Đề tài Thử nghiêm cho dự báo dông ở Việt Nam

Ch­¬ng I. Tæng quan vÒ d«ng 1.1. HiÖn t­îng d«ng. D«ng lµ hiÖn t­îng liªn quan víi m©y tÝch ®èi l­u cho m­a rµo, giã giËt rÊt m¹nh cã hay kh«ng cã sÊm, chíp (Doswell, 1993). D«ng lµ hiÖn t­îng khÝ t­îng ®­îc ®Æc tr­ng bëi sù phãng ®iÖn do qu¸ tr×nh tÝch ®iÖn tr¸i dÊu gi÷a phÇn trªn vµ phÇn d­íi cña mét ®¸m m©y vò tÝch hoÆc gi÷a c¸c ®¸m m©y vò tÝch víi nhau hay víi mÆt ®Êt. D«ng lµ hiÖn t­îng thêi tiÕt quy m« võa, cã tiÒm n¨ng vµ søc tµn ph¸ m¹nh. D«ng cã thÓ ph¸t triÓn ®Õn møc rÊt m¹nh. Khi ®ã, d«ng cã thÓ kÌm theo mét trong c¸c hiÖn t­îng sau: M­a lín vµ lò quÐt, m­a ®¸ vµ cßn cã thÓ kÌm theo sÊm sÐt. Vßi rång: ®­îc x¸c ®Þnh lµ mét cét xo¸y lªn cao cña kh«ng khÝ, ®­êng kÝnh cã thÓ tõ 5 ®Õn 100 m. Cét xo¸y nµy th­êng g¾n víi ®¸m m©y vò tÝch cã søc tµn ph¸ lín ë mÆt ®Êt. Giã giËt, dßng gi¸ng (downburst, microburst) D«ng m¹nh chØ chiÕm kho¶ng 10% tæng sè d«ng x¶y ra nh­ng møc ®é thiÖt h¹i cña nã l¹i chiÕm ®Õn 90%. 1.2. Ph©n lo¹i d«ng. Th«ng th­êng ng­êi ta chia thµnh hai lo¹i æ d«ng: D«ng th­êng: – Lµ lo¹i æ th­êng chiÕm ­u thÕ nhÊt. – H×nh thµnh trong m«i tr­êng cã tèc ®é dßng th¨ng yÕu. – Th­êng x¶y ra víi nhiÒu æ d«ng t­¬ng tù nhau. – Tån t¹i trong vßng 1 kho¶ng giê. – Cã thÓ g©y ra thêi tiÕt nguy hiÓm trong thêi gian ng¾n. D«ng ®a æ: – Lµ nhãm m©y cã s¾p xÕp gåm 2 ¸ 6 æ d«ng th­êng. – Tån t¹i trong thêi gian dµi. – M«i tr­êng s¾p xÕp ®¶m b¶o cho dßng ®i vµo cña d«ng ë mùc d­íi kh¸ m¹nh vµ t¹o front héi tô giã giËt th­êng ë phÝa tr¸i dßng theo h­íng di chuyÓn dÉn tíi sù ph¸t triÓn cña æ d«ng míi. – Th­êng g©y ra thêi tiÕt nguy hiÓm. D«ng siªu æ: – H×nh thµnh trong m«i tr­êng cã tèc ®é dßng th¨ng lín. – XuÊt hiÖn dßng th¨ng quay theo chiÒu xo¸y thuËn (xo¸y quy m« võa). – Th­êng t¸ch ra c¸c æ ®¬n. – Tån t¹i trong vßng 1 ¸ 2 giê. – HÇu nh­ th­êng xuyªn g©y ra thêi tiÕt nguy hiÓm. 1.3. C¸c giai ®o¹n ph¸t triÓn cña æ d«ng. D«ng ®¬n æ gåm mét hay nhiÒu æ d«ng trong c¸c giai ®o¹n ph¸t triÓn kh¸c nhau. Lo¹i d«ng nµy g©y m­a kh«ng lín vµ Ýt g©y tµn ph¸. Theo Auer (1991) d«ng ®¬n æ cã m«i tr­êng víi thÕ n¨ng cã kh¶ n¨ng ®èi l­u (CAPE) vµ ®é ®øt giã th¼ng ®øng trong líp tõ mÆt ®Êt ®Õn ®é cao 6 km nhá h¬n hay b»ng 15 kts. Sù ph¸t triÓn cña æ d«ng cã thÓ chia lµm 3 giai ®o¹n theo tèc ®é vµ h­íng cña chuyÓn ®éng th¼ng ®øng (h×nh 1.1). H×nh1.1. C¸c giai ®o¹n ph¸t triÓn cña æ d«ng ®¬n æ 1. Giai ®o¹n th¸p m©y Cu (hay Cu congestus) - ®Æc tr­ng bëi dßng th¨ng víi tèc ®é 5 ¸ 10m/s trong toµn bé m©y. Dßng khÝ bèc lªn cao héi tô vµo æ d«ng ®ang ph¸t triÓn tõ mÊy km xung quanh. Tèc ®é dßng th¨ng 10m/s t¹i mùc 5 km. Dßng héi tô trung b×nh cã gi¸ trÞ 2.10-3 s-1. Trong khi ®ã héi tô quy m« máng chØ 10-6s-1 nh­ vËy cÇn cã c¬ chÕ thóc ®Èy sù héi tô nµy. Còng nh­ c¬ chÕ ®Þa ph­¬ng (hay c¬ chÕ quy m« võa) c¬ chÕ thóc ®Èy nµy cã thÓ chÝnh lµ chuyÓn ®éng ®èi l­u. Trong giai ®o¹n nµy cã sù tËp trung m­a hay b¨ng (hoÆc c¶ hai) trong dßng th¨ng phÝa trªn mùc b¨ng kÕt. NhiÔu rada ®Çu tiªn xuÊt hiÖn gÇn mùc b¨ng kÕt. Ýt khi thÊy chíp trong giai ®o¹n nµy. 2. Giai ®o¹n tr­ëng thµnh - ®Æc tr­ng bëi sù ph¸t triÓn cña c¶ hai dßng th¨ng vµ dßng gi¸ng Ýt nhÊt lµ trong phÇn d­íi cña æ d«ng. Giai ®o¹n nµy b¾t ®Çu khi m­a b¾t ®Çu r¬i tõ ch©n m©y. Dßng th¨ng cã thÓ ph¸t triÓn tiÕp vµ ®¹t c­êng ®é cùc ®¹i ë phÇn trªn m©y víi tèc ®é v­ît qu¸ 25m/s. V­ît qu¸ mùc c©n b»ng dßng th¨ng ph©n kú vµ to¶ ra trong phÇn m©y h×nh ®e. Tuú thuéc vµo c­êng ®é dßng th¨ng ®Ønh m©y do chuyÓn ®éng qu¸n tÝnh cã thÓ xuÊt hiÖn v­ît qu¸ ®Ønh m©y h×nh ®e. M­a ®­îc x¸c ®Þnh bëi cì cña h¹t n­íc hay h¹t b¨ng, chóng cã thÓ lín lªn vµ nhiÒu ®Õn møc dßng th¨ng kh«ng gi÷ ®­îc chóng l¬ löng trong m©y. Tuy nhiªn, m­a kh«ng thÓ h×nh thµnh trong dßng th¨ng vµ r¬i xuèng ®Êt mµ lµ trong dßng