Thử nghiệm dự báo hạn mùa một số chỉ số khí hậu cực đoan bằng mô hình RegCM cho khu vực Việt Nam Trịnh Tuấn Long Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Luận văn ThS chuyên ngành: Khí tượng và Khí hậu học; Mã số: 60 44 87 Người hướng dẫn: GS.TS. Phan Văn Tân Năm bảo vệ: 2012 Abstract: Trình bày tổng quan về tình hình nghiên cứu thử nghiệm dự báo hạn mùa – một chỉ số khí hậu cực đoan bằng mô hình (mô hình khí hậu khu vực) RegCM cho khu vực Việt Nam trên thế giới và Việt Nam. Tìm hiểu các phương pháp nghiên cứu: xác định các chỉ số khí hậu cực đoan; hệ thống mô hình dự báo khí hậu (hệ thống dự báo mùa toàn cầu) CFS; mô hình khí hậu khu vực RegCM; cách xác định các chỉ số ECE từ sản phẩm mô hình; phương pháp đánh giá. Các kết quả nghiên cứu: kết quả nhiệt độ trung bình tháng; các trường nhiệt độ cực trị; các chỉ số khí hậu cực đoan. Keywords: Khí hậu học; Dự báo khí hậu; Chỉ số khí hậu; Mô hình RegCM; Mô hình khí hậu khu vực; Dự báo hạn mùa Content MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây, dự báo hạn mùa (seasonal forecasting) đang là một trong những bái toán có tính ứng dụng rất lớn, có ý nghĩa rất quan trọng đối với nhiều ngành kinh tế, xã hội. Thông tin dự báo hạn mùa là căn cứ cho các nhà hoạch định chính sách, các nhà quản lý có thể đưa ra kế hoạch sản suất phù hợp cũng như chủ động ứng phó với các thiên tai, thảm họa. Trong bối cảnh biến đổi khí hậu,dường như các hiện tượng thời tiết cực đoan ngày càng xảy ra với tần suất nhiều hơn, cường độ mạnh hơn, gây thiệt hại nặng nề, việc dự báo hạn mùa dựa trên cơ sở các mô hình động lực trở nên ưu việt hơn so với phương pháp thống kê truyền thống. Ngày nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ tính toán, các mô hình dự báo số trị ngày càng được sử dụng rộng rãi trong các nghiên cứu khí hậu. Việc ứng dụng không chỉ trên quy mô toàn cầu mà còn được chi tiết hóa cho từng khu vực, tạo điều kiện thuận lợi cho những nghiên cứu sâu hơn, mang tính ứng dụng cao hơn. Ngoài ra, mục tiêu của bài toán dự báo hạn mùa không chỉ dừng lại đơn thuần ở dự báo xu thế các yếu tố khí tượng nữa mà việc dự báo được các hiện tượng thời tiết cực đoan ở qui mô hạn mùa cũng rất được quan tâm, chú ý. Ở Việt Nam, việc ứng dụng và thử nghiệm các mô hình khí hậu khu vực cho bài toán dự báo tuy không còn mới mẻ nhưng vẫn còn nhiều câu hỏi cần được trả lời, đặc biệt là dự báo hạn mùa và khả năng dự báo các yếu tố, hiện tượng khí hậu cực đoan. Trong khuôn khổ luận văn này, tác giả sẽ thử nghiệm ứngdụng mô hình khí hậu khu vựckhi sử dụngsản phẩmđầu ra từ mô hình dự báo toàn cầulàm điều kiện ban đầu và điều kiện biên đểdự báo một số chỉ số khí hậu cực đoan vàđánh giá cho khu vực Việt Nam. TẠP CHI KHOA HỌC DHQGHN, KHTN & CN, T.xx, sổ 3PT 2004 D ự BÁO DÔNG CHO KH U vực V IỆ T N A M B A N G C H Ỉ số B Ấ T Ổ n Đ ỊN H T ÍN H T H