loveyouandloveme_168
New Member
Download miễn phí Luận án Nghiên cứu tác động của tham số hóa đối lưu đối với dự báo mưa bằng mô hình hrm ở Việt Nam
MỤC LỤC
Trang
Trang phụbìa . 1
Lời cam đoan . 2
Lời Thank . 3
Mục lục . 4
Danh mục các ký hiệu và chữviết tắt . 6
Danh mục các bảng . 8
Danh mục các hình vẽvà đồthị. 10
MỞ ĐẦU . 14
CHƯƠNG 1. VẤN ĐỀTHAM SỐHÓA ĐỐI LƯU TRONG MÔ
HÌNH VÀ DỰBÁO MƯA BẰNG MÔ HÌNH SỐ. 18
1.1 Tổng quan vềvấn đềtham sốhóa đối lưu trong mô hình dựbáo số. 16
1.2 Vềcác sơ đồtham sốhóa đối lưu áp dụng trong mô hình HRM . 30
1.3 Vềdựbáo mưa bằng mô hình dựbáo sốtrên thếgiới và ởViệt Nam . 54
CHƯƠNG 2. MÔ HÌNH DỰBÁO THỜI TIẾT KHU VỰC
PHÂN GIẢI CAO HRM VÀ MỘT SỐPHƯƠNG
PHÁP ĐÁNH GIÁ DỰBÁO MƯA CỦA MÔ HÌNH . 64
2.1 Mô hình dựbáo thời tiết khu vực phân giải cao . 62
2.2 Về đánh giá dựbáo mưa mô hình và xửlý sốliệu mưa . 76
2.3 Một số điểm sốthường sửdụng để đánh giá dựbáo mưa trong nghiệp vụ. 79
2.4 Phương pháp đánh giá dựbáo mưa trong nghiên cứu 81 thẩm định CRA .
2.5 Kiểm nghiệm độ ổn định thống kê của kết quả đánh
giá - phương pháp bootstrap . 85
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢDỰBÁO MƯA CỦA MÔ HÌNH HRM
VỚI CÁC SƠ ĐỒTHAM SỐHÓA ĐỐI LƯU VÀ ĐÁNH GIÁ . 91
3.1 Kết quảdựbáo mưa của một sốtrường hợp điển hình . 91
3.2 Kết quả đánh giá thống kê trên các đợt mưa lớn từnăm 2003 đến năm 2005 . 102
3.3 Kết quả đánh giá thống kê cho các tháng từnăm 2003 đến năm 2005 . 112
3.4 Kết quả đánh giá sửdụng phương pháp CRA (thẩm định CRA) . 127
3.5 Kiểm nghiệm độ ổn định thống kê của các kết quả
đánh giá bằng sửdụng phương pháp bootstrap . 134
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 137
DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢLIÊN
QUAN ĐẾN LUẬN ÁN . 140
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 141
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:
.Qua đánh giá kết quả về sự vận chuyển khối lượng, động lượng và độ ẩm theo
phương thẳng đứng của hai sơ đồ tác giả đã kết luận là sơ đồ Kain Fritsch có ưu thế
hơn so với sơ đồ BMJ và hiệu ứng của mây lên các quá trình thời tiết được mô
phỏng gần với thực tế hơn. Từ đó, tác giả đã lựa chọn sơ đồ Kain Fritsch để thực
hiện một số thử nghiệm như biến đổi điều kiện xuất hiện đối lưu, biến đổi tham số
cuốn hút trong mây, biến đổi hàm hiệu quả mưa và tham số điều khiển tỷ phần
chuyển nước ngưng kết. Những thử nghiệm này đã cho kết quả dự báo tốt hơn so
với sơ đồ Kain Fritsch nguyên bản (Đ. N. Thắng, 2005).
65
CHƯƠNG 2
MÔ HÌNH DỰ BÁO THỜI TIẾT KHU VỰC PHÂN GIẢI CAO HRM
VÀ MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ
DỰ BÁO MƯA CỦA MÔ HÌNH
Mục đầu tiên của Chương 2 giới thiệu một cách ngắn gọn về động lực học
của mô hình HRM và miền dự báo được lựa chọn để chạy mô hình. Mục tiếp theo
2.2 bàn về vấn đề đánh giá dự báo mưa của mô hình số và nguồn số liệu thám sát
trên lãnh thổ Việt Nam. Các chỉ số đánh giá theo bảng ngẫu nhiên và các chỉ số
thống kê thường được sử dụng trong đánh giá QPF được trình bày ở Mục 2.3. Hai
mục cuối của chương là cơ sở lý thuyết của thẩm định CRA và phương pháp
bootstrap để kiểm nghiệm độ ổn định thống kê của các kết quả đánh giá.
