Nghiên cứu cơ chế nhiệt động lực gây mưa lớn và khả năng dự báo mưa lớn mùa hè

Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu đã triển khai và nghiệm thu thành công đề tài nghiên cứu khoa học: “Nghiên cứu cơ chế nhiệt động lực gây mưa lớn và khả năng dự báo mưa lớn mùa hè khu vực Nam Bộ và Nam Tây Nguyên do tương tác gió mùa Tây Nam – Bão trên biển Đông” – do TS. Vũ Văn Thăng làm chủ nhiệm.

Đề tài đã xây dựng được bộ số liệu mưa ngày của 17 trạm thuộc khu vực Nam Bộ và Tây Nguyên 2010-2014; Bộ bản đồ các hình thế thời tiết gây mưa lớn mưa lớn mùa hè khu vực Nam Bộ và Nam Tây Nguyên thời kỳ 2010-2016; Các bản đồ áp, gió, độ cao địa thế vị, hàm dòng bề mặt và trên các mực chuẩn 850, 700, 500hPa của các đợt mưa lớn ở Nam Bộ và Nam Tây Nguyên thời kỳ 2010-2014.

Đồng thời xây dựng bộ tham số về cấu hình miền tính, lưới tính và tham số vật lý phù hợp cho mô hình WRF đối với dự báo mưa lớn mùa hè ở Nam Bộ và Nam Tây.

Nghiệm thu cấp cơ sở

Bên cạnh đó, đề tài đã tổng quát hóa được cơ chế nhiệt động lực gây mưa lớn ở Nam Bộ và Nam Tây Nguyên do tương tác giữa gió mùa Tây Nam, bão và địa hình cho 3 nhóm, bao gồm: Bão hoạt động xa khu vực Nam Bộ, Nam Tây Nguyên (tâm bão phía đông kinh tuyến 115oE); Bão hoạt động trên khu vực Bắc Biển Đông (đi qua kinh tuyến 115oE và trên vĩ tuyến 16oN) và Bão ảnh hưởng, đổ bộ (tâm bão cách phía đông khu vực nghiên cứu dưới 300km).

Kết quả về cơ chế được thể hiện dưới dạng các giản đồ mô tả kết hợp với phân tích cơ chế thông qua đánh giá về vai trò, tác động của các yếu tố địa hình, gió mùa, bão đối với sự hình thành đợt mưa lớn.

Sự thay đổi của điều kiện nhiệt động lực ở các thời điểm trước, trong và sau mưa lớn. Nhìn chung, đối với nhóm bão I, do tương tác bão, gió mùa Tây Nam và địa hình, dải vận tải ẩm với không khí giàu ẩm nối giữa hoàn lưu bão và một bộ phận của gió mùa Tây Nam nằm trên khu vực Nam Bộ, Nam Tây Nguyên góp phần cung cấp ẩm. Ngoài ra, do cường độ gió mùa Tây Nam tăng cường, mang không khí giàu ẩm và động năng lớn (tốc độ lớn) tới khu vực địa hình cao, hiệu ứng chặn địa hình làm tăng cường hội tụ khu vực sườn đón gió, góp phần tạo các dòng thăng cưỡng bức mạnh mẽ ở sườn đón gió.

Bên cạnh đó, khu vực gần núi cao, giai đoạn mưa lớn xảy ra, tồn tại vùng dị thường nhiệt độ. Vào ban ngày, vai trò nhiệt lực kết hợp với động lực được thể hiện rõ rệt. Vào ban đêm, vai trò động lực đóng vai trò chính do yếu tố tương phản dị thường nhiệt độ giảm, mưa chủ yếu hình thành do động lực cưỡng bức gió mùa gặp địa hình và mặt đệm.

Đối với nhóm II, về cơ bản, cơ chế cho nhóm này gần tương tự như cơ chế nhóm I, điểm khác cơ bản là, do bão hoạt động gần hơn nên một bộ phận hoàn lưu phía tây nam của bão có thể ảnh hưởng tới khu vực nghiên cứu, đồng thời các ảnh hưởng về kênh ẩm, dòng thăng sẽ mạnh hơn trường hợp bão hoạt động ở xa (với bão có cùng kích thước và cường độ).

Đối với nhóm III, do bão ảnh hưởng trực tiếp hoặc đổ bộ, cơ chế chủ đạo của trường hợp này bên cạnh các cơ chế xảy ra trong hai trường hợp trên, mưa lớn được gây ra do sự hình thành dải hội tụ mạnh phía tây khu vực
nghiên cứu do gió mùa hội tụ trực tiếp với nhánh phía tây bắc của hoàn lưu bão, hội tụ này tăng cường do hiệu ứng địa hình khu vực nghiên cứu. Mô phỏng và đánh giá kết quả mô phỏng mưa mùa hè khu vực Nam Bộ và Nam Tây Nguyên thời kỳ 2010-2014.

Đề tài đã đánh giá khả năng mô phỏng mưa mùa hè ở Nam Bộ và Nam Tây Nguyên cho 17 cơn bão hoạt động trên Biển Đông trong thời kỳ gió mùa Tây Nam hoạt động mạnh bằng mô hình WRF và đánh giá kết quả mô phỏng
đối với 6 cơn bão hoạt động trên Biển Đông gây mưa lớn cho khu vực Nam Bộ và Nam Tây Nguyên thông qua đánh giá dự báo pha và các sai số thống kê ME, MAE, RMSE.

Kết quả đánh giá mô phỏng đối với 6 cơn bão gây mưa lớn nhất cho thấy: Mô hình dự báo diện mưa lớn nhỏ hơn quan trắc với hạn dự báo 24h và lớn hơn quan trắc với hạn dự báo 48h và 72h; chỉ số POD đối với ngưỡng
mưa lớn có giá trị không cao, nhỏ hơn 0,2 với các hạn dự báo; chỉ số FAR cho kết quả dự báo tốt nhất ở hạn dự báo 24h; chỉ số CSI của các hạn dự báo là khá thấp (< 12%) nhưng độ chính xác của mô hình lại xấp xỉ hoặc cao hơn 90% với các hạn dự báo có thể do số trường hợp thử nghiệm ít.

Đối với các sai số thống kê mô hình cho kết quả dự báo cao hơn quan trắc ở các hạn dự báo 48h và 72h (ME dương), sai số quân phương lượng mưa với hạn dự báo 24, 48 và 72h lần lượt là 24,3mm, 28,8mm và 16,8mm. Đã thực hiện dự báo thử nghiệm cho 4 cơn bão hoạt động trên Biển Đông năm 2015.

Kết quả đánh giá khả năng dự báo các đợt mưa lớn mùa hè ở Nam Bộ và Nam Tây Nguyên trong trường hợp có bão trên Biển Đông và gió mùa Tây Nam hoạt động trên bộ số liệu độc lập đối với 4 cơn bão hoạt động trên biển Đông trong năm 2015 cho thấy mô hình đã nắm bắt được phần nào phân bố không gian mưa tại khu vực Tây Nguyên, Nam Bộ.

Với các chỉ số thống kê, POD và FAR có giá trị rất kém, đặc biệt với hạn dự báo 24h; sai số ME âm với hạn dự báo 24h và 72h và dương với hạn dự báo 48h; sai số RMSE trong khoảng từ 23-29 mm. Xác suất phát hiện của mô hình còn thấp, kết quả dự báo khống tương đối cao. Số trường hợp thử nghiệm còn ít nên chưa thể kết luận về độ chính xác của mô hình. Sai số dự báo của mô hình là chấp nhận được với giá trị của sai số RMSE vào khoảng 20 mm với cả 3 hạn dự báo.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.