E O K Ế T Q U Ả C Ủ A M Ô H ÌN H E T A T r ầ n T â n T iế n , N guyển K h rih L in h K hoa K h í tươ ng - T h ủ y v ă n H ả i d ng học T rường Đ ại học K hoa học T ự nhiên, Đ HQ G H N ội M đ ẩ u T rong tần g đối lưu, nơi có lượng ẩm độ b ất ổn định lán, mây đối lưu có th ể phát triển tới độ cao lớn th n h m ây dông Dông mây đối lưu (hay tụ tập lạ i cù a mây đối lưu) có phóng điện m có th ể nhìn nghe thấy dạng sấm sét Dông m ột n h ũng tượng thời tiế t nguy hiểm có ảnh hưởng đến nhiều lĩnh vực kinh tế quỗc dân như: hàng không, hàn g hải, du lịch, xây dựng, điện lực, bưu viễn thông Tuy sức tà n phá khốc liệ t trê n diện rộng bão n h ng dông m ạnh gây th iệt h ại không nhỏ Vì việc nghiên cửu, dự báo dông sét thực yêu cầu cấp bách Ngày có rấ t nhiều phương ph áp dự báo dông khác nh au như: Synốp, thống kê, dự báo theo mô hình Người ta tìm nhiều phương pháp, chi tiêu, phương trìn h dự báo cho khu vực thời kỳ n h ấ t định Trong phạm vi báo này, sử dụng sô"bất ổn định tính theo kết dự báo mô hìn h sô để dự báo dông H o t đ ộ n g d ô n g V iệ t N a m Việt Nam nằm tâm dông C hâu Á, ba tâm dông trê n t h ế giới có hoạt động dông sét m ạnh M ùa dông V iệt Nam tương đối dài, b ắ t đầu từ k h sâm k ết thúc muộn M ùa dông đồng Bắc Bộ Bắc Trung Bộ th án g h ết tháng 10 với khoảng 70-110 ngày dông (sô' lượng tới 150-300 cơn); dông xảy nhiều n h ất vào th án g 6, 7, với khoảng 20 ngày/ tháng Vùng núi Tây Bắc, m ùa dông sóm từ tháng k ết thúc vào th án g 10 Dông thường không cho m ưa lân M ùa dông ỏ T rung T rung Bộ chậm lại tháng vối khoảng 40-60 ngày dông, nhiều n h ất th án g vối khoảng 10-15 ngày/ tháng hầu h ết dông địa hình, dông nhiệt N am Bộ nơi có tầ n sô’ dông lán nhất, m ùa dông gần n h u kéo dài suốt năm vối khoảng 120-140 ngày dông, th án g nhiều n h ất tháng vói khoảng 20-24 ngày/ th án g th án g n h ất th án g 1, với khoảng 1-2 ngày/ tháng Sô ngày dông tru n g bình nước vào khoảng 100 ngày/ năm sô dông trung bình 250 giờ/năm T rên hoạt động dông tương đối m ạnh có độ chênh lệch k h lớn vể mửc độ hoạt động dông vùng Có nơi có sô dông nhỏ C am R anh (55 giờ/năm), bên cạnh lại có khu vực đ ạt số giò dông tối 489 giờ/năm nh A Lưói 90 Dự h.io đỏng cho khu vue V iệ i Nam lníng chi sổ Ü (Huê*) Có th ể giải thích chênh lệch nhiều yếu tố khác nh au có phân chia lãnh th ổ bỏi dầy núi cao có hưống khác nhau, có tác dụng tăng cường hoạt động dông vùng hay h ạn ch ế hoạt động dông ỏ vùng khác N hững vùng hoạt động dông m ạnh vùng có nhiễu động khí m ạnh m ẽ v có nển địa hình th u ận lợi cho việc hìn h th àn h dông C húng thông kê sô liệu quan trắc dông 82 trạm quan trắc Synốp m ặt đất nưốc vào năm 2003 để tính m ật độ xác su ấ t xảy r a dông ngày T H ình ta thấy, m ật độ xác su ất thời điểm x u ất dông lớn n h ấ t xảy vào khoảng từ 13h đến 19h hằn g ngày, giá trị lớn thời điểm khác rấ t nhiều Tần s u ấ t th ấ p n h ấ t xảy r a khoảng 7h sáng, riêng vùng núi Tây Bắc, tầ n su ất dông th ấp vào khoảng 7h đến 13h Như Việt Nam dông hoạt động chù yếu vào buổi chiểu tối điều kiện n h iệt lực th u ận lợi 0.18 p ì 0.16 jị 0.14 0.12 ỉ f! 0.1 0.08 * 0.06 \ \ !