khảo sát độ nhạy sơ đồ tham số hóa đối lƣu kain fritsh và betts miller janjic trong mô hình wrf dự báo thời tiết nam bộ thời kỳ bùng nổ gió mùa năm 2005

MỤC LỤC
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ..................................................................................... iv
DANH MỤC BẢNG .......................................................................................................v
DANH MỤC HÌNH ...................................................................................................... vi
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
Chƣơng 1 .........................................................................................................................4
ĐẶC ĐIỂM THỜI TIẾT NAM BỘ THỜI KỲ BÙNG NỔ GIÓ MÙA MÙA HÈ.........4
1.1. Đặc điểm thời tiết nam bộ thời kỳ bùng nổ gió mùa mùa hè. ..................................4
1.1.1. Điều kiện địa lý, địa hình. .................................................................................4
1.1.2. Hoàn lƣu trong thời kỳ bùng nổ gió mùa ở Nam Bộ. .......................................5
1.1.3. Đặc điểm thời tiết ..............................................................................................7
Chƣơng 2 .........................................................................................................................8
TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH WRF VÀ CÁC SƠ ĐỒ THAM SỐ HÓA ĐỐI LƢU
KAIN FRITSH VÀ BETTS MILLER JANJIC VÀ PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ. .....8
2.1. Mô hình WRF ...........................................................................................................8
2.1.1. Giới thiệu mô hình WRF ...................................................................................8
2.1.2. Các thành phần mô hình WRF ..........................................................................8
2.1.3. Dữ liệu đầu vào, đầu ra và các bƣớc chạy mô hình WRF. ...............................9
2.2. Các sơ đồ tham số hóa đối lƣu Kain Fritsh và Betts Miller Janjic. ........................10
2.2.1. Sơ đồ Kain-Fritsch ..........................................................................................11
2.2.2. Sơ đồ Betts-Miller-Janjic ................................................................................13
2.3. Phƣơng pháp đánh giá. ...........................................................................................14
Chƣơng 3 .......................................................................................................................15
THÍ NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ. .....................................................................................15
3.1. Thiết kế thí nghiệm. ................................................................................................15
3.1.1. Cấu trúc miền lƣới...........................................................................................15
3.1.2. Các trƣờng hợp thử nghiệm ............................................................................16
3.2. Kết quả thử nghiệm ................................................................................................16

ii

3.2.1. Hình thế synop theo số liệu quan trắc .............................................................16
3.2.3. Trƣờng mƣa. ....................................................................................................40
3.2.3.1. Kết quả mô phỏng diện mƣa..................................................................40
3.2.3.2. Kết quả mô phỏng lƣợng mƣa theo điểm trạm. .....................................43
3.2.4 Trƣờng nhiệt. ....................................................................................................49
3.2.4.1. Kết quả mô phỏng trƣờng nhiệt. ............................................................49
3.2.4.2. Kết quả mô phỏng nhiệt độ theo điểm trạm ..........................................51
KẾT LUẬN ...................................................................................................................57
KHUYẾN NGHỊ ...........................................................................................................59
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................60

iii


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
NCEP

Trung tâm Quốc gia dự báo môi trƣờng Hoa Kì

WRF

Mô hình dự báo và nghiên cứu thời tiết

ARW

Phiên bản nghiên cứu nâng cao của WRF

NMM

Phiên bản quy mô vừa phi thủy tĩnh

WSF

Phần mềm Framework WRF

WPS

Hệ thống tiền xử lý của mô hình

KF

Sơ đồ tham số hoá đối lƣu Kain Fritsh

BMJ

Sơ đồ tham số hóa đối lƣu Betts Miller Janjic

ANA

Số liệu nhiệt đƣợc quan trắc từ vệ tinh

GPCP

Số liệu mƣa đƣợc quan trắc từ vệ tinh

WPSH

Áp cao cận nhiệt Tây Bắc Thái Bình Dƣơng

UTC

Giờ quốc tế

U

Thành phần gió vĩ hƣớng

V

Thành phần gió kinh hƣớng

N

Hƣớng bắc

E

Hƣớng đông

Stt

Số thứ tự

Cu

Tốc độ ngƣng kết trong mây

Cd

Bay hơi của hạt nƣớc trong dòng giáng

Du, Dd

Độ bắn ra

Du

Tốc độ không khí thổi từ mây ra môi trƣờng

el

Tốc độ bay hơi của hạt mây

Eu, Ed

Độ cuốn hút

Mu

Thông lƣợng khối lƣợng

zB

Độ cao chân mây

zC

Độ dày của mây

iv


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Một số tài liệu tham khảo về hai sơ đồ tham số hóa đối lƣu KF và BMJ. ....13
Bảng 2.2. Lựa chọn sơ đồ tham số hóa đối lƣu trong mô hình WRF............................13
Bảng 2.3. Sơ đồ tham số hóa đối lƣu trong mô hình WRF ứng với các option cụ thể. 14
Bảng 3.1. Giai đoạn thử nghiệm ....................................................................................16
Bảng 3.2. Danh sách các trƣờng hợp thử nghiệm .........................................................16
Bảng 3.3. Sai số quân phƣơng của thành phần gió vĩ hƣớng và kinh hƣớng tại trạm
Tân Sơn Hòa (10.80 N, 106.70 E) lúc 00 UTC từ ngày 08 đến 00 UTC ngày 10/5/2005.
.......................................................................................................................................39
Bảng 3.4. Số liệu lƣợng mƣa tích lũy ngày theo quan trắc thực tế, KF và BM từ ngày
08/05/2005 đến ngày 10/05/2005 ..................................................................................43
Bảng 3.5. Số liệu nhiệt độ trung bình ngày theo quan trắc thực tế, KF và BM từ ngày
08/05/2005 đến ngày 10/05/2005.[6] ..............................................................................52
Bảng 3.6. Sai số tuyệt đối của hai thử nghiệm KF và BM so với số liệu quan trắc từ
ngày 08/05/2005 đến ngày 10/05/2005. ........................................................................53
Bảng 3.7. Sai số trung bình tuyệt đối của hai thử nghiệm KF và BM so với số liệu
quan trắc từ ngày 08/05/2005 đến ngày 10/05/2005. ....................................................55

v


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Bản đồ địa hình Nam Bộ (Atlat địa lý Việt Nam.[4] ......................................4
Hình 1.2: Trƣờng dòng mặt đất tháng 4 với áp cao trên vịnh Bengal, sống áp cao cận
nhiệt khống chế trên Đông Dƣơng và dải áp thấp xích đạo nằm ở rìa phía nam sống áp
cao này và áp thấp trên Ấn Độ phát triển yếu (Harris, 1970). [1] ...................................6
Hình 1.3: Trƣờng dòng mặt đất tháng 5 (Harris, 1970). [1] ............................................7

Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống của mô hình WRF.[10]...........................................................8
Hình 2.2: Sơ đồ chạy mô hình WRF. [10] .......................................................................9
Hình 2.3: Mô hình mây tích (dòng thăng và dòng giáng).[7] .......................................11
Hình 3.1. Cấu trúc miền tính .........................................................................................15
Hình 3.2. Bản đồ syop mực 850 hPa 00 giờ (UTC) ngày 08/5/2005.[6] ......................19
Hình 3.3. Bản đồ syop mực 850 hPa 00 giờ (UTC) ngày 09/5/2005. [6] .....................20
Hình 3.4. Bản đồ syop mực 850 hPa 00 giờ (UTC) ngày 10/5/2005. [6]......................21
Hình 3.5. Bản đồ syop mực 500 hPa 00 (UTC) ngày 08/5/2005. [6] ............................22
Hình 3.6. Bản đồ syop mực 500 hPa 00 giờ (UTC) ngày 09/5/2005. [6]......................23
Hình 3.7. Bản đồ synop mực 500 hPa 00 giờ (UTC) ngày 10/5/2005.[6] ....................24
Hình 3.8. Bản đồ synop mực 200 hPa 00 giờ (UTC) ngày 08/5/2005.[6] ....................25
Hình 3.9. Bản đồ synop mực 200 hPa 00 giờ (UTC) ngày 09/5/2005. [6]....................26
Hình 3.10. Bản đồ synop mực 200 hPa 00 giờ (UTC) ngày 10/5/2005. [6]..................27
Hình 3.11. Bản đồ đƣờng dòng và tốc độ gió ở mực 850 hPa a), b) KF; c), d)BM lúc
00h ngày 09/5/2005 và ngày 10/5/2005. .......................................................................31
Hình 3.12. Bản đồ đƣờng dòng và tốc độ gió ở mực 500 hPa a), b) KF; c), d)BM lúc
00h ngày 09/5/2005 và ngày 10/5/2005. .......................................................................32
Hình 3.13. Bản đồ đƣờng dòng và tốc độ gió ở mực 200 hPa a), b) KF; c), d)BM lúc
00h ngày 09/5/2005 và ngày 10/5/2005. .......................................................................33
Hình 3.14. Mặt cắt thẳng đứng của thành phần gió với các đƣờng đẳng tốc độ cách
nhau 2 ms-1 lúc 00 UTC ngày 09 tháng 5 và ngày 10 tháng 5 năm 2005; Mặt cắt theo
phƣơng kinh tuyến của gió vĩ tuyến (U) dọc theo 106.70E a, b)ANA; c, d) KF; e,
f)BM ..............................................................................................................................34
Hình 3.15. Mặt cắt thẳng đứng của thành phần gió với các đƣờng đẳng tốc độ cách
nhau 2 ms-1 lúc 00 UTC ngày 09 tháng 5 và ngày 10 tháng 5 năm 2005; Mặt cắt theo

vi


phƣơng vĩ tuyến của gió kinh tuyến (V) dọc theo 10.80N a, b)ANA; c, d) KF; e, f)BM

.......................................................................................................................................36
Hình 3.16. Phân bố lƣợng mƣa trong thí nghiệm 2005, a)-b)-c) GPCP; d)-e)-f) KF; g)h)-i) BM. Lúc 00h ngày 08/05/2005 đến 00h ngày 10/05/2005. ...................................42
Hình 3.17a: Biểu đồ lƣợng mƣa các trạm Khí Tƣợng miền Đông Nam Bộ, từ ngày
08/05/2005 đến ngày 10/05/2005. .................................................................................45
Hình 3.17b: Biểu đồ lƣợng mƣa các trạm Khí Tƣợng miền Tây Nam Bộ, từ ngày
08/05/2005 đến ngày 10/05/2005. .................................................................................47
Hình 3.18. Trƣờng nhiệt trong thí nghiệm 2005. a)-b)ANA; c)-d)KF; e)-f)BM. Lúc
00h ngày 09/05/2005 và 10/05/2005. ............................................................................51

vii


MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề.
Nam Bộ nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa mùa hè Châu Á - hệ thống gió
mùa lớn nhất và đặc trƣng nhất trong hệ thống khí hậu toàn cầu. Giai đoạn bùng nổ
(khởi phát) của hệ thống này đƣợc đánh dấu bởi sự đảo ngƣợc của hoàn lƣu quy mô
lớn và thay thế đột ngột mùa khô bởi mùa mƣa trong chu kì hàng năm. Gió mùa xuất
hiện cung cấp một lƣợng nƣớc lớn, cực kì cần thiết cho các hoạt động kinh tế - xã hội
cho khu vực này với nhu cầu về nguồn nƣớc ngọt dùng để tƣới tiêu và nuôi trồng thủy
sản ở Nam Bộ là rất lớn.
Việc thiếu nƣớc sẽ dẫn đến những hậu quả cực kì nghiêm trọng đối với các hoạt
động sản xuất nông nghiệp, làm giảm dòng chảy ở các con sông, gây xâm nhập mặn
lấn sâu vào đất liền. Khô hạn kéo dài cũng là nguyên nhân chính gây cháy rừng ở các
khu vực rừng U Minh, nơi đƣợc coi là một trong những hệ sinh thái quý giá bậc nhất
trên thế giới. Một mặt, gió mùa xuất hiện cung cấp một lƣợng nƣớc lớn rất cần thiết
cho nông nghiệp, sản xuất, nhƣng mặt khác mƣa lớn và dồn dập trong nhiều ngày lại là
nguyên nhân của các thảm họa nghiêm trọng nhƣ lũ quét, xói lở đất, làm ngập khu dân
cƣ, khu công nghiệp và các vùng nuôi trồng thủy hải sản... Mƣa lớn làm thay đổi độ
pH trong nƣớc dẫn đến hiện tƣợng tôm cá chết hàng loạt. Mƣa lớn kết hợp với triều

cƣờng khiến mực nƣớc dâng cao, làm cho hàng loạt tuyến phố ở thành phố Hồ Chí
Minh bị ngập hoàn toàn, phổ biến ngập từ 30 - 40 cm, có nơi thậm chí ngập tới 1m.
Tình trạng ngập úng làm cho giao thông bị ách tắc và ảnh hƣởng rất lớn đến đời sống
và sinh hoạt của ngƣời dân.
Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển mạnh mẽ về khoa học máy tính
mô hình số trị đã thể hiện là một công cụ hữu ích, góp phần nâng cao chất lƣợng dự
báo thời tiết, đặc biệt là các hiện tƣợng thời tiết cực đoan nhƣ mƣa lớn, bão và áp thấp
nhiệt đới...
Mô hình số là công cụ hữu ích trong dự báo hạn ngắn và đang đƣợc nghiên cứu
rộng rãi, nhằm nâng cao chất lƣợng dự báo, một trong số đó là mô hình WRF. Mô hình
nghiên cứu và dự báo thời tiết WRF là một trong các mô hình khí tƣợng tân tiến và
chính xác hiện nay. Chính vì vậy, em đã lựa chọn mô hình WRF thử nghiệm trong dự
báo thời tiết tại khu vực Nam Bộ trong thời kì bùng nổ gió mùa.
1