gi¸ng. Dßng gi¸ng cïng víi m­a x¶y ra theo hai h­íng: ma s¸t do c¸c h¹t m­a vµ l¹nh ®i cña kh«ng khÝ ch­a b·o hoµ do bèc h¬i c¸c h¹t m©y vµ h¹t m­a. Dßng th¨ng vµ dßng gi¸ng ®¹t c­êng ®é cùc ®¹i chíp th­êng cã tÇn suÊt lín nhÊt trong suèt æ d«ng, m­a m¹nh nhÊt, c­êng ®é nhiÔu rada cùc ®¹i vµ ®Ønh m©y ë cao nhÊt. 3. Giai ®o¹n tan r· - giai ®o¹n tr­ëng thµnh cña d«ng th­êng kh«ng kÐo dµi v× m«i tr­êng cña lo¹i d«ng nµy kh«ng cã kh¶ n¨ng duy tr× dßng th¨ng cña d«ng hay ph¸t triÓn nhanh mét dßng th¨ng míi. Dßng gi¸ng ®i ra ë mùc d­íi më réng vµ c¾t ch©n dßng th¨ng, c¾t nguån kh«ng khÝ nãng Èm. §iÒu ®ã lµ do d«ng kh«ng di chuyÓn kÞp front giã giËt cña nã vµ gi÷ kh«ng khÝ líp biªn nãng Èm mµ kh«ng cã nguån cung cÊp Èm vµ lùc næi, dßng th¨ng kh«ng thÓ duy tr× vµ nhanh chãng gi¶m yÕu. M­a trong d«ng gi¶m, mÆc dï m­a vÉn cßn duy tr× dßng gi¸ng yÕu dÇn. Sau ®ã, giai ®o¹n tan r· cña d«ng ®­îc thèng trÞ bëi dßng gi¸ng. C¸c h¹t m­a cßn sãt l¹i cã thÓ bæ sung thªm nh÷ng phÇn tö m©y trong dßng gi¸ng. Sau khi m­a t¹nh phÇn m©y h×nh ®e cßn gi÷ l¹i dÊu vÕt cña æ m©y d«ng sau ®ã còng mÊt ®i do qu¸ tr×nh th¨ng hoa. 1.4. Nh÷ng ®iÒu kiÖn h×nh thµnh vµ ph¸t triÓn cña m©y d«ng. Mét vµi ®iÒu kiÖn cho sù ph¸t triÓn cña m©y d«ng: – Héi tô cña kh«ng khÝ mùc thÊp. – C¸c ®íi giã thæi vµo ®Þa h×nh. – Sù ph©n kú khèi l­îng trªn cao. – §é ®øt giã theo chiÒu th¼ng ®øng còng lµ mét nh©n tè ®éng lùc quan träng gióp cho sù ph¸t triÓn m¹nh mÏ cña khèi m©y d«ng. Khi ®é ®øt theo chiÒu th¼ng ®øng kh«ng lín th× m©y d«ng th­êng kh«ng ph¸t triÓn m¹nh hoÆc kh«ng thÓ thµnh c¸c d«ng ®a æ cã s¾p xÕp hoÆc d«ng m¹nh siªu æ. Nh÷ng ®iÒu kiÖn phï hîp t¹o thµnh ®é bÊt æn ®Þnh lín trong khÝ quyÓn thuËn lîi cho sù h×nh thµnh vµ ph¸t triÓn cña m©y d«ng th­êng lµ tæ hîp phøc t¹p cña nhiÒu nh©n tè cïng t¸c ®éng. NÕu t¸ch biÖt riªng ra tõng nh©n tè th× cã thÓ xÕp chóng thµnh hai lo¹i: nh÷ng nh©n tè nhiÖt lùc vµ nh÷ng nh©n tè ®éng lùc. Tuy nhiªn, chóng ta ph¶i nhÊn m¹nh r»ng, c¸c nh©n tè ®ã kh«ng khi nµo t¸c ®éng mét c¸ch ®éc lËp vµ kh«ng ph¶i lóc nµo ta còng cã thÓ dÔ dµng xÕp chóng vµo lo¹i nh©n tè nhiÖt lùc hay nh©n tè ®éng lùc. 1.4.1. Nh÷ng ®iÒu kiÖn nhiÖt lùc. Trong khÝ quyÓn, nhiÖt vµ Èm lµ hai ®¹i l­îng vËt lý cã quan hÖ mËt thiÕt víi nhau: nhiÖt cµng cao th× kh¶ n¨ng tµng tr÷ h¬i n­íc trong kh«ng khÝ cµng lín, ng­îc l¹i kh«ng khÝ cµng giµu h¬i Èm th× l­îng nhiÖt tiÒm Èn trong nã (tiÒm nhiÖt) cµng nhiÒu. TiÒm nhiÖt nµy sÏ ®­îc gi¶i phãng khi h¬i n­íc chuyÓn pha sang thÓ láng hay tõ thÓ láng sang thÓ r¾n vµ ng­îc l¹i. V× vËy, khi xem xÐt c¸c ®iÒu kiÖn nhiÖt lùc cña khÝ quyÓn th× c¶ nhiÖt vµ Èm ®Òu ph¶i ®­îc xem xÐt ®ång thêi trong mèi quan hÖ h÷u c¬ víi nhau v× tiÒm nhiÖt cña n­íc lín h¬n nhiÒu so víi hiÓn nhiÖt nªn kh«ng khÝ Èm tµng tr÷ mét nguån n¨ng l­îng nhiÒu h¬n h¼n kh«ng khÝ kh«. Nãi kh¸c ®i, Èm bao giê còng cã vai trß ®Æc biÖt quan träng trong c¸c vÊn ®Ò nhiÖt lùc khÝ quyÓn. Nh÷ng ®iÒu kiÖn nhiÖt lùc thuËn lîi cho sù h×nh thµnh vµ ph¸t triÓn cña m©y d«ng: – Líp Èm dµy trong kh«ng khÝ s¸t mÆt ®Êt: trong líp khÝ quyÓn s¸t mÆt ®Êt cã mét l­îng h¬i n­íc cÇn thiÕt, ®ñ ®Ó cho ®é cao mùc ng­ng kÕt (LCL) vµ mùc ®èi l­u tù do (LFC) t­¬ng ®èi thÊp. Cã nh­ vËy th× thÕ n¨ng ng¨n c¶n ®èi l­u (CIN) míi kh«ng lín. Trong ®iÒu kiÖn n­íc ta, ®é cao thÝch hîp cña LCL kho¶ng 300 ¸ 600 m, cña LFC kho¶ng 1000 ¸ 1800 m, trªn bÒ mÆt lóc 7h s¸ng Td ³ 200C, e ³ 15g/kg. – Líp Èm ph¶i cã bÒ dµy cÇn thiÕt, ®¶m b¶o mét tr÷ l­îng h¬i n­íc víi tiÒm nhiÖt ®ñ lín cho qu¸ tr×nh ph¸t triÓn cña m©y d«ng. Th«ng th­êng, bÒ dµy líp Èm cÇn thiÕt lµ 500 ¸ 1000 m hoÆc tèt h¬n lµ 1000 ¸ 1500 m. Khi m©y d«ng h×nh thµnh vµ ph¸t triÓn, líp Èm tÇng thÊp dµy sÏ b¶o ®¶m cho dßng siÕt cuèn hót kh«ng khÝ nãng Èm vµo ®¸m m©y d«ng ®­îc m¹nh mÏ vµ liªn tôc. Nh­ vËy, dßng th¨ng trong m©y d«ng míi ®­îc nu«i d­ìng ®Ó ph¸t triÓn kh«ng ngõng vµ duy tr× bÒn v÷ng. Nãi c¸ch kh¸c, tiÒm nhiÖt cña líp Èm tÇng thÊp nµy chÝnh lµ nguån n¨ng l­îng chñ yÕu ®Ó khèi m©y d«ng cã thÓ h×nh thµnh. CÇn nhí r»ng, líp Èm chñ yÕu ph¶i n»m trong khÝ quyÓn tÇng thÊp. NÕu c¸c líp khÝ quyÓn cao h¬n mµ Èm h¬n khÝ quyÓn tÇng thÊp th× ®èi l­u ban ®Çu dï cã thÓ ®­îc h×nh thµnh v× mét nguyªn nh©n nµo ®ã råi còng sÏ kh«ng thÓ duy tr× vµ ph¸t triÓn ®­îc. Bëi v× nh­ chóng ta ®· biÕt, kh«ng khÝ Èm th¨ng lªn ®o¹n nhiÖt, nhiÖt ®é cña nã sÏ gi¶m Ýt h¬n so víi kh«ng khÝ kh« gd < gw. – Líp æn ®Þnh ng¨n chÆn n»m trªn líp Èm mùc thÊp cã t¸c dông t¹o sù æn ®Þnh ban ®Çu, ng¨n c¶n sù ph¸t t¸n cña h¬i n­íc lªn c¸c líp trªn cao. §ã lµ líp khÝ quyÓn cã tÇng kÕt æn ®Þnh Èm. NÕu líp ng¨n chÆn yÕu dÔ bÞ ph¸ vì th× h¬i Èm ch­a tÝch luü ®­îc ®ñ ®· bÞ ph¸ tan dÇn lªn c¸c tÇng cao. – TÇng kÕt cña khÝ quyÓn ph¶i ®¶m b¶o ®é bÊt æn ®Þnh Èm gd < g < gw tån t¹i mét líp dµy, tõ bªn trªn mùc LFC, ®Ó cho gi¸ trÞ cña thÕ n¨ng g©y ®èi l­u CAPE lu«n d­¬ng vµ ®ñ lín, thóc ®Èy dßng th¨ng ph¸t triÓn tíi ®é cao lín. 1.4.2. Nh÷ng ®iÒu kiÖn ®éng lùc. Nh÷ng nguyªn nh©n ®éng lùc ®­îc t¹o ra do kÕt qu¶ chuyÓn ®éng cña kh«ng khÝ. C¸c nguyªn nh©n ®éng lùc t¸c ®éng ®Õn qu¸ tr×nh h×nh thµnh vµ ph¸t triÓn cña m©y d«ng th«ng qua ¶nh h­ëng cña nã tíi chuyÓn ®éng th¨ng gi¸ng trong ®¸m m©y d«ng vµ tíi viÖc lµm thay ®æi ®iÒu kiÖn nhiÖt Èm liªn quan ®Õn ho¹t ®éng cña d«ng. 1.5. Sö dông chØ sè bÊt æn ®Þnh cña khÝ quyÓn ®Ó dù b¸o d«ng. Kh¶ n¨ng ®èi l­u cña m«i tr­êng cã thÓ ®­îc biÓu diÔn b»ng sè ®¬n trÞ ®­îc gäi lµ chØ sè bÊt æn ®Þnh. ChØ tiªu bÊt æn ®Þnh cña khÝ quyÓn cã thÓ ®­îc dïng ®Ó dù b¸o d«ng. Mét sè chØ sè dù b¸o d«ng ®­îc x¸c ®Þnh b»ng c¸ch dïng tæ hîp c¸c ®¹i tr­ng T, Td, q, qe , qw , r , v.v... t¹i c¸c mùc ¸p suÊt kh¸c nhau. X©y dùng c¸c chØ sè vµ tæ hîp c¸c chØ sè ®Ó dù b¸o d«ng mang l¹i kÕt qu¶ dù b¸o cao, c¸c chØ sè cã thÓ tÝnh to¸n tõ kÕt qu¶ cña c¸c m« h×nh dù b¸o thêi tiÕt nh­ ETA… Sau ®©y chóng ta bµn vÒ 3 chØ sè ®Ó dù b¸o d«ng ®ã lµ: chØ sè TT , chØ sè KI , chØ sè Boyd. 1.5.1 Chi sè Boyd C«ng thøc to¸n häc cña chØ sè Boyd: Boyd = 0.1(Z700 –Z1000)- T700-200 Trong ®ã: Z700 lµ ®é cao ®Þa thÕ vÞ ë mùc 700 mb Z100 lµ ®é cao ®Þa thÕ vÞ ë mùc 1000 mb T700 lµ nhiÖt ®é t¹i môc 700 ChØ sè Boyd m« t¶ profile nhiÖt ®é th¼ng ®øng gi÷a mùc 1000 vµ mùc 700mb 1.5.2. ChØ sè KI: C«ng thøc to¸n häc cña chØ sè KI: KI = (T850-T500)+Td850-(T700 –Td700) Trong ®ã: T850 lµ nhiÖt ®é t¹i mùc 850 mb T500 lµ nhiÖt ®é t¹i mùc 500 mb T700 lµ nhiÖt ®é t¹i mùc 700 mb Td850 lµ nhiÖt ®é ®iÓm x­¬ng t¹i mùc 850 mb Td700 lµ nhiÖt ®é ®iÓm x­¬ng t¹i mùc 700 mb 1.5.3. ChØ sè TT: C«ng thøc to¸n häc cña chØ sè TT: TT = T850 –T500+Td850-T500 Trong ®ã: T850 lµ nhiÖt ®é t¹i mùc 850 mb T500 lµ nhiÖt ®é t¹i mùc 500 mb Td850 lµ nhiÖt ®é ®iÓm x­¬ng t¹i mùc 850 mb CH¦¥NG II. m« h×nh eta vµ tÝnh to¸n c¸c chØ sè d«ng theo m« h×nh eta M« h×nh khu vùc h¹n chÕ ETA do Tr­êng ®¹i häc Belgrade và viÖn KhÝ t­îng Thuû v¨n Federal-Belgrade cïng víi Trung t©m KhÝ t­îng Quèc gia Mü x©y dùng, nã ®­îc ¸p dông cho ®èi t­îng ®Æc biÖt là khu vùc cã ®Þa h×nh nói. M« h×nh liªn tôc ®­îc thay ®æi th«ng qua c¸c héi th¶o hàng n¨m cña c¸c chuyªn gia vÒ m« h×nh trªn thÕ giíi ®ang sö dông ETA. M« h×nh ETA hiÖn nay ®­îc NCEP c¶i tiÕn trë thành mét trong c¸c m« h×nh sè trÞ ch¹y nghiÖp vô dù b¸o ng¾n h¹n t¹i Mü. Trªn thÕ giíi cã nhiÒu n­íc sö dông nh­ Nam T­, Hy L¹p, Rumani, Nam Phi, Ên §é, Italy, c¸c n­íc Nam Mü.... Phiªn b¶n míi nhÊt cña m« h×nh ETA kh«ng thñy tÜnh ®­îc hoàn thiÖn và sö dông t¹i §¹i häc Tæng hîp Hy L¹p ®øng ®Çu là gi¸o s G.Kaloss. HiÖn nay nhãm nghiªn cøu dù b¸o khÝ t­îng Tr­êng ®¹i häc KHTN – §HQGHN víi sù gióp ®ì cña GS. G.Kaloss ®· ¸p dông