Ị /Ị Ị r! ft flr uL %- ' Táy Bac Bộ Đông Bác Bộ Bác Trung Bộ — * — Nam Trung Bộ • — — Nam Bộ J 0.04 0.02 Q t 13 19 H ình 1: Mật dộ xác suất xảy dông ngày C ác c h ì s ố b â t ổ n đ ịn h c ủ a k h í q u y ể n đ ể d ự b o d ô n g K năn g đôi lưu củ a môi trường có th ể biểu diễn số đơn trị gọi số b ất ôn định Chỉ tiếu b ấ t ổn định củ a khí có th ể dùng để dự báo dông Một số chì sô' dự báo dông xác định cách dùng tổ hợp đại trư ng T, Td, 0, 0e , , r , v.v tạ i mực áp su ất khác n hau Các thử nghiệm xây dựng s ố cụ th ể rấ t cần thiết đối vồi b ấ t kỳ trạm riêng lẻ nào, vỉ giá trị số biến đổi theo m ùa theo điểu kiện địa lý Môi trườ ng th u ận lợi hìn h th n h dông ià phải có đủ h điều kiện: n h ân tố động lực nh ân tô' n h iệt lực Vì vậy, để dự báo dông, sử dụng nh ân tố động lực Helicity (hoặc độ đứ t gió) n h ân tô nhiệt lực CAPE (hoặc LI) Do m ột khria cạnh quan trọng dự báo k h ả có dông đánh giá, ước lượng k ết hợp Helicity, độ đứ t gió độ Trấn T ân Tiến, N guy én K liánh Lịnh 92 _ b ất ổn định khí Dưới trìn h bày năm số dự báo dông bao gồm: t h ế năn g đối lưu k h ả năn g CAPE (J/kg), số nân g LI, số xoáy Helicity (m2/s2),chỉ số R ichardson đối lưu RI, chi số lượng Helicity EHI 3.1 T h ế n ă n g đ ổ i lư u k h ả n ă n g (C APE) T h ế phần tử khí di chuyển từ vị t r í tạ i đến mực lực phiếm định gọi th ế năn g đối lưu khả náng (Convective Available P otential Energy CAPE) LNB LNB CAPE = Ị Bdz = ~ỉ-(Tvp- T v) i z Z a p Ị r (t v p - t v >ip LNB J đó: B lực dõi vối đơn vị th ể tích, Tv nhiệt độ ào, Tvp nhiệt độ ảo phần tử CAPE lốn n h ấ t x u ấ t h iện ph ần nóng củ a xoáy th u ận vĩ độ tru n g bình Giá trị cùa CAPE cao th ì vận tốc th ẳn g đứng củ a dòng thăng dông m ạnh CAPE tăng bình lưu nóng lốp dưới, SÛC nóng ban ngày, bình lưu ...1 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Trịnh Tuấn Long THỬ NGHIỆM DỰ BÁO HẠN MÙA MỘT SỐ CHỈ SỐ KHÍ HẬU CỰC ĐOAN BẰNG MÔ HÌNH REGCM CHO KHU VỰC VIỆT NAM Chuyên ngành: Khí tượng và khí hậu học Mã số: 62.44.87 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS. TS. Phan Văn Tân Hà Nội - 2012 2 LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất tới thầy GS.TS. Phan Văn Tân, người đã hết lòng quan tâm cũng như kiên trì giúp đỡ từng bước nghiên cứu của học viên. Tác giả cũng xin chân thành cảm ơn tập thể Bộ môn khí tượng nói riêng và Khoa Khí tượng Thủy Văn và Hải dương học nói chung đã luôn giúp đỡ, tạo điều kiện để tác giả hoàn thành luận văn. Không những vậy, còn mang lại một môi trường làm việc thân thiện và hiệu quả nhất cho học viên. Trịnh Tuấn Long 3 MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH 4 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT 6 Chương 1 TỔNG QUAN 9 1.1 Các nghiên cứu trên thế giới 9 1.2. Các nghiên cứu trong nước 19 Chương 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 2.1 Xác định các chỉ số khí hậu cực đoan 24 2.2 Hệ thống mô hình dự báo khí hậu CFS 28 2.3 Mô hình khí hậu khu vực RegCM 29 2.4 Cách xác định các chỉ số ECE từ sản phẩm mô hình 34 2.5 Phương pháp đánh giá 36 Chương 3 KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT 40 3.1 Kết quả nhiệt độ trung bình tháng 40 3.2 Các trường nhiệt độ cực trị 50 3.3 Các chỉ số khí hậu cực đoan 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 PHỤ LỤC 73 4 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 : Trung tâm sản phẩm toàn cầu cho dự báo hạn dài của WMO 16 Hình 2.1 Cấu trúc lưới thẳng đứng (bên trái) và lưới ngang dạng xen kẽ ArakawaB (bên phải) của mô hình 30 Hình 2.2 Quy trình dự báo mùa 33 Hình 2.3 Xác định chỉ số ECE bằng phương pháp phân vị 36 Hình 3.1: Nhiệt độ trung bình tháng dự báo ứng với các hạn dự báo khác nhau 41 Hình 3.2 Nhiệt độ trung bình tháng (a), hệ số tương quan (b), sai số ME (c) và sai số quân phương (d) 42 Hình 3.3 Đồ thị phân bố tần suất trường nhiệt độ trung bình cho tháng 8 và tháng 4 44 Hình 3.4: Phân bố đồng thời giá trị nhiệt độ tháng 8 và tháng 4 46 Hình : 3.5 Tổng lượng mưa tháng dự báo với các hạn dự báo từ 1 đến 6 tháng 47 Hình 3.6 : Lượng mưa trung bình tháng (a), hệ số tương quan (b), sai số ME (c) và sai số quân phương (d) 48 Hình 3.7 Đồ thị phân bố tần suất trường mưa cho tháng 8 và tháng 4 49 Hình 3.8 Nhiệt độ cực tiểu trung bình tháng ứng với các hạn dự báo khác nhau 51 Hình 3.9 : Nhiệt độ cực tiểu trung bình tháng (a), hệ số tương quan (b), sai số ME (c) và sai số quân phương (d) 52 Hình 3.10 : Đồ thị phân bố tần suất nhiệt độ cực tiểu trung bình tháng cho tháng 8 và tháng 4 54 Hình 3.11 : Phân bố đồng thời giá trị nhiệt độ cực tiểu trung bình tháng 8 và tháng 4 . 55 Hình 3.12 Nhiệt độ cực đại trung bình tháng ứng với các hạn dự báo khác nhau 56 Hình 3.13: Nhiệt độ cực đại trung bình tháng (a), hệ số tương quan (b), sai số ME (c) và sai số quân phương (d) 57 Hình 3.14 Đồ thị phân bố tần suất nhiệt độ cực đại trung bình tháng Đại học Quốc gia Hà Nội Trờng Đại học Khoa học Tự nhiên Đánh giá vai trò của địa hình và điều kiện mặt đệm trong mô hình số mô phỏng và dự báo khí hậu khu vực Việt Nam Đông Dơng Chủ trì đề tài: PGS. TS Phan Văn Tân Hà Nội 2005 Đại học Quốc gia Hà Nội Trờng Đại học Khoa học Tự nhiên Đánh giá vai trò của địa hình và điều kiện mặt đệm trong mô hình số mô phỏng và dự báo khí hậu khu vực Việt Nam Đông Dơng Mã số: QG.04.13 Chủ trì đề tài: PGS. TS Phan Văn Tân Các thành viên tham gia: TS Trần Quang Đức ThS Vũ Thanh Hằng CN Thái Thị Thanh Minh CN Nguyễn Đăng Quang