(LUẬN án TIẾN sĩ) nghiên cứu cải tiến và áp dụng sơ đồ đồng hóa số liệu cho mô hình HRM dự báo mưa gây lũ ở đồng bằng sông cửu long

Chương 1: Tổng quan về mưa lớn gây lũ lụt ở đồng bằng sông Cửu Long và khả năng dự báo Mục t ứ n ất của c ương này trìn bày tổng quan về điều iện í ậu cũng n ư đặc điểm địa ìn trên lưu

M ục lục

Lời cảm ơn ii

Lời cam đoan iii

Mục lục iv

an mục c c iệu và c ữ viết tắt v

an mục bảng biểu viii

an mục ìn vẽ ix

Mở đầu 1

C ương 1 Tổng quan về mưa lớn gây lũ lụt ở đồng bằng sông Cửu Long và ả năng dự b o 11

1.1 Mưa lớn gây lũ lụt ở Đồng bằng sông Cửu Long 11

1.2 ự b o mưa lớn gây lũ lụt ở đồng bằng sông Cửu Long 24

C ương 2 Cơ sở l t uyết p ân tíc c quan 35

2.1 K i qu t c c p ương p p p ân tíc c quan 35

2.2 P ương p p iệu c ỉn liên tiếp Barnes 42

2.3 P ương p p biến p ân ba c iều 3 VAR 51

C ương 3 Xây dựng ệ t ống đồng óa số liệu 58

3.1 T m s t và iểm tra c ất lượng t m s t 58

3.2 P ân tíc c quan 71

3.3 Ban đầu óa 81

3.4 Mô ìn dự b o 87

3.5 Hệ t ống đồng óa số liệu 96

C ương 4 Kết quả dự b o t ử ng iệm từ p ân tíc của ệ t ống đồng óa số liệu và đ n gi 101

4.1 P t triển ệ t ống p ân tíc mưa 101

4.2 Đ n gi dự b o mưa địn lượng trên ạ lưu sông Me ong 109

Kết luận 135

Kiến ng ị về n ững ng iên cứu tiếp t eo 138

an mục c c công trìn oa ọc của t c giả liên quan đến luận n 139

Tài liệu t am ảo 140

ục c c iệu và c ữ viết tắt

1DVAR P ương p p biến p ân một c iều sử dụng trong p ân tíc c

quan

3B42RT Trường mưa t ời gian t ực từ vệ tin TRMM

3DPSAS P ương p p biến p ân ba c iều t ực iện trên ông gian t m

s t, sử dụng trong p ân tíc c quan 3DVAR P ương p p biến p ân ba c iều t ực iện trên ông gian mô

ìn , sử dụng trong p ân tíc c quan 4DVAR P ương p p biến p ân bốn c iều sử dụng trong đồng óa số liệu AMDAR Số liệu t m s t tự động từ m y bay t ương mại

AMV Số liệu gió x c địn từ vệ tin địa tĩn

BUFR Một dạng mã óa số liệu quan trắc í tượng

D Đ p ứng biên độ trong sơ đồ Barnes

Δn K oảng c c trung bìn giữa c c quan trắc

Δx Độ p ân giải của lưới p ân tíc

ECMWF Trung tâm dự b o ạn vừa c âu Âu

FB Sai số ệ t ống tần xuất FCY2 Vệ tin địa tĩn của Trung Quốc

γ T am số ội tụ trong sơ đồ Barnes

GME Mô ìn dự b o t ời tiết toàn cầu của Cục T ời tiết Đức

HIRLAM Mô ìn dự b o t ời tiết u vực của c c nước c âu Âu

HRM Mô ìn dự b o t ời tiết u vực của Cục T ời tiết Đức

HRM_DA P iên bản HRM có đồng óa số liệu

HRM_GME P iên bản HRM ông có đồng óa số liệu

IDFI Ban đầu óa lọc số độ lệc

IFS Hệ t ống dự b o t ời tiết toàn cầu của c âu Âu

J Hàm gi ay àm mục tiêu sử dụng trong c c p ương p p biến

p ân của p ân tíc c quan JMANHM Mô ìn dự b o t ời tiết u vực của Cục K í tượng N ật Bản

LME Mô ìn dự b o t ời tiết u vực của Cục T ời tiết Đức

MAEG Sai số trung bìn trên lưới (trong p ương p p Barnes)

MAEO Sai số trung bìn trên trạm (trong p ương p p Barnes)

METEOSAT Vệ tin địa tĩn của c âu Âu

MM5 Mô ìn dự b o t ời tiết u vực của Đại ọc Pennsylvania MTSAT Vệ tin địa tĩn của N ật Bản

NCEP Trung tâm ự b o Môi trường Quốc gia Hoa Kỳ

NMC P ương p p x c địn ma trận sai số tương quan nền B đựa trên

dự b o tại cùng một t ời điểm với ạn dự b o c n au

NOAA Vệ tin quỹ đạo cực đo bức xạ trên 40 ên p ổ của Mỹ

PILOT Trạm đo gió trên cao

QuikSCAT Vệ tin quỹ đạo cực x c địn gió mặt biển của Mỹ

R B n ín ản ưởng trong sơ đồ Barnes

Rc B n ín cắt trong sơ đồ Barnes RMSE Sai số căn quân p ương trung bìn

SHIP Trạm quan trắc bề mặt trên tàu biển

TRMM Số liệu mưa t m s t trên u vực n iệt đới từ tổ ợp vệ tin địa

tĩn và vệ tin cực TSS C ỉ số t ống ê ỹ năng t ực

VarQC Kiểm tra c ất lượng biến p ân

ục bả g biểu

Bảng 1.1 Tần suất p t ấp ản ưởng đến ạ lưu sông Me ong 1947 – 2002 (Trung tâm Quốc gia ự b o KTTV 2002) 15Bảng 3.1 T m s t trong ệ t ống p ân tíc của ECMWF 9/2003 (T épaut 2003) 60Bảng 3.2 Độ lệc c uẩn t m s t ở trạm SYNOP 73Bảng 3.3 Độ lệc c uẩn t m s t ở trạm cao ông TEMP t eo mực p suất 73Bảng 3.4 C c ệ số trước àm Bessel x c địn àm tương quan ngang (Rodin 2005) 78

ục ì vẽ

Hìn 1.1 Độ lệc c uẩn trung bìn lượng mưa ngày (tr i) và tổng lượng mưa trung

bìn trên ạ lưu sông Me ong (p ải) từ năm 1998 đến 2006 12

Hìn 1.2 Bản đồ địa ìn ạ lưu sông Me ong 13

Hìn 1.3 Tổng lượng mưa từ t ng 5 đến t ng 10 trên ạ lưu sông Me ong năm 2000 (tr i) và năm 1998 (p ải) 17

Hìn 1.4 Tổng lượng mưa từ t ng 5 đến t ng 10 trên ạ lưu sông Me ong năm 2001 (tr i) và năm 2003 (p ải) 17

Hìn 1.5 Tổng lượng mưa t ng 6 trên ạ lưu sông Me ong năm 2000 (tr i) và năm 2003 (p ải) 19

