Các đề tài - sáng kiến

 

I. Mở đầu

Hiện tượng ENSO có ảnh hưởng đến thời tiết, khí hậu toàn cầu với mức độ khác nhau và rất đa dạng. Tuy nhiên, đối với từng khu vực cụ thể, vẫn có thể xác định được những ảnh hưởng chủ yếu có tính đặc trưng của mỗi hiện tượng nói trên. Tại Việt Nam, vai trờ của ENSO đối với thời tiết khí hậu ngày càng được thừa nhận, nhất là trong bối cảnh biến đổi khí hậu hiện nay, với sự xuất hiện nhiều hiện tượng cực đoan, đặc biệt là bão. Trong nhiều nghiên cứu khoa học cho thấy, số lượng cơn bão ảnh hưởng tới Việt Nam và khu vực Đông Bắc trong những năm El Nino và La Nina là khác nhau.

Trong báo cáo này, đã nêu ra phương pháp xây dựng phương trình dự báo số cơn bão ảnh hưởng tới Việt Nam và khu vực Đông Bắc dựa trên các thông tin ENSO.

II. Phương pháp xây dựng phương trình dự báo

II.1.  Số liệu sử dụng

A,  Đối tượng dự báo: là số cơn bão đổ bộ vào Việt Nam và khu vực Đông Bắc

B, Các nhân tố dự báo: các số liệu ENSO đều lấy từ bộ số liệu phân tích lại của Trung tâm quốc gia dự báo môi trường Mỹ (NCEP) và Trung tâm quốc gia nghiên cứu khí quyển Mỹ (NCAR), địa chỉ trang Web là

http://www.esrl.noaa.gov/psd/data/climateindices.

 7 chỉ số ENSO, theo 4 mùa Xuân (X, III – V), Hạ (H, VI – VIII), Thu (T, IX – XI) sau đây được sử dụng:

1) Chỉ số dao động Nam (SOI)

2) Chỉ số ENSO đa biến (MEI)

3) Chỉ số NINO đại dương (ONI)

4) Chuẩn sai nhiệt độ nước biển khu vực NINO 1.2 (SSTA NINO 1.2)

5) Chuẩn sai nhiệt độ nước biển khu vực NINO 3    (SSTA NINO 3)

6) Chuẩn sai nhiệt độ nước biển khu vực NINO 3.4  (SSTA NINO 3.4)

7) Chuẩn sai nhiệt độ nước biển khu vực NINO 4     (SSTA NINO 4).

Trong đó: - Chuẩn sai nhiệt độ mặt nước biển: Diễn biến của nhiệt độ mặt nước biển (SST) được coi là phản ánh cơ bản nhất cho hiện tượng ENSO, trong đó những thay đổi của nhiệt độ ở nửa phần phía đông và trung tâm của Thái Bình Dương xích đạo là tiêu biểu. Để đặc trưng cho diễn biến của SST trên khu vực Thái Bình Dương xích đạo đáp ứng yêu cầu nghiên cứu trên, người ta đã chọn ra 4 khu vực điển hình là NINO1+2, NINO3, NINO4 và  NINO 3.4 được nêu ở hình 1 (WMO-1999):

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

Thể hiện những biến động của SST trên mỗi khu vực đã nêu, thông thường người ta không dùng trị số của SST mà dùng chuẩn sai của nó. Đó là hiệu số giữa giá trị thực đo với trung bình nhiều năm tính cho một thời kỳ chuẩn nào đó (SSTA).

Như vậy SSTA > 0 (SSTA <0) biểu thị SST của khu vực trung tâm hay đông Thái Bình Dương đang tăng (giảm).

- Chỉ số dao động Nam (Southern Oscillation  Index) ký hiệu SOI, được tính theo sự chênh lệch khí áp mặt biển giữa 2 trạm Tahiti (ở phía đông) và Darwin (phía tây) trên Thái Bình Dương xích đạo hàng tháng.

