Báo cáo Nghiên cứu thử nghiệm dự báo mưa lớn ở Việt Nam bằng mô hình mm5

Ph-ơng pháp dự báo số trị - dự báo bằng mô hình thuỷ động lực học hiện đại có phân giải cao ápdụng cho từng khu vực đã đ-ợc sử dụng ở nhiều n-ớc trên thế giới, đặc biệt là các n-ớc phát triển. Chất l-ợng dự báo về hiện t-ợng m-a lớn cao hơn hẳn các ph-ơng pháp dự báo ra đời tr-ớc đó và sản phẩm số của mô hình dự báo có thể đảm bảo các yêu cầu của các mô hình dự báo thuỷ văn đối với lũ lụt, lũ quét. Một trong những nhân tố quyết định gây nên sự hình thành và phát triển m-a lớn trong các hiện t-ợng thời tiết nguy hiểm nh-xoáy thuận nhiệt đới (XTNĐ), dải hội tụnhiệt đới,. là đối l-u mây tích. Các quá trình đối l-u này đóng vai trò quan trọng trong chu trình vận chuyển năng l-ợng của khí quyển và do đó phân bố lại sự đốt nóng không đồng đều trên bề mặt trái đất. Ngoài phụ thuộc vào độ hội tụ ẩm mực thấp, đối l-u mạnh còn phụ thuộc vào tính bất ổn định của khí quyển. Và nh-chúng ta đã biết, các quá trình qui mô vừa nh-vậy chỉ có thể tính đ-ợc bằng các mô hình số trị. Chính vì vậy, -u tiên phát triển ph-ơng pháp dự báo số trị, mà tr-ớc hết là áp dụng các mô hình số ở n-ớc ta là một h-ớng đi nhằm tăng c-ờng chất l-ợng dự báo. Ph-ơng pháp dự báo số trị có quy môtoàn cầu, khu vực đ-ợc phát triển vàứng dụng mạnh mẽ trong dự báo thời tiết ở Mỹ, úc, Nhật Bản, Liên Bang Nga, các n-ớc Châu Âu,. Sự phát triển nhanh chóng của công nghệthông tin là độnglực thúc đẩy và tạo nên những thành quả to lớn hiện nay của hầu hết các ngành khoa học. Hàng loạt vấn đề trong nghiên cứu dự báo khí t-ợng, khí hậu đ-ợc thực hiện với chất l-ợng ngày càng cao với những điều kiện: - Các ph-ơng pháp quan trắc khí t-ợng mới; - Ph-ơng tiện tính toán hiện đại cùng với các ph-ơng pháp phân tích và xử lý số liệu mới; - Các ph-ơng tiện và hình thức truyền tải thông tin hiện đại. Công nghệ thông tin phát triển mạnh mẽ đã mở ra những khả năng mới trong lĩnh vực nghiên cứu dự báo khí t-ợng ở Việt Nam. Tuy nhiên, ở Việt Nam hiện nay, ch-a có thể chạy mô hình dự báo toàn cầu do tính phức tạp về chuyên môn và kỹ thuật tính toán. Vì vậy, tr-ớc mắt phải thông qua hợp tác quốc tế với các Trung tâm khí t-ợng lớn trên thế giới và sử dụng đ-ờng truyền Internet tốc độ cao để tải th-ờng xuyên các tr-ờng phân tích, dự báo toàn cầu làm điều kiện ban đầu và điều kiện biên cho các môhình khu vực phân giải cao. Nhiều mô hình khu vực đang đ-ợc nghiên cứu thử nghiệm hoặc sử dụng trong nghiệp vụ ở n-ớc ta nh-HRM ở Trung tâm KTTV Quốcgia; ETA, RAMS ở Tr-ờng Đại học Khoa học Tự nhiên,. Song song với việc áp dụng các mô hìnhtrên đây, đã có hàng loạt nghiên cứu nhằm đ-a mô hình khí t-ợng