intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Đánh giá độ tin cậy biên nhiệt độ và mưa của mô hình khí hậu Precis cho lưu vực sông Hồng

Chia sẻ: Angicungduoc2 Angicungduoc2 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

33
lượt xem
2
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết sử dụng các dữ liệu: biến mưa và nhiệt độ của mô hình khí hậu Precis để đánh giá so sánh với số liệu thực đo của một số trạm thực đo điển hình và dữ liệu APHRODITE qua phương pháp trực quan và các chỉ số thống kê.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Đánh giá độ tin cậy biên nhiệt độ và mưa của mô hình khí hậu Precis cho lưu vực sông Hồng

KHOA HC CÔNG NGH ÁNH GIÁ  TIN C Y BIN NHIT  VÀ MA CA MÔ HÌNH KHÍ H U PRECIS CHO LU V!C SÔNG H"NG V Phng Nam1, Trnh Trnh Xuân Hoàng1 TÓM TT TT Nghiên cu các tác !"ng c#a bi%n !&i khí h)u (B,KH) !%n qu0n lý t&ng h3p tài nguyên n6c c#a các vùng (lu v9c sông) là m"t vn !ang !3c !?c bi>t quan tâm @ trong n6c cng nh @ n6c ngoài. Các c s@ dD li>u khí t3ng th#y vEn !ã !3c sG dHng !I nghiên cu B,KH và xây d9ng các ra các kch b0n khí h)u. Tuy nhiên các sK li>u c#a các kch b0n khí h)u !3c ln nay trên th% gi6i có ru này !3c tQo ra d9a vào các sK li>u !Mu vào và phng pháp tính toán khác nhau. Vì lR !ó khi sG dHng m"t s0n phSm c#a m"t c quan (t& chc) cMn ph0i có s9 !ánh giá !" tin c)y c#a s0n phSm này !Ki v6i vùng (lu v9c) cMn nghiên cu !I có thI ti%p tHc nghiên cu các b6c ti%p theo nh chi ti%t hóa (Downscaling), xây d9ng kch b0n dòng ch0y, v.v…Trong bài báo này, tác gi0 sG dHng các dD li>u bao gYm: bi%n ma và nhi>t !" c#a mô hình khí h)u PRECIS !I !ánh giá so sánh v6i sK li>u th9c !o c#a m"t sK trQm th9c !o !iIn hình và dD li>u APHRODITE qua phng pháp tr9c quan (Graphical visualization) và các chc sK thKng kê. DD li>u này !3c áp dHng tính toán cho lu v9c sông HYng. K%t qu0 nh)n !3c cho phép k%t lu)n reng dD li>u PRECIS thích h3p cho mHc !ích nghiên cu các tác !"ng bi%n !&i khí h)u trong qu0n lý lu v9c sông HYng. khóa APHRODITE, bi%n !&i khí h)u, HadCM3, PRECIS, sông HYng. Tf khóa: 1. T VN  1 thu"c vào cht !" b= m?t !Qi Circulation Model - GCM) và mô hình khí h)u khu dng thì !" chính xác c#a các RCM chc còn phH v9c (Regional Climate Model - RCMs) !3c sG dHng thu"c vào !"ng l9c hqc và các s !Y tham sK hóa. ru thjng !3c !i=u ki>n ban !Mu (Initial Condition - IC) và !i=u sG dHng làm LBC và !i=u ki>n biên d6i crng bc ki>n biên xung quanh phH thu"c thji gian (Lateral là các trjng tái phân tích toàn cMu (reanalysis Boundary Condition - LBC) c#a RCM là s0n phSm data) và SST phân tích (analysis data). M?c dù các c#a GCM. nguYn sK li>u này !3c tái tQo hay phân tích