CN D Đức Tiến NCS Hồ Thị Minh Hà NCS Bùi Hoàng Hải Hà Nội 2005 ii Báo cáo tóm tắt đề tài 1. Tên đề tài: Đánh giá vai trò của địa hình và điều kiện mặt đệm trong mô hình số mô phỏng và dự báo khí hậu khu vực Việt Nam Đông Dơng 2. Mã số: QG.04.13 3. Chủ trì đề tài: PGS. TS Phan Văn Tân 4. Các cán bộ tham gia: 1) TS Trần Quang Đức 2) ThS Vũ Thanh Hằng 3) CN Thái Thị Thanh Minh 4) CN Nguyễn Đăng Quang 5) CN D Đức Tiến 6) NCS Hồ Thị Minh Hà 7) NCS Bùi Hoàng Hải 5. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu: 1) Mục tiêu: Đánh giá khả năng áp dụng mô hình khí hậu khu vực RegCM trong mô phỏng/dự báo một số biến khí hậu bề mặt trên vùng lãnh thổ Việt Nam Đông Dơng Xác định đợc mức độ ảnh hởng của tính bất đồng nhất địa hình và điều kiện mặt đệm trong mô hình số mô phỏng/dự báo khí hậu khu vực Việt Nam Đông Dơng 2) Nội dung: a) Nghiên cứu sơ đồ tham số hóa các quá trình bề mặt Nghiên cứu phơng pháp biểu diễn hiệu ứng bất đồng nhất địa hình và lớp phủ bề mặt trong mô hình khí hậu Tìm hiểu sơ đồ thuật toán và lập trình tính các hiệu ứng nói trên Tính toán thử nghiệm và hoàn thiện sơ đồ b) Nghiên cứu ứng dụng sơ đồ tham số hóa các quá trình bề mặt qui mô dới lới vào mô hình khí hậu khu vực RegCM Tìm hiểu, khai thác mô hình mô phỏng và dự báo khí hậu khu vực RegCM Nghiên cứu phơng pháp lồng ghép sơ đồ tính hiệu ứng bất đồng nhất địa hình và lớp phủ bề mặt vào mô hình khí hậu khu vực RegCM Chạy mô hình RegCM để tính toán mô phỏng/dự báo cho các trờng hợp: + Cha tính đến bất đồng nhất bề mặt iii + Tính đến bất đồng nhất do độ cao địa hình và lớp phủ bề mặt + Thử nghiệm hiệu ứng độ nhạy theo các sơ đồ tham số hóa đối lu So sánh các trờng hợp tính toán, đánh giá kết quả 6. Các kết quả đạt đợc: 1) Trên cơ sở các tập số liệu địa hình và đất sử dụng với độ phân giải ngang 10 phút, đã khảo sát tính bất đồng nhất bề mặt trong từng ô lới mô hình khí hậu khu vực độ phân giải ngang 60 km trên khu vực từ 2 o N đến 35 o N và từ 85 o E đến 125 o E. Mức độ bất đồng nhất độ cao địa hình và lớp phủ bề mặt đợc đánh giá khi độ phân giải của mô hình bề mặt thay đổi theo hai phơng án: 30ì30 km và 20ì20 km. Kết quả tính toán cho thấy, ngoại trừ trên bề mặt biển, hầu nh các ô lới nằm trên đất liền đều xảy ra sự bất đồng nhất. Khi tăng độ phân giải mô hình bề mặt, độ cao địa hình đợc mô tả chi tiết hơn, số loại bề mặt xuất hiện trong các ô lới mô hình phổ biến từ 23 loại khi độ phân giải mô hình bề mặt là 30ì30 km, và tăng lên có thể tới 56 loại khi đô phân giải tăng lên đến 20ì20 km. 2) Đã sử dụng mô hình khí hậu khu vực RegCM3 để mô phỏng khí hậu bề mặt cho khu vực Đông Dơng và Việt Nam trong thời kỳ 68/1997. Đồng thời đã khảo sát hiệu ứng của tính bất đồng nhất qui mô dới lới của độ cao địa hình và loại bề mặt khi chạy mô hình RegCM3 với các sơ đồ tham số hóa đối lu theo 9 trờng hợp thí nghiệm. Kết