Hìn 1.6 Tổng lượng mưa t ng 6 trên ạ lưu sông Me ong năm 2001 (tr i) và năm 2005 (p ải) 19

Hìn 1.7 Tổng lượng mưa t ng 6 trên ạ lưu sông Me ong năm 2002 (tr i) và năm 2004 (p ải) 20

Hìn 1.8 Tổng lượng mưa t ng 7 trên ạ lưu sông Me ong năm 2001 (tr i) và năm 1999 (p ải) 21

Hìn 1.9 Tổng lượng mưa t ng 8 trên ạ lưu sông Me ong năm 2001 (tr i) và năm 1999 (p ải) 22

Hìn 1.10 Tổng lượng mưa t ng 7 trên ạ lưu sông Me ong năm 2000 (tr i) và năm 2001 (p ải) 23

Hìn 2.1 Hàm trọng số Barnes đã bỏ qua ệ số c uẩn óa 44

Hìn 2.2 Hàm đ p ứng biên độ với lần quét t ứ n ất 45

Hìn 2.3 Hàm đ p ứng biên độ t eo p ương p p Barnes (1964) ai lần quét 46

Hìn 2.4 Hàm đ p ứng biên độ t eo p ương p p Barnes (1973) với γ = 0.2 48

Hìn 2.5 Hàm đ p ứng biên độ t eo p ương p p Barnes ba lần quét với γ = 0.2 49 Hìn 2.6 Qu trìn cực tiểu o àm mục tiêu J với ai biến 56

Hìn 3.1 P ân bố của c c t m s t truyền t ống trên u vực Việt Nam 59

Hìn 3.2 Monitoring p ân bố của c c quan trắc truyền t ống 64

Hìn 3.4 Hàm tương quan ngang cùng c c đạo àm của nó Bên tr i: x c địn t eo

àm Bessel Bên p ải: x c địn t eo àm đa t ức (Rodin 2005) 78

Hìn 3.5 Hàm tương quan t ẳng đứng giữa độ cao - độ cao, n iệt độ - n iệt độ, n iệt độ - độ cao (bên tr i) và p ương sai p ân bố t eo p ương t ẳng đứng của n iệt độ (bên p ải) t eo Rodin (2005) 81

Hìn 3.6 Ba p ương p p lọc x c địn trường ban đầu ( ìn tròn trắng: c ưa lọc, ìn tròn đen: lọc, mũi tên nét đứt: tíc p ân đoạn n iệt, mũi tên nét liền: tíc p ân p i đoạn n iệt) 85

Hìn 3.7 Qu trìn vi vật l mây (Majews i 2005) 91

Hìn 3.8 Sơ đồ t am số óa đối lưu Tiedt e (Kiều T ị Xin 2005) 92

Hìn 3.9 C c qu trìn vận c uyển n iệt và nước trong đất (Kiều T ị Xin 2005) 93 Hìn 3.10 Hệ t ống đồng óa số liệu c u ỳ 6 97

Hìn 4.1.C c trạm đo mưa truyền t ống trên lưu vực sông Me ong 103

Hìn 4.2 Lượng mưa 24 giờ x c địn từ sản p ẩm 3B42RT (tr i) và 3B42 (p ải) 105

Hìn 4.3 Bản đồ p ân bố c c quan trắc mưa c o ệ t ống p ân tíc 107

Hìn 4.4 P ân c ia lưu vực đ n gi dự b o trên sông Me ong 111

Hìn 4.5 P ân bố tổng lượng mưa t ng 5 (tr i) và t ng 6 (p ải) năm 2005 113

Hìn 4.6 P ân bố tổng lượng mưa t ng 7 (tr i) và t ng 8 (p ải) năm 2005 114

Hìn 4.7 P ân bố tổng lượng mưa t ng 9 (tr i) và t ng 10 (p ải) năm 2005 115

Hìn 4.8 P ân bố tổng lượng mưa (tr i) và độ lệc c uẩn lượng mưa ngày (p ải) từ t ng 5 đến t ng 10 năm 2005 116

Hìn 4.9 P ân bố tổng lượng mưa dự b o địn lượng mưa 0024 từ t ng 5 đến t ng 10 năm 2005 117

Hìn 4.10 P ân bố sai số trung bìn dự b o địn lượng mưa 0024 118

Hìn 4.11 P ân bố sai số căn quân p ương dự b o địn lượng mưa 0024 118

Hìn 4.12 P ân bố ệ số tương quan dự b o địn lượng mưa 0024 119

Hìn 4.13 P ân bố sai số ệ t ống tần xuất dự b o địn lượng mưa 0024 120

Hìn 4.14 P ân bố x c suất p t iện dự b o địn lượng mưa 0024 121

Hìn 4.15 P ân bố tỷ số dự b o ống dự b o địn lượng mưa 0024 121

Hìn 4.16 P ân bố c ỉ số t ống ê ỹ năng t ực dự b o địn lượng mưa 0024 122 Hìn 4.17 C c c ỉ số đ n gi liên tục dự b o địn lượng mưa 0024 trên lưu vực Vientiane 124

Hìn 4.18 C c c ỉ số đ n gi n ị p ân dự b o địn lượng mưa 0024 trên lưu vực Vientiane 124

Hìn 4.19 C c c ỉ số đ n gi liên tục dự b o địn lượng mưa 0024 trên lưu vực Pakse 125

Hìn 4.20 C c c ỉ số đ n gi n ị p ân dự b o địn lượng mưa 0024 trên lưu vực Pakse 126

Hìn 4.21 C c c ỉ số đ n gi liên tục dự b o địn lượng mưa 0024 trên lưu vực Tây Nguyên 127

Hìn 4.22 C c c ỉ số đ n gi n ị p ân dự b o địn lượng mưa 0024 trên lưu vực Tây Nguyên 128

Hìn 4.23 C c c ỉ số đ n gi liên tục dự b o địn lượng mưa 0024 trên lưu vực Tonle Sap 129

Hìn 4.24 C c c ỉ số đ n gi n ị p ân dự b o địn lượng mưa 0024 trên lưu vực Tonle Sap 129

Hìn 4.25 P ân bố sai số trung bìn dự b o địn lượng mưa 2448 130

Hìn 4.26 P ân bố sai số căn quân p ương dự b o địn lượng mưa 2448 131

Hìn 4.27 P ân bố ệ số tương quan dự b o địn lượng mưa 2448 131

Hìn 4.28 P ân bố sai số ệ t ống tần xuất dự b o địn lượng mưa 2448h 132 Hìn 4.29 P ân bố c ỉ số t ống ê ỹ năng t ực dự b o địn lượng mưa 2448 132

Mở đầu

1 L do lự c ọ đề tài

Trong 46 năm gần đây ( ể từ i có quan trắc t ủy văn một c c ệ t ống), trên

ệ t ống sông Mekong đã xảy ra 10 trận lũ đặc biệt lớn gây ngập lụt lớn ở đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) Trung bìn cứ 4 năm có 1 năm lụt lớn với mực nước đỉn lũ tại Tân C âu trên sông Tiền lớn ơn 4,5 mét Đặc biệt, năm 2000,