thành c«ng m« h×nh này vào thö nghiÖm dù b¸o thêi tiÕt ë ViÖt Nam. Trong ph¹m vi b¸o c¸o niªn luËn, chóng t«i kh«ng tr×nh bµy chi tiÕt vÒ m« h×nh ETA. Chóng t«i chØ nghiªn cøu kÕt qu¶ cña m« h×nh ETA sö dông ®Ó dù b¸o d«ng cã tèt hay kh«ng. 2.1. HÖ ph­¬ng tr×nh thuû nhiÖt ®éng lùc häc cña m« h×nh ETA kh«ng thuû tÜnh. 2.1.1. HÖ ph­¬ng tr×nh c¬ b¶n. Tr­íc hÕt ta xÐt hÖ täa ®é th¼ng ®øng sigma: (2.1.1) Trong ®ã: p là ¸p suÊt thñy tÜnh, m là hiÖu sè gi÷a ¸p suÊt thñy tÜnh bÒ mÆt và ®Ønh m« h×nh, tøc là: m = ps – pt (2.1.2) víi: ps và pt là ¸p suÊt thñy tÜnh t¹i bÒ mÆt và ®Ønh cña m« h×nh. Víi hÖ täa ®é này th× hÖ ph­¬ng tr×nh nhiÖt ®éng lùc bÊt thñy tÜnh cã d¹ng sau (Janjic vµ nnk, 2001): 1. Ph­¬ng tr×nh cho xu thÕ khÝ ¸p: (2.1.3) 2. Ph­¬ng tr×nh tr¹ng th¸i: (2.1.4) 3. Ph­¬ng tr×nh cña ®é cao ®Þa thÕ vÞ: (2.1.5) 4. Ph­¬ng tr×nh cña c¸c thành phÇn giã ngang: (2.1.6) 5. Ph­¬ng tr×nh cña xu thÕ nhiÖt ®é: (2.1.7) (2.1.8) 6. Ph­¬ng tr×nh cña tèc ®é th¼ng ®øng: (2.1.9) (2.1.10) 7. Ph­¬ng tr×nh ®èi víi tû sè hçn hîp ph­¬ng tr×nh dù b¸o cã d¹ng: (2.1.11) Víi: S là nguån Èm, v là vector giã ngang, p là ¸p suÊt kh«ng thñy tÜnh, R là h»ng sè khÝ cña kh«ng khÝ kh«, T là nhiÖt ®é, F là ®Þa thÕ vÞ, Fs là ®Þa thÕ vÞ t¹i bÒ mÆt ®Êt. HÖ ph­¬ng tr×nh (2.1.3) ¸ (2.1.11) là hÖ ph­¬ng tr×nh thuû nhiÖt ®éng lùc häc cho khÝ quyÓn kh«ng thuû tÜnh. Tr­êng hîp e = 0, m« h×nh trë vÒ tr­êng hîp thuû tÜnh. Trong khÝ quyÓn rèi, th× c¸c ph­¬ng tr×nh chuyÓn ®éng, nhËp nhiÖt, Èm cã thªm c¸c thành phÇn m« t¶ x¸o trén rèi th¼ng ®øng. Ta chuyÓn ®æi hÖ ph­¬ng tr×nh trªn trong hÖ täa ®é h , Trong ®ã: PT là ¸p suÊt t¹i ®Ønh cña m« h×nh, Ps là ¸p suÊt bÒ mÆt víi: Prf(0) = 1013.25, T = 288, G1 = 6.50, R = 287.04 §Ó chuyÓn ®æi hÖ ph­¬ng tr×nh trong hÖ täa ®é (x, y, s, t) sang hÖ täa ®é (x, y, h, t) ta sö dông c¸c c«ng thøc chuyÓn ®æi sau: (TrÇn T©n TiÕn - 1997) Khi ®ã hÖ ph­¬ng tr×nh cã d¹ng: , (2.1.3b) (2.1.4b) . (2.1.5b) , (2.1.6b) (2.1.7b) , (2.1.8b) , (2.1.9b) . (2.1.10b) (2.1.11b) Chi tiÕt vÒ ph­¬ng ph¸p chuyÓn ®æi tõ täa ®é s sang täa ®é h cã thÓ tham kh¶o trong (Janjic vµ nnk, 1994, 2001). 2.1.2. Líi tÝnh cña m« h×nh ETA. Theo ph­¬ng ngang m« h×nh sö dông líi to¹ ®é b¸n so le E cã d¹ng nh­ trªn h×nh 2.1. §iÓm h thùc hiÖn viÖc tÝch ph©n cho c¸c biÕn ¸p suÊt, nhiÖt ®é, ®é Èm riªng, n­íc m©y, tèc ®é th¼ng ®øng, n¨ng l­îng rèi. Trªn c¸c ®iÓm v thùc hiÖn tÝch ph©n c¸c cho c¸c thành phÇn giã ngang. Qua nghiªn cøu thùc tÕ cho thÊy, líi E m« pháng c¸c qu¸ tr×nh quy m« nhá tèt h¬n c¸c lo¹i líi kh¸c. §¹o hàm theo thêi gian trong ETA ®­îc sai ph©n theo s¬ ®å sai ph©n thêi gian hiÓn A. §èi víi c¸c qu¸ tr×nh quy m« nhá th× sö dông s¬ ®å sai ph©n hiÓn tiÕn – lïi. C¸c sè h¹ng b×nh lu ®îc sai ph©n hãa b»ng c¸ch ¸p dông kü thuËt t¸ch (Janjic, Z. I., F. Mesinger and T. L. Black, 1995), kü thuËt này cho phÐp sö dông b­íc thêi gian lín, do ®ã cho hiÖu suÊt tÝnh to¸n cña m« h×nh cao h¬n so víi c¸c ph­¬ng ph¸p kh¸c. H×nh 2.1: HÖ to¹ ®é líi ngang và ph©n bè c¸c biÕn sö dông trong m« h×nh Eta. Trong m« h×nh sö dông hÖ to¹ ®é th¼ng ®øng ®Þa h×nh h nh m« t¶ trªn h×nh 2.2 (Mesinger, 1987) : H×nh 2.2: HÖ thèng täa ®é th¼ng ®øng và ph©n bè c¸c biÕn trong Eta HÖ täa ®é eta ®­îc sö dông ®Ó lo¹i bá hoÆc gi¶m thiÓu sai sè cña m« h×nh sinh ra trong tÝnh to¸n lùc gradient khÝ ¸p ngang, b×nh lu, khuÕch t¸n ngang däc ®Þa h×nh dèc. Khi bÒ mÆt là dèc th× sù thay ®æi nhiÖt ®é trªn bÒ mÆt sigma chÞu sù chi phèi chñ yÕu bëi sù thay ®æi nhiÖt ®é thñy tÜnh do biÕn ®æi ®é cao, cßn gradient ngang cña nhiÖt ®é chØ ®ãng vai trß thø cÊp. Bëi v× gradient nhiÖt ®é theo ph­¬ng th¼ng ®øng lín h¬n rÊt nhiÒu so víi ph­¬ng ngang nªn nã cã ¶nh h­ëng lín ®Õn tÝnh to¸n lùc gradient khÝ ¸p ngang và theo ®ã dÉn ®Õn sai sè cña nhiÖt ®é. Sai sè này cã bËc