Download miễn phí Luận văn Nghiên cứu ứng dụng mô hình MM5 vào dự báo thời tiết mùa mưa khu vực nam trung bộ



MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU . 1
Chương 1. TỔNG QUAN CÁC MÔ HÌNH SỐ DỰ BÁO THỜI TIẾT Ở VIỆT NAM 3
1.1 Các mô hình số dự báo thời tiết ở Việt Nam . 3
1.1.1 Mô hình HRM 3
1.1.2 Mô hình RAMS . 4
1.1.3 Mô hình ETA . 5
1.1.4 Mô hình WRF 6
1.2 Mô hình MM5 và ứng dụng trong dự báo thời tiết ở Việt Nam và trên Thế giới 7
1.2.1 Trên thế giới . 8
1.2.2 Ở Việt Nam 10
Chương 2. MÔ HÌNH KHÍ TƯỢNG ĐỘNG LỰC QUY MÔ VỪA MM5 13
2.1 Hệ các phương trình thủy nhiệt động lực học của mô hình MM5 13
2.2 Tham số hóa Vật lý 17
2.2.1 Tham số hóa đối lưu 17
2.2.2 Tham số hóa vi vật lý mây 19
2.2.3 Tham số hóa bức xạ 20
2.2.4 Tham số hóa lớp biên hành tinh (PBL) 20
2.2.5 Các sơ đồ (mô hình) đất 21
2.3 Điều kiện biên và điều kiện ban đầu 22
2.4 Hệ tọa độ ngang và đứng 23
2.5 Cấu trúc của mô hình MM5 25
2.5.1 Mô đun TERRAIN 26
2.5.2 Mô đun REGRID 26
2.2.3 Mô đun INTERPF 28
2.2.4 Mô đun MM5 28
2.6. Các dạng sản phẩm của mô hình MM5 28
Chương 3. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN VÀ PHÂN TÍCH 31
3.1 Thiết kế thí nghiệm 31
3.1.1 Lựa chọn miền tính và độ phân giải 31
3.1.2 Lựa chọn các tham số Vật lý 32
3.1.3 Nguồn số liệu. 33
3.1.4 Mô tả thí nghiệm . 33
3.2. Các phương pháp đánh giá 34
3.2.1. Đánh giá trực quan . 34
3.2.2. Đánh giá thông qua các chỉ số thống kê . 35
3.3. Độ nhạy của các sơ đồ TSHĐL với các hình thế thời tiết gây mưa lớn 37
3.4. Khả năng dự báo mưa lớn . 45
3.5. Khả năng dự báo nghiệp vụ 64
3.5.1. Trường mưa 65
3.5.2. Trường Nhiệt độ (2m) 68
3.5.3. Tốc độ gió (độ cao 10m) 70
KẾT LUẬN 72
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 74
PHỤ LỤC 76


http://s1.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2013-12-26-luan_van_nghien_cuu_ung_dung_mo_hinh_mm5_vao_du_ba.voxKw2WBvT.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-51574/
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

g) (if IMPHYS2)
CLW Tỉ số xáo trộn nước mây (kg/kg) (if IMPHYS3)
RNW Tỉ số xáo trộn nước mưa (kg/kg) (if IMPHYS3)
ICE Tỉ số xáo trộn băng mây (kg/kg) (if IMPHYS5)
SNOW Tỉ số xáo trộn tuyết (kg/kg) (if IMPHYS5)
GRAUPEL Tỉ số xáo trộn hạt graupel (kg/kg) (if IMPHYS6)
NCL Băng mây (if IMPHYS7)
TKE Động năng rối (J/kg) (if IBLTYP=3,4,6)
RAD TEND Xu thế bức xạ khí quyển (if FRAD2)
W Tốc độ gió thẳng đứng (m/s) (ở tất cả các mực)
Các yếu tố dự báo 2 chiều
U10 Trường gió U ở độ cao 10 m
V10 Trường gió V ở độ cao 10 m
PSLV Áp suất mặt biển
RAIN CON: Mưa đối lưu (cm)
RAIN NON Mưa quy mô lưới (cm)
PBL HGT Độ cao lớp biên hành tinh (m)
REGIME Kiểu lớp biên hành tinh (loại 1-4)
SHFLUX Thông lượng hiển nhiệt bề mặt (W/m2)
LHFLUX Thông lượng ẩn nhiệt bề mặt (W/m2)
UTS Vận tốc ma sát (m/s)
SOIL Tx Nhiệt độ trong các lớp đất (K)(If SOIL=1,2)
34
Các sản phẩm khác
SIGMAH Mực phân của mô hình
ALBD Albedo bề mặt theo loại đất sử dụng
SLMO Độ ẩm khả năng bề mặy theo loại đất sử dụng
SFEM Độ phát xạ bề mặt theo loại đất sử dụng
SFZO Độ gồ ghề theo loại đất sử dụng
THERIN Nhiệt dung của bề mặt theo loại đất sử dụng