động lực quy mô vừa thế hệ 5 (MM5) vào dự báo thời tiết ở n-ớc ta và hiện nay mô hình này đang đ-ợc sử dụng trong chế dộ dự báo nghiệp vụ ở Viện Khoa học Khí t-ợng Thủy văn và Môi tr-ờng. Mô hình khí t-ợng quy mô vừa thế hệ 5 (MM5) do Tr-ờng đại học Tổng hợp Pennsylvania (PSU) và Trung tâm Quốc gia Nghiên cứu Khí quyển (NCAR), Mỹ 2 xây dựng năm 1994. Phiên bản 3.5 của mô hình (MM5V3.5) đ-ợc hoàn thành vào năm 1999 đã có những cải tiến quan trọng trong các mảng: Kỹ thuật lồng ghép nhiều mực; Động lực học bất thuỷ tĩnh; Đồng hoá số liệu 4 chiều; Bổ sung các sơ đồ tham số hoá vật lý; hả năng truyền tải thông tin và kỹ thuật tính toán, Đề tài nghiên cứu khoa học “Nghiên cứu thử nghiệm dự báo m-a lớn ở Việt Nam bằng mô hình MM5” đ-ợc triển khai thực hiện là b-ớc kế tiếp của đề tài “Nghiên cứu thử nghiệm áp dụng mô hình khí t-ợng động lực quy mô vừa MM5 trong dự báo hạn ngắn ở Việt Nam” đã hoàn thành năm 2005. Mục tiêu chính của đề tài là áp dụng đ-ợc mô hình MM5 nhằm dự báo m-a lớn ở Việt Nam. Để đạt đ-ợc mục tiêu nêu trên, đề tài đã triển khai thực hiện các nội dung chính sau: Nghiên cứu lựa chọn sơ đồ thamsố hóa vật lý phù hợp với Việt Nam; Nghiên cứu xây dựng hệ thốngdự báo tổ hợp trên cơ sở mô hình MM5; Nghiên cứu thử nghiệm cải tiến tr-ờng đầu vào cho mô hình MM5với các nguồn dữ liệu khí t-ợng khác nhau, bao gồm cả ban đầu hóa xoáy cho mục đích dự báo bão ở Biển Đông. Các nghiên cứu lựa chọn thông số tối -u cho mô hình MM5 đ-ợc thực hiện trên cơ sở đánh giá chất l-ợng sản phẩm dự báo của các dự báo thành phần theo các ph-ơng pháp đánh giá thông dụng. Đối t-ợng nghiên cứu là các đợt m-a vừa, m-a lớn ở Việt Nam trong hai năm 2004, 2005. Báo cáo tổng kết đề tài bao gồm các nội dung sau: Mở đầu Ch-ơng 1: Mô hình MM5 áp dụng cho Việt Nam và các chỉ số đánh giá chất l-ợng sản phẩm dự báo của mô hình số trị. Ch-ơng 2: Nghiên cứu lựa chọn các sơ đồtham số hóa vật lý của mô hình MM5. Ch-ơng 3: Xây dựng hệ thống dự báo tổ hợp cho mô hình MM5. Ch-ơng 4: Nghiên cứu cải tiến tr-ờng đầu vào cho MM5 Kết luận và kiến nghị Tài liệu tham khảo Phụ lục Thay mặt đội ngũ cán bộthực hiện đề tài, chúng tôi xin chân thành cảm ơn Viện Khoa học Khí t-ợng Thuỷ văn và Môi tr-ờng và các đơn vị trong Viện, đặc biệt là Trung tâm Nghiên cứu Khí t-ợng - Khí hậu đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho công tác triển khai đề tài nghiên cứu. Chúng tôi xin chân thành cảm ơn sự tham gia tích cực vào các hoạt động nghiên cứu của các chuyên gia và các cộng tác viên thuộc Trung tâm Khí t-ợng Thuỷ văn Quốc gia, Tr-ờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Viện Khoa học Khí t-ợng Thuỷ văn và Môi tr-ờng.