Đánh giá kết quả dự báo nhiệt độ và lượng mưa của một số mô hình dự báo thời tiết cho khu vực Việt Nam

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (136.64 KB, 3 trang )

Đánh giá kết quả dự báo nhiệt độ và lƣợng mƣa

của một số mơ hình dự báo thời tiết cho khu vực

Việt Nam

Phạm Thị Tuyết Mây

Trƣờng Đại học Khoa học Tự Nhiên

Chuyên ngành: Khí tƣợng và Khí hậu học; Mã số: 60 44 87

Cán bộ hƣớng dẫn khoa học: TS. Vũ Thanh Hằng

Năm bảo vệ: 2012

<b>Abstract: </b>Tổng quan về bài tốn đánh giá dự báo trong khí tƣợng và các chỉ số đánh giá:

bài toán đánh giá dự báo trong khí tƣợng, một số phƣơng pháp và chỉ số đánh giá phổ
biến, cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp đánh giá fuzzy, tình hình nghiên cứu chung liên
quan đến đề tài trên thế giới và tại Việt Nam. Khái qt về các mơ hình dự báo thời tiết
số HRM (mơ hình dự báo thời tiết khu vực phân giải cao -High Resolution Regional
Model), MM5(Mơ hình khí tƣợng động lực quy mô vừa thế hệ thứ 5) và nguồn số liệu sử
dụng. Kết quả đánh giá nhiệt độ và lƣợng mƣa của mơ hình MM5 và HRM cho khu vực
Việt Nam.

<b>Keyword: </b>Dự báo thời tiết; Nhiệt độ; Lƣợng mƣa; Việt Nam; Khí hậu học

<b>Content </b>

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ BÀI TOÁN ĐÁNH GIÁ DỰ BÁO TRONG KHÍ
TƢỢNG VÀ CÁC CHỈ SỐ ĐÁNH GIÁ

1. Bài tốn đánh giá dự báo trong khí tƣợng
1.1. Mục đích và ý nghĩa của bài tốn đánh giá

<i>Mục đích hành chính:</i> Các thơng tin đánh giá trong mục đích quản lý hành chính nhằm
cung cấp thông tin cho việc mua sắm các trang thiết bị chính nhƣ các máy tính có cấu hình cao
hơn, tốc độ xử lý nhanh hơn,… Xác định khi nào, hoặc có nên thay thế một sản phẩm đang đƣợc
sử dụng bằng một sản phẩm dự báo mới hay khơng, và cịn nhiều các quyết định khác để phát
triển tối ƣu nguồn lực về con ngƣời cũng nhƣ các nguồn trang thiết bị khác phục vụ cho công tác
phát hành một bản tin dự báo thời tiết.

<i>Mục đích khoa học: </i>Đánh giá với mục đích khoa học là xác định một cách đầy đủ và chi
tiết ƣu điểm cũng nhƣ nhƣợc điểm của một sản phẩm dự báo. Các hoạt động này giúp tìm ra các
biện pháp thích hợp để cải thiện chất lƣợng dự báo phục vụ cũng nhƣ cung cấp các thông tin để
hoạch định phƣơng hƣớng cho việc nghiên cứu và phát triển tiếp theo.

1.2. Mô hình chung cho đánh giá dự báo các yếu tố thời tiết
1.3. Sơ lƣợc về tiêu chuẩn đánh giá

- Chuẩn ngẫu nhiên;
- Chuẩn quán tính;
- Chuẩn khí hậu.

</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

* Yếu tố dự báo liên tục: Là các yếu tố đƣợc dự báo tại một giá trị nhất định hoặc trong
một khoảng giá trị nào đó. Trong số các yếu tố thời tiết thì nhiệt độ, áp suất, và gió là hay đƣợc
dự báo theo cách này.

* Yếu tố dự báo pha: Là các yếu tố dự báo có thể xảy ra hoặc khơng xảy ra. Chẳng hạn
nhƣ xét sự xuất hiện của giáng thủy (có hoặc không), hoặc xét dạng giáng thủy (băng, tuyết,
nƣớc).

