zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Cơ khí - Chế tạo máy

Ứng dụng mô hình động lực trong nghiên cứu hạn khí tượng cho lưu vực sông Cả

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

17
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Ứng dụng mô hình động lực trong nghiên cứu hạn khí tượng cho lưu vực sông Cả bước đầu ứng dụng mô hình động lực trong nghiên cứu hạn khí tượng với phạm vi nghiên cứu được giới hạn cho lưu vực sông Cả.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Ứng dụng mô hình động lực trong nghiên cứu hạn khí tượng cho lưu vực sông Cả

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 ỨNG DỤNG MÔ HÌNH ĐỘNG LỰC TRONG NGHIÊN CỨU HẠN KHÍ TƯỢNG CHO LƯU VỰC SÔNG CẢ Nguyễn Tiến Thành Trường Đại học Thuỷ lợi, email: thanhnt@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG 2. DỮ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP Trong những năm gần đây, thiên tai hạn NGHIÊN CỨU hán và lũ lụt xảy ra với tần suất và cường độ 2.1. Dữ liệu thường xuyên và bất thường hơn, đặc biệt là hạn hán khu vực miền Trung. Ngay trong Dữ liệu được sử dụng trong tính toán mô những tháng đầu năm 2019 hạn hán đã xảy ra phỏng bao gồm: i) Dữ liệu các yếu tố khí nghiêm trọng tại khu vực này do sự thiếu hụt tượng tái phân tích từ Trung tâm dự báo hạn về lượng mưa cũng như nền nhiệt cao. Điều vừa châu Âu European Centre for Medium- này dẫn tới tình trạng thiếu nước cho ngành Range Weather Forecasts (ECMWF) nông nghiệp cũng như là nhân tố làm tăng sự reanalysis systems (ERA-Interim) như trường khả năng xuất hiện của các loại hình thiên tai mưa, nhiệt, gió… ii) Trường dữ liệu nhiệt độ khác như cháy rừng. bề mặt biển toàn cầu Global Ice Coverage Hạn hán được chia làm 4 loại bao gồm: i) and Sea surface Temperature (GISST). iii) Hạn khí tượng; ii) Hạn thủy văn; iii) Hạn Dữ liệu về địa hình và thảm phủ thực vật với Nông nghiệp và iv) Hạn kinh tế-xã hội. Trong độ phân giải 30 giây của Cục Khảo sát địa đó, hạn khí tượng phản ánh được đặc trưng vật chất Hòa Kỳ United State Geological Survey. lý của hạn hán, khách quan nhất nguyên nhân iv) Các dữ liệu mưa thực đo dạng lưới Global về điều kiện thời tiết khí hậu [2] và được xem Precipitation Climatology Centre (GPCC) xét trong bài báo này. Mục tiêu của bài báo là trên lưu vực nghiên cứu. bước đầu ứng dụng mô hình động lực trong 2.2. Phương pháp nghiên cứu nghiên cứu hạn khí tượng với phạm vi nghiên cứu được giới hạn cho lưu vực sông Cả. Lưu Trong bài báo này phương pháp chi tiết vực sông Cả nằm ở vùng Bắc Trung bộ, có toạ hóa động lực sử dụng mô hình khí hậu độ địa lý từ 1815 đến 201030 vĩ độ Bắc; RegCM4.5 (RCM4) với 3 lưới tự lồng được 1034520 đến 1051520 kinh độ Đông. sử dụng. Phiên bản RegCM đầu tiên được Điểm đầu của lưu vực nằm ở toạ độ 201030 xây dựng dựa trên MM4 (Mesoscale Model độ vĩ Bắc; 1034520 kinh độ Đông. Cửa ra Version 4) của Trung tâm quốc gia nghiên của lưu vực nằm ở toạ độ 184527 độ vĩ Bắc; cứu khí quyển (NCAR) và Trường đại học 105o4640” kinh độ Đông. Lưu vực sông Cả Tổng hợp Pennsylvania (PSU), Hoa Kỳ, vào nằm trên hai quốc gia, phần thượng nguồn cuối những năm 1980 [1]. Động lực học của nằm trên đất tỉnh Phông Sa Vẳn và Sầm Nưa mô hình bắt nguồn từ MM4, giải bằng của nước Cộng hoà dân chủ nhân dân Lào. Ở phương pháp sai phân hữu hạn cho khí quyển Việt Nam, lưu vực sông nằm trên địa phận của nén được, với giả thiết thỏa mãn cân bằng 3 tỉnh Thanh Hoá, Nghệ An, Hà Tĩnh. Tỷ lệ thuỷ tĩnh và sử dụng hệ toạ độ thẳng đứng σ. diện tích lưu vực phía Lào chiếm khoảng 34% Sau khi khảo sát và thử nghiệm mô phỏng tổng diện tích lưu vực. với các sơ đồ tham số hóa vật lý khác nhau, 715