ĐBSCL đã p ải đương đầu với trận lũ lụt lớn n ất ể từ năm 1926 đến nay Ngập

lụt lớn n ất ở vùng Đồng T p Mười và vùng lân cận, lớn ơn lũ lụt đặc biệt lớn năm 1978, 1996 oảng 20 đến 60cm Bốn nước ạ lưu sông Mekong là T i Lan, Lào, Campuc ia và Việt Nam đều bị ản ưởng rộng ắp, t iệt ại ng iêm trọng

về người và tài sản, gây ậu quả xấu về in tế, xã ội và môi trường

Ngay sau lũ lụt lịc sử năm 2000 là 2 năm lũ lụt đặc biệt lớn 2001 và 2002 với mức độ tương đương năm 2000 về diện ngập, t ời gian ngập Tuy độ sâu ngập ở vùng đầu nguồn ĐBSCL c ỉ ở mức n ư năm 1978 song diễn biến p ức tạp t eo t ời gian và ông gian Lũ lớn 3 năm 2000, 2001, 2002 là trường ợp duy n ất quan trắc được trong 76 năm qua với 3 năm liền có lũ lụt đặc biệt lớn với dạng lũ ai đỉn cao - dạng lũ bất lợi n ất c o p òng tr n ở ĐBSCL

Lũ lụt trong ba năm liên tiếp này đã đặt ra yêu cầu c o c c n à quản l , c c n à

oa ọc một c i n ìn toàn diện về vấn đề lũ, lụt trên ĐBSCL, từ đó có t ể oạc địn đúng đắn c iến lược “sống c ung với lũ” Đây là vấn đề lớn và p ức tạp đòi

ỏi sự p ối ợp và t am gia của n iều n à oa ọc Từ đó, n ững căn cứ oa ọc được đưa ra sẽ p ục vụ quy oạc lũ nói riêng, quy oạc p t triển ĐBSCL nói chung Riêng với ngàn í tượng t ủy văn, cần tăng cường công t c ng iên cứu

c c quy luật t ời tiết, mưa, lũ, lụt ở lưu vực sông Mekong Đ n gi n ững t ay đổi,

n ững xu ướng biến đổi của c c yếu tố t c động là ết sức quan trọng Điều c ủ yếu là p ải p t triển công t c cản b o, dự b o lũ, lụt p ục vụ p òng tr n , giảm

t iệt ại

C c ng iên cứu trước đây c o t ấy tổng lượng lũ từ trung lưu về c âu t ổ đóng

diện ngập còn bị c i p ối bởi t c động điều tiết của Biển Hồ, vùng trũng ven sông,

t c động của t ủy triều, lượng mưa nội đồng và ản ưởng của cơ sở ạ tầng, c c biện p p công trìn p òng tr n lũ C o đến n ững năm gần đây, cơ sở ạ tầng đã

có n ững t ay đổi lớn, n ất là sự xuất iện và oạt động của c c công trìn iểm

so t lũ, công trìn dẫn t o t lũ ở ĐBSCL, c c u đê bao c ống lũ, c c đường giao

t ông vượt lũ, đường giao t ông ở c c cao trìn c n au dẫn đến lũ lụt diễn biến

p ức tạp và có n ững biểu iện c biệt n ất địn so với trước đây ù vậy, vẫn

n ư quy luật c ung, nguyên n ân trực tiếp gây lũ trên sông Me ong c ủ yếu do mưa lớn tập trung ở p ần lưu vực t uộc lãn t ổ Lào, Tây Nguyên Việt Nam và đông bắc Campuc ia dưới t c động của c c n iễu động t ời tiết xuất iện i gió mùa tây nam oạt động mạn n ư xo y t uận n iệt đới, dải ội tu n iệt đới và một

số ìn t ế t ời tiết gây mưa c o đó yếu tố lượng mưa trên lưu vực sông

Me ong ông t ể bỏ qua trong bất cứ p ương p p dự b o lũ nào c o ĐBSCL Yếu tố lượng mưa được sử dụng trong dự b o lũ dưới ai dạng quan trắc và dự

b o Lượng mưa quan trắc là lượng mưa đo được trên lưu vực sử dụng c c trạm đo mưa truyền t ống ay viễn t m n ư vệ tin và radar Lượng mưa dự b o là ết quả

dự b o t eo một p ương p p oa ọc nào đó mà t ông t ường là c c mô ìn dự

b o t ời tiết Sử dụng lượng mưa nào trong dự b o lũ p ụ t uộc vào t ời gian truyền lũ cũng n ư ạn dự b o lũ

ự b o mưa ngắn ạn đặc biệt quan trọng đối với dự b o lũ trên n ững sông ngắn và dốc n ư c c sông tại miền Trung Việt Nam Đối với dự b o lũ trên ĐBSCL, tầm quan trọng của dự b o mưa ạn ngắn t ấp ơn do t ời gian truyền lũ

từ vùng Trung Lào và Hạ Lào về ĐBSCL t ường từ ba đến bảy ngày ự b o mưa trên lưu vực sông Me ong c o p ép ta éo dài t ời ạn dự b o lũ tại ĐBSCL t êm một đến ai ngày Đối với dự b o lũ trên vùng biên giới giữa Lào và T i Lan, lượng mưa dự b o ngắn ạn sẽ trở nên quan trọng ơn Lũ trên ĐBSCL t c động rất lớn đến đời sống in tế xã ội của một u vực dân sin in tế rộng lớn c o nên

éo dài t ời đoạn dự b o có một tầm quan trọng n ất địn

Sự t iếu ụt c c dữ liệu quan trắc mưa trên ạ lưu sông Me ong t uộc lãn t ổ Lào và Campuc ia t c động rất lớn tới c ất lượng dự b o lũ tại ĐBSCL Số liệu từ

c c trạm đo mưa truyền về Việt Nam trên u vực này oảng 20 trạm với mật độ trung bìn 100 m C o đến nay, để dự b o lũ người ta p ải lấy số liệu t ực đo tại mỗi trạm làm số liệu đại diện c o cả lưu vực N ư vậy một ệ t ống p ân tíc mưa trên u vực này sử dụng c c số liệu viễn t m sẽ trở nên rất ữu íc trong việc cung cấp số liệu mưa quan trắc c o mô ìn t ủy văn

Ngày nay, c c mô ìn số đã oàn toàn t ống trị trong công t c dự b o mưa ngắn ạn do độ c ín x c cao ơn so với p ương p p t ống ê trước đó Mô ìn

số dự b o t ời tiết bắt đầu được đưa vào Việt Nam từ năm 2000 với mô ìn HRM tại oa K í tượng T ủy văn Hải dương ọc, Đại ọc K oa ọc Tự n iên, Đại ọc Quốc gia Hà Nội Tiếp sau đó là sự xuất iện một loạt c c mô ìn dự b o tại c c trung tâm dự b o, trường đại ọc và viện ng iên cứu c n au: Eta (Trần Tân Tiến, 2004), MM5 ( ương Hồng Sơn, 2002, Hoàng Đức Cường, 2004), RAMS (Trần Tân Tiến, 2004), BoLAM (Vũ Min C t, 2007) C c mô ìn đã góp p ần tăng cường c ất lượng dự b o t ời tiết trên u vực Việt Nam