d9a trên sK li>u quan tric th9c t% và !3c xem là gMn ,I chQy các RCM cMn ph0i có các loQi sK li>u v= v6i trQng thái th9c c#a khí quyIn, song chúng có !" cao !a hình, l6p th0m ph# th9c v)t, nhi>t !" m9c xuu dùng làm IC và LBC. có thI khác nhau. Cùng m"t nguYn sK li>u và cùng Theo truy=n thKng thì LBC và SST !3c c)p nh)t m"t RCM, vùng này có thI cho k%t qu0 tKt nhng sau tfng kho0ng thji gian cách nhau 3 h ho?c 6 h vùng khác lQi cho k%t qu0 kém. B@i v)y, tr6c khi mà giá tr c#a chúng !3c n"i suy v= các b6c tích nghiên cu ng dHng m"t RCM nào !ó, vi>c !Mu phân !I th9c hi>n vi>c "truy=n thông tin" tf GCM tiên cMn gi0i quy%t là ph0i kiIm tra tính h3p lý c#a vào RCM qua vùng !>m (buffer zone) và qua các dD li>u. dòng trao !&i !Qi dng-khí quyIn. V6i vai trò là trjng !i=u khiIn, GCM sR chi phKi các quá trình V6i mHc !ích nghiên cu các tác !"ng c#a bên trong c#a RCM thông qua LBC, do !ó !" chính B,KH !Ki v6i lu v9c sông HYng, chúng tôi phân xác mô phong c#a RCM sR phH thu"c vào lõi !"ng tích !" tin c)y c#a dD li>u PRECIS theo các bi%n ma l9c, các s !Y tham sK hóa v)t lý và cng sR phH và nhi>t !" tf !ó nh)n !nh v= nguYn sK li>u nên !3c dùng cho các nghiên cu ti%p theo. 1 Viện Quy hoạch Thủy lợi 70 N¤NG NGHIÖP Vµ PH¸T TRIÓN N¤NG TH¤N - Th¸ng 1/2016 KHOA HC CÔNG NGH 2. C TÍNH KHÍ HU LU VC SÔNG HNG chú ý là nGa sau c#a mùa hè các vùng sR b 0nh Toàn b" lu v9c sông HYng (Hình 1) nem trong h@ng b@i gió nóng và khô Tây Nam. vùng nhi>t !6i gió mùa và b 0nh h@ng ch% !" gió mùa ,ông Nam v6i gió mùa mùa !ông và gió mùa mùa hQ. Các trung tâm 0nh h@ng thji ti%t (trung tâm c#a áp su thKng áp sut !6i là y%u tK quy%t !nh !I phân bi>t khí h)u !Ki v6i vùng khí h)u khác nhau. s mi=n Bic Vi>t Nam !a hình phc tQp và s9 lu thông !ã !óng m"t vai trò quy%t !nh !Ki v6i s9 phát triIn c#a h> thKng gió mùa. ,a hình @ vùng phía Bic có h6ng Hình 1. B0n B0n !Y h> thKng lu v9c sông HYng ,ông Bic- Tây Nam, @ phMn phía Tây Bic v6i h6ng Tây Bic và ,ông Nam ( tf Hoàng Liên Sn !%n dãy 3. CÁC D LIU PH C V ÁNH GIÁ Con Voi) !ã hình thành phtu h"i tH gió. ,i=u này !ã 3.1. DD DD li> li>u mô hình khí h) h)u khu v9 v9c PRECIS tQo ra khí h)u @ lu v9c sông HYng chia thành 2 mùa Mô hình khí h)u khu v9c PRECIS !3c phát rõ r>t: mùa !ông (trùng v6i gió mùa mùa !ông) và triIn b@i Trung tâm C quan khí t3ng Anh QuKc. mùa hè (trùng v6i gió mùa mùa hè) và mang nhi=u Mô hình !3c xây d9ng d9a vào các thành phMn khí nét khác bi>t v6i các vùng khí h)u khác nhau, th)m quyIn c#a mô hình khí h)u HadCM3. PRECIS bao chí các di>n tích khác nhau c#a cùng m"t lu v9c. gYm hai mô hình khí quyIn và b= m?t !t !Ki v6i mi=n Bic. PhMn lãnh ,ã sG dHng 5 mô hình c#a HadCM3 !I cung c

