo các công trình nghiên cứu trong những năm gần đây, em
nhận thấy rằng, tập số liệu tái phân tích của Trung tâm Quốc gia Dự báo Môi trường
(NCEP - The National Center for Environmental Prediction) và Trung tâm Quốc gia
Nghiên cứu Khí quyển (NCAR- The National Center for Atmospheric Research)
được nhiều nhà khí tượng trên thế giới sử dụng và đã đạt được những kết quả rất
khả quan.
Tập số liệu tái phân tích này là một tập số liệu có độ dài lớn và đặc biệt là có
tính liên tục nên sử dụng rất thuận tiện. Theo không gian, số liệu được lưu giữ dưới
dạng mã GRIB (Grid Binary).
Độ phân giải theo phương ngang có hai loại lưới: (1) lưới Gaussian, có 94
điểm lưới theo kinh tuyến và 192 điểm lưới theo vĩ tuyến, mỗi điểm cách nhau
1,8750 và (2) lưới kinh vĩ có độ phân giải ngang là 2,5 x 2,50 kinh vĩ độ.
Độ phân giải theo phương thẳng đứng cũng có hai loại: (1) trên các mực
đẳng áp chính (1000, 925, 850, 700, 600, 500, 400, 300, 250, 200, 150, 100, 70, 50,
30, 20 và 10mb); và (2) trên các mực đẳng nhiệt độ thế vị (270, 280, 290, 300, 315,
330, 400, 450, 550, 6500K).
Theo thời gian, số liệu ngày được lưu giữ tại các thời điểm 00Z và 12Z
(UTC), còn số liệu trung bình tháng được lưu giữu tại các thời điểm 00Z, 06Z, 12Z,
18Z (UTC).
Bài đồ án sử dụng nguồn số liệu tái phân tích của các trường gió (uwnd,
vwnd), độ cao địa thế vị (hgt), nhiệt độ (air) của Trung tâm Quốc gia Dự báo Môi

13

trường (NCEF) được dowload tại website:
/>2.2 Phuơng pháp nghiên cứu
2.2.1 Phương pháp synop.
Bài toán đã đặt ra trong bài đồ án này là phân tích một số hình thế synop
thuận lợi cho sự xuất hiện hiện tượng sương muối trên khu vực Tây Bắc. Vì thế
nguồn số liệu tái phân tích được sử dụng để xây dựng bộ bản đồ synop. Trong các
tính toán trên nguồn số liệu được thực hiện trên phần mềm Grad, số liệu được sử
dụng là số liệu ngày tại các mực khí áp chính là mực mặt đất (bề mặt), 850, 700,
500mb của các yếu tố: độ cao địa thế vị tính bằng đề-ca-mét địa thế vị (dam); các
thành phần vận tốc gió u và v tính bằng m/s, với nền là thang màu nhiệt độ.
Phân tích các bản đồ đường đẳng áp, đẳng độ cao địa thế vị và đường
dòng,tốc độ gió. Qua đó xác định các trung tâm tác động. Từ bản đồ hình thế thời
tiết và bản đồ phân tích vị trí và cường độ các trung tâm thuận lơi nhất cho việc
hình thành sương muối trên khu vực Tây Bắc.
2.2.2 Phương pháp thống kê khí hậu cơ bản
2.2.2.1 Phương pháp thống kê và lọc nhân tố
Phương pháp thống kê được sử dụng rất rộng rãi trong nghiên cứu khí tượng,
khí hậu nói chung và nghiên cứu dự bào thời tiết nói riêng. Trong thống kê có rất
nhiều phương pháp được sử dụng dể xây dựng phương trình dự báo khả năng xuất
hiện của hiện tượng khí tượng. Trong bài đồ án này, em dùng “phương pháp hồi
quy từng bước” để xây dựng phương trình dự báo sương muối trên khu vực Tây
Bắc.
Nguyên tắc kiểm tra đánh giá để lựa chọn công thức dự báo tốt nhất ngoài
việc dựa vào tiêu chuẩn hiệu quả dự báo còn phải căn cứ vào số lượng biến tham
gia vào phương trình hồi quy. Nếu phương trình sau cho hiệu quả dự báo cao hơn
phương trình trước nhưng mức độ cao hơn không đáng kể mà số biến có mặt trong
đó lại tăng lên thì vẫn không được lựa chọn. Một trong những điều kiện ràng buộc
quan trọng khi thực hiện phép lọc là chất lượng của phương trình hồi quy. Sau mỗi
bước tính, trước khi đưa vào đánh giá hiệu quả để lựa chọn, các phương trình hồi
quy thu được đều phải được kiểm nghiệm theo tiểu chuẩn F với mức ý nghĩa nào

đó. Điều đó cho phép lựa chọn được tổ hợp biến có số lượng biến ít nhất có thể mà
vẫn bảo đảm được độ tin cậy của công thức dự báo.

14


Có nhiều phương pháp lọc nhân tố. Phương pháp hồi quy từng bước [14] là
một trong những phương pháp thường được sử dụng. Ưu điểm của phương pháp
này là lựa chọn được tập những nhân tố tương quan với nhau kém nhưng lại quan
hệ chặt chẽ với yếu tố dự báo. Tiêu chuẩn lọc của phương pháp này có thể căn cứ
vào hệ số tương quan riêng hoặc hệ số tương quan bội. Theo [14] nói chung không
thể khẳng định được là tiêu chuẩn nào tốt hơn, chỉ có trong quá trình thực hành giải
bài toán người sử dụng mới có thể chỉ ra được.Phương pháp này được tiến hành như
sau:
Bước 1: Tính các hệ số tương quan toàn phần ryi giữa yếu tố dự báo y với các
nhân tố dự báo xi (i=1, 2,..., m), Sau đó chọn trong chúng hệ số tương quan nào có
giá trị tuyệt đối lớn nhất. Giả sử:

{ }

ry1 = max ryi
1≤i≤ m

(2.1)

Khi đó biến x1 là nhân tố có tác động chính lên y và ta xây dựng phương
trình hồi qui:
y(1)=a0(1) +a1(1) x1

(2.2)

Tương ứng với phương trình (2.2) ta tính được chuẩn sai thặng dư s(1):
s (1) =

Q

(2.3)

n − m −1

trong đó, Q là tổng bình phương các sai số, (n-m-1) là số bậc tự do của Q.
Bước 2: tính các hệ số tương quan riêng ryi.1 (i=2, 3,..., m) và cũng chọn hệ số
có giá trị lớn nhất trong chúng. Giả sử:

{

ry2.1 = max ryi.1
2≤i≤m

}

(2.4)

Khi đó ta chọn tiếp biến x2 và xây dựng phương trình hồi qui:
y(2)=a0(2) +a1(2)x1 +a2(2)x2

(2.5)

Tương ứng với nó ta cũng tính được chuẩn sai thặng dư s (2). Đến đây ta có
phương trình hồi qui hai biến (2.5) mà độ chính xác của nó được đánh giá bởi s (2).

Bước 3: So sánh giá trị chuẩn thặng dư s(2) với s(1).
Nếu:

s (2) − s (1)
s (2)

<ε

(2.6)

thì biến x2 sẽ bị bỏ qua và một biến khác trong số các biến còn lại sẽ được lựa chọn
để xây dựng phương trình hồi qui (2.5) và bắt đầu tính từ bước 2. Ở đây, ε là một số
dương tuỳ ý ta đưa vào để đánh giá xem nếu khi ta tăng thêm biến cho phương trình

15