2.1 MÔ HÌNH DỰ BÁO THỜI TIẾT KHU VỰC PHÂN GIẢI CAO
Mô hình dự báo thời tiết khu vực phân giải cao HRM là một mô hình số,
thủy tĩnh, dùng cho dự báo thời tiết khu vực hạn chế qui mô vừa α và β
(Majewski, 2006). Mô hình này có thể cung cấp dự báo chi tiết các tham số thời tiết
gần mặt đất và mô phỏng tốt hơn mây và mưa. Cấu trúc ngang của HRM theo lưới
kinh vĩ quay hay theo lưới điều hòa với độ phân giải có thể thay đổi từ 0,25o đến
0,05o (tương đương từ 28km đến 7km). HRM sử dụng hệ tọa độ lai η theo phương
thẳng đứng, đây là một hàm đơn trị của khí áp mặt đất biến đổi theo không gian và
thời gian. Trên đỉnh của khí quyển nơi có 0p = thì ( ) 0p,0 s =η và trên biên dưới của
mô hình (địa hình mô hình) khi spp = thì ( ) 1p,p ss =η . Hệ tọa độ lai η được thiết
lập nhằm ứng dụng được những ưu việt của hệ tọa độ khí áp p và của hệ tọa độ
theo địa hình σ , đồng thời khắc phục được những nhược điểm tương ứng của
chúng. η còn phụ thuộc khí áp mặt đáy sp là một biến của không gian và thời gian.
Trong tọa độ lai cần lựa chọn một mực Tpp = , từ mực này đến giới hạn trên của khí
66
quyển thì η trùng với hệ tọa độ p , nghĩa là
0p
p=η đối với Tpp0 ≤≤ , với
hPa1000p0 = . Từ mực Tp xuống đến mặt địa hình thì hệ tọa độ lai η lại tiến dần
đến hệ tọa độ xác định bởi cấu trúc địa hình σ . Yêu cầu này đạt được bằng sử dụng
một hàm tuyến tính. Hàm tuyến tính này gián đoạn tại Tpp = với hằng số
hPa220pT = :
Ts
s
0
T
Ts
T
pp
pp
p
p
pp
pp
−
−+−
−=η đối với sT ppp ≤<
Khi đó, hàm tuyến tính nghịch đảo sẽ là:
( ) ( )η+η= BpAp s
trong đó
( ) ( ) 0B,pA 0 =ηη=η đối với T0 η≤η≤
( ) ( ) ( )
T0
T0
T0
T0
pp
pp
B,1
pp
pp
A −
−η=ηη−−=η đối với 1T ≤η≤η
Theo chiều thẳng đứng, khí quyển trong HRM có thể được chia thành từ 20
đến 40 lớp tính từ mặt đất đặc trưng bởi áp suất bề mặt ( )tyxps ,, đến giới hạn trên
của mô hình tại nơi có áp suất bằng 10hPa (khoảng hơn 30km). Các biến dự báo
như icv qqqTvu ,,,,, và các biến thông báo như tốc độ thẳng đứng trong hệ tọa độ khí
áp ω được xác định tại mực phân chia giữa các lớp gọi là mực nguyên (full level),
trong khi đó độ cao địa thế vị Φ và tốc độ thẳng đứng trong tọa độ lai cùng với các
thông lượng khuếch tán lại được tính cho mực giữa của các lớp gọi là mực phân
(half level).