SFHC Nhiệt dung của đât
SIGMAH Mực phân của mô hình
ALBD Albedo bề mặt theo loại đất sử dụng
SLMO Độ ẩm khả năng bề mặy theo loại đất sử dụng
35
Chương 3
KẾT QUẢ TÍNH TOÁN VÀ PHÂN TÍCH
Ở Việt Nam, mô hình MM5 đã được ứng dụng trong nghiên cứu và dự báo
ở một số cơ sở thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trường cũng như ở Trường Đại học
Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, song chưa có một công trình nào
đi sâu đánh giá khả năng dự báo nghiệo vụ của nó. Do vậy, trong thực tiễn khi
ứng dụng sản phẩm dự báo của mô hình, các dự báo viên thường gặp rất nhiều
khó khăn do chưa nắm được xu hướng sai số dự báo của mô hình, chưa xác định
được trong những trường hợp nào thì mô hình cho dự báo chính xác, sai số dự
báo của mô hình có thể hiệu chỉnh được hay không,...v.v.
Nhằm góp phần khắc phục sự khiếm khuyết đó, trong khuôn khổ luận văn
này, chúng tui đã ứng dụng mô hình MM5 dự báo thời tiết các tháng mùa mưa ở
khu vực Nam Trung Bộ (tháng 9 đến tháng 12), qua đó đánh giá khả năng dự
báo nghiệp vụ của mô hình đối với một số trường khí tượng quan trọng, như
mưa, nhiệt độ và tốc độ gió.
3.1.Thiết kế thí nghiệm
3.1.1. Miền tính và độ phân giải
Việc lựa chọn miền tính thích hợp là một vấn đề không đơn giản, nhất là
đối với vùng Đông Nam Á và Việt Nam  Đông Dương, vì đây là nơi “giao
tranh” của nhiều hệ thống gió mùa khác nhau. Do đó, ở đây chúng tui cố gắng
chọn miền tính sao cho bao phủ toàn vùng dự báo của Việt Nam, trong đó có chú
trọng đến khu vực Nam Trung Bộ. Nhằm tăng độ phân giải ngang cho khu vực
Nam Trung Bộ, mô hình được chạy với hai miền tính lồng nhau, tương tác hai
36
chiều (hình 3.1). Miền ngoài (D01) nằm trong khoảng 50N-250N và 950E-1250E,
có kích thước 82 x102 điểm nút lưới, độ phân giải ngang là 27km. Miền trong
(D02) nằm trong khoảng 80N-150N và 1050E-1120E, gồm 85 x 85 điểm nút lưới,
độ phân giải 9km. Số mực theo chiều thẳng đứng là 23 mực.
Hình 3.1. Các miền tính của mô hình MM5
3.1.2. Các tham số vật lý
MM5 hỗ trợ khá nhiều tùy chọn sơ đồ tham số hóa vật lý. Tuy nhiên không
có một tùy chọn nào có thể áp dụng cho tất cả mọi miền địa lý và trong mọi điều
kiện thời tiết. Cách duy nhất để chỉ ra được một bộ sơ đồ tham số hóa vật lý
thích hợp nhất cho từng khu vực là phải thử nghiệm nhiều lần và tiến hành đánh
giá một cách đầy đủ. Trong khuôn khổ luận văn này, chúng tui không thể thử
nghiệm cho tất cả các tùy chọn hiện có của mô hình. Do đó, trên cơ sở tìm hiểu
các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước, các sơ đồ tham số hóa sau đây đã
được lựa chọn cho những thử nghiệm: Sơ đồ vi vật lý mây Simple-Ice
(Dudhia,1989), sơ đồ tham số lớp biên hành tinh MRF (Hong và Pan, 1996), và
37
sơ đồ bề mặt đất Noah. Riêng đối với sơ đồ tham số hóa đối lưu, việc lựa chọn
gặp khá nhiều khó khăn. Vì MM5 có đến 8 tùy chọn, nếu thực hiện thử nghiệm
với tất cả các tùy chọn này khối lượng tính toán sẽ quá lớn. Bởi vậy, trên cơ sở
các công trình nghiên cứu [1,2,12,13,14,15,16,17] và khuyến cáo của nhóm tác
giả mô hình, chúng tui quyết định thử nghiệm với 3 sơ đồ là 1) sơ đồ KuO, 2)
Betts-Miller và 3) Grell.