t !6i nên các !i=u ki>n biên và giá tr ban !Mu cho mô hình không có ma phùn trong mùa !ông và không b PRECIS (B0ng 1). 0nh h@ng tr9c ti%p do bão nhng sR có thji kw mùa B0ng 1. Danh sách các mô hình khí h) h)u khu v9 v9c !ông dài hn !Ki v6i nhDng vùng có !a hình cao Mô hình Giai !oQn Giai !oQn (!iIn hình nh tQi SaPa — Lào Cai). Tên GCM mô phong kiIm !nh - Mùa hè: thjng bit !Mu tf tháng V !%n tháng Q0 HadCM3Q0 1950-2100 1980-1999 X. Trên lu v9c sông ,à bit !Mu s6m hn gMn 1 Q3 HadCM3Q3 1950-2100 1980-1999 tháng b@i do 0nh h@ng c#a d0i Hoàng Liên Sn và Q10 HadCM3Q10 1950-2100 1980-1999 khKi cao nguyên Tây TQng. M"t nGa thji kw mùa hè, Q11 HadCM3Q11 1950-2100 1980-1999 gió mùa ,ông Nam Á !i vào lãnh th& tQo ra các Q13 HadCM3Q13 1950-2100 1980-1999 trung tâm ma l6n nh tQi trQm Bic Quang (phMn Trong !ó: giDa c#a lu v9c sông Lô) và th3ng nguYn sông ,à. -HadCM3Q0: Mô hình chQy tf mô hình HadCM3 - Thji gian chuyIn ti%p giDa hai mùa vào kho0ng không !i=u chcnh. tháng IV và tháng X. -HadCM3Q3: Mô hình chQy tf mô hình HadCM3 Vào thji gian mùa hè xun nhi=u hi>n t3ng v6i thay !&i nhi>t !" nho. thji ti%t c9c !oan nh bão, bão tK có sn t3ng giông bão và sng mù. ,áng HadCM3 v6i kch b0n khô Sm 6t nht !" l6n. ME ( x ) = N ∑ (x i =1 f − xo ) 3.2. DD DD li> li>u th9 th9c !o b)Sai sK tuy>t !Ki trung bình: DD li>u khí t3ng bao gYm nhi>t !" trung bình 1  N  tháng, t&ng l3ng ma tháng trong thji kw 1980-2009 MAE =  ∑ N  i =1 Fi − O i   c#a 17 trQm trong lu v9c sông HYng. c)Sai sK bình quân quân phng 3.3. DD DD li li>u APHRODITE 1/ 2  1 N  DD li>u này !3c xây d9ng b@i Vi>n Nghiên cu RMSE ( x ) =  ∑ x f − x o ( )2   N i =1  Khí t3ng th#y vEn, Nh)t B0n. K%t qu0 !Qt !3c beng phng pháp n"i suy dD li>u c#a các trQm khí 4. K"T QU$ NGHIÊN C&U t3ng trong các n6c châu Á và m"t phMn c#a châu 4.1. ,ánh giá !" !" tin c) c)y c# c#a dD dD li> li>u theo phân Âu. ," phân gi0i c#a l6i v6i t l> 0,25 x 0,25o. Hi>n bK không gian và thj thji gian nay, dD li>u !3c chia thành 4 vùng nh Bic Âu, SG dHng dD li>u APHRODITE !ánh giá s9 phân Trung ,ông, vùng Nhi>t !6i châu Á và Nh)t B0n. bK v= không gian c#a các kch b0n khí h)u và sG DD li>u bao gYm ma và nhi>t !" v6i giai !oQn dHng sK li>u th9c !o c#a m"t sK trQm !I !ánh giá 1951÷÷2007. phân bK v= thji gian (tháng và mùa). 3.4. Phng pháp !I !I 6 6c tính !ánh giá !" !" tin 4.1.1 Nhi>t !" c)y c# c#a mô hình khí h) h)u Xu th% bi%n !&i nhi>t !" trung bình trong tháng I Vi>c !ánh giá !3c th9c hi>n theo hai phng và VII c#a các kch b0n khí h)u so sánh v6i dD li>u pháp: so sánh tr9c quan giDa mô phong và quan tric, APHRODITE là tng !Ki giKng nhau (Hình 1,2). !ánh giá d9a trên các chc sK thKng kê. Vi>c so sánh Tháng I các giá tr kch b0n !=u th