ự b o lượng mưa gây lũ trên ĐBSCL c ỉ có t ể được giải quyết t ông qua c c

mô ìn số trị dự b o t ời tiết Mặc dù đã có n iều mô ìn được sử dụng tại Việt Nam n ưng gần n ư c ưa có sản p ẩm dự b o từ mô ìn nào được đưa vào trong công t c dự b o lũ tại ĐBSCL Sản p ẩm mưa dự b o từ mô ìn HRM cũng đã được sử dụng một t ời gian n ưng đã tạm ngừng do c ất lượng dự b o từ mô ìn

c ưa cao T ực tế đó đòi ỏi ta p ải ng iên cứu x c địn c c giải p p t íc ợp

ơn i sử dụng mô ìn trong công t c dự b o t ời tiết trên u vực Việt Nam Ngày nay i còn n iều vấn đề động lực trên u vực n iệt đới c ưa có được

n ững l t uyết giải t íc tốt, có t ể sử dụng một số p ương p p tạm t ời c o

p ép tăng cường c ất lượng dự b o: đồng óa số liệu, dự b o tổ ợp ay mô ìn

g ép đại dương í quyển Luận n này c ỉ giới ạn ở bài to n đồng óa số liệu cho

mô ìn HRM Đó là “Ng iên cứu cải tiến và p dụng sơ đồ đồng óa số liệu cho

mô ìn HRM dự b o mưa gây lũ ở đồng bằng sông Cửu Long”

2 Mục đíc , đối tượ g, p ạ vi g iê cứu

N ư đã nói trong p ần trên, dự b o lũ tại ĐBSCL p ụ t uộc vào n ân tố đầu vào quan trọng là lượng mưa o lũ tại ĐBSCL p ụ t uộc vào lượng mưa trên ạ lưu sông Me ong t uộc lãn t ổ ba nước Lào, T i Lan và Campuc ia, lượng mưa quan trắc cũng n ư lượng mưa dự b o tại u vực này có tầm quan trọng n ư n au

o đó, mục đíc c ín của luận n sẽ là cung cấp lượng mưa p ân tíc và dự b o của mô ìn HRM với c ất lượng cao ơn n ờ có đồng óa số liệu èm t eo n ững

đ n gi cụ t ể về c ất lượng dự b o mưa, cung cấp c o c c mô ìn t ủy văn

n ằm nâng cao c ất lượng dự b o lũ tại ĐBSCL

Để t ực iện, một ệ t ống p ân tíc và dự b o cần được xây dựng c o ạ lưu sông Me ong Hệ t ống p ân tíc ngoài việc cung cấp lượng mưa p ân tíc (lượng mưa quan trắc trên lưới) còn làm n iệm vụ cung cấp trường ban đầu dưới dạng gió,

p, n iệt, ẩm c o mô ìn dự b o t ời tiết Với trường ban đầu tốt ơn n ờ ệ t ống

p ân tíc , mô ìn sẽ c o ta lượng mưa dự b o tốt ơn với ạn một đến ai ngày trên ạ lưu sông Me ong

Do lưu vực sông Me ong trải dài trên lãn t ổ s u nước từ Trung Quốc tới Việt Nam, trước ết ta p ải x c địn n ững u vực cần quan tâm Đây p ải là u vực

mà lượng mưa tại đó quyết địn tới diễn biến lũ ở ĐBSCL C c ng iên cứu trước đây c o t ấy lượng mưa từ trung ạ Lào éo dài c o tới Tây Nguyên và đông bắc Campuchia ( ạ lưu sông Me ong) có vai trò quan trọng trong dự b o lũ tại ĐBSCL

N ững n ận địn n ư vậy sẽ được iểm c ứng lại t ông qua lượng mưa p ân tíc

từ ệ t ống p ân tíc mưa được p t triển trong luận n này Ngoài ra, trường mưa

p ân tíc từ ệ t ống còn được sử dụng trong đ n gi dự b o

Song song với ệ t ống p ân tíc mưa sẽ là một ệ t ống đồng óa số liệu gồm bốn t àn p ần: ệ t ống iểm tra c ất lượng, c ương trìn p ân tíc c quan,

c ương trìn ban đầu óa và mô ìn dự b o t ời tiết ngắn ạn T c động của đồng

óa số liệu tới c ất lượng dự b o được biểu iện t ông qua cập n ật c c số liệu địa

p ương cũng n ư c c qu trìn quy mô n ỏ được giữ lại t ông qua trường nền từ

mô ìn dự b o Mô ìn sau đó sẽ được c ạy dự b o cung cấp trường mưa c o công t c dự b o lũ tại ĐBSCL

3 Ý g ĩ o ọc, t ực tiễ

Trên t ực tế, ông p ải c ỉ đến sau năm 2002, công t c dự b o lũ trên ĐBSCL mới n ận được sự quan tâm t íc đ ng của c c n à t ủy văn Ngay từ n ững năm trước đó đã có n iều đề tài được triển ai trong tín to n, mô ìn óa dòng c ảy,

đ n gi c c yếu tố ản ưởng p ân bố lũ, dự b o lũ trên sông Me ong, ông c ỉ tại Việt Nam mà còn cả do c c nước trên lưu vực sông Me ong mà Ủy ban sông

Me ong làm đại diện tiến àn Tuy n iên c ỉ đến năm 2002, tầm quan trọng của vấn đề mới trở nên rõ ràng ơn với c c n à quản l Việt Nam C ín p ủ đã đề ra một c iến lược “sống c ung với lũ”, trong đó dự b o lũ có một vai trò quan trọng Bởi vậy, ết quả ng iên cứu của đề tài sẽ địn ướng c o việc p dụng mô ìn số vào dự b o mưa p ục vụ công t c dự b o lũ trên ĐBSCL, góp p ần nâng cao c ất lượng dự b o lũ lụt u vực này, giải quyết vấn đề cấp b c iện nay và giúp íc

c o c iến lược c ung sống với lũ lụt của N à nước ở Nam Bộ

Hệ t ống p ân tíc mưa sẽ góp p ần giải quyết ó ăn lớn n ất iện nay đối với c c mô ìn t ủy văn dự b o lũ trên ĐBSCL đó là yếu tố lượng mưa t ực tế Hiện tại trên t ế giới c c công ng ệ viễn t m đo mưa từ vệ tin và radar đã được ứng dụng từ lâu ông c ỉ trong í tượng mà còn trong t ủy văn Với số trạm đo mưa p ân bố t ưa trên lưu vực, x c địn mưa bằng công ng ệ viễn t m c o t ấy đây sẽ là n ân tố c ín trong x c địn mưa trên lưu vực sông Me ong Bằng c c

ết ợp giữa c c nguồn số liệu c n au này, ệ t ống p ân tíc mưa sẽ tạo ra một biểu diễn tốt n ất có t ể của trường mưa