2. Tình hình nghiên cứu liên quan đến đề tài.
Một số nghiên cứu trƣớc đây nhƣ nghiên cứu của Heckley và ccs 1987, Nagata
và ccs 2001, Puri và Miller 1990, Kiều và ccs 2012 đã đánh giá vai trò của các sơ đồ
tham số hoá vật lý bên trong các mô hình dự báo số tới các kết quả dự báo quỹ đạo
bão, cƣờng độ bão và mƣa lớn. Trong đó phải kể đến vai trò của sơ đồ tham số hoá đối
lƣu là sơ đồ cho phép tính toán các quá trình đối lƣu dƣới lƣới dựa trên một mô hình
mây đơn giản có tính đến dòng thăng và giáng ẩm cùng với các hiệu ứng cuốn vào và
cuốn ra, cụ thể nhƣ nghiên cứu của Heckley và ccs 1987, Nagata và ccs 2001, Puri và
Miller 1990 đều chỉ ra rằng kết quả dự báo quỹ đạo bão đều nhạy với sơ đồ tham số
hoá đối lƣu. Ngoài ra tác giả Kiều và ccs 2012 đã chỉ ra rằng cƣờng độ bão đƣợc dự
báo khi sử dụng sơ đồ tham số hoá đối lƣu Betts-Miller-Janjic (BMJ) thƣờng thấp hơn
cƣờng độ bão khi sử dụng sơ đồ tham số hoá đối lƣu Kain-Fritsh (KF).
Mặt khác thời kỳ bùng nổ gió mùa Nam Bộ là thời kỳ hội tụ đủ các điều kiện để
tạo ra sự bùng phát đối lƣu và gây mƣa trên khu vực Nam Bộ. Ngoài ra thời kỳ này

cũng là thời kỳ giao tranh giữa các hệ thống quy mô lớn, vì vậy sẽ gây khó khăn cho
việc dự báo thời tiết khu vực Nam Bộ. Tuy nhiên việc lựa chọn sơ đồ tham số hoá đối
lƣu nào để phù hợp với ứng dụng dự báo thời tiết khu vực Nam Bộ vẫn chƣa đƣợc
nghiên cứu nào đề cập đến. Cho dù hiện tại đã phát triển các hệ thống dự báo tổ hợp
khá là hiệu quả, nhƣng kinh phí để đầu tƣ một hệ thống dự báo tổ hợp là rất lớn, do đó
để áp dụng rộng rãi ở các đài khu vực trong cả nƣớc vẫn chỉ nằm trong dự định. Vì vậy
việc sử dụng mô hình số để tạo ra một dự báo đơn cho khu vực Nam Bộ là cần thiết.
Nên trong nghiên cứu này em sẽ khảo sát độ nhạy của hai sơ đồ tham số hoá đối lƣu
BMJ và KF trong dự báo thời tiết Nam Bộ thời kỳ bùng nổ gió mùa.
3. Mục tiêu và nhiệm vụ của đồ án
- Mục tiêu: Xem xét (đánh giá) hiệu quả của từng sơ đồ tham số hoá BMJ và KF
trong bài toán dự báo thời tiết Nam Bộ trong thời kỳ bùng nổ gió mùa.
- Nhiệm vụ:
- Tìm hiểu về đặc điểm thời tiết Nam Bộ trong thời kỳ bùng nổ gió mùa.
- Tìm hiểu về các mô hình WRF và sơ đồ tham số hóa đối lƣu KF và BMJ.
-

Dự báo thời tiết Nam Bộ thời kỳ bùng nổ gió mùa bằng mô hình WRF ứng
với hai sơ đồ tham số hóa đối lƣu KF và BMJ.

- Đánh giá kết quả sai số dự báo so với quan trắc.
2


4. Nội dung đồ án
 Nội dung
- Tìm hiểu đặc điểm thời tiết khu vực Nam Bộ thời kỳ bùng nổ gió mùa.
- Tìm hiểu mô hình WRF.
- Tổng quan về sơ đồ tham số hoá đối lƣu BMJ và KF.
- Thu thập số liệu dự báo từ mô hình toàn cầu GFF

( />- Thử nghiệm dự báo thời tiết khu vực Nam Bộ hạn 3 ngày.
- Phân tích các kết quả thu đƣợc.


Phạm vi nghiên cứu: Khu vực Nam Bộ thời kỳ bùng nổ gió mùa năm 2005.

5. Phƣơng pháp nghiên cứu: Sử dụng mô hình WRF (Weather Research
Forecasting) và dùng hai tham số hóa đối lƣu Kain-Fritsh và Betts-Miller-Janjic trong
dự báo thời tiết Nam Bộ thời kỳ bùng nổ gió mùa.
6. Ý nghĩa thực tiễn của đồ án
Qua đồ án tốt nghiệp, bản thân em đã hiểu thêm kiến thức về lý thuyết các môn học
nhƣ: Dự báo số trị, synop, khí hậu Việt Nam, Khí tƣợng nhiệt đới...và biết vận dụng,
kết hợp đƣợc các kiến thức để hoàn thành đồ án.
Từ đó có cái nhìn tổng quan về các môn chuyên môn của ngành khí tƣợng và nhận
thấy đƣợc tầm quan trọng của công tác dự báo thời tiết bằng phƣơng pháp số trị, để có
bản tin dự báo thời tiết với độ chính xác cao ngƣời làm công tác dự báo phải kết hợp
nhạy bén giữa dự báo bằng phƣơng pháp synop và số trị …
7. Kết cấu của đồ án
Với những nội dung trên đồ án có bố cục gồm có các chƣơng:
Mở đầu
Chƣơng 1: Đặc điểm thời tiết Nam Bộ thời kỳ bùng nổ gió mùa mùa hè.
Chƣơng 2: Tổng quan về mô hình WRF, sơ đồ tham số hóa đối lƣu Kain Fritsh - Betts
Miller Janjic và phƣơng pháp đánh giá.
Chƣơng 3: Thử nghiệm và các kết quả.
Kết luận.
Khuyến nghị.

