Thạc Sĩ Thử nghiệm dự báo quỹ đạo bão bằng phương pháp nuôi nhưng dao động phát triển nhanh của mô hình rams

MỞ ĐẦU
Ngày nay ngành công nghệ thông tin phát triển mạnh mẽ, nhờ đó các mô
hình dự báo thời tiết số trị cũng phát triển. Cùng với sự phát triển của mô hình
số, dự báo tổ hợp đã và đang trở nên rất phổ biến trên thế giới. Bản chất của
dự báo tổ hợp là sử dụng kết quả từ nhiều dự báo thành phần khác nhau để
đưa ra một kết quả dự báo tối ưu nhất. Tuy nhiên, phương pháp cụ thể để tạo
ra các thành phần dự báo và cách tổng hợp kết quả của chúng lại có thể rất
khác nhau. Dự báo tổ hợp đã có một quá trình phát triển tương đối lâu dài kể
từ những công trình đầu tiên của Lorenz (1963, 1965) đề cập đến tầm quan
trọng của của điều kiện ban đầu đối với kết quả tích phân của các mô hình.
Cho đến nay, dự báo tổ hợp đã được phát triển và ứng dụng rất đa dạng tại
nhiều nơi và cho các mục đích khác nhau.
Phần lớn các hệ thống dự báo tổ hợp nghiệp vụ trên thế giới đều dựa trên
phương pháp tạo nhiễu động ban đầu và tích phân mô hình số trị với các
trường ban đầu đó để tạo nên tổ hợp dự báo. Chính vì những lý do trên, việc
nghiên cứu ứng dụng dự báo tổ hợp dựa trên phương pháp tạo nhiễu ban đầu
với mô hình số để dự báo đường đi của bão được đặt ra trong luận văn là phù
hợp và khả thi với điều kiện hiện nay. Cụ thể, nội dung luận văn là nghiên
cứu dự báo tổ hợp bằng phương pháp nuôi những dao động phát triển nhanh
của mô hình RAMS để tạo ra trường khí tượng ban đầu, các trường ban đầu
này sẽ được đưa vào mô hình RAMS dự báo hạn 72 giờ, các kết quả dự báo
được tổ hợp bằng cách lấy trung bình đơn giản và sử dụng để dự báo bão.
4
Dựa trên những mục tiêu và nội dung của luận văn sẽ được bố cục thành
các phần sau:
MỞ ĐẦU
CHƯƠNG I:
TỔNG QUAN PHƯƠNG PHÁP DỰ BÁO TỔ HỢP
CHƯƠNG 2:
MÔ HÌNH DỰ BÁO THỜI TIẾT QUY MÔ VỪA RAMS VÀ
ÁP DỤNG DỰ BÁO QUỸ ĐẠO BÃO TRÊN BIỂN ĐÔNG
CHƯƠNG 3:
THỬ NGHIỆM DỰ BÁO QUỸ ĐẠO BÃO BẰNG PHƯƠNG
PHÁP NUÔI NHƯNG DAO ĐỘNG PHÁT TRIỂN NHANH
CỦA MÔ HÌNH RAMS
KẾT LUẬN

MỤC LỤC
CHƯƠNG I . 6
TỔNG QUAN PHƯƠNG PHÁP DỰ BÁO TỔ HỢP . 6
1.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT .6
1.2. PHÂN LOẠI HỆ THỐNG DỰ BÁO TỔ HỢP 7
1.2.1. Hệ thống dự báo tổ hợp 1 chiều 7
1.2.2. Hệ thống dự báo tổ hợp 2 chiều .17
1.2.3. Hệ thống dự báo tổ hợp 3 chiều .19
1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔ HỢP KẾT QUẢ DỰ BÁO 21
1.3.1.Trung bình đơn giản .21
1.3.2. Tính trọng số theo sai số .22
1.3.3. Tính trọng số bằng hồi quy tuyến tính 22
1.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP BIỂU DIỄN KẾT QUẢ TỔ HỢP. .23
1.4.1. Bản đồ trung bình và độ phân tán .23
1.4.2. Spagheti maps - Bản đồ ghép chồng 24
1.4.3. Dự báo đường đi của bão 24
1.5. KHẢ NĂNG VÀ HIỆN TRẠNG DỰ BÁO TỔ HỢP Ở VIỆT NAM .25
CHƯƠNG 2 . 27
MÔ HÌNH DỰ BÁO THỜI TIẾT QUY MÔ VỪA RAMS VÀ ÁP DỤNG DỰ
BÁO QUỸ ĐẠO BÃO TRÊN BIỂN ĐÔNG 27
2.1. GIỚI THIỆU VỀ MÔ HÌNH RAMS 27
2.1.1. Các phương trình cơ bản của RAMS .28
2.1.2. Cấu trúc lưới .30
2.1.3. Sai phân thời gian .31
2.1.4. Bình lưu 33
2.1.5. Các điều kiện biên 36
2.2 ÁP DỤNG MÔ HÌNH RAMS ĐỂ DỰ BÁO QUỸ ĐẠO BÃO TRÊN BIỂN ĐÔNG. 40
2.2.1 Chọn miền tính và cấu hình lưới .40
2.2.2 Cập nhật số liệu địa phương trong mô hình RAMS .40
1
2.2.3 Đánh giá khả năng dự báo quỹ đạo bão bằng mô hình RAMS cho khu vực
Biển Đông. .42
2.3 PHƯƠNG PHÁP TẠO NHÂN BAN ĐẦU VÀ NUÔI NHIỄU TRÊN MÔ HÌNH
RAMS 43
2.3.1 Tạo nhân ban đầu .43
2.3.2 Nuôi những dao động phát triển nhanh 45
CHƯƠNG 3 . 48
THỬ NGHIỆM DỰ BÁO QUỸ ĐẠO BÃO BẰNG PHƯƠNG PHÁP NUÔI
NHƯNG DAO ĐỘNG PHÁT TRIỂN NHANH CỦA MÔ HÌNH RAMS 48
3.1 MÔ TẢ TẬP SỐ LIỆU NGHIÊN CỨU 48
3.2 NUÔI NHIỄU PHÁT TRIỂN NHANH CỦA MÔ HÌNH RAMS 49
3.3 DỰ BÁO TỔ HỢP QUỸ ĐẠO BÃO BẰNG PHƯƠNG PHÁP NUÔI NHỮNG DAO
ĐỘNG PHÁT TRIỂN NHANH CỦA MÔ HÌNH RAMS 55
3.3.1 Cơn bão Chan chu (12-17/5/2006) 55
3.5.2 Cơn bão Prapiroon (31/07/2006-3/8/2006) 64
3.5.3. Đánh giá khả năng dự báo bão bằng phương pháp nuôi những dao động
phát triển nhanh trên toàn bộ tập mẫu. 67
KẾT LUẬN . 74