quả mô phỏng trờng nhiệt độ 2m trung bình và tổng lợng ma từng tháng đợc so sánh với số liệu phân tích của CRU. Từ đó nhận thấy rằng, so với số liệu CRU, mô hình đã mô phỏng khá tốt trờng nhiệt độ, nhng đối với lợng ma thì có sự biến đổi mạnh giữa các thí nghiệm và tùy thuộc vào sơ đồ đối lu. Hiệu ứng của tính bất đồng nhất bề mặt là nhỏ đối với trờng nhiệt độ mô phỏng, nhng nó đã làm biến đổi đáng kể sự phân bố không gian của lợng ma và ít ảnh h ởng ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC Tự NHIÊN ĐẢNH GIÁ VAI TRÒ CỦA ĐỊA HÌNH VÀ ĐIÊU KIỆN MẶT ĐỆM TRONG MÔ HỈNH s ố MÔ PHỎNG VÀ D ự BÁO KHÍ HẬU KHU VỤC VIỆT NAM - ĐÔNG DƯƠNG Mõ sô': ỌG .04.13 Chủ trì đ ề tòi: PGS. TS Phan Văn Tán Cóc thành viên tham gia: TS Trần Quang Đức ThS Vũ Thanh Hằng CN Thái Thị Thanh M inh CN Nguyễn Đăng Quang CN Dư Đức Tiến NCS Hồ Thị M inh Hà NCS Bùi Hoàng Hải _ OA;h; c CJỐC ~ |A JVUNG ?Á"/THÒIVg Tr j 'Hư \Vệ(, D T / 3 Ỹ 4 HÀ NỘI - 2005 BÁO CÁO TÓM TẮT ĐỂ TÀI 1. Tên đề tài: Đánh giá vai trò của địa hình và điều kiện mật đệm trong mô hình sô' mô phỏng và dự báo khí hậu khu vực Việt Nam - Đông Dương 2. M ã số: QG.04.13 3. C hủ trì đề tài: PGS. TS Phan Văn Tân 4. Các cán bộ tham gia: 1) TS Trần Quang Đức 2) ThS Vũ Thanh Hằng 3) CN Thái Thị Thanh Minh 4) CN Nguyễn Đăng Quang 5) CN Dư Đức Tiến 6) NCS Hồ Thị Minh Hà 7) NCS Bùi Hoàng Hải 5. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu: 1) Mục tiêu: - Đánh giá khả năng áp dụng mô hình khí hậu khu vực RegCM trong mỏ phỏng/dự báo một số biến khí hậu bề mặt trên vùng lãnh thổ Việt Nam - Đông Dương - Xác định được mức độ ảnh hưởng của tính bất đồng nhất địa hình và điều kiện mặt đệm trong mô hình số mô phỏng/dự báo khí hậu khu vực Việt Nam - Đông Dương 2) Nội dung: a) Nghiên cứu sơ đồ tham số hóa các quá trinh bề mặt - Nghiên cứu phương pháp biểu diễn hiệu ứng bất đồng nhất địa hình và lớp phủ bề mặt trong mô hình khí hâu - Tìm hiểu sơ đồ thuật toán và lập trình tính các hiệu ứng nói trên - Tính toán thử nghiệm và hoàn thiện sơ đồ b) Nghiên cứu ứng dụng sơ đồ tham số hóa các quá trình bề mặt qui mô dưới lưới vào mô hình khí hậu khu vực RegCM - Tìm hiểu, khai thác mô hình mô phỏng và dự báo khí hậu khu vực RegCM - Nghiên cứu phương pháp lồng ghép sơ đồ tính hiệu ứng bất đồng nhất địa hình và lớp phủ bề mặt vào mô hình khí hâu khu vực RegCM - Chạy mò hình RegCM để tính toán mỏ phỏng/dự báo cho các trường hợp: + Chưa tính đến bất đồng nhất bề mặt ii + Tính đến bất đồng nhất do độ cao địa hình và lớp phủ bề mặt + Thỉtnghiộm hiộu ứng độ nhạy theo các sơ đồ tham số hóa đối lưu - So sánh các trường hợp tính toán, đánh giá kết quả 6. Các kết quả dạt được: 1) Trên cơ sở các tập số liệu địa hình và đất sử dụng với độ phân giải ngang 10 phút, đã khảo sát tính bất đồng nhất bề mặt trong từng ô lưới mô hình khí hậu khu vực độ phân giải ngang 60 km