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 bài báo đã chọn lựa được các sơ đồ tham số Bảng 1. Các chỉ số đánh giá sai số thống kê hóa bao gồm: Sơ đồ trao đổi sinh - khí quyển Công thức tính Khoảng giá trị (Biosphere Atmosphere Transfer Scheme - BATS) đã được đưa vào để biểu diễn các quá 1 N 0 < SD <    Fi  F  2 SD  trình bề mặt, sơ đồ truyền bức xạ của NCAR- N i 1 Hoàn hảo: 0 CCM phiên bản 3 (CCM3), sơ đồ lớp biên 1 N 0  RMSE <    Fi  Oi  2 hành tinh địa phương độ phân giải trung RMSE  N i 1 Hoàn hảo: 0 bình, sơ đồ đối lưu mây tích kiểu Grell và sơ đồ ẩm hiện. Trong nghiên cứu này, RCM4 1 N -  < ME <  được chạy với dữ liệu ERA-Interim ME    Fi  Oi  N i 1 Hoàn hảo: 0 (RCM/ERA-Interim) như là các điều kiện 1  Fi  F  Oi  O  N ban đầu và điều kiện biên của mô hình. r -1  r  1 Trong nghiên cứu này, hệ thống mô hình  i 1 Fi  F   i 1 Oi  O  N 2 N 2 Hoàn hảo: 1 động lực được chạy với 3 miền lưới tự lồng được cho như Hình 1. Ngoài ra, nghiên cứu cũng sử dụng phương pháp chỉ số chuẩn hóa lượng mưa (SPI) để phân cấp hạn theo Bảng 1. Bảng 2. Phân cấp hạn theo chỉ số SPI [3] Giá trị SPI Điều kiện >2 Quá ẩm ướt 1.5  1.99 Rất ẩm 1.0  1.49 Ẩm vừa phải -0.99  0.99 Gần trung bình -1.0  -1.49 Hơi khô hạn -1.5  -1.99 Hạn nặng Hình 1. Bản đồ địa hình miền lưới tính và độ phân giải mô hình (m)  -2 Hạn cực nặng Trong đó, miền lưới thứ nhất được chạy 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU với độ phân giải 60km  60km, miền lưới thứ hai được chạy với độ phân giải 25km  25km 3.1. Kết quả mô phỏng mưa và miền lưới thứ ba được chạy với độ phân Lượng mưa tháng của mô hình được đánh giải 10km  10km. Khả năng mô phỏng của giá và so sánh với các dữ liệu mưa lưới trên mô hình được đánh giá theo cả không gian và lưu vực sông Cả (gồm cả diện tích bên Lào) bằng các chỉ số đánh giá sai số thống kê trong khoảng thời gian 1985-2010. Kết quả thường dùng như chỉ số độ lệch chuẩn (SD), chỉ ra rằng sai số trung bình tháng của mô hệ số tương quan (R), sai số trung bình (ME) hình có thể lên tới 70 mm/ tháng cho các vùng và sai số bình phương trung bình quân ở khu giữa lưu vực. Tuy nhiên, các vùng hạ phương (RMSE) (Bảng 1). lưu và thượng lưu sai số này giảm và đạt Trong Bảng 1, các đại lượng Fi và Oi khoảng 20 mm/ tháng ở vùng hạ lưu gần biển. tương ứng là giá trị mô hình và giá trị quan Những sai số của mô hình có thể bắt trắc của một biến nào đó (nhiệt độ, lượng nguồn từ dữ liệu điều kiện biên và ban đầu mưa), i = 1,2,…, N, N là dung lượng mẫu. của mô hình, trong trường hợp này là sai số 716