3

Chƣơng 1
ĐẶC ĐIỂM THỜI TIẾT NAM BỘ THỜI KỲ BÙNG NỔ GIÓ MÙA MÙA HÈ.
1.1. Đặc điểm thời tiết nam bộ thời kỳ bùng nổ gió mùa mùa hè.
1.1.1. Điều kiện địa lý, địa hình.
Khí hậu và địa hình có mối quan hệ mật thiết với nhau, địa hình sẽ ảnh hƣởng
trực tiếp và tác động đến khí hậu. Nam Bộ là một khu vực thuộc vùng cực nam của
Việt Nam, địa hình trên toàn vùng Nam Bộ khá bằng phẳng, phía tây giáp Vịnh Thái
Lan, phía đông và Đông Nam giáp biển Đông, phía bắc và Tây Bắc giáp Campuchia
và một phần phía tây Bắc giáp Nam Trung Bộ. Nam Bộ bao gồm 19 tỉnh từ Bình
Phƣớc trở xuống phía nam và có hai thành phố lớn là Thành phố Hồ Chí Minh và Cần
Thơ, Nam Bộ đƣợc chia làm hai vùng là vùng đông Nam Bộ và vùng tây Nam Bộ.[9]

Hình 1.1: Bản đồ địa hình Nam Bộ (Atlat địa lý Việt Nam.[4]
Đông Nam Bộ gồm 6 tỉnh (Bình Phƣớc, Bình Dƣơng, Đồng Nai, Tây Ninh, Bà
Rịa-Vũng Tàu, Thành phố Hồ Chí Minh) có độ cao từ 100 – 200m, cấu tạo địa chất
chủ yếu là đất đỏ bazan và đất phù sa cổ. Khu vực đồng bằng sông nƣớc ở đây chiếm
diện tích khoảng 6.130.000 ha cùng trên 4.000 kênh rạch với tổng chiều dài lên đến
5.700 km. [9]
Tây Nam Bộ gồm 13 tỉnh (Long An, Tiền Giang, Bến Tre, Vĩnh Long, Trà
Vinh, Đồng Tháp, Hậu Giang, Sóc Trăng, An Giang, Kiên Giang, Bạc Liêu, Cà Mau
Và Cần Thơ) có độ cao trung bình gần 2m, chủ yếu là miền đất của phù sa mới. Có
một số núi thấp ở khu vực tiếp giáp với vùng Tây Nguyên, miền Tây tỉnh Kiên Giang
4


và Campuchia. Hai hệ thống sông lớn nhất trong vùng là sông Đồng Nai và sông Cửu
Long.[9] Do địa hình Nam Bộ khá bằng phẳng nên khi có gió mùa Tây Nam thổi tới
đem lƣợng nhiệt ẩm dễ dàng xâm nhập vào nội địa của khu vực Nam Bộ, trên thực tế
ta dễ dàng thấy đƣợc vào nửa đầu mùa hè gió mùa Tây Nam còn đang suy yếu gây
mƣa trên khu vực ĐBSCL là chủ yếu (vào khoảng tháng 4-5), và nửa cuối mùa hè gió

mùa Tây Nam hoạt động mạnh gây mƣa nhiều và nhiệt độ cao trên toàn bộ miền
Nam.[2][3][9] Do ảnh hƣởng của gió mùa Tây Nam gây mƣa nhiều, cộng với việc địa
hình Nam Bộ bằng phẳng, có hệ thống sông ngòi dày đặc, dẫn đến việc lũ lụt xảy ra
thƣờng xuyên. [9]
Điển hình là cơn lũ lụt từ tháng 9 đến tháng 11 năm 2000 đƣợc gọi cơn lũ thế
kỷ. Cơn lũ này đã làm gần 1000 ngƣời thiệt mạng và tổn thất về tài sản và mùa màng
đƣợc ƣớc lƣợng đến 500 triệu USD. [9]
1.1.2. Hoàn lưu trong thời kỳ bùng nổ gió mùa ở Nam Bộ.
Sự bùng nổ gió mùa mùa hè ở Nam Bộ đã đánh dấu sự thay đổi hoàn lƣu quy mô
lớn ở Đông Nam Á.[1] Thời kỳ từ tháng 11 đến tháng 3 là thời kỳ hoạt động mạnh của
áp cao lục địa, từng đợt không khí lạnh tràn xuống phía nam có ảnh hƣởng ít nhiều
đến thời tiết Nam Bộ. Ngoài ra, Nam Bộ còn chịu ảnh hƣởng mạnh mẽ của tín phong.
Trong thời kỳ này gió mùa đông bắc (từ cao áp lục địa) và đới gió tín phong (từ rìa
phía nam của cao áp phó nhiệt đới) đều có hƣớng đông bắc. Trong các tháng đầu mùa
khô (từ tháng 11 đến tháng 1), gió mùa đông bắc làm cho thời tiết Nam Bộ hơi lạnh,
đôi khi có mƣa nhỏ, lƣợng mƣa phân bố không đều, chủ yếu chịu ảnh hƣởng của địa
hình. Trong trƣờng hợp có nhiễu động sóng đông thì mƣa đều cả khu vực. Trong các
tháng cuối mùa khô (từ tháng 2 đến tháng 3), gió thịnh hành có hƣớng đông đông bắc
đến đông, thời tiết chủ yếu là ít mây, không mƣa hoặc mƣa nhỏ.[3]
Cuối tháng 3 và đầu tháng 4 các khối không khí lạnh lục địa từ phƣơng bắc đã
bắt đầu suy yếu và biến tính, trong khi các khối không khí nhiệt đới hoặc xích đạo bắt
đầu đƣợc tăng cƣờng và dịch dần lên phía bắc, tạo nên loại thời tiết nắng nóng, oi bức
gay gắt, chiều tối có thể có dông nhiệt và mƣa rào. Đây là thời kỳ chuyển tiếp từ mùa
khô sang mùa mƣa. Trong khoảng thời gian này, miền Bắc đang nằm trong thời tiết
sƣơng mù mƣa phùn ẩm ƣớt khi có những đợt xâm nhập lạnh cuối mùa đông thì ở
Nam Bộ và Tây Nguyên lại chịu những ngày thời tiết nắng nóng và khô hạn. Nguyên
nhân của tình trạng này là dòng giáng quy mô synop gây nên bởi hệ thống áp cao cận
5

nhiệt tây Thái Bình Dƣơng lấn sâu về phía tây tới lục địa Đông Nam Á và áp cao trên
vịnh Bengal (hình 1.2). [1] [2]

Hình 1.2: Trường dòng mặt đất tháng 4 với áp cao trên vịnh Bengal, sống áp cao cận
nhiệt khống chế trên Đông Dương và dải áp thấp xích đạo nằm ở rìa phía nam sống
áp cao này và áp thấp trên Ấn Độ phát triển yếu (Harris, 1970). [1]
Phía nam áp cao Thái Bình Dƣơng là dải áp thấp xích đạo kéo dài sát phía bắc
xích đạo và lan tới mực 700mb. Tháng 4 trên Ấn Độ bắt đầu hình thành và phát triển
một áp thấp nóng chỉ giới hạn trong khu vực Ấn Độ. Tình trạng Nam Bộ và Tây
Nguyên không có dòng cung cấp ẩm từ biển vào và chịu sự khống chế của dòng giáng
quy mô lớn của sống áp cao, ngăn chặn sự hình thành mây và mƣa sẽ đƣợc giải tỏa
nếu có sự thay đổi một cách cơ bản cấu trúc hoàn lƣu ở Nam Á. Và điều đó xảy ra vào
khoảng cuối tháng 4, đầu tháng 5, quá trình đó thể hiện ở sự phát triển và mở rộng của
áp thấp Nam Á từ Ấn Độ sang phía đông tạo nên rãnh gió mùa bao trùm Đông Nam Á
đẩy áp cao cận nhiệt Tây Thái Bình Dƣơng ra phía Biển Đông Việt Nam (hình 1.3).
Đánh dấu giai đoạn bùng nổ gió mùa mùa hè ở Nam Bộ trong thời kỳ này, dải áp thấp
xích đạo thu hẹp trong khu vực nhỏ trên vùng biển phía nam Nam Bộ. Dải đệm đã tiến
lên phía bắc xích đạo trở thành sống áp cao đƣa tín phong Nam Bán Cầu từ áp cao
châu Úc chuyển hƣớng và nhập với đới gió tây nam ở phần nam áp thấp Nam Á trở
thành đới gió mùa tây nam ở mặt đất và đới gió tây biểu hiện rõ từ mực 850mb lên tới