nhi>t !" !" trung bình tháng I trong giai !oQ !oQn 1980- 1980-1999 72 N¤NG NGHIÖP Vµ PH¸T TRIÓN N¤NG TH¤N - Th¸ng 1/2016 KHOA HC CÔNG NGH a)APHRODITE b)Q0 c)Q3 d)Q10 e)Q11 f)Q13 Hình 2. B0n B0n !Y nhi>t !" trung bình bình tháng VII trong giai !oQn !oQn 1980- 1980-1999 Trong tháng I, các kch b0n d9 báo nho hn so b0n khác nhau ru th9c !o 1÷4oC v6i APHRODITE 1÷4oC (Hình 3). ,Ki v6i các vùng (Hình 4). Kch b0n có s9 khai khác nho là Q3 v6i Sn La, Thái Nguyên kch b0n d9 báo là khá phù phQm vi bi%n !&i là >0oC và <3oC. S9 bi%n !&i nho h3p v6i !" sai l>ch nho hn 1oC. S9 khác nhau giDa nht !" th9c !o và kch b0n Q11 là th

t !" tháng I c#a dD li>u APHRODITE và các kch b0n trong giai !oQn !oQn 1980- 1980-1999 N¤NG NGHIÖP Vµ PH¸T TRIÓN N¤NG TH¤N - Th¸ng 1/2016 73 KHOA HC CÔNG NGH a)Q0 - APHRODITE b)Q3 — APHRODITE c)Q10 - APHRODITE d)Q11 - APHRODITE e)Q13 — APHRODITE Hình 4. B0 B0n !Y !Y so sánh khác nhau v= v= nhi nhi>>t !" !" tháng VII c# c#a dD dD li> li>u APHRODITE và các k kch b0 b0n trong giai !oQ !oQn 1980- 1980-1999 a)Thái Bình b)Bic Quang c)Hà Giang d)LQng Sn Hình 5. Bi=u Bi=u !Y phân bK nhi>t !" trung bình bình tháng c#a c#a các kch b0n và dD li>u th9c !o trong giai !oQn !oQn 1980- 1980-1999 74 N¤NG NGHIÖP Vµ PH¸T TRIÓN N¤NG TH¤N - Th¸ng 1/2016 KHOA HC CÔNG NGH Xu h6ng nhi>t !" trong các kch b0n là giKng còn lQi hMu h%t các kch b0n !=u có nhi>t !" hàng v6i th9c !o bao gYm nhi>t !" cao trong các tháng tháng th

t !" gMn giKng v6i th9c !o và kch b0n Q3 là sai và cao hn so v6i sK li>u th9c !o. M"t sK trQm có k%t khác nhi=u nh nhi>t !" !" trung bình mùa hàng nEm nEm c# c#a các kch b0 b0n và dD dD li> li>u th9 th9c !o trong giai !oQ !oQn 1980- 1980-1999 ,Ki v6i phân bK theo mùa, có thI tht !" tính toán trong 2 mùa không thI hi>n !úng. (Hình 7 và 8). Trong tháng I, là th