t­¬ng ®èi lín ë nh÷ng khu vùc cã ®Þa h×nh phøc t¹p. H×nh 2.3 cung cÊp nh÷ng m« t¶ vÒ mÆt h×nh ¶nh cña nh÷ng ¶nh h­ëng này, T1, T2, T3 là nhiÖt ®é t¹i ba vÞ trÝ trong mét hép líi cña m« h×nh. Ta thÊy gradient nhiÖt ®é th¼ng ®øng (thay ®æi gi÷a T1, T2) là lín, T3 (cã cïng ®é cao víi T2) sÏ l¹nh h¬n T1 do thay ®æi ®é cao. Trong m« h×nh sÏ gi¶ thiÕt là thay ®æi nhiÖt ®é gi÷a T1 và T3 là do gradient ngang cña nhiÖt ®é, nh­ng thùc tÕ nã phô thuéc chñ yÕu bëi gradient th¼ng ®øng cña nhiÖt ®é (biÕn ®æi ®é cao). Sai sè tÝnh to¸n này dÉn ®Õn gradient khÝ ¸p ngang m¹nh h¬n trong thùc tÕ. §©y chÝnh là lý do t¹i sao m« h×nh víi täa ®é sigma th­êng dù b¸o gradient khÝ ¸p ngang phi thùc tÕ ë gÇn vïng ®Þa h×nh dèc phøc t¹p. H×nh 2.3: §Þa h×nh theo hÖ täa ®é sigma Trong hÖ täa ®é eta, ®é cao ®Þa h×nh ®­îc chia thành tõng cÊp bËc, cÊp bËc này phô thuéc vào ®é ph©n gi¶i th¼ng ®øng cña m« h×nh và ®é cao cña nói. Do vËy, ®Þa h×nh ë ®©y kh«ng ph¶i tr¬n tru và liªn tôc nh­ trong hÖ täa ®é sigma. H×nh 2.4 m« t¶ ®Þa h×nh trong hÖ täa ®é eta. HÖ täa ®é eta cho phÐp ®Þa h×nh tån t¹i h¬n mét mÆt eta trong khi trªn täa ®é sigma chØ cã mét. §iÒu này cho phÐp tÝnh to¸n gradient khÝ ¸p ngang chÝnh x¸c h¬n do ta kh«ng ®a vào sai sè do biÕn ®æi ®é cao ®Þa h×nh gi÷a c¸c ®iÓm líi. H×nh 2.2 §Þa h×nh theo hÖ täa ®é eta 2.1.3. BiÓu diÔn ®Þa h×nh trong m« h×nh. Th«ng th­êng, ®Þa h×nh trong m« h×nh tr¬n tru h¬n trong thùc tÕ ngay c¶ trong hÖ täa ®é eta. ViÖc làm tr¬n ®Þa h×nh cã thÓ là mét nguyªn nh©n g©y ra nh÷ng sai sè lín. ViÖc làm tr¬n này ph¶i ®­îc thùc hiÖn cho tõng khu vùc mét, bëi v× dßng kh«ng khÝ thæi trªn ®Þa h×nh phøc t¹p sÏ g©y ra nhiÔu quy m« nhá trong m« h×nh, nh÷ng nhiÔu này sÏ ¶nh h­ëng tíi dßng quy m« lín. VÝ dô, nh÷ng thay ®æi vÒ chuyÓn ®éng theo ph­¬ng th¼ng ®øng do t¸c ®éng cña ®Þa h×nh cã thÓ ¶nh h­ëng lín ®Õn tr­êng chuyÓn ®éng th¼ng ®øng quy m« lín. M« h×nh eta sö dông ®Þa h×nh ph©n cÊp theo ph­¬ng th¼ng ®øng, trong ®ã sau khi néi suy vÒ líi m« h×nh th× nh÷ng mùc cña nói t¨ng lªn hoÆc gi¶m ®i ®Ó tiÕn tíi bÒ mÆt gÇn nhÊt theo ph­¬ng th¼ng ®øng. H×nh 2.5 m« t¶ ®Þa h×nh ®­îc x¸c ®Þnh nh­ thÕ nào trong hÖ täa ®é eta. §iÓm (1) ®­îc t¨ng lªn và ®iÓm (2) ®­îc gi¶m xuèng t­¬ng øng víi mÆt eta - 0.9 ®ång thêi ®iÓm (3) ®­îc t¨ng lªn ®Ó ®¹t ®Õn mùc eta - 0.8. H×nh 2.5: BiÓu diÔn ®Þa h×nh trong m« h×nh Eta 2.2. §iÒu kiÖn biªn và ban ®Çu ho¸. 2.2.1. §iÒu kiÖn biªn trªn và biªn d­íi. Trong m« h×nh thõa nhËn kh«ng cã sù trao ®æi khèi l­îng gi÷a vò trô và khÝ quyÓn còng nh­ kh«ng cã th«ng l­îng khÝ quyÓn xuyªn qua mÆt ®Êt và do ®ã ®iÒu kiÖn biªn ®èi víi tèc ®é th¼ng ®øng cã thÓ viÕt d­íi d¹ng sau: khi và và p = pT t¹i 2.2.2. §iÒu kiÖn biªn xung quanh §iÒu kiÖn biªn xung quanh ®­îc cËp nhËt 6h mét lÇn tõ s¶n phÈm dù b¸o cña c¸c m« h×nh toàn cÇu nh­ AVN, RUC, MRF, GME… cã làm tr¬n Ýt nhiÒu ®Ó tr¸nh hiÖn t­îng “sèc” khi c¸c hÖ thèng quy m« nhá và c¸c sãng chuyÓn tõ líi th« toàn cÇu sang líi tinh h¬n cña m« h×nh khu vùc còng nh­ kh«ng ph¶n x¹ nhiÒu trªn biªn xung quanh. 2.2.3. Ban ®Çu ho¸. Kh¶ n¨ng dù b¸o cña mét m« h×nh dù b¸o sè ®Ó ®Æt ra ®­îc nh÷ng dù b¸o h÷u Ých kh«ng chØ phô thuéc ®é ph©n gi¶i m« h×nh và ®é chÝnh x¸c cña biÓu diÔn c¸c qu¸ tr×nh ®éng lùc häc và vËt lý trong m« h×nh, nã cßn phô thuéc rÊt nhiÒu vào c¸c ®iÒu kiÖn ban ®Çu ®­îc sö dông ®Ó tÝch ph©n m« h×nh. Richardson ®ã cho ta thÊy r»ng kh«ng thÓ sö dông th¸m s¸t trùc tiÕp ®Ó ban ®Çu ho¸ dù b¸o sè; mà sè liÖu th¸m s¸t ph¶i ®­îc biÕn ®æi b»ng mét kiÓu thÝch hîp ®éng lùc häc ®Ó nhËn ®­îc mét tËp hîp sè liÖu thÝch hîp cho ban ®Çu ho¸ m« h×nh. Qu¸ tr×nh này ®­îc gäi là ®ång ho¸ sè liÖu. Th«ng th­êng, ®ång ho¸ sè liÖu ®­îc chia làm hai qu¸ tr×nh là: ph©n tÝch kh¸ch quan sè liÖu th¸m s¸t và ban ®Çu ho¸ sè liÖu. B­íc thø nhÊt ®èi víi