6


mực 700mb. Lúc này ở Nam Bộ đang thịnh hành đới gió tây nam, gió mùa mùa hè bắt
đầu. [1]

Hình 1.3: Trường dòng mặt đất tháng 5 (Harris, 1970). [1]
1.1.3. Đặc điểm thời tiết
Nam Bộ là một trong những khu vực nằm trong vùng đặc trƣng của khí hậu

nhiệt đới gió mùa và cận xích đạo, nền nhiệt ẩm phong phú, ánh nắng dồi dào, thời
gian bức xạ dài, nhiệt độ cao. Biên độ nhiệt ngày đêm giữa các tháng trong năm thấp
và ôn hòa. Độ ẩm trung bình hàng năm khoảng từ 80 - 82%. Khí hậu hình thành trên
hai mùa chủ yếu quanh năm là mùa khô và mùa mƣa. Mùa mƣa từ tháng 5 đến tháng
11, mùa khô từ tháng 12 tới tháng 4. [2] [9]
Lƣợng mƣa hàng năm dao động từ 966 - 1325mm và góp trên 70 - 82% tổng
lƣợng mƣa trong suốt cả năm. Mƣa phân bố không đều, giảm dần từ khu vực giáp ranh
từ Thành phố Hồ Chí Minh xuống khu vực phía Tây và Tây Nam. Ở khu vực Đông
Nam có lƣợng mƣa thấp nhất, khi xuất hiện cƣờng độ mƣa lớn xảy ra trên một số khu
vực trong vùng, thƣờng gây hiện tƣợng xói mòn ở những vùng gò cao. Khi mƣa kết
hợp với cƣờng triều và lũ sẽ gây ngập úng, ảnh hƣởng đến sản xuất và đời sống của
dân cƣ trong vùng. [2] [9]

7


Chƣơng 2
TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH WRF VÀ CÁC SƠ ĐỒ THAM SỐ HÓA ĐỐI LƢU
KAIN FRITSH VÀ BETTS MILLER JANJIC VÀ PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ.
2.1. Mô hình WRF
2.1.1. Giới thiệu mô hình WRF
Mô hình nghiên cứu và dự báo thời tiết WRF (Weather Research and Forecasting)
là một hệ thống kết hợp nhiều mô đun đƣợc phát triển bởi sự hợp tác của một số trung
tâm khí tƣợng lớn của Hoa Kỳ. Hệ thống này ra đời và phát triển dựa trên sự kế thừa
những thành tựu trong lĩnh vực mô hình hóa thời tiết và khí hậu, hƣớng tới các phƣơng
pháp hiện đại trong phân tích, xử lý và đồng hóa số liệu. Mô hình WRF cho phép sử
dụng nhiều tùy chọn khác nhau đối với tham số hóa các quá trình vật lý. Các phiên bản
hiện tại là phiên bản 3, có sẵn từ tháng Tƣ năm 2008. Hiện tại WRF có hai phiên bản
đó là ARW (Advanced Research WRF) phiên bản nghiên cứu nâng cao và NMM
(Nonhydrostatic Meso Model) phiên bản quy mô vừa phi thủy tĩnh. Các ARW là phù

hợp để sử dụng trong một loạt các ứng dụng theo các quy mô khác nhau, từ mét đến
hàng ngàn cây số. [10]
2.1.2. Các thành phần mô hình WRF

Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống của mô hình WRF.[10]

8


Dựa vào biểu đồ trên thì cho ta thấy đƣợc các thành phần chính của mô hình WRF
gồm có:
 Hệ thống tiền xử lý của mô hình WPS (The WRF Pre-processing System). [10]
 Mô đun đồng hóa số liệu (WRFDA). [10]
 Mô đun mô phỏng ARW (ARW solver). [10]
 Chƣơng trình đồ họa và xử lý sản phẩm của mô hình (Post-processing &
Visualization tools). [10]
2.1.3. Dữ liệu đầu vào, đầu ra và các bước chạy mô hình WRF.
Trƣờng hợp thực dữ liệu
Các bước chạy mô hình WRF:
namelist.wps
geogrid
ungrid

WPS

metgrid
WRF

namelist.in
put

WRFDA

model

WRFV3

test

em_real

Hình 2.2: Sơ đồ chạy mô hình WRF. [10]

real.exe
wrf.exe

Bƣớc 1: Chạy file./ geogrib.exe để xác định phạm vi và vị trí các lƣới lồng trong miền
tính. Kết quả có dạng: geo.emd01.ne
Bƣớc 2: Chạy: ./ link grib.esh .. / data / 2009042900/ * ./
Bƣớc 3: Chạy file ./ ungrib.exe để tạo ra các file dữ liệu khí tƣợng. Và kết quả tạo ra là
các file có dạng FILE *
Bƣớc 4: Chạy file ./ metgrib để nội suy ngang các thông số khí tƣợng. Và cho kết quả
dạng: met_em.d01.*
Ở trên đã hoàn tất 3 bƣớc cơ bản để chạy hệ thống tiền xử lý WRF(WPS), tiếp theo sẽ
là các bƣớc chạy hệ thống WRFV3. Kết quả của hệ thống WPS sẽ là dữ liệu đầu vào
cho hệ thống WRFV3.