1.5. Các thuộc tính của một dự báo tốt

2. Một số phƣơng pháp và chỉ số đánh giá phổ biến

2.1. Sơ đồ chung đánh giá sản phẩm mơ hình dự báo thời tiết số
2.2. Phƣơng pháp đánh giá đối với biến liên tục

2.3. Phƣơng pháp đánh giá đối với dự báo pha
3. Cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp đánh giá fuzzy

4. Tình hình nghiên cứu chung liên quan đến đề tài trên thế giới và tại Việt Nam

CHƢƠNG 2. KHÁI QT VỀ CÁC MƠ HÌNH DỰ BÁO THỜI TIẾT SỐ HRM, MM5 VÀ
NGUỒN SỐ LIỆU SỬ DỤNG

1. Giới thiệu về mơ hình MM5
1.1. Giới thiệu mơ hình

1.2. Cấu trúc mơ hình

1.3. Hệ các phƣơng trình thủy nhiệt động lực của MM5
1.4. Điều kiện biên

1.5. Các quá trình tham số hóa
2. Giới thiệu về mơ hình HRM
2.1. Giới thiệu mơ hình

2.2. Cấu trúc lƣới và phƣơng pháp số
2.3. Hệ các phƣơng trình cơ bản
2.4. Các q trình tham số hóa vật lý

3. Số liệu

CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ NHIỆT ĐỘ VÀ LƢỢNG MƢA CỦA MƠ HÌNH MM5
VÀ HRM CHO KHU VỰC VIỆT NAM

1. Kết quả đánh giá nhiệt độ

Mơ hình HRM cho nhiệt độ dự báo thấp hơn so với quan trắc khoảng 20<sub>C (dự báo thiên </sub>

thấp). Trong khi đó mơ hình MM5 cho nhiệt độ dự báo cao hơn quan trắc khoảng dƣới 0.50<sub>C (dự </sub>

báo thiên cao). Sai số nhiệt độ trong mùa đông thƣờng lớn hơn so với mùa hè. Kết quả đánh giá
chung cho toàn chuỗi số liệu của HRM cho thấy sai số lớn nhất thƣờng ở khu vực Bắc Bộ và nhỏ
nhất là ở khu vực Trung Bộ, MM5 cho sai số lớn ở khu vực Nam Bộ.

Tuy rằng mơ hình MM5 cho giá trị độ lệch trung bình nhiệt độ nhỏ hơn so với mơ hình
HRM nhƣng độ ổn định khơng cao (Có lúc dự báo cho giá trị nhiệt độ thấp hơn so với thám sát
thiên thấp, có lúc lại cho dự báo thiên cao). Và hệ số tƣơng quan cũng thấp hơn so với mơ hình
HRM. Mơ hình HRM luôn cho giá trị nhiệt độ dự báo thấp hơn so với giá trị thám sát (ME luôn
âm), kết hợp với giá trị MAE chênh lệch không nhiều so với ME. Điều này khiến cho việc hiệu
chỉnh mô hình HRM sẽ dễ dàng hơn so với mơ hình MM5.

Kết quả đánh giá nhiệt độ của đề tài này cho khu vực Bắc Bộ Việt Nam hoàn toàn phù
hợp với kết quả đề tài luận văn thạc sỹ: “Đánh giá sản phẩm mơ hình dự báo số HRM trƣờng
nhiệt độ mùa đông ở Bắc Bộ Việt Nam” của tác giả Vũ Anh Tuấn (2004).

2. Kết quả đánh giá lƣợng mƣa

</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

Mơ hình MM5 cho dự báo lƣợng mƣa thiên thấp. MM5 cho dự báo lƣợng mƣa thấp hơn
so với thực tế ở khu vực Bắc Bộ và Trung Bộ, cũng nhƣ khu vực Việt Nam. Chỉ riêng khu vực

Nam Bộ cho lƣợng mƣa cao hơn, trong đó sai số lớn nhất ở khu vực Bắc Bộ. Điều này cho thấy
đối với dự báo lƣợng mƣa, mơ hình phi thủy tĩnh MM5 mô tả tốt hơn các quá trình khí quyển ở
vùng vĩ độ thấp.

Nhƣ vậy, xét chung cho tồn chuỗi số liệu ta thấy mơ hình HRM cho dự báo lƣợng mƣa
thiên cao, cịn mơ hình MM5 dự báo mƣa thiên thấp. Cả hai mơ hình đều cho các giá trị độ lệch
trung bình giữa dự báo và quan trắc lúc âm lúc dƣơng (lúc dự báo thấp hơn thám sát, lúc lại dự
báo cao hơn thám sát). Hệ số tƣơng quan của HRM ổn định hơn trong các mùa so với MM5.

Kết hợp giữa các chỉ số có thể thấy mơ hình HRM có tính ổn định và mức độ tin cậy cao
hơn so với mơ hình MM5.