trên khu vực từ 2°N đến 35°N và từ 85°E đến 125°E. Mức độ bất đồng nhất độ cao địa hình và lớp phủ bề mặt được đánh giá khi độ phân giải của mô hình bề mặt thay đổi theo hai phương án: 30x30 km và 20x20 km. Kết quả tính loán cho thấy, ngoại trừ trôn bồ mặt biổn, hầu như các ô lựứi lúm Irên dâì lien (Jcu xày ra sự bất đồng nhất. Khi tăng độ phân giải mô hình bề mặt, độ cao địa hình được mô tả chi tiết hơn, số loại bổ mặt xuất hiộn trong các ô lưới mô hình phổ biến từ 2-3 loại khi độ phản giải mô hình bề mặt là 30x30 km, và tăng lên có thể tới 5 -6 loại khi đô phân giải tăng lên đến 20x20 km. 2) Đã sử dụng mô hình khí hậu khu vực RegCM3 để mô phỏng khí hậu bề mặt cho khu vực Đông Dương và Việt Nam trong thời kỳ 6-8/1997. Đồng thời đã khảo sát hiệu ứng của tính bất đồng nhất qui mô dưới lưới của độ cao địa hình và loại bề mặt khi chạy mô hình RegCM3 với các sơ đồ tham số hóa đối lưu theo 9 trường hợp thí nghiêm. Kết quả mô phỏng trường nhiệt độ 2m trung binh và tổng lượng mưa từng tháng được so sánh với số liệu phân tích của CRU. Từ đó nhận thấy rằng, so với số liệu CRU, mô hình đã mô phỏng khá tốt trường nhiệt độ, nhưng đối với lượng mưa thì có sự biến dổi mạnh giữa các thí nghiệm và tùy thuộc vào sơ đồ đối lưu. Hiệu ứng của tính bất đổng nhất bồ mặt là nhỏ đối với trường nhiệt độ mô phỏng, nhưng nó dã làm biến đổi đáng kể sự phân bố không gian của lượng mưa và ít ảnh hưởng đến tổng lượng mưa toàn miền. 3) Nói chung trên khu vực Việt Nam - Đông Dương, nhiệt độ mô phỏng thấp hơn so với số liệu CRU khoảng vài độ, nhất là trong những trường hợp sử dụng các sơ dồ đối lưu AS74 và FC80. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN LÊ NHƢ QUÂN NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG VÀ DỰ TÍNH XU THẾ BIẾN ĐỔI CỦA CÁC SỰ KIỆN MƢA LỚN TRÊN KHU VỰC VIỆT NAM BẰNG MÔ HÌNH KHÍ HẬU KHU VỰC Chuyên ngành: Khí tƣợng và Khí hậu học Mã số: 62440222 DỰ THẢO TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHÍ TƢỢNG VÀ KHÍ HẬU HỌC HÀ NỘI - 2014 Công trình được hoàn thành tại Khoa Khí tượng Thủy văn và Hải dương học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: 1. GS. TS. Phan Văn Tân 2. TS. Ngô Đức Thành Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng cấp Đại học Quốc gia chấm luận án tiến sĩ họp tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội vào hồi …giờ …ngày …tháng …năm … Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Trung tâm Thông tin Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 1. Lê Như Quân, Phan Văn Tân (2011), “Dự tính sự biến đổi của một số chỉ số mưa lớn trên lãnh thổ Việt Nam bằng mô hình khí hậu khu vực RegCM3”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, 27(1S), tr. 200-210. 2. Ho Thi Minh Ha, Phan Van Tan, Le Nhu Quan, Nguyen Quang Trung (2011), “Extreme climatic events over Vietnam from - observational data and RegCM3 projections”, Climate Research, 49, pp. 87-100. 