Một ệ t ống đồng óa số liệu có ng ĩa tạo ra một bước t ay đổi tiếp t eo trong dự b o số trị ở Việt Nam iện nay Bởi iện tại, c c mô ìn u vực sử dụng tại Việt Nam đều dựa trên p ân tíc và dự b o từ c c mô ìn toàn cầu oặc ệ

t ống p ân tíc dự b o u vực Mọi mô ìn đều c ạy với độ p ân giải cao ơn so với độ p ân giải từ p ân tíc và dự b o của mô ìn toàn cầu Điều này đồng ng ĩa với việc một vùng p ổ nằm giữa độ p ân giải của mô ìn toàn cầu và mô ìn u

vực ông được biểu diễn trong số liệu ban đầu cũng n ư số liệu biên Hệ t ống đồng óa số liệu sẽ c o p ép lấp đầy oảng trống này, t c động tới c ất lượng dự

b o

Hệ t ống đồng óa số liệu còn c o p ép ta tự c ủ ơn trong công t c dự b o àng ngày Nếu c ỉ sử dụng p ân tíc và dự b o từ mô ìn toàn cầu, bản tin dự b o

c ỉ có t ể đưa ra n an n ất là sau bốn giờ so với giờ bắt đầu làm dự b o do mô

ìn toàn cầu cần t ời gian c ạy và truyền số liệu dẫn đến t ời gian trễ t ông

t ường là ba giờ N ờ có đồng óa số liệu, bản tin có t ể đưa ra n an ơn ai giờ

so với trước đây Ngoài ra, nếu sử dụng số liệu radar, ệ t ống mở ra ả năng dự

b o cực ngắn (nowcasting)

Đặc biệt, t àn p ần iểm tra c ất lượng trong ệ t ống đồng óa đòi ỏi ta

p ải c ú trọng ơn đến âu iểm tra c ất lượng với c c số liệu quan trắc n ận được àng ngày trên u vực Việt Nam Nếu trước đây c ỉ có một số iểm tra tuần

tự đơn giản được t ực iện t ì iện tại n ờ đồng óa số liệu ta có t ể sử dụng t êm

dự b o từ mô ìn trong qu trìn iểm tra c ất lượng Hơn nữa n ững quan trắc trước đây c ỉ được dùng n ư một công cụ monitoring, n ư vệ tin và radar t ì iện nay cần được đầu tư ai t c sử dụng p ục vụ dự b o số

4 P ươ g p p g iê cứu

Để xây dựng ệ t ống p ân tíc mưa, c c ỹ t uật p ân tíc c quan ai

c iều sẽ được ng iên cứu sử dụng Trên t ế giới iện tại, ba ỹ t uật ay được sử dụng trong p ân tíc mưa gồm ỹ t uật iệu c ỉn liên tiếp, ỹ t uật ridging và ỹ

t uật nội suy tối ưu Kỹ t uật iệu c ỉn liên tiếp được lựa c ọn do tín đơn giản cũng n ư c ặt c ẽ của p ương p p Số liệu quan trắc c o ệ t ống bao gồm c c số liệu quan trắc mưa í tượng và t ủy văn cùng số liệu vệ tin TRMM

Trong một ệ t ống đồng óa số liệu, ta p ải tập trung ng iên cứu bốn t àn

p ần c ín gồm iểm tra c ất lượng, p ân tíc c quan, ban đầu óa và mô ìn

dự b o Tại Việt Nam, ngoại trừ t àn p ần cuối cùng đã được p t triển mạn , ba

t àn p ần trước đó c ưa được p t triển t íc đ ng o ông t ể ế t ừa n ững

ng iên cứu trước đó, luận n sẽ p ải t ực iện một ối lượng công việc lớn

với ba t àn p ần đầu Với t àn p ần cuối cùng, luận n lựa c ọn mô ìn HRM,

mô ìn đã được sử dụng trong dự b o bão, dự b o mưa lớn với n ững ỹ năng dự

b o n ất địn (Kiều T ị Xin, 2002 và 2005) Ngoài ra đây cũng là mô ìn đã đưa

ra n ững đ n gi c quan trong dự b o mưa trên u vực Việt Nam với một

c uỗi số liệu dài

Trước i xây dựng ệ t ống iểm tra c ất lượng, th m s t àng ngày trên u vực Việt Nam cần được quản l tập trung, t ống n ất ông c ỉ tiện lợi trong đồng

óa mà còn sử dụng sau này trong đ n gi cũng n ư t ống ê o đó luận n cần

ng iên cứu t iết ế, xây dựng cơ sở dữ liệu c o c c quan trắc C c p ương p p iểm tra đơn giản cũng cần được xây dựng với mục đíc loại bỏ n ững sai số lớn trong t m s t ban đầu

Với p ân tíc c quan cần lựa c ọn một p ương p p t íc ợp với điều iện về số liệu và ả năng tín to n iện tại ở Việt Nam Ngoài ra nên ế t ừa từ

c c c ương trìn sẵn có trên t ế giới nếu có t ể bởi xây dựng từ đầu một c ương trìn p ân tíc c quan ba c iều, đa biến đòi ỏi một ối lượng công việc rất lớn C c p ương p p p ân tíc c quan iện đại gồm có: nudging, nội suy tối

ưu, biến p ân ba c iều 3 VAR, biến p ân bốn c iều 4 VAR và lọc Kalman tổ

ợp Hai p ương p p cuối cùng tốn ém về mặt tín to n nên ông được lựa

c ọn Ý địn ban đầu của luận n là sử dụng p ương p p nudging tuy n iên trong

qu trìn ng iên cứu ợp t c với DWD, t c giả quyết địn sử dụng p ương p p iện đại ơn là 3 VAR

Với ban đầu óa, p ương p p ng iên cứu cũng tương tự n ư với p ân tíc

c quan: để xây dựng n an ệ t ống p ân tíc ta nên ế t ừa từ c c c ương trìn đã có Luận n đã xây dựng p ương p p ban đầu óa bằng lọc số độ lệc (IDFI) dựa trên c ương trìn ban đầu óa bằng lọc số ( FI) đã có trong c ương trìn HRM

N ững đặc trưng í ậu t eo ông gian và t ời gian về lượng mưa trên lưu vực sông Me ong cần được xem xét có p ê p n t ông qua c c ết quả từ ệ t ống

p ân tíc mưa N ững n ận xét này sẽ địn ướng lựa c ọn miền dự b o cũng n ư

p ần miền đ n gi trên lưu vực sông Me ong

Cuối cùng một c ương trìn đ n gi lượng mưa dự b o dựa trên c c c ỉ số

đ n gi cơ bản cần được t ực iện P ân bố t eo ông gian và t ời gian của c c

c ỉ số này sẽ góp p ần ẳng địn vai trò của đồng óa số liệu tới ết quả dự b o địn lượng mưa trên lưu vực sông Me ong Lượng mưa đối c ứng đưa vào đ n gi

c ín là lượng mưa p ân tíc từ ệ t ống p ân tíc mưa được luận n p t triển trước đó