3.1.3. Nguồn số liệu
Số liệu được sử dụng trong luận văn gồm: 1) Số liệu đề chạy mô hình; và 2)
Số liệu quan trắc thực tế để đánh giá mô hình.
1) Số liệu để chạy mô hình MM5 gồm 2 loại: a) Số liệu về độ cao địa hình,
lớp phủ bề mặt, loại đất và các đặc tính vật lý của đất. Tập các số liệu này được
cho sẵn cùng với bộ mô hình miễn phí có thể download từ Internet; b) Số liệu
làm điều kiện ban đầu và điều kiện biên phụ thuộc thời gian. Đây là các trường
phân tích và dự báo của các mô hình toàn cầu. Trong luận văn nguồn số liệu này
là sản phẩm của mô hình GFS/AVN của NCEP, cũng được khai thác miễn phí từ
Internet. Để cập nhật biên theo thời gian chúng tui lấy các trường số liệu cách
nhau từng 6h một.
2) Số liệu quan trắc: Là bộ số liệu quan trắc khí tượng thu thập tại 20 trạm
thuộc khu vực Nam Trung Bộ trong thời gian từ 01/9-31/12 của 3 năm 2005-
2007, gồm 3 yếu tố: mưa, nhiệt độ và tốc độ gió. Số liệu mưa tại các trạm quan
trắc được cộng tích lũy tương ứng với các thời hạn dự báo của mô hình.
3.1.4. Mô tả thí nghiệm
Trong nghiên cứu này chúng tui đã ứng dụng mô hình MM5 để thực hiện
các thí nghiệm sau đây:
38
- Thí nghiệm 1: sử dụng mô hình MM5 với cấu hình như đã nêu tại mục
3.1 để khảo sát độ nhạy của 3 sơ đồ TSHĐL KuO, Betts-Miller và Grell với các
đợt mưa lớn điển hình trong các năm 2005- 2007. Thời hạn dự báo 48h, bắt đầu
từ 00UTC của ngày trước khi có mưa lớn xảy ra.
- Thí nghiệm 2: cùng cấu hình như thí nghiệm 1 nhưng chỉ sử dụng một sơ
đồ TSHĐL là Betts-Miller để dự báo 23 đợt mưa lớn xảy ra ở khu vực Nam
Trung Bộ trong 3 năm 2005-2007. Thời hạn dự báo 48h, bắt đầu từ 00UTC của
ngày trước khi mưa lớn xảy ra. Mục đích của thí nghiệm này là đánh giá kỹ năng
dự báo mưa lớn của mô hình đối với khu vực Nam Trung Bộ.
- Thí nghiệm 3: tương tự như cấu hình đã lựa chọn với các thí nghiệm trên
đây, nhưng thời gian dự báo bắt đầu 00UTC từ ngày 01/9-31/12 các năm 2005-
2007. Mô hình chạy theo chế độ nghiệp vụ. Mục đích của thí nghiệm này là để
đánh giá khả năng dự báo nghiệp vụ của mô hình MM5 đối với mùa khu vực
Nam Trung Bộ.
3.2. Các phương pháp đánh giá
Hiện nay có rất nhiều phương pháp đánh giá sản phẩm mô hình số, trong
nghiên cứu này chúng tui sử dụng 2 phương pháp thông dụng nhất đó là phương
pháp đánh giá trực quan và đánh giá định lượng bằng các chỉ số thống kê.
3.2.1. Đánh giá trực quan
Phương pháp trực quan này giúp chúng ta đánh giá một cách tính tính
giữa trường dự báo và quan trắc, qua đó có thể nhận định nguyên nhân gây sai số
d...

---