Download miễn phí Luận văn Dự báo bão đổ bộ vào bờ biển Việt Nam bằng mô hình ETA
Mục lục
Mở đầu .1
Chương I .2
Tổng quan về bão .2
1.1 Đặc điểm hoạt động của bão và áp thấp nhiệt đớitrên khu vực Tây Bắc
Thái Bình Dương và Biển Đông (1998ư2008).2
1.1.1 Số lượng bão và áp thấp nhiệt đới hoạt động ở Tây Bắc Thái Bình Dương và Biển Đông .2
1.1.2 Phân bố thời gian hoạt động của bão, áp thấp nhiệt đới trên Tây bắc Thái Bình Dương và Biển Đông .3
1.1.3 Đặc điểm hoạt động của bão và áp thấp nhiệt đới ảnh hưởng đến Việt Nam.5
1.2 Dự báo quĩ đạo bão.7
1.3 Dự báo vị trí bão đổ bộ .9
1.4 Những nghiên cứu về dự báo bão ở Việt Nam.12
Chương II.16
Mô hình ETA và áp dụng để dự báo bão ở Việt Nam.16
2.1 Lịch sử phát triển của mô hình ETA .16
2.2 Những nghiên cứu trong nước và nước ngoài về môhình ETA. .17
2.3 Hệ phương trình cơ bản của mô hình ETA .19
2.4 Các điều kiện tích phân số. .22
2.4.1 Lưới tích phân của mô hình ETA .22
2.4.2 Điều kiện biên trong mô hình ETA .23
2.5 Tham số hóa vật lý trong ETA .24
2.5.1 Tham số hoá bức xạ .24
2.5.2 Sơ đồ tham số hóa đối lưu của BettsưMillerưJanjic (BMJ) .24
2.5.3 Sơ đồ tham số hoá đối lưu KainưFritsh (KF) .27
2.5.4 Sơ đồ tham số hoá đối lưu KainưFritsh với thông lượng động lượng (KFMX) .30
2.6 Những điểm mới chủ yếu của phiên bản ICTP 2008 so với phiên bản NCEP 2002 .31
2.7 áp dụng mô hình ETA để dự báo bão ở Việt Nam.32
2.7.1 Miền dự báo và cấu hình lưới .32
2.7.2 Mô tả tập số liệu nghiên cứu.33
2.7.3 Các phương án thử nghiệm .36
2.7.4 Phương pháp xác định tâm bão .36
2.7.5 Các chỉ tiêu đánh giá .37
CHƯƠNG III .40
Dự BáO BãO Đổ Bộ VàO Bờ BIểN VIệT NAM .40
BằNG MÔ HìNH ETA .40
3.1 Đánh giá kết quả dự báo quĩ đạo bão bằng mô hình ETA .40
3.1.1 Đánh giá kết quả dự báo cơn bão Mirinae. .40
3.1.2 Đánh giá khả năng dự báo trên toàn bộ tập mẫu .53
3.2. Đánh giá kết quả dự báo vị trí đổ bộ của bão. .59
3.2.1 Định nghĩa vị trí đổ bộ của bão. .59
3.2.2 Phương pháp xác định vị trí đổ bộ của bão . 59
3.2.3 Cấu trúc file địa hình .63
3.2.4 Đánh giá khả năng dự báo vị trí bão đổ bộ . 64
KếT LUậN .75
Tài liệu tham khảo .7
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:
ộ cao, còn gradient ngangcủa nhiệt độ chỉ đóng vai trò thứ cấp. Bởi vì gradient nhiệt độ theo ph−ơng
thẳng đứng lớn hơn rất nhiều so với ph−ơng ngang nên nó có ảnh h−ởng lớn
23
đến tính toán lực gradient khí áp ngang và theo đó dẫn đến sai số của nhiệt độ.
Sai số này có bậc t−ơng đối lớn ở những khu vực có địa hình phức tạp.
Hình 2.2 Hệ thống toạ độ thẳng đứng và phân bố các biến trong ETA.
2.4.2 Điều kiện biên trong mô hình ETA
Cũng nh− tất cả hệ thống các mô hình dự báo số khác, mô hình ETA
cần có các điều kiện biên để thực hiện dự báo, có điều kiện biên đ−ợc cập nhật
ở tất cả các b−ớc thời gian, trong khi có điều kiện biên lại không thay đổi theo
thời gian.