2.1.1 Hệ phương trình cơ bản
Các phương trình dự báo trong HRM được xây dựng dựa trên các phương
trình nguyên thủy viết trong hệ tọa độ lai, bao gồm bảy phương trình dự báo ứng
với bảy biến dự báo. Cụ thể là:
- Phương trình xu thế khí áp mặt đất sp :
67
( )∫ −μ−η⎭⎬
⎫
⎩⎨
⎧
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
η∂
∂ϕϕ∂
∂+⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
η∂
∂
λ∂
∂
ϕ−=∂
∂ 1
0
cos
cos
1
slbslb
s ppdpvpu
at
p (2.1)
- Phương trình viết cho các thành phần gió ngang vu, :
( ) ( )[ ]
( )lblb
s
1
u
H
v
uu
t
upgF
upln
cosa
RT
K
cosa
1cosvpQ
cos
1
t
u
−μ−⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛
∂
∂+η∂
τ∂
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
η∂
∂−=
η∂
∂η+λ∂
∂
ϕ++Φλ∂
∂
ϕ+ϕη∂
∂
ϕ−∂
∂
λ
−
&
(2.2)
( ) ( )[ ]
( )lblb
s
1
v
H
v
vv
t
vpgF
vpln
a
RT
K
a
1upQ
t
v
−μ−⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛
∂
∂+η∂
τ∂
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
η∂
∂−=
η∂
∂η+ϕ∂
∂++Φϕ∂
∂+η∂
∂+∂
∂
ϕ
−
&
(2.3)
- Phương trình viết cho nhiệt độ T :
( )lblbvc
p
c
s
T
1
T
Hv
p
T
TTc
c
L
t
TpgF
p
T
c
R
TTcosvTu
cosa
1
t
T
−μ−+⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛
∂
∂+η∂
η∂⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
η∂
∂−+⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛ ω=
η∂
∂η+⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡
ϕ∂
∂ϕ+λ∂
∂
ϕ+∂
∂
−
&
(2.4)
- Phương trình viết cho lượng hơi nước vq :
( )vlbvlbvc
s
vq
1
q
H
vvvv
qqc
t
qpgF
cosv
q
u
cosa
1
t
q
vv −μ−−⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛
∂
∂+η∂
η∂
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
η∂
∂−=
η∂
∂η+⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡
ϕ∂
∂ϕ+λ∂
∂
ϕ+∂
∂
−
&
(2.5)
- Phương trình viết cho lượng nước lỏng trong mây cq :
( )clbclbvc
s
cq
1
q
H
cccc
qqc
t
qpgF
cosv
q
u
cosa
1
t
q
cc −μ−−⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛
∂
∂+η∂
η∂
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
η∂
∂−=
η∂
∂η+⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡
ϕ∂
∂ϕ+λ∂
∂
ϕ+∂
∂
−
&
(2.6)
- Phương trình viết cho lượng nước rắn trong mây iq :
68
( ) η∂
ρ∂−−μ−−⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛
∂
∂+η∂
η∂
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
η∂
∂−=
η∂
∂η+⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡
ϕ∂
∂ϕ+λ∂
∂
ϕ+∂
∂
−
if
ilbilbvc
s
iqq
H
iiii
gqV
qqc
t
qpgF
qqvqu
at
q
ii
1
cos
cos
1 &
(2.7)
trong đó fV là tốc độ rơi của mưa ở dạng lỏng và rắn. Phương trình (2.7) được bổ
sung vào hệ phương trình của HRM từ tháng 9 năm 2005 khi mô hình toàn cầu
(GME) cung cấp thêm biến trường iq trong điều kiện ban đầu cho HRM.
Bên cạnh các phương trình dự báo nêu trên, trong HRM còn có chín phương
trình thông báo gồm các phương trình sau:
- Phương trình tính tốc độ thẳng đứng trong hệ tọa độ lai nhận được nhờ tích phân
phương trình liên tục từ 0=η đến Kη=η :
( )
∫
η
ηη
η
η
⎭⎬
⎫
⎩⎨
⎧
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
η∂
∂ϕϕ∂
∂+⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
η∂
∂
λ∂
∂
ϕ−
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ −μ+∂
∂
⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛
∂
∂−=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
η∂
∂η=η
K
KK
K
dpvpu
a
pp
t
p
p
pp
sRsR
s
s
0
cos
cos
1
&&
(2.8)
- Phương trình trạng thái biểu diễn qua thể tích riêng α :
vRTp =α (2.9)
- Để xác định số hạng năng lượng chuyển đổi giữa thế năng và động năng trên mực
Kη cần viết lại phương trình trạng thái dưới dạng sau:
( ) ( )
K
KK p
RTv
η
ηη ⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛ ω=αω (2.10)
- Tốc độ thẳng đứng trong hệ tọa độ khí áp xác định được sau khi thay
dt
dp=ω vào
phương trình t