Đang tải... (xem toàn văn)
227-LuanVanThacSi-ChuaPhanLoai (302).pdf tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả...
THÔNG TIN VỀ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Hữu Quyền Ngày sinh: 13/05/1974 Giới tính: Nam Nơi sinh: Yên Bái –Yên Định -Thanh Hóa Quyết định công nhận đề tài người hướng dẫn luận văn thạc sĩ số: 1170/QĐSĐH, ngày 27/04/2011 Trường Đại học Khoa học Tự nhiên-Đại học Quốc gia Hà Nội Các thay đổi trình đào tạo: Tên đề tài luận văn: Nghiên cứu ứng dụng mô hình ARIMA để dự báo lượng mưa vụ đông xuân số tỉnh vùng đồng Bắc Bộ Chuyên ngành: Khí tượng Khí hậu học Mã số: 60 44 87 10 Cán hướng dẫn khoa học: PGS TS Dương Văn Khảm, Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Môi trường - Bộ Tài nguyên Môi trường 11 Tóm tắt kết luận văn: Ở vùng đồng Bắc Bộ năm gần sản xuất lúa vụ đông xuân phải đối mặt với tình trạng thiếu nước nghiêm trọng giai đoạn đầu vụ, nhiều khu vực phải chuyển đổi diện tích trồng lúa vụ đông xuân sang trồng hoa màu Việc dự báo lượng mưa vụ đông xuân, đặc biệt tổng lượng mưa khoảng từ tháng 10 năm trước đến tháng năm sau cho phép tính toán tổng lượng nước cần phải tưới trồng cạn vụ đông lượng nước đổ ải làm đất vụ lúa đông xuân thông qua mô hình khí tượng nông nghiệp Các kết sở khoa học việc lập kế hoạch tích trữ nước cho hồ chứa vùng, bố trí hợp lý vụ đông đưa định cấu thời vụ trồng Đây toán có ý nghĩa quan trọng công tác đạo sản xuất nông nghiệp tỉnh đồng Bắc Bộ mà thành công phụ thuộc nhiều vào kết dự báo tổng lượng mưa giai đoạn Hiện nay, mô hình ARIMA nhiều nước giới nghiên cứu ứng dụng dự báo mưa hạn mùa, có nước gần Việt Nam Thái Lan, Indonesia sử dụng mô hình hoạt động nghiệp vụ Tuy nhiên Việt Nam, hướng tiếp cận hạn chế Để thực nhiệm vụ luận văn thạc sỹ, tác giả nhận thấy việc nghiên cứu mô hình ARIMA toán dự báo mưa hạn mùa khu vực đồng Bắc Bộ hướng nghiên cứu có ý nghĩa khoa học thực tiễn Các nôi dung luận văn trình bày chương: Chương 1: Tổng quan Trong chương này, trình bày sở khoa học dự báo khí hậu mùa tóm lược công trình nghiên cứu tiêu biểu nhằm rút thông tin cần khai thác, ứng dụng cải tiến việc thực nội dung nghiên cứu đề tài Chương 2: Mô hình ARIMA số liệu sử dụng Ở đây, giới thiệu cấu trúc mô hình ARIMA, sở đưa phương pháp nguồn số liệu sử dụng phù hợp loại mô hình ARIMA Chương 3: Kết nhận xét Chương trình bày kết nghiên cứu áp dụng mô hình tự hồi quy trung bình trượt ARIMA mô hình động thái ARIMAX Thông qua số thống kê, tiến hành đánh giá khả mô dự báo mô hình xây dựng nhằm chọn mô hình phù hợp để dự báo lượng mưa hạn mùa trạm vùng đồng Bắc Bộ Trên sở phân tích kết tính toán, rút số nhận xét sau: 1) Mặc dù nằm vùng khí hậu tính chu kỳ chuỗi lượng mưa vụ Đông Xuân (từ tháng 10 năm trước đến tháng năm sau) trạm không hoàn toàn giống nhau, tính chu kỳ năm có trạm, tính chu kỳ – năm có trạm tính chu kỳ năm có trạm Sự khác có liên quan đến yếu tố địa phương trạm 2) Khả sử dụng tính chu kỳ chuỗi lượng mưa vụ Đông Xuân để dự báo cho hạn chế, số trạm xem xét, trạm Hà Nội có tính chu kỳ - năm đạt độ lớn để áp dụng mô hình tự hồi quy trung bình trượt ARIMA, điều phần lý giải mô hình ARIMA áp dụng lĩnh vực dự báo lượng mưa mùa Việt Nam 3) So sánh kết áp dụng mô hình ARIMA ARIMAX trạm Hà Nội cho thấy kết mô dự báo mô hình ARIMA nhiều so với mô hình động thái ARIMAX, mô hình ARIMA thường cho sai số lớn năm có biến động lớn lượng mưa 4) Về kết mô dự báo lượng mưa mô hình ARIMAX nhận thấy phần lớn kết mô dự báo có trùng pha tốt so với số liệu quan trắc, năm có lượng mưa lớn cho kết phù hợp với thực tế Cụ thể là: - Kết mô chuỗi số liệu phụ thuộc tốt, điểm kỹ (MSSS) tất mô hình có giá trị > dao động khoảng từ 0.26 đến 0.51 - Kết dự báo năm thử nghiệm có trùng pha so với số liệu quan trắc, năm có lượng mưa lớn 2008 – 2009 mô hình dự báo cho kết phù hợp hợp so với số liệu quan trắc 12 Khả ứng dụng thực tiễn: (nếu có) Các mô hình động thái ARIMAX xây dựng sử dụng để dự báo lượng mưa vụ Đông Xuân, phục vụ toán cán cân nước đồng ruộng nhằm nâng cao chất lượng phục vụ tin thông báo dự báo khí tượng nông nghiệp Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Môi trường thực hàng tháng 13 Những hướng nghiên cứu tiếp theo: (nếu có) Với tính ưu việt trình lựa chọn nhân tố dự báo xử lý sai số, hy vọng tương lai mô hình động thái ARIMAX nghiên cứu áp dụng phổ biến toán dự báo khí hậu mùa Việt Nam 14 Các công trình công bố có liên quan đến luận văn: Nguyễn Hữu Quyền, Dương Văn Khảm (2013), “Nghiên cứu ứng dụng mô hình động thái ARIMAX để dự báo lượng mưa vụ Đông xuân vùng đồng Bắc Bộ” Hội thảo khoa học lần thứ 12, Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Môi trường Ngày 30 tháng 12 năm 2013 Học viên Nguyễn Hữu Quyền INFORMATION ON MASTER’THESIS Full name: Nguyen Huu Quyen Date of birth: May 13, 1974 District, Thanh Hoa Province Sex: Male Place of birth: Yen Bai – Yen Dinh Admission decision number: Decision to recognize the subject and the thesis masters: No 1170/QD-SĐH, dated 27/04/2011 of University of Science - Vietnam National University, Hanoi Changes in academic process: Official thesis title: Applied research the ARIMA model to winter/spring season