ETA th× ph©n tÝch kh¸ch quan là ph©n tÝch cña AVN trªn líi tam gi¸c trong kh«ng gian cña 26 mùc th¼ng ®øng, ph©n gi¶i ngang 10 x 10 cho toàn cÇu. Ph©n tÝch này ®­îc néi suy ngang và th¼ng ®øng vÒ 39 mùc th¼ng ®øng víi ph©n gi¶i ngang 0.250 x 0.250 cña kh«ng gian ETA b»ng ph­¬ng ph¸p néi suy tèi ­u khu vùc IO (regional Optimum Interpolation). §­¬ng nhiªn tr­êng néi suy này sÏ chøa ®ùng nh÷ng nhiÔu sãng träng tr­êng ®èi víi ®é ph©n gi¶i cao cña ETA, và cÇn ®­îc ban ®Çu ho¸ ®Ó hßa hîp c¸c tr­êng tr­íc khi dùng làm sè liÖu ban ®Çu cho tÝch ph©n ETA. Qu¸ tr×nh ban ®Çu ho¸ sè liÖu ph©n tÝch ®­îc biÕn ®æi nh»m tèi thiÓu ho¸ sãng träng tr­êng trë nªn cã gi¸ trÞ lín khi ®é ph©n gi¶i trë nªn cao, và trong ETA thùc hiÖn ban ®Çu ho¸ b»ng ch­¬ng tr×nh INIT.F. 2.2.4. §Þa h×nh và ®Æc ®iÓm vËt lý bÒ mÆt trong ETA. Trªn tõng « líi cã kÝch thíc 0.25 x 0.25 cÇn x¸c ®Þnh c¸c tham sè: ®é cao trung b×nh trªn mùc biÓn và vÞ trÝ cña « trªn ®Êt ®­îc x¸c ®Þnh tõ tËp sè liÖu USG cña Mü cã ®é ph©n gi¶i là 30 gi©y. Lo¹i ®Êt chñ yÕu trong « líi x¸c ®Þnh theo c¸c b¶n ®å cña FAO/ UNESCO víi ®é ph©n gi¶i 2 phót và ®é phñ thùc vËt ®­îc chän víi ®é ph©n gi¶i 10 phót, ®é cao gå ghÒ trªn ®Êt phô thuéc vào ®Êt sö dông còng nh­ sù biÕn ®æi quy m« d­íi líi cña ®Þa h×nh. Albedo phô thuéc vào lo¹i ®Êt, ®é phñ tuyÕt và ®é Èm ®Êt. 2.2.5. Sai ph©n thêi gian. Trong m« h×nh quy m« võa bÊt thuû tÜnh ETA, phÇn thñy tÜnh ®­îc t¸ch thành hai hÖ thèng con ®Ó sai ph©n hãa thêi gian nh­ sau. (Janjic, 1979; Janjic vµ nnk, 2001). (2.2.1) (2.2.2) (2.2.3) (2.2.4) (2.2.5) §¹o hàm theo thêi gian cña hai hÖ con ®­îc ký hiÖu t­¬ng øng b»ng c¸c chØ sè i và ii. HÖ tõ (2.2.1) ¸ (2.2.3) và hÖ (2.2.4) ¸ (2.2.5) ®­îc gi¶i b»ng ph­¬ng ph¸p sai ph©n thêi gian tõng b­íc. Chó ý r»ng qu¸ tr×nh ph©n t¸ch kh«ng ®­îc thùc hiÖn tù ®éng cho tÊt c¶ c¸c sè h¹ng b×nh l­u (Janjic, Z. I., F. Mesinger and T. L. Black, 1995), HÖ thèng víi chØ sè i chøa phÇn b×nh l­u cña ¸p suÊt trong kho¶ng omega – alpha cña ph­¬ng tr×nh nhiÖt ®éng lùc. §ãng gãp cña thành phÇn này bï l¹i phÇn t¹o ra n¨ng l­îng nhÞªt lùc do lùc gradien ¸p suÊt trong ph­¬ng tr×nh n¨ng l­îng tæng céng. Bëi v× thành phÇn này cã thÓ biÕn ®æi rÊt nhanh nªn hÖ tõ (2.2.1) ¸ (2.2.3) cã thÓ ®¶m b¶o tÝnh b¶o toàn vÒ n¨ng l­îng. HÖ (2.2.4) ¸ (2.2.5) còng b¶o toàn n¨ng l­îng, trõ khi cã thay ®æi do qu¸ tr×nh ph©n bè l¹i khèi l­îng. Sö dông s¬ ®å tiÕn - lïi tiÕt kiÖm (Ames, 1969; Gadd, 1974) víi s¬ ®å h×nh thang ®èi víi c¸c thành phÇn Coriolis (Janjic and Wiin–Nielsen, 1977) ®èi víi hÖ (2.2.1) ¸ (2.2.3) (Janjic, 1979). C¸c ®Æc tÝnh cña s¬ ®å sö dông trong m« h×nh ®ã ®­îc Janjic và Wiin–Nielsen (1977) và Janjic (1979) kiÓm nghiÖm ®èi víi tr­êng hîp hÖ ph­¬ng tr×nh n­íc n«ng tuyÕn tÝnh. §Ó xÐt vai trß cña c¸c thành phÇn b×nh l­u trong (2.2.4) ¸ (2.2.5), ta sö dông s¬ ®å sai ph©n thêi gian trung t©m sau khi thùc hiÖn sai ph©n tiÕn, ph©n t¸ch, lÆp víi b­íc thêi gian gÊp hai lÇn so víi b­íc thêi gian sö dông trong viÖc gi¶i hÖ ph­¬ng tr×nh con (2.2.1) ¸ (2.2.3) (Janjic, 1979). ViÖc kÕt hîp này ®ã ho¹t ®éng kh¸ tèt ®èi víi c¸c qu¸ tr×nh quy m« synop trong m« h×nh thuû tÜnh (Janjic vµ nnk, 1995). Tuy nhiªn, ®èi víi m« h×nh phi thuû tÜnh, ®é ph©n gi¶i cao x¶y ra mét vài khã kh¨n míi. Do lý do này, ta sö dông ph­¬ng ph¸p lÆp hai b­íc víi s¬ ®å Adams – Bashforth víi b­íc thêi gian ng¾n, và lo¹i bá viÖc ph©n t¸ch theo h­íng (ngang và th¼ng ®øng). S¬ ®å Adams – Bashforth cho hiÖu qu¶ tÝnh to¸n t­¬ng ®­¬ng víi ph­¬ng ph¸p lÆp hai b­íc (sö dông b­íc thêi gian lín gÊp hai lÇn) và ®é chÝnh x¸c ®­îc c¶i tiÕn nhê gi¶m ®i hoÆc lo¹i bá qu¸ tr×nh ph©n t¸ch theo tæng. Tuy nhiªn, l¹i cÇn t¨ng bé nhí m¸y ®Ó l­u c¸c biÕn ë møc thêi gian thø ba và d¹ng vËt lý cña s¬ ®å Adams – Bashforth là bÊt æn ®Þnh yÕu. Theo