B GIÁO DC
VÀ ĐÀO TẠO
VIN HÀN LÂM KHOA HC
VÀ CÔNG NGH VIT NAM
HC VIN KHOA HC VÀ CÔNG NGH
PHẠM LÊ KHƯƠNG
NG DNG S LIU SÓNG VÔ TUYN VÀ MÔ HÌNH
S TR ĐỂ NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ MT S THÔNG
S KHÍ QUYN TI MT S KHU VC CA
VIT NAM
TÓM TT LUN ÁN TIẾN KHOA HC VT CHT
Ngành: Vật lý địa cu
Mã s: 9 44 01 11
Hà Ni- 2024
Công trình được hoàn thành ti: Hc vin Khoa hc Công ngh-
Vin Hàn lâm Khoa hc và Công ngh Vit Nam.
Người hướng dn khoa hc:
1. Người hướng dn 1: TS. Nguyn Xuân Anh, Vin Các Khoa hc
Trái đất
2. Người hướng dn 2: TS. Nguyễn Văn Hiệp, Đài Khí tượng Thy
văn Bắc B
Phn bin 1: GS.TS. Phan Văn Tân
Phn bin 2: PGS.TS. Nguyn Viết Lành
Phn bin 3: TS. Dư Đức Tiến
Lun án được bo v trước Hội đồng đánh giá lun án tiến sĩ cấp Hc
vin hp ti Hc vin Khoa hc Công ngh, Vin Hàn lâm Khoa
hc Công ngh Vit Nam vào hồi ....gi......, ngày…...
tháng…....năm........
Có th tìm hiu lun án ti:
1. Thư viện Hc vin Khoa hc và Công ngh
2. Thư viện Quc gia Vit Nam
1
M ĐẦU
do chọn đề tài: Nhiệt độ, áp sut, độ m là các thông s đặc
trưng bản nht ca khí quyn. Việc xác định được các thông s này
khu vc nhất định có ý nghĩa quan trọng, giúp chúng ta xác định được trng
thái khí quyển, điều kin thi tiết khí hu khu vực đó. Đây các
thông s bản và quan trọng được s dng trong công tác d báo thi tiết
khí hu. Ngoài ra, việc xác định được các thông s này cũng ý nghĩa
quan trọng đối với các lĩnh vực khác như: phát triển kinh tế, hi, phc
v trong an ninh quc phòng, gim nh thiên tai, hiu chnh s liu v tinh,
gim sai s trong định v dẫn đường bng tuyến nhiều lĩnh vực
khác. Các thông s khí quyn này có th được xác định bng nhiều phương
pháp khác nhau: phương pháp đo trực tiếp, các phương pháp viễn thám
hoc có th xác định bng vic s dng các mô hình s tr.
Các phương pháp viễn thám s dng d liu sóng tuyến để xác
định các thông s khí quyển đã thể hiện được tính ưu việt và được s dng
ngày càng ph biến trên thế gii. Mt trong s đó phương pháp sử dng
v tinh qu đạo thp (LEO) để thám sát khí quyển Trái Đất. Phương pháp
này s dng k thut che khut vô tuyến (RO) để xác định profile các thông
s khí quyn theo chiu cao (nhiệt độ, độ ẩm tương đối, độ m tuyệt đi, áp
sut, áp suất hơi nước, ch s khúc x khí quyn) t d liu sóng tuyến
(truyn t v tinh GPS đến v tính LEO). D liu quan trắc này được gi
chung là d liu GPSRO. D liệu GPSRO có đặc điểm tương tự như số liu
thám không tuyến. Ưu đim ni bt của phương pháp này là cung cấp
các profile thông s khí quyn trên phm vi toàn cầu. Ngày nay, GPSRO đã
tr thành mt ngun d liu quan trọng, đặc bit ti các khu vực đại dương,
vùng cực nơi có rất ít d liu quan trc khí quyn cao không.
Một phương pháp khác s dng sóng vô tuyến để thám sát khí quyn
được ng dng ph biến trên thế giới phương pháp s dng d liệu định
v toàn cầu (GNSS) thu được ti b mặt. Phương pháp này xác định được
thông s độ tr tng đối lưu (ZTD) tng m khí quyn (TPW). Vi s
2
ng các thiết b thu GNSS ti mặt đất ngày ng nhiu, tr thành
ngun d liu quan trc khí quyn quan trng trong nghiên cu d báo
khí tiết, khí hu. D liu này th được s dụng để giám sát s biến đổi
ca tng m khí quyn gn thi gian thc hoặc đồng hóa vào hình d
báo s.