Điều kiện biên trên và điều kiện biên d−ới: Trong mô hình thừa nhận
không có sự trao đổi khối l−ợng giữa vũ trụ và khí quyển cũng nh− không có
thông l−ợng khí quyển xuyên qua mặt đất và do đó điều kiện biên đối với tốc
độ thẳng đứng có thể viết d−ới dạng sau:
0=•η khi 0=η và srfηη = và p=pT tại 0=η
Điều kiện biên xung quanh: Đ−ợc cập nhật 6h một lần từ sản phẩm dự
báo của các mô hình toàn cầu nh− AVN, RUC, MRF, GME… có làm trơn ít
nhiều để tránh hiện t−ợng “sốc” khi các hệ thống quy mô nhỏ và các sóng
chuyển từ l−ới thô toàn cầu sang l−ới tinh hơn của mô hình khu vực, cũng nh−
không phản xạ nhiều trên biên xung quanh.
24
2.5. Tham số hóa vật lý trong ETA
Với độ phân giải từ vài chục đến vài km, mô hình ETA không thể mô
phỏng trực tiếp các quá trình vật lý quy mô d−ới l−ới nh− đối l−u, bức xạ,
khuếch tán rối ngang và thẳng đứng và các quá trình bề mặt. Các quá trình
này có vai trò rất quan trọng đối với động lực học khí quyển, đặc biệt là đối
l−u - 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− áp thấp nhiệt đới, bão,
dải hội tụ nhiệt đới... Chính vì vậy chúng cần đ−ợc tham số hoá trong mô hình
dự báo thời tiết số.
2.5.1. Tham số hoá bức xạ
Bức xạ là nhân tố quan trọng số một đối với sự phát triển thời tiết và
đ−ợc tham số hóa theo hai sơ đồ riêng biệt đối với bức xạ sóng dài và sóng
ngắn t−ơng ứng trong khí quyển và trên mặt đất. Hiệu ứng hồi tiếp của bức xạ
và mây đ−ợc tính đầy đủ. Trong mỗi lớp mô hình ETA, sự phát xạ và hấp thụ
bức xạ mặt trời đi xuống đ−ợc tính bằng sơ đồ GFDL, có tính đến ảnh h−ởng
ngẫu nhiên giữa các đám mây. Sơ đồ này cho kết quả t−ơng đối tốt vì nó sử
dụng lại các tham số tính toán tr−ớc đó mà không ảnh h−ởng đến độ chính xác
của mô hình.
2.5.2. Sơ đồ tham số hóa đối l−u của Betts-Miller-Janjic (BMJ)
Trong ETA, đối l−u cumulus đ−ợc tham số hoá theo sơ đồ Betts-Miller-
Janjic (BMJ) do Janjic cải tiến từ sơ đồ Betts-Miller (BM) tr−ớc đây. Sơ đồ
BM dựa trên cơ sở từ rất nhiều thám sát của Betts ở vùng nhiệt đới, theo đó đối
l−u đ−ợc xem nh− một quá trình làm giảm dần các nhiễu động trong khí
quyển h−ớng tới một trạng thái cân bằng vốn có với các profile đặc tr−ng của
nhiệt độ và độ ẩm mà ta th−ờng gọi là các profile quy chiếu hay là chuẩn của
khí quyển. Khái niệm “cân bằng ” ở đây đ−ợc hiểu là gần đúng vì thực tế chỉ
có thể đạt đến trạng thái tựa cân bằng khi ta hiệu chỉnh proflie mô hình về
25
proflie quy chiếu. T− t−ởng chủ đạo của Betts tr−ớc đây vẫn đ−ợc giữ
nguyên, nghĩa là hiệu chỉnh sao cho các profile thẳng đứng của nhiệt độ và độ
ẩm trong cột khí quyển đang xét tới các profile quy chiếu. Quá trình này đ−ợc
diễn tả bằng công thức làm lạnh Newton:
)/- T (TdtTT oldrefoldnew τ⋅+=
(2.12)
và t−ơng tự cho độ ẩm riêng:
τ)/- q (qdtqq oldrefoldnew ⋅+=
(2.13)
trong đó Told và qold là giá trị hiện thời của nhiệt độ và độ ẩm riêng khi ch−a
chịu tác động của đối l−u, Tref và qref là các giá trị quy chiếu, dt là b−ớc thời
gian tính đối l−u, τ là khoảng thời gian “phục hồi”.