9

Bƣớc 5: Chạy ./ real.exe và ./ wrf.exe để tích phân hệ thống các chƣơng trình dự báo
trong mô hình. Kết quả sẽ tạo ra đƣợc file wrfout_d01* và đƣợc dùng làm dữ liệu đầu
vào để vẽ. [10]
2.2. Các sơ đồ tham số hóa đối lƣu Kain Fritsh và Betts Miller Janjic.
Hiện nay mô hình WRF là một hệ thống rất hiện đại và linh hoạt để phục vụ
cho việc nghiên cứu và các công tác nghiệp vụ. Các lựa chọn vật lý cho mô hình này
rơi vào một một số loại, mỗi loại bao gồm vài lựa chọn. Các phân loại vật lý gồm vi
vật lý, tham số hóa đối lƣu, lớp biên hành tinh, mô hình bề mặt đất và bức xạ.[5] Và
trong nghiên cứu này sẽ khảo sát độ nhạy của hai sơ đồ tham số hoá đối lƣu BMJ và
KF trong dự báo thời tiết Nam Bộ thời kỳ bùng nổ gió mùa.
Một số nghiên cứu trƣớc đây đã đánh giá vai trò của các sơ đồ tham số hoá vật
lý bên trong các mô hình dự báo số tới các kết quả dự báo quỹ đạo bão, cƣờng độ bão
và mƣa lớn. Trong đó phải kể đến vai trò của sơ đồ tham số hoá đối lƣu là sơ đồ cho
phép tính toán các quá trình đối lƣu dƣới lƣới dựa trên một mô hình mây đơn giản có
tính đến dòng thăng và giáng ẩm cùng với các hiệu ứng cuốn vào và cuốn ra, cụ thể
nhƣ nghiên cứu của Heckley và ccs 1987, Nagata và ccs 2001, Puri và Miller 1990 đều
chỉ ra rằng kết quả dự báo quỹ đạo bão đều nhạy với sơ đồ tham số hoá đối lƣu. Nên
trong nghiên cứu này em khảo sát độ nhạy của hai sơ đồ tham số hoá đối lƣu BMJ và
KF trong dự báo thời tiết Nam Bộ thời kỳ bùng nổ gió mùa.
Các sơ đồ tham số hóa đối lƣu giải quyết về các tác động quy mô dƣới lƣới nhƣ
là quá trình đối lƣu /các đám mây nông. Các sơ đồ này đƣợc dùng để biểu diễn thông
lƣợng thẳng đứng do không giải quyết đƣợc vận chuyển của các dòng thăng và dòng
giáng, và sự bù lại bên ngoài các đám mây. Chúng chỉ có tác dụng trong các cột riêng
ở đó sơ đồ đƣợc khởi động và cung cấp nhiệt thẳng đứng và cấu trúc ẩm. Một vài sơ
đồ bổ sung cung cấp xu hƣớng mây và trƣờng giáng thủy trong các cột, và tƣơng lai
các sơ đồ cũng có thể cung cấp xu hƣớng động lƣợng do vận chuyển đối lƣu. Các sơ
đồ cung cấp thành phần đối lƣu của mƣa bề mặt.[7][8]
Các tham số hóa mây đối lƣu về lý thuyết chỉ có giá trị cho các lƣới thô, (ví dụ
lớn hơn 10 km), ở đó chúng cần để giải phóng ẩn nhiệt trên quy mô thời gian thực
trong các cột đối lƣu. Đôi khi các sơ đồ này đƣợc tìm thấy có ích trong việc gây ra sự

đối lƣu trong các lƣới 5 -10 km. Nói chung, chúng không nên đƣợc sử dụng khi mô

10


hình có thể giải quyết các xoáy đối lƣu. Dƣới đây sẽ là một số lựa chọn trong thí
nghiệm. [8]
2.2.1. Sơ đồ Kain-Fritsch
Các phiên bản sửa đổi của sơ đồ Kain-Fritsch (Kain, 2004) đƣợc dựa trên Kain
và Fritsch (1990) và Kain và Fritsch (1993), nhƣng đã đƣợc sửa đổi dựa trên thử
nghiệm trong mô hình Eta với các sơ đồ KF gốc, phiên bản hiện tại vẫn dựa trên một
mô hình mây đơn giản có tính đến các dòng thăng và giáng ẩm và có đƣa vào tính toán
các hiệu ứng cuốn vào, cuốn ra và vi vật lý mây. [8]
Khi nghiên cứu về động lực của mây tích cho thấy mây tích gồm hai phần, một phần
dòng thăng và một phần dòng giáng. Dòng khối trong mây khi đó là tổng của dòng
thăng và dòng giáng. [7]
[7] Để xác định đƣợc các đặc trƣng của mây đối lƣu ta xây dựng mô hình mây gồm
một dòng thăng (up) và một dòng giáng (down). Mô hình cả dòng thăng và dòng giáng
trong mây biểu diễn trên hình.

Hình 2.3: Mô hình mây tích (dòng thăng và dòng giáng).[7]
Tại chân mây ta phải cho trƣớc Mu, Su, qu, l, αu.
Tại biên trên của dòng giáng ta phải cho Md, Sd, qd, αd.
Độ cuốn hút Eu, Ed và độ bắn ra Du, Dd là các hàm cho trƣớc phụ thuộc vào các tham
số thay đổi của mô hình.
Các quá trình vi mô trong mây (Cu, ed, ei, Gp, ep) cần đƣợc tham số hóa.
Tốc độ ngưng kết trong mây Cu
Trong dòng đi lên giả thiết luôn ở trạng thái bão hòa. Nếu nhiệt độ dƣới 0oC thì ta tính
bão hòa trên bảng và nhiệt tỏa ra là nhiệt đóng băng.
11

Bay hơi của hạt nước trong dòng giáng Cd
Trong dòng giáng giả thiết luôn đạt trạng thái bão hòa nên các hạt nƣớc mƣa bay hơi
và nhiệt hóa hơi đƣợc tính đến trong mô hình. Bay hơi hạt nƣớc đạt trạng thái bão hòa
ngay tức khắc.
Hình thành hạt mưa từ hạt mây trong dòng giáng
Giả thiết hạt mƣa hình thành tỷ lệ với độ chứa nƣớc của mây
Gp = k(z).l
z < zB + zC
z > zB + zC

(2.2.1)
với k = 0
với k = β

zB là độ cao chân mây, zC là độ dày của mây, nếu mây quá mỏng sẽ không cho mƣa
zC = 1500 trên mặt nƣớc
zC = 3000 trên đất liền
Β = 2.10-3s-1
Ở đây bỏ qua sự dính kết của các hạt nƣớc mƣa với hạt mây.
Bay hơi hạt mây vào môi trường xung quanh
Hạt mây bị bắn ra ngoài mây do không khí kéo ra thì bay hơi ngay. Tốc độ bay hơi này
đƣợc tính:
el = Dul

(2.2.2)

Du là tốc độ không khí thổi từ mây ra môi trƣờng.
Các điều kiện biên:

Đối lƣu đƣợc chia làm 3 dạng. Ở mỗi nút lƣới chỉ có thể xuất hiện một dạng đối lƣu.
-

Đối lƣu xuyên thủng: Hội tụ không khí ở lớp biên tạo thành dòng thăng lớn
xuyên thủng tầng ổn định và đạt đến độ cao của đối lƣu hạn.

-

Đối lƣu nông: Bên dƣới có phân kì nhẹ và chỉ đạt đến độ cao của tầng ổn định.