thö nghiÖm th× qu¸ tr×nh bÊt æn ®Þnh này cã thÓ chÊp nhËn ®­îc nÕu b­íc thêi gian kh«ng qu¸ dài. Chó ý r»ng c¸c b­íc thêi gian sö dông trong c¸c øng dông dù b¸o sè ph¶i ®¶m b¶o tØ sè gi÷a b­íc thêi gian cho c¸c thành phÇn b×nh l­u và b­íc thêi gian cho c¸c thành phÇn cßn l¹i ph¶i kh«ng qu¸ lín. TØ sè này giíi h¹n là 2 trªn líi b¸n so le E, líi này cho phÐp sö dông b­íc thêi gian ng¾n h¬n líi so le C nh­ng vÉn ®¶m b¶o tiªu chuÈn æn ®Þnh CFL. S¬ ®å h×nh thang ®èi víi c¸c thành phÇn lùc Coriolis gÇn ®©y còng ®­îc thay b»ng s¬ ®å Adams – Bashforth. Lý do cña viÖc lùa chän này là do sù v­ît qu¸ vÒ ®é lín cña thành phÇn ph©n kú trong s¬ ®å h×nh thang (Janjic and Wiin-Nielsen, 1977). Ph­¬ng ph¸p sai ph©n thêi gian ®Æt ra trªn ®©y chØ thùc hiÖn cho thành phÇn liªn quan ®éng lùc thuû tÜnh cña m« h×nh. Qu¸ tr×nh xö lý ®éng lùc phi thuû tÜnh phøc t¹p h¬n nhiÒu và chi tiÕt vÒ quy tr×nh trong mçi b­íc thêi gian cã thÓ tham kh¶o trong c¸c tài liÖu cña Janjic vµ nnk, 2001. Cã mét c¸i míi trong xö lý gÇn ®©y ®èi víi c¸c thành phÇn phi thuû tÜnh là ph­¬ng ph¸p gi¶i Èn theo ph­¬ng th¼ng ®øng ph­¬ng tr×nh ¸p suÊt cña Janjic vµ nnk, 2001 ®îc thay bëi ph­¬ng ph¸p gi¶i trùc tiÕp. Qu¸ tr×nh biÕn ®æi này ®· c¶i thiÖn hiÖu qu¶ tÝnh to¸n cña m« h×nh. 2.3 tÝnh to¸n c¸c chØ sè ®Ó dù b¸o d«ng theo m« h×nh eta Sè liÖu cho m« h×nh ETA ®­îc cËp nhËt tõ m« h×nh AVN hµng ngµy vµo lóc kho¶ng 10h 30 tíi 11h 30, tr­êng sè liÖu cña m« h×nh AVN cã ®é ph©n gi¶i ngang 10x10 kinh vÜ (t­¬ng ®­¬ng 111 km ) trªn 26 mùc theo chiÒu th¼ng ®øng nh÷ng tÖp sè liÖu nµy ®îc cung cÊp miÔn phÝ trªn INTERNET ë c¸c thêi ®iÓm 00Z, 06Z,12Z vµ18Z tr­êng sè liÖu cña m« h×nh AVN ch­a phï hîp víi tr­êng sè liÖu cña m« h×nh ETA lªn ®ù¬c néi suy vÒ tr­êng sè liÖu phï hîp víi m« h×nh ETA b»ng mét tr­¬ng tr×nh fortran . Qu¸ tr×nh ch¹y vµ hiÓn thÞ kÕt qu¶ cña m« h×nh lµ kho¶ng 1h 30’, kÕt qu¶ dù b¸o c¸c tr­êng khÝ t­îng nh­ ¸p , nhiÖt ®é, giã ®é Èm ,… ®­îc dù b¸o vµo in ra tõng tiÕng mét. Sau ®ã, chóng t«i ®· lËp tr×nh tÝnh to¸n c¸c chØ sè d«ng TT, KI, Boyd t­¬ng øng víi sè liÖu in ra cña m« h×nh, c¸c chØ sè nµy l¹i ®­îc tiÕp tôc néi suy vÒ c¸c tr¹m ®Ó nhËn ®­îc c¸c chØ sè d«ng t¹i c¸c tr¹m quan tr¾c, cô thÓ ë ®©y lµ 7 tr¹m quan tr¾c lµ Néi Bµi, C¸t Bi, §µ N½ng, §iªn Biªn………. 2.4. ph­¬ng ph¸p ph©n líp ®Ó dù b¸o d«ng trong dù b¸o thêi tiÕt ta th­êng gÆp bµi to¸n dù b¸o sù suÊt hiÖn hay kh«ng suÊt hiÖn hiÖn t­îng nh­ lµ cã d«ng hay kh«ng cã d«ng; cã ma, kh«ng cã ma; co s­¬ng mï kh«ng cã s­¬ng mï… vv . C¸c bµi to¸n nµy ta gi¶i b»ng ph­¬ng ph¸p ph©n líp. Gi¶ sö cã hai pha thêi tiÕt f1 vµ f2 cïng víi vÐc t¬ nh©n tè ¶nh h­ëng ®­îc chia lµm hai líp t­¬ng øng. Nh­ vËy, mçi vÐc t¬ nh©n tè ¶nh h­ëng ë trong bé l­u tr÷ X=(x1,x2,xn) ta ®· biÕt nã thuéc líp nµo trong hai líp f1 vµ f2 . Nhiệm vô ®Æt ra lµ ph¶i t×m quy t¾c ®Ó khi cã bÊt k× vÐc t¬ l­u tr÷ nµo kh«ng l»m trong bé l­u tr÷, ta cã thÓ chØ ra ®­îc thêi tiÕt thuéc f1 hay f2 . X©y dùng hai hµm mËt ®é s¸c suÊt trong líp f1 vµ f2 lµ f1(w), f2(w), víi bÊt k× w nµo ta còng tÝnh ®­îc tØ sè f1(w)/ f2(w) ta cã thÓ x¸c ®Þnh ®­îc mét h»ng sè b sao cho f(w), f2(w)-b>0 Pha thêi tiÕt thuéc líp 1 f1(w), f2(w)-b>0 Pha thêi tiÕt thuéc líp 2 Trong tr­êng hîp w tháa m·n ph©n bè chuÈn ta cã: f1(w) =2) f2(w) =2) ë ®©y ta lÊy =th× t×m ®­îc : ln (f1(w)/ f2(w)) =((1-2)w+22-12) BiÕn ®æi biÓu thøc trªn ta cã: I = ln (f1(w)/ f2(w)) – ln =KW T­¬ng tù víi nhiÒu nh©n tè ¶nh h­ëng vµ mçi nh©n tè øng víi vÐc t¬ n chiÒu I =CiXi + const (2.3.1) Trong ®ã Ci = - () BiÕt nh©n tè ¶nh h­ëng X ta cã thÓ thay vµo ph­¬ng tr×nh (2.3.1) ta t×m ®­îc gi¸ trÞ cña I nÕu I > 0 thêi tiÕt lµ pha 1(cã d«ng) nÕu I < 0 thêi tiÕt lµ pha 2 (kh«ng cã d«ng). Ch­¬ng III. X©y dùng ph­¬ng tr×nh dù b¸o d«ng cho khu vùc ViÖt Nam 3.1. nguån sè