lapnick_kophai_timboy_nt
New Member
Download miễn phí Dự báo dông ở bắc bộ
Theo đánh giá của NCEP thì mô hình ETA cho kết quả dự báo khá tốt ở miền
nhiệt đới, đặc biệt là khu vực đồi núi. Với toạ độ địa hình ?, mô hình có thể nắm bắt
được dòng chuyển độngcưỡng bức địa hình tạo điều kiện thuận lợi cho đối lưu phát
triển.
Vì vậy việc sử dụng kếtquả của mô hình bất thuỷ tĩnh ETA tính toán các chỉ số
bất ổn định để dự báo dông là rất khả quan.
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:
Tạp chí Khoa học đhqghn, KHTN & CN, T.xxII, Số 1PT., 2006Dự báo dông ở bắc bộ
Trần Tân Tiến, Nguyễn Thế Vinh, Đặng Thị An
Khoa Khí t−ợng-Thuỷ văn và Hải d−ơng học
Tr−ờng Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội
1. Mở đầu
Mọi hoạt động trong đời sống xã hội của con ng−ời đều trực tiếp chịu ảnh h−ởng
của các điều kiện thời tiết, nhất là các hiện t−ợng thời tiết nguy hiểm nh− bão, m−a lũ,
lốc, tố và dông. Những hiện t−ợng thời tiết nguy hiểm trên đặc biệt là dông ảnh h−ởng
lớn đến hiệu quả của các ngành kinh tế nh− hàng không, hàng hải, du lịch, b−u chính
viễn thông. Vì vậy việc dự báo dông là một vấn đề cấp bách đặt ra hiện nay.
Có rất nhiều ph−ơng pháp để dự báo dông song theo −ơc tính cho thấy dự báo
bằng mô hình chỉ đúng đ−ợc khoảng 10% còn lại do kinh nghiệm đạt 30% và theo bản
năng là 60%. Các ph−ơng pháp dự báo dông trên thế giới chủ yếu dựa vào các chỉ số
đặc tr−ng cho độ bất ổn định của khí quyển. Các chỉ số th−ờng dùng là LI ( Liftid
index), CAPE (Convective Available Potention Eneregy ), độ đứt của gió, gió trên các
mặt đẳng áp, nhiệt độ, độ ẩm v.v…Trong bài báo này chúng tui sử dụng kết quả dự bảo
tr−ờng địa thế vị , nhiệt độ, điểm s−ơng của mô hình bất thủy tĩnh ETA để tính toán
các chỉ số bất ổn định và xây dựng ph−ơng trình dự báo dông cho từng trạm thuộc Bắc
bộ.
2. Mô hình ETA
Mô hình khu vực hạn chế ETA do tr−ờng đại học Belgrade và Viện Khí t−ợng
Thủy văn Federal – Belgrade cùng với Trung tâm Khí t−ợng Quốc gia Mỹ xây dựng. Mô
hình liên tục đ−ợc thay đổi thông qua các hội thảo hàng năm của các chuyên gia về mô
hình trên thế giới đang sử dụng ETA. Mô hình ETA hiện nay đ−ợc NCEP cải tiến trở
thành một trong các mô hình số trị chạy nghiệp vụ dự báo ngắn hạn tại Mỹ. Trên thế
giới có nhiều n−ớc sử dụng nh− Nam T−, Hy Lạp, Italy, Nam Mỹ… Phiên bản mới nhất
của mô hình ETA không thuỷ tĩnh đ−ợc hoàn thiện và sử dụng tại Đại học tổng hợp Hy
Lạp đứng đầu là giáo s− G.Kaloss. Hiện nay nhóm nghiên cứu dự báo khí t−ợng tr−ờng
Đại học Khoa học tự nhiên - ĐHQGHN với sự giúp đỡ của giáo s− G. Kaloss đã áp dụng
thành công mô hình này vào dự báo thời tiết ở Việt Nam.
2.1. Hệ ph−ơng trình thủy nhiệt động lực học của mô hình ETA
Tr−ớc hết ta xét hệ tọa độ thẳng đứng sigma (σ)
à
ππσ )( t−=
(1)
trong đó, π là áp suất thủy tĩnh, à là hiệu số giữa áp suất thủy tĩnh bề mặt và đỉnh mô
hình, tức là:
ts ππà −= . (2)
56
Dự báo dông ở Bắc Bộ 57
ở đây, πs và πt là áp suất thủy tĩnh tại bề mặt và đỉnh của mô hình. Với hệ tọa độ này
thì hệ ph−ơng trình nhiệt động lực bất thủy tĩnh có dạng sau (Janjic et al., 2001) [27]:
1) Ph−ơng trình cho xu thế khí áp:
σàà σ ′∫∇−=∂
∂
• d
t
)(
1
0
v (3)
2) Ph−ơng trình trạng thái:
RTp =α (4)
3) Ph−ơng trình của độ cao địa thế vị:
∫+=
1
σ
s dσp
RTàΦΦ (5)
4) Ph−ơng trình của các thành phần gió ngang:
vkv ì+∇−Φ∇+−= rfp
dt
d
σσ αε )1( (6)
5) Ph−ơng trình của xu thế nhiệt độ (bảo toàn năng l−ợng):
pp
p
c
Q
tt
p
c
dp
c
TT=
t
T
+∂
∂+−∂
∂+
′∫ ∇+−∇+∂
∂−∇−∂
∂
•••
])1([
])()1([
0
πεα
σàεασσ
σ
σσσ vvv &
(7)
επ +=∂
∂ 1p (8)
6) Ph−ơng trình của tốc độ thẳng đứng:
)(11
σ
σ
tgdt
d
g
w σ ∂
∂+∇+∂
∂== • ΦΦΦΦ &v (9)
)(11
σ
wσw
t
w
gdt
dw
g σ ∂
∂+∇+∂
∂== • &vε (10)
7) Ph−ơng trình đối với tỷ số hỗn hợp q, ph−ơng trình dự báo có dạng:
S
dt
dq = (11)
ở đây, S là nguồn ẩm, v là vector gió ngang, p là áp suất không thủy tĩnh, R là hằng số
khí của không khí khô, T là nhiệt độ, Φ là địa thế vị và Φs là địa thế vị tại bề mặt đất.