t !" tính toán Q10 và Q13 !=u th

u là cao hn so v6i th9c !o. APHRODITE và tQi vùng !Yng beng Bic b" các kch b0n !=u lQi cao hn 20÷40% so v6i dD li>u 4.1.2. Ma APHRODITE (Hình 9). ,Ki v6i tháng VII, tQi vùng 4.1.2.1. Phân bK theo không gian núi phía Bic l3ng ma c#a các kch b0n lQi cao hn L3ng ma c#a các kch b0n phân bK khá tng 5÷40% so v6i APHRODITE và tQi vùng !Yng beng Bic !Ki giKng nhau. Tuy nhiên v= giá tr tn rõ s9 phân bK theo mùa so v6i th9c !o ,i>n Biên, Thái Nguyên) và l6n hn so v6i th9c (Hình 12). N¤NG NGHIÖP Vµ PH¸T TRIÓN N¤NG TH¤N - Th¸ng 1/2016 77 KHOA HC CÔNG NGH a)Tuyên Quang b)Thái Bình c)Bic Quang d),i> ,i>n Biên Hình 11. BiIu BiIu !Y phân bK ma hàng tháng theo các kch b0n và dD li>u th9c !o trong giai !oQn !oQn 1980- 1980-1999 a)Hà N" N"i b)Thái Bình c),i> ,i>n Biên d)Bic Quang Hình 12. BiIu BiIu !Y phân bK ma theo mùa các kch b0n và dD li>u th9c !o trong giai !oQn 1980-1980-1999 !o. TQi M"c Châu và Sa Pa, chc sK này nho hn 0 4.2. ,ánh giá !" !" tin c) c)y d9 d9a vào các chcchc sK sK chng to giá tr tính toán nho hn giá tr th9c !o. Chc thK thKng kê sK sai sK tuy>t !Ki trung bình hMu h%t cao tQi tt !" tính toán so sánh v6i v6i th9c !o vùng Tây Bic Tên trQm Chc sK Q0 Q3 Q10 Q11 Q13 ME 3,1 3,2 2,5 2,1 2,6 Lai Châu MAE 3,1 3,3 2,5 2,3 2,6 RMSE 3,4 3,6 2,8 2,6 3 ME 3,3 3,4 2,8 2,1 2,7 Bic Quang MAE 3,3 3,4 2,8 2,4 2,7 RMSE 4,4 4,5 4 3,8 4,1 ME -1,3 -1,2 -1,9 -2,4 -1,8 M"c Châu MAE 1,5 1,5 2 2,4 2 RMSE 1,8 1,9 2,3 2,9 2,4 ME -4,9 -5 -5,7 -6,3 -5,8 Sa Pa MAE 4,9 5 5,7 6,3 5,8 RMSE 5,1 5,2 5,9 6,4 6 B0ng 3. Các chc sK thKng kê c#a 5 kch b0n nhi>t !" tính toán so sánh v6i th9c !o vùng ,ông Bic và !Yng !Yng beng beng Tên trQm Chc sK Q0 Q3 Q10 Q11 Q13 ME -0,5 0,5 -0,4 -1 -0,4 LQng Sn MAE 3,3 2,3 1,1 1,4 1,4 RMSE 3,9 2,5 1,3 1,7 1,5 ME -0,1 0,1 -0,4 -1,1 -0,5 Thái Nguyên MAE 1,2 1,1 1,2 1,5 1,4 RMSE 1,4 1,3 1,4 1,9 1,6 ME -0,3 0 -0,6 -1,3 -0,7 Ninh Bình MAE 1,4 1,4 1,5 1,9 1,6 RMSE 1,6 1,7 1,7 2,3 1,9 Chc sK sai sK trung bình (ME) nho hn 0 tQi trQm Tf b0ng 4 thn !?c tính c#a trQm hn Chc sK này cng beng 0 tQi m"t vài trQm @ vùng châu là giá tr th9c c#a nó. Các dt tQi trQm Ninh Bình, kch b0n Q3 này sang vùng khác th)m chí thay !&i giDa các kch có ME = 0 (b0ng 3). b0n tQi v trí m"t trQm. 4.2.2. Ma B0ng 4. Các chc sK thKng kê c#a 5 kch b0n ma tính toán so sánh v6i th9c !o vùng Tây Bic Tên trQm Chc sK Q0 Q3 Q10 Q11 Q13 ME 35,1 44,1 29,2 40,3 36,1 Lai Châu MAE 69,6 74,2 69,5 74,3 69,2 RMSE 84,3 96,6 82,2 94,5 87,1 ME 27,1 39,7 24,7 47 31,3 Yên Bái MAE 57,3 70,4 58 70,7 70,9 RMSE 76,1 92,3 82,5 92 91,9 B0ng 5. Các chc sK thKng kê c#a 5 kch b0n ma tính toán so sánh v6i th9c !o vùng !Yng beng Bic b" Tên trQm Chc sK Q0 Q3 Q10 Q11 Q13 ME 32,8 42,6 31,2 46,7 32,5 Hà N"i MAE 48,4 59,9 50,7 64,3 57,9 RMSE 61,2 74,8 63,8 78,3 71,5 ME 25,2 27,6 24,1 33,9 26,4 Thái Bình MAE 44,2 57,1 46,9 49,5 52,6 RMSE 71,2 89,8 72,5 72,2 79,7 N¤NG NGHIÖP Vµ PH¸T TRIÓN N¤NG TH¤N - Th¸ng 1/2016 79 KHOA HC CÔNG NGH 5. K"T LUN VÀ KI"N NGH) TÀI LIU THAM KH$O V6i k%t qu0 phân tích và !ánh giá 5 kch b0n khí 1. Kch b0n bi%n !&i khí h)u, n6c biIn dâng cho h)u !Ki v6i dD li>u APHRODITE và dD li>u th9c !o Vi>t Nam, nEm 2012. B" Tài nguyên và Môi trjng. có thI !a m"t nh)n xét sau: 1) Không có s9 sai 2. ADB (Asian Development Bank), 1994. Climate khác l6n giDa các kch b0n khí h)u v= c0 hai !?c tính Change in Asia: Vietnam Country Report, p. 27. ma và nhi>t !"; 2) !Ki v6i nhi>t !", các kch b0n thI 3. IPCC (Intergovernmental Panel on Climate hi>n tng !Ki chính xác, s9 sai khác !Ki v6i các dD Change), 2013. Fifth Assessment Report. Working li>u th9c !o là không l6n. Vùng nhi>t !" th