3. Phan Van Tan, Nguyen Quang Trung, Ngo Duc Thanh, Le Nhu Quan (2011), “On the seasonal prediction of surface climate over Vietnam using Regional Climate Model (RegCM3)”, The Second International MAHASRI/HyARC Workshop on Asian Monsoon and Water Cycle, Nha Trang, Vietnam, pp. 97-106. 4. Le Nhu Quan, Phan Van Tan, Nguyen Quang Trung, Ngo Duc Thanh (2013), “Trends in Extreme Rainfall Events over Vietnam: Historical data and Model Verification”, The Third International MAHASRI/HyARC Workshop on Asian Monsoon and Water Cycle, Da Nang, Vietnam, pp. 209-216. 1 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của đề tài Mưa lớn được đặc biệt quan tâm do có tác động tiêu cực đến đời sống con người, kinh tế - xã hội và môi trường. Mô hình số là công cụ hữu ích trong nghiên cứu mưa lớn. Ngày càng nhiều nghiên cứu được thực hiện về mưa lớn. Ở Việt nam mưa lớn gây nên những thiệt hại không nhỏ. Số lượng nghiên cứu về mưa lớn ở Việt Nam tăng lên trong những năm gần đây. Nhiều nghiên cứu cho thấy mưa lớn ở Việt Nam đã có những thay đổi đáng kể. Do vậy, nghiên cứu về sự biến đổi của mưa lớn trong tương lai là hết sức cần thiết. Đề tài “Nghiên cứu mô phỏng và dự tính xu thế biến đổi của các sự kiện mưa lớn cho khu vực Việt nam bằng mô hình khí hậu khu vực” được đặt ra góp phần nâng cao năng lực dự tính và đánh giá sự biến đổi của hiện tượng mưa lớn cho khu vực Việt Nam. Mục đích của luận án Luận án nhằm đánh giá khả năng mô phỏng mưa lớn và xu thế biến đổi mưa lớn của mô hình khí hậu khu vực RegCM4. Đồng thời, sử dụng mô hình này để dự tính sự biến đổi của mưa lớn trong tương lai. Những đóng góp mới của luận án - Góp phần làm rõ khả năng mô phỏng mưa lớn và xu thế biến đổi mưa lớn của mô hình RegCM4 cho Việt Nam. - Cung cấp thông tin về tính bất định và độ tin cậy cho các nghiên cứu có sử dụng sản phẩm các mô hình số trong đánh giá BĐKH. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Về mặt khoa học, kết quả của luận án giúp nâng cao hiểu biết về khả năng mô phỏng và dự tính của mô hình RegCM4. Trong thực tiễn kết quả nghiên cứu góp phần nâng cao hiệu quả 2 của công tác ứng phó và giảm nhẹ tác động của hiện tượng mưa lớn. Tóm tắt cấu trúc luận ... phương p h áp dự báo dông b ằn g chì sô b ất ổn địn h tín h theo k ế t củ a mô h ìn h ETA th ích hợp cho dự báo dông khu vực Việt Nam T rong thòi gian tới tìm số dự báo cho khu vực nỊiỏ hơ n... bá o Độ xác củ a phương pháp dự báo xác định theo công thức sau: u N , |+ N 22 N N: tổng số lần dự báo N n : s ố lần dự báo pha có dông N22: s ố lần dự báo pha dông Trán T an Tiến NguyCn K liá... g k ết đây, chọn số nào có u v H lốn n h ấ t để dự báo dông cho vùng H chi sô EHI Helicity cho kết rấ t tốt vùng Do chúng tói chọn h a i sô' để dự báo dông cho kh u vực Việt Nam V ùng Tây Bắc