nước ta, vic quan trc các thông s khí quyn theo chiu thng
ch yếu được thc hiện, đo đạc thông qua mạng lưới trm quan trc thám
không tuyến (đài cao không). Các thông số này được quan trc t 1
lần/ngày đến 2 ln/ngày. Mạng lưới trm quan trc thám không tuyến
của nước ta gm 6 trạm được b trí ch yếu trên khu vực đất lin (5
trm) 01 trm đảo ven b. Như vậy, s liu quan trc các thông s
khí quyn trên cao t trm thám không tuyến rt ít hoc gần như
không có trên khu vc Biển Đông. Do đó, dữ liu GPSRO tr thành mt
ngun d liu thám sát khí quyn trên cao quan trng b sung cho s liu
thám không tuyến khu vc Việt Nam đặc bit trên khu vc Bin
Đông. Tuy nhiên việc đánh giá chất lượng ng dng d liu này trong
nghiên cu khí quyn, thi tiết khu vc Việt Nam còn chưa được các nhà
khoa hc quan tâm nhiu. Ngoài ra, s ng các trm thu tín hiu GNSS
ti b mặt được lắp đặt ngày càng nhiu nước ta. Lượng d liu thu thp
được ngày càng ln. Tuy vy, vic ng dng d liu này trong nghiên cu
khí quyn, thi tiết khí hu còn hn chế. Mt s tác gi đã sử dng d
liệu này để tính toán tng m khí quyn ti mt s thời điểm trong ngày và
nghiên cu quy lut biến đi tng m khí quyn. Vic tính toán tng m khí
quyn với độ phân giải đến phút nghiên cu s biến đổi tng m khí
quyn trong mt s hiện tượng thi tiết vẫn chưa được quan tâm nhiu.
Trên cơ sở đó nghiên cứu sinh (NCS) la chọn đề tài luận án là “ng dng
s liu sóng tuyến hình s tr để nghiên cứu đánh giá mt s
thông s khí quyn ti mt s khu vc ca Vit Nam”.
Mc tiêu ca lun án: Nghiên cứu đánh giá được kh năng quan
trc, chất lượng và đặc trưng một s thông s khí quyn (ch s khúc x khí
3
quyển, độ m, nhit độ) ti mt s khu vc ca Vit Nam s dng s liu
sóng tuyến hình WRF; Nghiên cu ng dụng được các ngun s
liu quan trc vô tuyến và mô phng mô hình WRF các thông s khí quyn
trong nghiên cu mt s hin tượng thi tiết cực đoan tại mt s khu vc
ca Vit Nam.
Ni dung ca lun án: (1) Nghiên cu tng quan v các phương
pháp quan trc tuyến, tính toán hình, đánh giá các thông s khí
quyn liên quan. (2) Nghiên cứu phương pháp s dng s liu sóng
tuyến (s liu GPSRO GNSS b mt) sn phẩm hình WRF để
tính toán mt s thông s khí quyn. (3) Đánh giá dữ liu wetPf2 và d liu
GNSS khu vc Vit Nam bng cách so sánh vi các ngun d liu d
liu thám không vô tuyến, Aeronet, sn phm mô hình. (4) S dng d liu
wetPf2 để nghiên cứu đặc trưng nhiệt, m ca khi khí bin trên khu vc
Biển Đông (đại din khu vc quần đảo Hoàng Sa quần đảo Trường
Sa). ng dng d liệu wetPf2 để phân tích cấu trúc các trường khí quyn
trong điều kin thi tiết cực đoan (bão) trên khu vực Biển Đông và lân cận.
(5) S dng d liệu GNSS để tính toán tng m khí quyn với độ phân gii
cao theo thi gian (1 phút) ng dng kết qu tính toán vào nghiên cu
biến trình ngày, s biến đổi theo thi gian ca tng m khí quyển. Sau đó
kết qu tính toán kết qu phỏng hình được s dụng để nghiên
cu s biến đổi ca tng m khí quyn gn vi không khí lnh khu vc
Nghĩa Đô.
Những đóng góp mới ca lun án: (1) Làm rõ được chất lượng ca
d liu wetPf2 khu vc Vit Nam lân cn. Phân tích được các đặc
trưng biến đổi của trường nhiệt độ độ m tương đối đại din cho Bc
Biển Đông (khu vực quần đảo Hoàng Sa) Nam Biển Đông (khu vực
quần đảo Trường Sa) cu trúc d thường ca mt s trưng khí quyn
trong điu kin thi tiết cực đoan (bão) khu vc Biển Đông lân cận.
(2) Tính toán đánh giá được độ tin cy ca tng m khí quyn với độ
phân giải 1 phút, xác định được biến trình ngày đặc trưng biến đổi ca