liÖu - §Ó x©y dùng ph­¬ng tr×nh dù b¸o d«ng cho khu vùc ViÖt Nam, chóng t«i tiÕn hµnh khai th¸c kÕt qu¶ cña m« h×nh ETA bÊt thuû tÜnh 2003 (phiªn b¶n míi nhÊt ®­îc hoµn thiÖn vµ sö dông t¹i §¹i häc Tæng hîp Hy-L¹p) ®Ó tÝnh c¸c chØ sè d«ng t¹i c¸c nót l­íi sau ®ã néi suy vÒ c¸c ®iÓm tr¹m. - Chóng t«i xö lý kÕt qu¶ cña m« h×nh vµ tÝnh chØ sè d«ng cho tõng ®iÓm tr¹m vµo tÊt c¶ c¸c giê 00h,01h,02h,.., 24h…48h chóng t«i thu ®­îc chØ sè d«ng hai ngµy mét t¹i 7 tr¹m t¹i mçi giê. T­¬ng øng víi c¸c chØ sè nµy thµnh lËp tËp sè liÖu dùa trªn kÕt qu¶ ph¸t b¸o cña 7 tr¹m t¹i c¸c s©n bay cø 30 phót mét lÇn ph¸t b¸o d«ng. Trong kho¸ luËn nµy, chóng t«i tÝnh 3 chØ sè d«ng TT, KI, Boyd. Sau mét thêi gian ch¹y m« h×nh ETA, chóng t«i thu ®­îc mét tËp sè liÖu mang tËp sè liÖu nµy ®Ó vµo ch­¬ng tr×nh ph©n líp thu ®­îc c¸c hµm ph©n líp. Chóng t«i so s¸nh vµ t×m ra kÕt qu¶ tèt nhÊt mµ tæ hîp c¸c chØ sè mang l¹i. 3.2. x©y dùng ph­¬ng tr×nh ph©n líp dù b¸o d«ng §Ó tÝnh to¸n hµm ph©n líp ta chia sè liÖu lµm hai líp øng víi hai pha thêi tiÕt. Sè tr­êng hîp trong mçi líp lµ N1 vµ N2 ®Ó thuËn tiªn ta gäi líp thø nhÊt lµ A, líp thø 2 lµ B. Qu¸ tr×nh tÝnh to¸n chia lµm 4 b­íc nh­ sau: B­íc 1:tÝnh gi¸ trÞ trung b×nh cho tÊt c¶ c¸c nh©n tè dù b¸o trong líp A (A) = víi (i=1,n) (3.2.1) víi c¸c m« men Sij(A) = víi i,j=1,n (3.2.2) B­íc 2:t­¬ng tù tÝnh gi¸ trÞ cho c¸c nh©n tè trong líp B (B) = víi (i=1,n) (3.2.3) víi c¸c m« men Sij(B) = víi i,j=1,n (3.2.4) B­íc 3: tÝnh c¸c m« men tæng qu¸t Kij = Sij((A)+Sij(B) (3.2.5) Vµ ®¹i l­îng di di = (A) -(B) (3.2.6) nÕu di=0 th× nh©n tè ®ã ®­îc lo¹i ra khái tËp hîp nh©n tè dù b¸o B­íc 4: lËp hÖ ph­¬ng tr×nh K11C1+K12+…+K1nCn=d1 K21C1+K22+…+K2nCn=d2 (3.2.7) Kn1C1+Kn2+…+KnnCn=dn Gi¶i hÖ ph­¬ng tr×nh trªn ta tim ®­îc c¸c hÖ sè Ci Ci = (3.2.8) Hµm ph©n líp cã d¹ng I = (3.2.9) 3.3. ®¸nh gi¸ kÕt qu¶ §é chÝnh x¸c cña ph­¬ng ph¸p dù b¸o ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: N: tæng sè lÇn dù b¸o N11 : sè lÇn dù b¸o ®óng pha cã d«ng N22 : sè lÇn dù b¸o ®óng pha kh«ng cã d«ng VÒ nguyªn t¾c, chän ph­¬ng ph¸p dù b¸o nµo cã U lín nhÊt. Thùc tÕ chØ sö dông U ®Ó ®¸nh gi¸ th× kh«ng ®ñ. V× vËy, cÇn ph¶i ®¸nh gi¸ theo tiªu chuÈn n÷a gäi lµ tiªu chuÈn ®é tin cËy H: U0 lµ ®é chÝnh x¸c toµn phÇn cña dù b¸o ngÉu nhiªn, U0 = 0,5. H > 0,2 th× kÕt luËn chØ tiªu nµy sö dông cho kÕt qu¶ tèt. KÕt qu¶ dù b¸o theo ba chØ sè nh­ sau: B¶ng 3.1. KÕt qu¶ sau khi ®æ vµo ch­¬ng tr×nh ph©n líp nh­ sau B¶ng kÕt qu¶ ph©n líp cña chØ sè Boyd U(%) H(®é tin cËy) Ng­ìng 65.985(%) 0.3197 - 176.004 B¶ng kÕt qu¶ ph©n líp cña chØ sè TT U(%) H(®é tin cËy) Ng­ìng 59.032(%) 0.18 43.236 B¶ng kÕt qu¶ ph©n líp cña chØ sè KI U(%) H(®é tin cËy) Ng­ìng 55.040% 0.1008 582.8 B¶ng kÕt qu¶ ph©n líp cña chØ sè Boyd vµ TT U(%) H(®é tin cËy) Hµm ph©n líp 65.985% 0.3197 I=14.744TT+6.199Koyd+823.13 B¶ng kÕt qu¶ ph©n líp cña chØ sè Boyd vµ KI U(%) H(®é tin cËy) Hµm ph©n líp 69.051 0.381 I=133.97KI+6.2127Boyd – 76984.256 B¶ng kÕt qu¶ ph©n líp cña chØ sè KI vµ TT U(%) H(®é tin cËy) Hµm ph©n líp 58.905% 0.1781 I=22.094TT+137.567KI – 81129.4 B¶ng kÕt qu¶ ph©n líp cña chØ sè Boyd, KT vµ TT U(%) H(®é tin cËy) Hµm ph©n líp 69.270% 0.3854 I=25.231TT+139.27KI+9.864Boyd-80521.2 Tõ c¸c b¶ng kÕt qu¶ chóng t«i chän tæ hîp c¸c chØ sè nµo dù b¸o ®óng nhÊt. Ta thÊy, tæ hîp c¶ 3 chØ sè Boyd,KI vµ TT ®Ó dù b¸o cho kÕt qu¶ tèt h¬n vµ hµm ph©n líp I=25.231TT+139.27KI+9.864Boyd-80521.2 §­îc chän lµm hµm dù b¸o d«ng d­a trªn ba chi sè trªn chóng t«i ®· sö dông hµm ®Ó dù b¸o cho mét sè ngµy víi biÕn ®éc lËp còng thu ®­îc b¶ng sau: KÕt qu¶ dô b¸o víi 6 ngµy 06,07,14,15,25,26 cña th¸ng 6 n¨m 2004 U(%) H(®é tin cËy) 68.841% 0.3768 Ta thÊy lµ kÕt qu¶ dù b¸o lµ kh¸ tèt ®¸ng tin cËy ta cã thÓ thö nghiªm cho dù b¸o d«ng ë ViÖt Nam.