-

Đối lƣu tầng trung: Xuất hiện ở vùng front trong lớp giữa của khí quyển.[7]

[8] Sự cải tiến so với sơ đồ KFS gốc trong mô hình ETA bao gồm:
1. Tốc độ cuốn vào cực tiểu đƣợc giả thiết xảy ra trong đối lƣu diện rộng trong
môi trƣờng tƣơng đối khô và bất ổn định tại biên.
2. Đối lƣu nông (không gây mƣa) cho phép có dòng thăng nhƣng không đạt tới độ
dày mây tối thiểu gây mƣa và độ dày này là một hàm của nhiệt độ chân mây.
3. Tốc độ cuốn vào là một hàm của hội tụ mực thấp.
12


4. Một số thay đổi trong tính toán dòng giáng nhƣ bắt đầu dòng giáng là toàn bộ
lớp từ 150-200mb phía trên chân mây, thông lƣợng khối là một hàm của thông
lƣợng khối của dòng thăng tại chân mây. [8]
2.2.2. Sơ đồ Betts-Miller-Janjic
Đây là sơ đồ dựa trên sơ đồ điều chỉnh đối lƣu Betts-Miller dựa trên nghiên cứu
của Betts (1986), Betts và Miller (1986). Một số thay đổi đã đƣợc thực hiện trong
nghiên cứu của Janjic (1990, 1994, 2000) bao gồm việc đƣa vào khái niệm “hiệu suất

mây” để cung cấp thêm bậc tự do trong việc xác định các profile lƣợng ẩm và nhiệt độ.
Điều chỉnh đối lƣu nông cũng có vai trò quan trọng trong sơ đồ tham số hóa này. Gần
đây, các nỗ lực đã đƣợc thực hiện để cải tiến các sơ đồ cho độ phân giải ngang cao
hơn, chủ yếu thông qua các sửa đổi trong cơ chế hoạt động. [8] Cụ thể:
- Một giá trị cho entropy thay đổi trong mây đƣợc thiết lập thấp mà đối với đối lƣu sâu
thì không đƣợc kích hoạt;
- Nghiên cứu đỉnh mây, hạt tăng dần khi chuyển động trong môi trƣờng;
- Tác động của lực nổi trong việc hạt tăng dần đƣợc yêu cầu để vƣợt quá một ngƣỡng
dƣơng quy định. [8]
 Dƣới đây là một số tài liệu tham khảo về hai sơ đồ tham số hóa đối lƣu KainFritsch và Betts-Miller-Janjic.
Bảng 2.1. Một số tài liệu tham khảo về hai sơ đồ tham số hóa đối lưu KF và BMJ.[10]
1

Kain-Fritsch

Kain (2004, JAM)

2000

2

Betts-Miller-Janjic

Janjic (1994, MWR: 2000, JAS)

2002

- Tùy chọn trong WRF:
Bảng 2.2. Lựa chọn sơ đồ tham số hóa đối lưu trong mô hình WRF.[8]
Scheme

Cloud

Type of scheme

Closure

Detrainment
Kain-Fritsch

Y

Mass flux

CAPE removal

Betts-Miller-Janjic

N

Adjustment

Sounding adjustment

Grell-Devenyi

Y

Mass flux

Various

Grell-3

Y

Mass flux

Various

13


Bảng 2.3. Sơ đồ tham số hóa đối lưu trong mô hình WRF ứng với các option cụ thể.[10]
Sơ đồ tham số hóa

Kí hiệu

Đối lƣu

cu_physics

Các option
= 1, Kain-Fritsch (new Eta) scheme
= 2, Betts-Miller-Janjic scheme

2.3. Phƣơng pháp đánh giá.
Để đánh giá kết quả thử nghiệm trong nghiên cứu này, sử dụng các chỉ số đánh giá
thống kê nhƣ: sai số trung bình (ME), sai số tuyệt đối trung bình (MAE) và sai số quân
phƣơng (RMSE).[5]

2.3.1. Sai số trung bình ME.
ME 

1 n
 ( Fi  Oi )
n i 1

(2.3.1)

Trong đó: N tổng số dự báo; Fi là giá trị dự báo thứ i; Oi là giá trị quan trắc thứ i.
ME cho biết xu hƣớng lệch trung bình của giá trị dự báo so với quan trắc nhƣng không
phản ánh độ lớn của sai số. Nếu ME nhận giá trị dƣơng thì có nghĩa giá trị dự báo vƣợt
quá giá trị quan trắc. ME âm cho biết giá trị dự báo nhỏ hơn giá trị quan trắc. ME nằm
trong khoảng (-∞,+∞). Giá trị tối ƣu là ME = 0. [5]
2.3.2. Sai số tuyệt đối trung bình (MAE).
MAE 

1 n
 | Fi  Oi |
n i 1

(2.3.2)

Trong đó: N tổng số dự báo; Fi là giá trị dự báo thứ i; Oi là giá trị quan trắc thứ i.
MAE biểu thị độ lớn trung bình của sai số nhƣng không nói lên xu hƣớng lệch của giá
trị dự báo và quan trắc. [5]
2.3.3. Sai số quân phương (RMSE).
1 n
RMSE  MSE 
( Fi  Oi )2


n i 1

(2.3.3)

Trong đó: N tổng số dự báo; Fi là giá trị dự báo thứ i; Oi là giá trị quan trắc thứ i.
Dùng để biểu thị độ lớn trung bình của sai số. Cũng giống nhƣ MAE, RMSE
không phản ánh xu hƣớng lệch giữa giá trị dự báo và giá trị quan trắc. Giá trị RMSE
tối ƣu là RMSE = 0 tức là khi giá trị dự báo bằng giá trị quan trắc tại mọi điểm trong
không gian đánh giá. [5]
14


Chƣơng 3
THÍ NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ.
3.1. Thiết kế thí nghiệm.
3.1.1. Cấu trúc miền lưới.
Thông qua việc phân tích hoàn lƣu khí quyển trong thời kỳ bùng nổ gió mùa
trong phần (1.1.2) và căn cứ vào mục đích nghiên cứu của đề tài, ta xác định miền tính
nhƣ sau: tâm miền tính đặt tại 120N – 106.50E, sử dụng phép chiếu Mercator với miền
tính toán bao phủ là 130S-370N và 81.50E-131.50E đối với miền lƣới 1, miền lƣới 2 từ
4.10N – 18.70N và 98.50E -113.50E. Cấu hình miền tính bao gồm 103 điểm lƣới theo
phƣơng vĩ tuyến, 103 bƣớc lƣới theo phƣơng kinh tuyến đối với miền lƣới 1, miền lƣới
2 là 91x91 điểm lƣới theo phƣơng kinh tuyến và phƣơng vĩ tuyến. Mực áp suất cao
nhất (biên trên của mô hình) có giá trị là 10hPa. Độ phân giải ngang là 54/18 km cho
miền lƣới 1 và lƣới 2 (Hình 3.1), hạn dự báo là 72h. Điều kiện biên đƣợc cập nhật 6
giờ một lần từ mô hình dự báo toàn cầu GFS. Miền tính đƣợc mở rộng về phía nam và
phía tây là do trong thời kỳ này các trung tâm tác động ở phía tây nam hoạt động là
chủ yếu. Ngoài ra, áp cao tây bắc Thái Bình Dƣơng cũng đóng vai trò quan trọng đánh
dấu thời điểm bùng nổ gió mùa.