Ở cả hai mơ hình, dự báo mƣa ở các ngƣỡng mƣa thấp cho kết quả chính xác (độ tin cậy
cao hơn) so với các ngƣỡng mƣa lớn.

3. Kết quả thử nghiệm đánh giá mƣa bằng phƣơng pháp fuzzy
3.1. Kết quả thử nghiệm với chuỗi số liệu mẫu

3.2. Thử nghiệm đánh giá kết quả dự báo mƣa bằng phƣơng pháp fuzzy cho Việt Nam
*Kết quả thử nghiệm đánh giá cho dự báo mƣa do bão gây ra

*Kết quả thử nghiệm đánh giá cho dự báo mƣa do khơng khí lạnh gây ra

Ƣu điểm lớn nhất của phƣơng pháp đánh giá kết quả dự báo mƣa mơ hình HRM là có thể
dễ dàng nhận thấy bằng trực giác ở những quy mô không gian nào và ở ngƣỡng mƣa nào mơ
hình cho dự báo tốt hơn.

Các kết quả đƣợc tính trên đây chỉ chiếm một phần nhỏ của các điểm số mà phƣơng pháp
fuzzy có thể tính đƣợc. Tuy nhiên, rất khó để đồng thời làm rõ ý nghĩa của tất cả các điểm số đó
bằng một điểm số duy nhất, mà ngƣời dùng phải kết hợp tất cả các điểm số đó mới đƣa ra đƣợc

một kết luận đúng đắn nhất. Đánh giá fuzzy là một phƣơng pháp hoàn toàn mới tại Việt Nam, số
liệu mơ hình HRM có độ phân giải (14km) không đƣợc tinh nhƣ số liệu rađa của số liệu mẫu
(5km), số liệu chỉ chạy cho hai ngày khơng đủ dài để đánh giá thống kê. Chính vì vậy mà việc áp
dụng phƣơng pháp này trong khuôn khổ luận văn, tác giả chủ yếu chú trọng đến việc thử nghiệm
phƣơng pháp.

Tuy vậy, bƣớc đầu cũng đã thu đƣợc một số kết quả có ý nghĩa về mặt lý thuyết. Về cơ
bản mơ hình HRM dự báo tốt đƣợc lƣợng mƣa ở cƣờng độ mƣa không quá cao và HRM dự báo
tốt hơn ở những quy mô không gian không quá lớn.

</div>


<a href=':8000/cgi-bin/gw_49_5_4/chameleon?sessionid=2012092510482014715&skin=Citrus&lng=vn&inst=consortium&host=localhost%2b1111%2bDEFAULT&search=SCAN&function=INITREQ&sourcescreen=CARDSCR&elementcount=1&t1=D%e1%bb%b1%20b%c3%a1o%20th%e1%bb%9di%20ti%e1%ba%bft&u1=21&pos=1&rootsearch=KEYWORD&beginsrch=1'> Dự báo thời tiết; </a>
<a href=':8000/cgi-bin/gw_49_5_4/chameleon?sessionid=2012092510482014715&skin=Citrus&lng=vn&inst=consortium&host=localhost%2b1111%2bDEFAULT&search=SCAN&function=INITREQ&sourcescreen=CARDSCR&elementcount=1&t1=Nhi%e1%bb%87t%20%c4%91%e1%bb%99&u1=21&pos=1&rootsearch=KEYWORD&beginsrch=1'>Nhiệt độ; </a>
<a href=':8000/cgi-bin/gw_49_5_4/chameleon?sessionid=2012092510482014715&skin=Citrus&lng=vn&inst=consortium&host=localhost%2b1111%2bDEFAULT&search=SCAN&function=INITREQ&sourcescreen=CARDSCR&elementcount=1&t1=L%c6%b0%e1%bb%a3ng%20m%c6%b0a&u1=21&pos=1&rootsearch=KEYWORD&beginsrch=1'>Lƣợng mƣa; </a>
<a href=':8000/cgi-bin/gw_49_5_4/chameleon?sessionid=2012092510482014715&skin=Citrus&lng=vn&inst=consortium&host=localhost%2b1111%2bDEFAULT&search=SCAN&function=INITREQ&sourcescreen=CARDSCR&elementcount=1&t1=Vi%e1%bb%87t%20Nam&u1=21&pos=1&rootsearch=KEYWORD&beginsrch=1'>Việt Nam; </a>