n chính xác. S9 Vulnerability. phân bK theo mùa và tháng là tng !Ki phù h3p; 3) 4. TrMn Vi>t Litn, Hoàng ,c Cjng, TrMn Th !Ki v6i ma, kch b0n thI hi>n cha !3c tKt. M"t sK Th0o. Xây d9ng kch b0n bi%n !&i khí h)u cho lu v9c tâm ma l6n nh Bic Quang không !3c thI hi>n rõ h> thKng sông HYng phHc vH phát triIn b=n vDng và r>t; 4) các chc sK thKng kê !Ki v6i nhi>t !" !3c b0o v> môi trjng. H"i th0o khoa hqc k ni>m ngày !ánh giá cao hn ma. Tuy nhiên cMn lu ý reng các n6c và khí t3ng th% gi6i, tháng 3 nEm 2005. B" Tài kch b0n ma và nhi>t !" c#a mô hình khí h)u thông nguyên và Môi trjng. thjng bao gij cng l6n hn th9c !o. 5. Richard Jones, Maria Noguer, David Hasell, Có thI sG dHng dD li>u mô hình khí h)u PRECIS Debbie Hudson, Simon Wilson, Geoff Jenkins and này !I chi ti%t hóa, sau !ó sG dHng mô hình th#y vEn John Mitchell. Generating High Resolution Climate !I nghiên cu tính toán các kch b0n dòng ch0y cho Change Scenarios Using Precis. h> thKng sông HYng. 6. Robert L. Wilby and Christian, 2004. Using SDSM Verion 3.1 - A dicision support tools for the assessment of regional climate change impacts. ASSESSMENTS OF RELIABILITY OF TEMPERATURE AND PRECIPITATION SIMULATED BY PRECIS MODEL FOR RED RIVER BASIN Vu Phuong Nam, Trinh Xuan Hoang Summary Researching on impact of climate change (CC) to Intergrated water resources management is a matter now being particularly interested in the Vietnam country as well as abroad. The hydro-meteorological data were used to study climate change and building climate scenarios. However, the results of the climate scenarios are obtained where and how to use them is also a problem need to be solved. Currently in the world, there are many agencies and organizations have been building different climate models, these data is generated based on the input data and different calculation methodologies. Therefore when we are using one product of an institution (or organization) must have the reliability evaluation of this product with respect to region (or basin) in order to be able to continue studying the next detalied step such as downscaling, building flow scenarios, etc. In this paper, the authors used the data including precipitation and temperature variables of PRECIS climate model to assess and compare with measured data at some stations and APHRODITE data via intuitive approach (Graphical visualization) and statistical indicators. The data were applied and calculate for Red river basin, Vietnam. The obtained results allow the conclusion that the PRECIS data were suitable for study the impacts of climate change in the management of the Red river basin. Keywords: APHRODITE, climate change, HadCM3, PRECIS, Red river basin. Ngji Ngji ph0n bi>n: PGS.TS. Mai VEn Trnh Ngày nh)n nh)n bài: 6/11/2015 Ngày thông qua ph0n ph0n bi>n: 7/12/2015 Ngày duy>t duy>t !Eng: 14/12/2015 80 N¤NG NGHIÖP Vµ PH¸T TRIÓN N¤NG TH¤N - Th¸ng 1/2016

ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2