Hệ ph−ơng trình (1)-(11) là hệ ph−ơng trình thuỷ nhiệt động lực học cho khí
quyển không thuỷ tĩnh. Tr−ờng hợp ε = 0, mô hình trở về tr−ờng hợp thuỷ tĩnh. Trong
khí quyển rối, thì các ph−ơng trình chuyển động, nhập nhiệt, ẩm có thêm các thành
phần mô tả xáo trộn rối thẳng đứng.
Trần Tân Tiến, Nguyễn Thế Vinh, Đặng Thị An 58
Theo đánh giá của NCEP thì mô hình ETA cho kết quả dự báo khá tốt ở miền
nhiệt đới, đặc biệt là khu vực đồi núi. Với toạ độ địa hình η, mô hình có thể nắm bắt
đ−ợc dòng chuyển động c−ỡng bức địa hình tạo điều kiện thuận lợi cho đối l−u phát
triển.
Vì vậy việc sử dụng kết quả của mô hình bất thuỷ tĩnh ETA tính toán các chỉ số
bất ổn định để dự báo dông là rất khả quan.
3. Tính toán các chỉ số để dự báo dông theo mô hình ETA
Chúng tui tính toán 3 chỉ số để dự báo dông theo mô hình ETA là: chỉ số Boyd, chỉ
số TT, chỉ số KI.
3.1. Chỉ số Boyd:
Công thức toán học của chỉ số Boyd:
( ) 2001.0 7001000700 −−−= TZZBoyd ,
trong đó:
Z700 là độ cao địa thế vị ở mực 700mb (m2/s2)
Z1000 là độ cao địa thế vị ở mực 1000mb (m2/s2)
T700 là nhiệt độ tại mực 700mb (K0)
Chỉ số Boyd mô tả profile nhiệt độ thẳng đứng giữa mực 1000mb và 700mb.
3.2. Chỉ số KI:
Công thức toán học của chỉ số KI:
( ) TTTT ddKI 700850500850 ++−= ,
trong đó:
T850 là nhiệt độ tại mực 850mb (K0)
T500 là nhiệt độ tại mực 500mb (K0)
Td850 là nhiệt độ điểm s−ơng tại mực 850mb (K0)
Td700 là nhiệt độ điểm s−ơng tại mực 700mb (K0)
3.3. Chỉ số TT:
Công thức toán học của chỉ số TT:
TTTT dTT 500850500850 −+−= ,
trong đó:
T850 là nhiệt độ tại mực 850mb (K0)
T500 là nhiệt độ tại mực 500mb (K0)
Td850 là nhiệt độ điểm s−ơng tại mực 850mb (K0)
Số liệu cho mô hình ETA đ−ợc cập nhật từ mô hình AVN hàng ngày từ 10h30 đến
11h30. Tr−ờng số liệu của mô hình AVN có độ phân giải ngang 10ì10 kinh vĩ (t−ơng
Dự báo dông ở Bắc Bộ 59
đ−ơng 111km) trên 26 mực theo chiều thẳng đứng những tệp số liệu này đ−ợc cung cấp
miễn phí trên Internet ở các thời điểm 00Z, 06Z, 12Z và 18Z. Nh−ng tr−ờng số liệu của
mô hình AVN ch−a phù hợp với tr−ờng số liệu của mô hình ETA nên đ−ợc nội suy về
tr−ờng số liệu phù hợp với mô hình ETA bằng một ch−ơng trình Fortran.
Quá trình chạy và hiển thị kết quả của mô hình là 1h30 phút, kết quả dự báo các
tr−ờng khí t−ợng nh− khí áp, nhiệt độ, gió, độ ẩm đ−ợc ghi ra từng tiếng một. Để tính
đ−ợc các chỉ số dông Boyd, TT và KI ở các thời điểm 1,2,3... giờ chúng tui cần lấy ra các
tr−ờng số liệu của các yếu tố: Z1000, Z700, T850, Td850, T700, Td700, T500 tại thời điểm đó. Mô
hình ETA chạy dự báo cho 48 giờ chúng tui lấy ra 336 tr−ờng số liệu mỗi tr−ờng gồm
12285 điểm (105 x117 với 7 yếu tố từng giờ một. Miền tính từ kinh độ từ 96 đến 1250 và
vĩ độ từ 10 đến 250, độ phân giải ngang là 0.25 x 0.25.
Đã lập trình tính toán các chỉ số Boyd, KI, TT cho tất cả các điểm (tức 12285
điểm) dựa vào 7 yếu tố: Z1000, Z700, T850, Td850, T700, Td700, T500 và đ−ợc tr−ờng chỉ số dông.
Chúng tui thu đ−ợc chỉ số dông tại các thời điểm cách nhau 1 giờ một theo kết quả dự
báo 48 giờ của mô hình ETA. Tiến hành nội suy chỉ số dông về trạm để nhận