Hình 3.1. Cấu trúc miền tính

15


Thông qua đặc điểm hoàn lƣu quy mô lớn trong phần (1.1.2), ta xác định giai
đoạn nghiên cứu là đợt mƣa liên tục kéo dài trên khu vực Nam Bộ gần thời điểm bùng
nổ gió mùa (trƣớc hoặc sau).
Do điều kiện vật chất trang thiết bị và thời gian nghiên cứu còn hạn chế nên ta
sẽ tiến hành thử nghiệm với một thử nghiệm gần thời điểm bùng nổ gió mùa Nam Bộ
trong năm 2005. Đây là năm có đợt mƣa thời kỳ bùng nổ gió mùa kéo dài liên tục từ 3
đến 7 ngày và là năm trung tính.
Bảng 3.1. Giai đoạn thử nghiệm
Năm

Ngày tháng bắt đầu

Ngày tháng kết thúc

Số trƣờng hợp thử
nghiệm

2005

08-05

10-05

1

3.1.2. Các trường hợp thử nghiệm
Căn cứu vào mục đích nghiên cứu và bám sát nội dung nghiên cứu, ta đƣa ra các thí
nghiệm nhƣ sau:
Bảng 3.2. Danh sách các trường hợp thử nghiệm

Ký hiệu

Mô tả

KF1

Dự báo thời tiết khu vực Nam Bộ với sơ đồ đối lƣu Kain-Fritsch

BM2

Dự báo thời tiết khu vực Nam Bộ với sơ đồ đối lƣu Betts-Miller-Janjic

3.2. Kết quả thử nghiệm
3.2.1. Hình thế synop theo số liệu quan trắc
Năm 2005, thời điểm bùng nổ gió mùa Nam Bộ là những ngày đầu tháng 5
(6/5). Tuy nhiên đợt mƣa đầu tiên sau khi bùng nổ gió mùa lại bắt đầu từ ngày 8 cho
đến hết ngày 10/5. Do vậy, trong thử nghiệm này ta lựa chọn thời điểm dự báo là lúc
00 giờ (UTC) tƣơng ứng lúc 7 giờ (giờ Việt Nam) ngày 08 tháng 5 năm 2005 với hạn
dự báo 3 ngày. Trƣớc hết, trình bày sơ lƣợc về hình thế synop trong khoảng thời gian
trên.
16


Tại mực 850 hPa, ngày 08/5/2005 (hình 3.2) xuất hiện một áp thấp nóng ở bờ

biển phía tây Miama. Phần gió tây xích đạo ở phía nam rãnh thấp Began tăng cƣờng
mạnh mẽ, khi đới gió tây này tiến tới vùng kinh tuyến 1050E – 1100E (vùng Đông
Dƣơng và Biển Đông), hội tụ với dòng vƣợt xích đạo ở phía bắc Úc và gió đông nam
từ rìa áp cao cận nhiệt tây Thái Bình Dƣơng (The west-ern Pacific subtropical high WPSH), gió mùa tây nam hoạt động trên khu vực Nam Bộ và các vùng biển khu vực
Nam Bộ. Ở vùng biển phía nam Việt Nam xuất hiện một xoáy nghịch yếu có tâm ở
(40N;1180E). Trong khi đó áp cao tây bắc Thái Bình Dƣơng vẫn duy trì hoạt động ở
kinh tuyến 1120E với trục áp cao song song với đƣờng vĩ tuyến ở khoảng 150N. Nhƣ
vậy, thời điểm này, khu vực Nam Bộ nằm trong khu vực giao tranh giữa các hệ thống
áp thấp phía tây và áp cao ở phía đông. Ngày 09/5/2005 (hình 3.3), áp thấp nóng ở bờ
biển phía tây Miama phát triển mạnh xuống phía nam và lấn nhẹ sang phía đông (vùng
Đông Dƣơng và Biển Đông), trong khi áp cao tây bắc Thái Bình Dƣơng cũng dịch
chuyển nhẹ về phía đông, còn trục áp cao tây bắc Thái Bình Dƣơng đi lên phía bắc và
tồn tại khoảng 180N. Trong thời điểm này xuất hiện một xoáy thuận yếu ở vùng biển
phía nam Việt Nam gần xích đạo khoảng 40N và 1050E và một lƣỡi cao ở gần xích đạo
và kinh tuyến 1120E. Đến ngày 10/5/2005 (hình 3.4), áp thấp phía tây phát triển mạnh
mẽ bao trùng khu vực Việt Nam và Biển Đông, còn áp cao tây bắc Thái Bình Dƣơng
rút lui nhanh ra khỏi kinh tuyến 1150E với trục dịch lên 200N.
Tại mực 500 hPa, ngày 08/5/2005 (hình 3.5) khu vực Biển Đông và Việt Nam
bị khống chế bởi dải áp cao cận nhiệt đới, trong đó lƣỡi áp cao cận nhiệt tây bắc Thái
Bình Dƣơng (WPSH) lấn tới kinh tuyến 950E, trong khi tâm của áp cao này nẳm
khoảng (100N; 1150E). Bên cạnh đó, ở phía tây Việt Nam tồn tại một rãnh thấp ở
khoảng 120N và 900E. Ngày 09/5/2005 (hình 3.6), dải áp cao cận nhiệt đới dịch về
phía đông và chỉ còn lƣỡi áp cao trên khống chế đến 1040E và hình thành một áp thấp
yếu ở gần xích đạo có tâm ở khoảng 1120E và 20N. Trong khi đó rãnh ở phía tây phát
triển mạnh xuống phía tây nam và tồn tại ở khoảng 70N và 810E. Sang đến ngày 10/05
(hình 3.7), áp cao cận nhiệt đới mạnh trở lại khống chế toàn bộ khu vực phía nam Việt
Nam, còn áp thấp phía tây suy yếu và rút lui lên phía bắc.
Tại mực 200 hPa, vào ngày 08/05/2005 (hình 3.8) tồn tại một áp thấp yếu có
tâm (20N; 1030E ) và một áp cao có tâm 1000E và 100N khống chế toàn bộ khu vực
17

Biển Đông, Bán Đảo Đông Dƣơng và Vịnh Bengan, đến ngày 09/5/2005 (hình 3.9) áp
cao này phát triển thành một chuỗi các áp cao có trục khoảng 50N-150N với 3 tâm áp
cao thể hiện rõ trên các kinh tuyến 780E, 970E và 1070E. Đến ngày 10/05/2005 (hình
3.10), chuỗi áp cao trên nhập thành 2 áp cao có trục khoảng 80N-140N và có tâm nằm
trên các kinh tuyến 1100E và 950E.
(Ghi chú: Khu vực Việt Nam được đánh dấu bởi hình chữ nhật trên các hình 3.2
đến hình 3.10)

18


Hình 3.2. Bản đồ syop mực 850 hPa 00 giờ (UTC) ngày 08/5/2005.[6]

19