5 C c ết quả ới củ luậ

C ương trìn p ân tíc mưa trên u vực Việt Nam mà luận n xây dựng được

là c ương trìn p ân tíc mưa đầu tiên ở trong nước, ông c ỉ ữu íc trong đ n

gi dự b o mưa mô ìn mà còn tạo trường đầu vào c o c c mô ìn t ủy văn, c o

p ép ng iên cứu í ậu p ân bố lượng mưa trên u vực Việt Nam

Lần đầu tiên ở trong nước luận n đã p t triển được một ệ t ống đồng óa số liệu trên u vực Việt Nam, trong đó t c giả luận n đã p t triển ba t àn p ần

c ín của ệ t ống: iểm tra c ất lượng t m s t, p ân tíc c quan và ban đầu

óa

ự b o mưa từ p ân tíc của ệ t ống này (gồm ba t àn p ần nêu trên và mô

ìn HRM) từ mô ìn HRM được nâng cao rõ rệt (đặc biệt trong dự b o c o ngày đầu tiên) min c ứng vai trò của đồng óa số liệu tới c ất lượng dự b o mưa, góp

p ần quan trọng vào nâng cao c ất lượng dự b o lũ trên ĐBSCL

6 Cấu trúc củ luậ

Luận n gồm bốn c ương cùng p ần mở đầu và ết luận

Chương 1: Tổng quan về mưa lớn gây lũ lụt ở đồng bằng sông Cửu Long và khả năng dự báo

Mục t ứ n ất của c ương này trìn bày tổng quan về điều iện í ậu cũng

n ư đặc điểm địa ìn trên lưu vực sông Me ong Sử dụng ệ t ống p ân tíc mưa, luận n sẽ min c ứng lại n ững n ận địn của c c ng iên cứu từ c c t c giả trước đây về lượng mưa trên lưu vực sông Me ong ản ưởng tới diễn biến lũ trên

ĐBSCL Mục ai trìn bày về công t c dự b o mưa p ục vụ dự b o t ủy văn tại ĐBSCL P ân tíc c o t ấy việc sử dụng sản p ẩm mưa dự b o từ c c mô ìn số trị là tất yếu và đề ra một số giải p p c o p ép nâng cao ơn nữa c ất lượng mưa

dự b o Giải p p được đề cao là xây dựng ệ t ống đồng óa số liệu trên u vực này

Chương 2: Cơ sở lý thuyết phân tích khách quan

o p ân tíc c quan ông c ỉ là một yếu tố quan trọng trong ệ t ống đồng óa số liệu mà còn được sử dụng trong c ương trìn p ân tíc mưa, l t uyết này sẽ được tập trung trìn bày riêng trong c ương 2 C ương này được c ia làm ba mục Mục một mô tả sơ lược c c lịc sử c c p ương p p p ân tíc c quan,

p ân tíc c ỉ ra một số p ương p p p p iện đại p ù ợp với điều iện iện tại của Việt Nam P ương p p 3 VAR được lựa c ọn trong xây dựng ệ t ống đồng

óa C i tiết về p ương p p này, do đó sẽ được trìn bày sau đó trong mục ba Mục hai mô tả ỹ t uật iệu c ỉn liên tiếp Barnes, ỹ t uật sẽ được sử dụng trong

c ương trìn p ân tíc mưa

Chương 3: Xây dựng hệ thống đồng hóa số liệu

C ương này bao gồm năm mục, lần lượt trìn bày bốn t àn p ần của ệ t ống đồng óa số liệu và bản t ân ệ t ống đồng óa số liệu do bốn t àn p ần này ợp

t àn Bốn t àn p ần này gồm có: ệ t ống iểm tra c ất lượng, c ương trìn

p ân tíc c quan 3 VAR, c ương trìn ban đầu óa I FI và mô ìn HRM

Hệ t ống đồng óa số liệu là một ệ t ống được luận n p t triển mới được trìn bày riêng t àn một mục trong c ương này

Chương 4: Kết quả dự báo thử nghiệm từ phân tích của hệ thống đồng hóa số liệu và đánh giá

Mở đầu c ương 4, luận n mô tả c ương trìn p ân tíc mưa được t c giả luận

n p t triển P ương p p p ân tíc của ệ t ống đã được mô tả trong c ương 2 và ứng dụng một p ần trong c ương 1 Sau ệ t ống p ân tíc mưa sẽ là đ n gi địn lượng mưa dự b o trên ạ lưu sông Me ong mùa mưa năm 2005 với trường mưa

p ân tíc được sử dụng làm số liệu đối c ứng Lượng mưa dự b o sẽ được đ n gi

cả về mặt ông gian và t ời gian t eo n ững c ỉ số đ n gi cơ bản Hạ lưu sông

Me ong sẽ được p ân c ia t àn c c lưu vực n ỏ ơn, lượng mưa được p ân c ia

t àn 2 ạn dự b o ngày t ứ n ất 0024 và ngày t ứ ai 2448h

Cuối cùng, p ần ết luận sẽ tổng ợp lại n ững ết quả mới đạt được của luận

n P ần iến ng ị tiếp sau đó sẽ đề xuất n ững ướng ng iên cứu tiếp t eo dựa trên cơ sở là c c ết quả đã đạt được

C ươ g 1 Tổ g qu về ư lớ gây lũ lụt ở đồ g

bằ g sô g Cửu Lo g và ả ă g dự b o

Mục này sẽ ảo s t, iểm c ứng lại về mặt í ậu lượng mưa trên ạ lưu sông Me ong t eo n iều n ận xét đã có từ c c công trìn ng iên cứu trước đây

N ững iểm c ứng này được t ực iện trên cơ sở ệ t ống p ân tíc mưa do luận

n xây dựng Hệ t ống bao gồm dữ liệu mưa trên lưu vực sông Me ong trong 9 năm từ 1998 đến 2006 C i tiết về ệ t ống p ân tíc mưa sẽ được trìn bày trong mục 4.1 P ương p p p ân tíc sử dụng trong ệ t ống được trìn bày trong mục 2.2

C c n ận xét rút ra từ c c công trìn trước đây, p ần lớn là c c công trìn

ng iên cứu trong ngàn t ủy văn, đều dựa trên số liệu mưa từ c c trạm đo mưa truyền t ống Số liệu này c o ta bức tran mô tả p ân bố lượng mưa về mặt t ời gian n ưng ông tạo được bức tran toàn cản p ân bố lượng mưa t eo ông gian trên toàn lưu vực Ngoài ra, lượng mưa đo tại trạm là lượng mưa điểm, c ứa mọi quy mô từ quy mô n ỏ n ư mưa dông c o tới quy mô lớn n ư mưa gió mùa

o đó, để ảo s t n ất t iết p ải có qu trìn lọc bỏ lượng mưa ứng với qu trìn quy mô n ỏ c ỉ giữ lại lượng mưa ứng với c c qu trìn mà mật độ trạm đo mưa trên lưu vực có t ể giải được