            SOI  =  PTahiti  -  P Darwin                                

Trong đó  P Tahiti :   Khí áp mặt biển trung bình của trạm Tahiti (mb)

                P Darwin : Khí áp mặt biển trung bình của trạm Darwin (mb)

Rõ ràng khi SOI > 0, áp suất ở phần đông cao hơn phần tây, khẳng định dòng không khí lớp bề mặt chuyển động từ đông sang tây. Nói cách khác tín phong hướng Đông phát triển, tồn tại hoạt động bình thường của hoàn lưu Walker.  SOI càng lớn hoạt động của tín phong hướng Đông càng tăng. SOI tăng đến một giá trị d nào đó và ổn định trong một số tháng ta sẽ có hiện tượng La Nina.  SOI  càng lớn hiện tượng La Nina càng hoạt động mạnh. Ngược lại khi SOI < 0, khí áp mặt biển ở Tahiti thấp hơn ở Darwin, dòng gió tín phong hướng đông có dấu hiệu suy yếu và khi SOI < -d sẽ dẫn đến suy giảm tín phong hướng đông. 

- Chỉ số ENSO đa biến (Multivariate ENSO Index) được ký hiệu là MEI.  Nó là một tổ hợp của 6 biến:  Khí áp mực biển (P), gió vĩ hướng của mặt đất  (V), nhiệt độ mặt nước biển (S), nhiệt độ không khí bề mặt (T) và tỷ lệ mây tổng quan bao phủ bầu trời (C). Theo Wolter - 1977, MEI  được tính như là số hạng thứ nhất trong phân tích các thành phần chính của tổ hợp 6 biến đã nêu. Woter và Timlin (1993) nêu ra quy trình xác định MEI như sau: trước tiên tính tổng phương sai của mỗi trường đặc trưng,  sau đó xác định thành phần chính thứ nhất của ma trận hiệp phương sai của trường đã tổng hợp.

 Theo đó, MEI  <  0 biểu thị  ENSO lạnh, MEI  > 0 biểu thị ENSO nóng.

II.2. Quy trình xây dựng phương trình  dự báo số cơn bão đổ bộ vào khu vực Đông Bắc và Việt Nam trong năm dựa trên thông tin ENSO

II.2.1.  Số liệu sử dụng

- Sử dụng số liệu từ 1960 – 2002 để xây dựng phương trình dự báo.

- Sử dụng số liệu như trên thời kỳ 2003 – 2013 để kiểm chứng phương trình dự báo

II.2.2. Mô hình dự báo

Sử dụng phương trình hồi qui K biến

Ở đây,

Trong đó,

          

II.2.3. Phương pháp chọn lọc nhân tố và xác định hệ số hồi qui sử dụng phương pháp hồi qui từng bước.

Bước 1: Tính các hệ số tương quan riy giữa các biến Xi với y (i = 1,…, n)

-   Chọn biến X có hệ số tương quan lớn nhất và coi đó là biến 1 và lập phương trình hồi qui bước 1

- Tính chuẩn sai thặng dư S (1)

- Kiểm nghiệm độ rõ rệt của biến X1 trong phương trình hồi qui bằng kiểm nghiệm F

Nếu F > Fα, chấp nhận phương trình hồi qui bước 1

Bước 2: Tính các hệ số tương quan riêng giữa các biến Xi còn lại với Xj sau khi loại trừ ảnh hưởng của biến X1.

ryi.1

Chọn biến X có hệ số tương quan riêng lớn nhất, coi đây là biến 2 và lập phương trình hồi qui bước 2

 

Tính chuẩn sai thặng dư S(2)

 

Bước 3: So sánh chuẩn sai thặng dư S(2) với S(1) và quyết định lựa chọn x2

 

 

1.2.4.  Phương pháp đánh giá kết quả thử nghiệm

III. Kết quả xây dựng phương trình dự báo số cơn bão đổ bộ vào Việt Nam và khu vực Đông Bắc trong năm dựa trên thông tin ENSO và một số đánh giá

III.1. Dự báo số cơn bão đổ bộ vào Việt Nam

            Sau khi thu thập số lượng các cơn bão đổ bộ vào Việt Nam, tiến hành xác định tương quan giữa với số liệu ENSO cho các kết quả như sau:

Bảng 1: Các giá trị tương quan cao và nhân tố dự báo tương ứng cho dự báo số cơn bão đổ bộ vào Việt  

III.2. Dự báo số cơn bão đổ bộ vào khu vực Đông Bắc.