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 ban đầu của dữ liệu tái phân tích. Ngoài ra, sự kiện hạn cực nặng và hạn nặng chiếm trong quá trình sử dụng lưới tự lồng, vai trò khoảng 6%, sự kiện quá ẩm ướt và rất ẩm việc lựa chọn miền tính là khá quan trọng và chiếm khoảng 8%. Như vậy có thể thấy ảnh hưởng tới kết quả cuối cùng. Tuy nhiên, rằng, việc sử dụng dữ liệu mưa được mô vì lý do thời gian và hiệu năng máy tính nên phỏng bởi mô hình RCM4/ERA-Interim cho tác giả chưa thể thử hết các trường hợp có thể kết quả khá khả quan. để đạt kết quả tối ưu nhất. Mặc dù vậy, kết quả tính toán từ bài báo này cho kết quả khá tốt dựa trên các chỉ số đánh giá thống kê cao như R (0.8), RMSE (80mm/ tháng) và SD (100mm/tháng) cho toàn lưu vực với độ phân giải 10km  10km. Sử dụng bộ dữ liệu mưa tháng từ mô hình này để tính toán và phân cấp hạn khí tượng thử nghiệm với bước thời gian 1 tháng. Hình 3. Phần trăm mức độ hạn sử dụng dữ liệu mô hình và quan trắc 103°0'0"E 104°0'0"E 105°0'0"E 106°0'0"E 107°0'0"E giai đoạn 1985-2010 (%) Legend # * Trạm mưa Sông chính 4. KẾT LUẬN 21°0'0"N Ranh giới lưu vực 21°0'0"N Mô hình khí hậu động lực vùng đã được Sai số giữa mô hình và quan trắc mm/tháng High : 70 20°0'0"N Low : 20 20°0'0"N cấu hình và chạy ổn định có khả năng mô Que phong # * Quy Chau phỏng rất tốt dữ liệu mưa tháng. Sử dụng bộ dữ liệu mưa này, mức độ hạn đã được làm rõ # * Nghia Lam Huoi Giang # * # * Tuong Duong Tan *# Hop # * Hoang Mai # * # * Quynh Tam # * # * cho lưu vực sông Cả với phần trăm sự kiện Con Cuong # * Vinh Loc Dua # * 19°0'0"N # # * # * # * * Phu Son 19°0'0"N # * Nghi Lam Do Luong Nam# * DanVinh# * hạn nặng và cực nặng chiếm khoảng 6% và # * # *# Dap Toi * Linh# # *# # * #Can * Loc# * An Loc * Cam *# # *# ** # # * Diem * # * # * # * Son Ha # Tinh * # *Ke Go ± chủ yếu xảy ra vào các tháng mùa hè, đôi khi Hoa DuyetChu * # Le # # * #* # * Huong Lam * * La Khe # # * Ky Anh # * # * # * 18°0'0"N *# Ky Thuong # * 18°0'0"N Ky Phuong vào các tháng 11 và 12. Đây cũng là cơ sở 0 30 60 120 Miles cho những nghiên cứu dự báo và cảnh báo 103°0'0"E 104°0'0"E 105°0'0"E 106°0'0"E 107°0'0"E hạn sử dụng mô hình động lực với các cấu hình đã được thiết lập trong tương lai. Hình 2. Sai số trung bình của lượng mưa trung bình tháng giữa mô hình và mưa trên 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO lưới giai đoạn 1985-2010 (mm/ tháng) [1] Giorgi, Filippo. "Simulation of regional 3.2. Kết quả tính toán mức độ hạn climate using a limited area model nested in a general circulation model." Journal of Kết quả tính toán tính toán mức độ hạn Climate 3, no. 9 (1990): 941-963. trên toàn lưu vực trong giai đoạn 1985-2010 [2] Wilhite, D.A. and M.H. Glantz, sử dụng chỉ số SPI với bước thời gian 1 Understanding: the drought phenomenon: tháng từ dữ liệu mưa mô hình và quan trắc the role of definitions. Water international, trên lưới được thể hiện qua phần trăm mức 1985. 10(3): p. 111-120. độ hạn như Hình 3. Kết quả cho thấy có sự [3] World Meteorological Organization. chênh lệch về sự kiện hạn gần trung bình, "Standardized precipitation index user hơi khô hạn và hạn nặng giữa mô hình và guide." (2012): 1090. quan trắc. Tuy nhiên, mức độ chênh lệch không quá lớn (khoảng 3%). Hình 3 chỉ ra 717

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2430 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.