Điều này trở nên rất quan trọng i ta biết rằng số lượng c c trạm đo mưa trên lưu vực sông Me ong mà Việt Nam n ận được àng ngày oảng 50 trạm với p ân

bố rất t ưa, oảng c c trung bìn 100 m Rõ ràng với mật độ n ư vậy, c c n ận xét đưa ra sẽ t iếu tín t uyết p ục về mặt oa ọc Việc sử dụng lượng mưa tại một trạm để đặc trưng c o lượng mưa cả vùng xung quan sẽ có nguy cơ đ n gi

qu cao lượng mưa t ực tế Tất n iên, c c ng iên cứu trước đó được t ực iện ông c ỉ dựa trên 50 trạm này mà còn dựa trên một số lượng lớn c c trạm ông được p t b o quốc tế Tuy n iên, p ần quan trọng n ất là bản đồ p ân bố mưa trên

K í ậu trên lưu vực sông Mekong là í ậu n iệt đới gió mùa, ngoại trừ í

ậu cận n iệt đới ở vùng t ượng lưu Gió mùa đông bắc oạt động từ t ng 11 đến giữa t ng 3 năm sau trong i gió mùa tây nam oạt động từ giữa t ng 5 đến

t ng 9, c c t ng c là t ời ỳ c uyển mùa T ời ỳ gió mùa tây nam oạt động cũng là t ời ỳ có mưa lớn, độ ẩm cao Trong t ời ỳ này, lượng mưa n ìn c ung

có p ân bố tù, trải đều trong c c t ng Điều này được min c ứng qua p ân bố của

độ lệc c uẩn trung bìn lượng mưa ngày i có gió mùa tây nam oạt động trên ạ lưu sông Me ong từ năm 1998 đến năm 2006 trên ìn 1.1 (tr i) Có t ể t ấy rõ, độ lệc c uẩn t ường ông vượt qu 15mm Điều này là rất c biệt nếu ta so s n với độ lệc c uẩn lượng mưa ngày trên c c lưu vực sông ở miền trung Việt Nam

i gi trị này rất lớn có i lên tới 30mm

Hìn 1.1 Độ lệc c uẩn trung bìn lượng mưa ngày (tr i) và tổng lượng mưa trung

bìn trên ạ lưu sông Me ong (p ải) từ năm 1998 đến 2006

Tuy có p ân bố tương đối đều đặn về mặt t ời gian trong mùa mưa n ưng lượng mưa có p ân bố ông đều về mặt ông gian ( ìn 1.1 p ải) Lượng mưa tập trung

c ủ yếu từ Vientiane đến vùng Tây Nguyên của Việt Nam, dọc t eo sườn tây của

dãy Trường Sơn, qua Biển Hồ và ra vịn T i Lan Ba tâm mưa c ín bao gồm

u vực biên giới giữa Lào và T i Lan từ Pa san tới Na on P anom, u vực nam Lào, đông bắc Campuc ia từ Pa se qua Strung Treng tới Kratie và p ía tây nam Campuc ia Lượng mưa p ổ biến ở c c u vực này là 2000mm, ở tây nam Campuc ia lên đến 3000mm Tại u vực bắc Lào và p ía đông T i Lan trên cao nguyên K orat, lượng mưa t ấp ơn c ỉ từ 1000 đến 1200mm

P ân bố lượng mưa n ư vậy có quan ệ c ặt c ẽ với địa ìn dọc t eo ạ lưu sông Me ong ( ìn 1.2) Nửa p ần p ía bắc của Lào và đông bắc T i Lan, địa

ìn có n iều núi cao, sườn dốc đứng, bị c ia cắt bởi c c t ung lũng sông N ững dãy núi có ướng tây bắc - đông nam, n iều đỉn cao oảng 2100m Gió mùa tây nam trước i tới được u vực này p ải đi qua dãy P etc abun với đỉn cao n ất

là 1820m ở miền trung T i Lan do đó lượng mưa trên u vực này đã giảm đi đ ng

ể

Hìn 1.2 Bản đồ địa ìn ạ lưu sông Me ong

Từ t ượng Lào đi xuống p ía nam, bắt đầu từ trung Lào là dãy Trường Sơn

c ạy dọc t eo biên giới Việt - Lào đến u vực tây nguyên Việt Nam Đa số c c nơi trong vùng này có độ cao oảng 900m với đỉn cao t ay đổi từ 1800-2600m Hai tâm mưa cũng n ư u vực mưa lớn dọc t eo sườn p ía tây của dải Trường Sơn

c ín là do địa ìn c ắn ngang ướng gió tây nam tại u vực này Lượng mưa tại đây đóng góp đến 70% tổng lượng dòng c ảy năm

Nằm giữa dãy P etc abun ở miền trung T i Lan, và dãy Trường Sơn dọc t eo biên giới Việt Lào là cao nguyên K orat, độ cao trung bìn 200m Đây là u vực

ô n ất trên ạ lưu sông Me ong với lượng mưa trung bìn mùa mưa 1000mm

o là vùng trũng nằm giữa ai dãy núi cao nên lượng mưa c ỉ tập trung c ủ yếu ở sườn đón gió của ai dãy núi này iến c o lượng mưa tại đây ông lớn

Từ cao nguyên K orat qua dãy ongre là biên giới tự n iên giữa T i Lan và Campuc ia sẽ tới vùng đồng bằng c âu t ổ Campuc ia Độ cao tại đây ông vượt

qu 100m với Biển Hồ là trung tâm Xuôi về p ía tây nam là dãy Kravan nằm giữa biên giới T i Lan và Campuc ia với đỉn cao n ất 1813m Gió tây nam từ vịn

T i Lan i t ổi tới đây gặp sườn đón gió của dãy Kravan có t c dụng gây mưa rất lớn Lượng mưa tại đây đạt đến mức ỷ lục tới 4000mm trong mùa mưa Lượng mưa này c ủ yếu rơi trên biển oặc t eo c c sông suối n ỏ đổ ra biển nên lượng nước đổ về Biển Hồ ông n iều, ản ưởng ít tới lũ trên sông Me ong

Tại n ững u vực có lượng mưa lớn, độ lệc c uẩn cũng cao ơn c c u vực

c, tức là có p ân bố về mặt t ời gian n ọn ơn so với c c u vực c N ư vậy, lượng mưa tại c c u vực này p ân bố t eo t ời gian ông đều, p ụ t uộc vào oạt động của c c n iễu động t ời tiết gây mưa lớn xuất iện i gió mùa tây nam oạt động mạn C c ìn t ế t ời tiết này bao gồm sóng đông, dải ội tụ n iệt đới, p t ấp và bão Lũ lớn c ủ yếu do mưa bão, p t ấp n iệt đới, dải ội tụ n iệt đới ết ợp với oạt động của gió mùa tây nam Mưa lớn ở p ía tây Trường Sơn

t uộc trung, ạ Lào, đông bắc Campuc ia và Tây Nguyên Việt Nam t ường xảy ra vào ba t ng 7, 8, 9 là i c c ìn t ế t ời tiết nêu trên ản ưởng mạn n ất đến lưu vực

T ống ê trong n ững năm có lũ lớn ẳng địn t êm n ận địn này Năm

1961, lũ xuất iện do mưa từ năm cơn bão Năm 1966, oạt động của xo y t ấp trong dải ội tụ n iệt đới đã gây lũ lớn Năm 1978 có năm cơn bão và một p t ấp

n iệt đới gây mưa lớn trên lưu vực Năm 1991 số lượng này là bốn cơn bão và bốn

p t ấp n iệt đới Năm 1996 có số cơn bão và p t ấp n iệt đới ỷ lục: năm cơn bão

và bốn p t ấp n iệt đới Riêng năm 1984, lũ lớn xuất iện c ủ yếu do gió mùa tây nam oạt động mạn