            Sau khi thu thập số lượng các cơn bão đổ bộ vào Khu vực Đông Bắc, tiến hành xác định tương quan giữa với số liệu ENSO cho các kết quả như sau:

 Bảng 2: Các giá trị tương quan cao và nhân tố dự báo tương ứng cho dự báo số cơn bão đổ bộ vào khu vực đông bắc.

  

Phương trình dự báo:

 Bão Đông Bắc =

 = 1.5 - 0.134 * SOIT-0.095*ANOM12D-0.176*ONID - 0.22 * ANOM3H + 0.633 * ANOM3D

 

 

 V. Kết luận

Tác động của ENSO đối với thời tiết, khí hậu Việt Nam ngày càng được thừa nhận, đặc biệt liên quan đến sự xuất hiện nhiều các hiện tượng cực đoan như mưa lớn, lũ lụt, hạn hán và đặc biệt là bão và áp thấp nhiệt đới.

Sử dụng các thông tin ENSO để xây dựng phương trình dự báo số cơn bão đổ bộ trong năm cho Việt nam và khu vực Đông Bắc với phương pháp luận dễ hiểu, các số liệu ENSO đều lấy từ bộ số liệu phân tích lại của Trung tâm quốc gia dự báo môi trường Mỹ (NCEP) và Trung tâm quốc gia nghiên cứu khí quyển Mỹ (NCAR). Việc truy cập các số liệu phân tích lại rất thuận lợi và do đó, quy trình dự báo đưa ra địa chỉ truy cập để người sử dụng dễ dàng cập nhật thông tin.

Kết quả dự báo số cơn bão đổ bộ trong năm có thể dùng trong trong công tác dự báo nghiệp vụ, như là dự báo hạn vừa, hạn dài, dự báo mùa vụ...  

Tài liệu tham khảo

1. Nguyễn Trọng Hiệu- Khái quát hoàn lưu khí quyển ở Đông Á và Nam Á. Viện Khí tượng Thủy văn, 1997

2. Nguyễn Đức Ngữ, Nguyễn Trọng Hiệu (2004). Khí hậu và tài nguyên khí hậu ở Việt Nam, Nhà xuất bản Nông nghiệp..

3. Nguyễn Đức Ngữ, nnk (2002). Tác động của ENSO đến thời tiết, khí hậu và các hoạt động kinh tế, xã hội ở Việt Nam- Đề tài cấp nhà nước.

4. Các chuyên đề thuộc nội dung 3, 4, 6,7 của đề tài


TRUNG TÂM DỰ BÁO KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN TRUNG ƯƠNGVIỆN KHOA HỌC KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN MÔI TRƯỜNGCỤC CÔNG NGHỆ THÔNG TINTRUNG TÂM KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN QUỐC GIADỰ BÁO LŨ LỤT

THƯ VIỆN HÌNH ẢNH

SỰ KIỆN NỔI BẬT

ĐÀI KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN KHU VỰC ĐÔNG BẮC TỔ CHỨC KỶ NIỆM 87 NĂM THÀNH LẬP HỘI LIÊN HIỆP PHỤ NỮ VIỆT NAM ĐÀI KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN KHU VỰC ĐÔNG BẮC TỔ CHỨC KỶ NIỆM 87 NĂM THÀNH LẬP HỘI LIÊN HIỆP PHỤ NỮ VIỆT NAM

ĐÀI KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN KHU VỰC ĐÔNG BẮC TỔ CHỨC KỶ NIỆM 87 NĂM THÀNH LẬP HỘI LIÊN HIỆP PHỤ NỮ VIỆT NAM 20-10

Xem thêm

LIÊN KẾT WEBSITE


Đầu trang