rainfall forecasting in the north delta Major: Meteorology and climatology Code: 60 44 87 10 Supervisors: Prof Dr Duong Van Kham, Vietnam Institute of Meteorology, Hydrology and Environment, Ministry of Natural Resource and Environment 11 Summary of the finding of the thesis: In recent years, the producing rice in the Northern delta are facing severe water shortages in the beginning of the period, many areas were converted to paddy crop to grow crops The forecast spring rainfall, especially rainfall between October last year and January next year will allow to calculate the total amount of water needed to irrigate crops on land in winter and I challenge anyone to ground water for the winter-spring rice crop through agricultural meteorological models The result will be a scientific basis for the planning of water storage reservoirs in the area, reasonable layout of winter crops and make decisions about the structure of the crop This problem is very important significance in the direction of agricultural production in the Delta province that its success depends heavily on the results predicted total rainfall during this period Currently, ARIMA models have been all over the world applied research in term seasonal rainfall forecasts , including Vietnam nearby countries such as Thailand and Indonesia have used this model in professional activities But in Vietnam , this approach is very limited To accomplish the task master's thesis , the author found that the ARIMA model to study the problem of limited seasonal rainfall forecasts in the North Delta area of research is meaningful and practical science The main content of the thesis is presented in three chapters: Chapter : Overview In this chapter, presented the scientific basis of seasonal climate predictions and summaries of research to derive typical information should be utilized in applications or improve the performance of content study of the subject Chapter : ARIMA model and data used Here, the structure introduced by the ARIMA model , on the basis of which resulted in the methods and data sources used for each type of fit ARIMA model Chapter : Results and comments This chapter presents the research results apply regression models themselves moving average and ARIMA models ARIMAX move Through statistical indicators, which assess the ability to simulate and forecast the model is built to select the appropriate model to forecast seasonal rainfall is limited to the northern plains station On the basis of analyzing the calculation results, one can draw the following observations: ) Although located in the same climate zone but cyclical rainfall in winter-spring crop sequence ( from October last year to January next year) for each station are not completely identical, the year cycle stations, cyclical 4-5 years with stations and year cycle has stations This difference may be related to local factors for each station ) Ability to use the chain cycle of rainfall for winter-spring crop forecast itself was very limited , in consideration of stations, only one station Hanoi cyclical 4-5 years to reach magnitude to be applied the moving average autoregressive ARIMA, which partly explains why the ARIMA model is not new, but few are applied in the field of seasonal rainfall forecasts in Vietnam ) Compare the results and apply ARIMAX and ARIMA models for Hanoi station shows the simulation results and forecasts of ARIMA models less than ARIMAX dynamics model, ARIMA model often significant errors during the year with great variation in rainfall ) The results of the simulation and prediction of rainfall pattern ARIMAX found the majority of the simulation results and the predicted phase coincides well compared with observed data, especially in major rainfall for results are quite consistent with reality Specifically: - The simulation results depend on the data series are pretty good, skill points (MSSS) of all models have value > and ranged from 0.26 to 0.51 - Results of 5-year forecasts are tested in phase compared with the observed data, even in large rainfall 2008-2009 forecast models are quite suitable for the results compared with the observation data 12 Practical applicability: The model was built ARIMAX dynamics can be used to predict the rainfall season harvest, accounting for all field water balance to improve the quality of service newsletter and meteorological forecasting agriculture by the Institute of Meteorology, Hydrology and Environment on a monthly basis 13 Further research directions: With superiority in Vietnam selection process factors and forecast error handling , hopefully in the future ARIMAX dynamics model will be studied more commonly applied in the problem of seasonal climate forecasts in Vietnam 14 Thesis-related publications: Nguyen Huu Quyen, Duong Van Kham (2013), “Applied research the ARIMAX model to winter/spring season rainfall forecasting in the North Delta”, Scientific conference 12th, Vietnam Institute of Meteorology, Hydrology and Environment, Ministry of Natural Resource and Environment Date: December 30th, 2013 Signature: Full name: Nguyen Huu Quyen