Profile quy chiếu của nhiệt độ (Temperature reference profile): Các
profile hiện thời đ−ợc tính toán ở mỗi b−ớc thời gian và cho mỗi cột l−ới. Sự
thay đổi của nhiệt độ và độ ẩm xuất hiện trong phạm vi mô hình “mây”. Mây
mô hình trải dọc từ chân mây đến đỉnh mây. Thuật toán thực tế áp dụng trong
mô hình ETA bắt đầu với việc tìm đỉnh mây và đáy mây. Từ mực thấp nhất
của mô hình, phần tử khí đi lên theo đ−ờng đoạn nhiệt khô cho đến khi nó trở
nên bão hoà. Tại mực ng−ng kết ta có:
( )SatppE ThqExp /θθ =
(2.14)
trong đó h là hằng số thực nghiệm, h lớn hơn tỉ số ẩn nhiệt chuyển đổi hơi
n−ớc Lwv và Cp, qp là độ ẩm riêng của phần tử khí (bằng độ ẩm riêng bão hòa
tại mực ng−ng kết) pθ là nhiệt độ thế của phần tử tại điểm bắt đầu đi lên theo
đoạn nhiệt khô, và Tsat là nhiệt độ phần tử tại mực ng−ng kết. Quá trình này
đ−ợc lặp lại cho một số mực thấp nhất, và phần tử có pθ lớn nhất đ−ợc chọn
để tính cho các điểm tiếp theo. Đáy mây xác định là mực ngay d−ới mực
ng−ng kết, tuy nhiên nó không thấp hơn mực thứ hai của mô hình.
26
Đỉnh mây là mực mà theo đ−ờng đoạn nhiệt ẩm ở đó nhiệt độ của nó
lạnh hơn môi tr−ờng một gia số δT, trong đó δT có bậc cỡ một vài độ. Khi
đỉnh mây và đáy mây đã xác định, tùy thuộc vào độ sâu của mây (khoảng
cách giữa đáy mây và đỉnh mây), ta xác định đ−ợc tại cột l−ới xuất hiện đối
l−u sâu, đối l−u nông hay không có đối l−u (khi độ dày mây là quá mỏng).
Nếu độ dầy của mây lớn hơn một ng−ỡng cho tr−ớc thì ta sẽ xác định profile
quy chiếu của đối l−u sâu. Nếu mực đóng băng tồn tại ở đâu đó trong mây thì
profile quy chiếu của cả nhiệt độ và độ ẩm riêng đều có hai phần riêng biệt.
Phần thấp hơn trải dài từ đáy mây tới mực đóng băng (Lzero) và phần thứ hai từ
mực đóng băng tới đỉnh mây. Profile nhiệt độ quy chiếu ban đầu phía d−ới
mực đóng băng xác định nh− sau:
∂
∂
=
∂
∂ pcR
Edeep
ref
p
pT
p
S
p
0
1θ
(2.15)
hay d−ới dạng sai phân:
( ) ( )[ ]111,111 +++− −+⋅= LLdeepLLrefLref SAPETAPET θθ
(2.16)
trong đó
pcR
p
p
APE
=
0
(2.17)
và Sdeep là nhân tố bất ổn định (nhỏ hơn 1), còn ở trên mực đóng băng profile
của nó đ−ợc tính bằng cách nội suy tuyến tính của nhiệt độ tại mực ng−ng kết
và tại đỉnh mây nh− sau:
( ) ( )
⋅−
−
−
−=
−
00,
1
0
0
1
,
1
LLrefL
LTOPL
LTOPL
LLLref APETpp
ppAPET θθ
(2.18)
Profile quy chiếu của độ ẩm: Để xây dựng profile quy chiếu của độ ẩm
riêng, Betts và Miller (1986) đã biểu diễn độ ẩm d−ới dạng độ hụt áp suất bão
hòa DSP “Deficit Saturation Pressure”. Tại mỗi nút l−ới DSP chính là gia số
27
giữa áp suất thực tế và áp suất cần thiết để đạt trạng thái bão hòa trong quá
trình đi lên đoạn nhiệt. Nh− vậy phần tử khí sẽ bão hòa tại mực có ...