N ững trường ợp p t ấp và bão đi vào oặc di c uyển dọc t eo duyên ải Trung Bộ, oặc vượt qua dãy Trường Sơn đi vào lưu vực sông Mekong t ường gây mưa lớn diện rộng trên lưu vực dẫn tới sin lũ và lũ lớn Tần suất p t ấp ảnh ưởng đến ạ lưu sông Mekong gây mưa sin lũ lụt được t ống ê từ năm 1947 đến

năm 2002 n ư ở bảng 1.1 c o t ấy rõ, p t ấp t c động n iều n ất vào c c t ng 8,

9 và lớn n ất là trong t ng 10 tới 23,9% T ng 9, 10 cũng c ín là n ững t ng luôn xuất iện đỉn lũ cao n ất năm ở ĐBSCL

Bảng 1.1 Tần suất áp thấp ảnh hưởng đến hạ lưu sông Mekong 1947 – 2002

(Trung tâm Quốc gia Dự báo KTTV 2002)

T ng Số p t ấp (265) Tần suất (%) III

IV

V

VI VII VIII

IX

X

XI XII

n sẽ tập trung p ân tíc mối quan ệ giữa mưa trên lưu vực và lũ ìn t àn trên sông Me ong Cần p ải c ỉ ra p ân bố lượng mưa t eo ông gian và t ời gian có quan ệ n ư t ế nào với t ời gian xuất iện lũ (sớm ay muộn), lưu lượng lũ (lũ lớn

ay lũ bìn t ường, đỉn lũ cao ay t ấp) Đã có n iều tổng ết trong c c công trìn

ng iên cứu trước đây về vấn đề này (Tổng cục KTTV 1997, Lê Bắc Huỳn 2001 b, Trung tâm Quốc gia ự b o KTTV 2002, ) C c n ận địn này sẽ lần lượt được

p ân tíc dưới đây

N ận địn 1: Tổng lượng mưa c c t ng 6 - 9 quyết địn tổng lượng lũ tại tuyến ống c ế dòng c ảy về c âu t ổ, trong đó lượng mưa trên lãn t ổ Lào và Tây Nguyên Việt Nam đóng vai trò quan trọng n ất Với tổng lượng mưa t ng 6 đến

t ng 8 trên p ần lưu vực t uộc Lào và Tây Nguyên Việt Nam p ổ biến oảng

1000 – 1200mm, n ưng vùng tâm mưa (T ượng Lào, Hạ Lào và Tây Nguyên Việt Nam) tới 1400-1800mm đều có ả năng gây lũ lụt lớn trên sông Mekong và ở ĐBSCL (Nguyễn Ngọc Trân và Trịn Quang Hòa 1994, Bùi Văn Đức 1996, Tổng cục KTTV 2000, Trung tâm Quốc gia ự b o KTTV 2002)

Để iểm tra n ận địn này trước ết ta ảo s t tổng lượng mưa mùa è vào năm có lũ lớn 2000 và năm có lũ n ỏ 1998 ( ìn 1.3) Lượng mưa lớn trong năm

2000 ( ìn 1.3 tr i) tập trung từ vùng trung Lào qua ạ Lào xuống Tây Nguyên và Biển Hồ với lượng mưa trung bìn 2000mm có nơi lên tới 2500mm Trong i đó lượng mưa cũng trên u vực này trong năm 1998 trung bìn c ỉ vào oảng 1200mm với u vực Biển Hồ có cao ơn oảng 1800mm

Đi xa ơn ta ảo s t t êm năm 2001 là năm có lũ lớn với năm 2003 là năm có

lũ bìn t ường ( ìn 1.4) Lượng mưa mùa è trong ai năm này tương đương trên

u vực ạ Lào, đông bắc Campuc ia và Tây Nguyên Việt Nam Tuy n iên p ần trên lãn t ổ Lào từ Pa se đến Vientian, lượng mưa năm 2001 cao ơn rõ rệt Vậy,

ết luận từ p ân tíc trên đây của luận n là lũ lớn xuất iện i có mưa lớn từ vùng trung Lào, qua ạ Lào tới đông bắc Campuc ia

Hìn 1.3 Tổng lượng mưa từ t ng 5 đến t ng 10 trên ạ lưu sông Me ong năm

2000 (tr i) và năm 1998 (p ải)

Hìn 1.4 Tổng lượng mưa từ t ng 5 đến t ng 10 trên ạ lưu sông Me ong năm

2001 (tr i) và năm 2003 (p ải)

K ảo s t t êm c c trường ợp c, ta có t ể bổ sung vào n ận địn trên n ư sau: Có ai tâm mưa trên ạ lưu sông Me ong gồm tâm mưa tại trung Lào từ Vientian về Na on P anom và tâm mưa tại đông bắc Campuc ia từ Pa se về Kratie mà lượng mưa mùa è tại đây sẽ quyết địn diễn biến lũ của năm Năm có diễn biến lũ bìn t ường tương ứng với mưa lớn c ỉ xảy ra ở một trong ai tâm mưa này N ư năm 2003, mưa lớn c ỉ diễn ra tại đông bắc Campuc ia trong i năm

2005 mưa lớn c ỉ diễn ra tại trung Lào Lũ lớn trong năm đồng ng ĩa với mưa lớn diễn ra đồng t ời tại ai tâm mưa n ư năm 2000, 2001, 2002, 2004 Năm mà mưa lớn ông diễn ra tại cả ai tâm mưa có ng ĩa rằng lũ năm đó n ỏ (năm 1998, 1999, 2006)

N ận địn 2: Tổng lượng mưa t ng 5, n ất là t ng 6, với lượng mưa mỗi

t ng p ổ biến ở p ần lưu vực t uộc Lào tới 200-400mm t ường quyết địn việc xảy ra lũ sớm và cao trên sông Mekong và ở ĐBSCL (Nguyễn Ngọc Trân và Trịn Quang Hòa 1994, Tổng cục KTTV 1997, Lê Bắc Huỳn 2001 a, Trung tâm Quốc gia ự b o KTTV 2002)

Hìn 1.5 c o ta tổng lượng mưa t ng 6 trong ai năm 2000 (tr i) và 2003 (p ải) Năm 2000 là năm ĐBSCL xảy ra lũ sớm n ất trong lịc sử trong i năm

2003 lũ xảy ra muộn Trên u vực trung Lào, rõ ràng tổng lượng mưa trong t ng

6 p ổ biến ở mức 400mm, lớn ơn cả về lượng và diện so với năm 2003 Ngoài ra, trong t ng 6 năm 2000, còn xuất iện một tâm mưa lớn trên u vực đông bắc Campuc ia từ Strung Treng về Kratie N ư t ế, n ận địn trên dường n ư được x c

n ận

Tuy n iên, ta cần xem xét t êm một số mùa lũ c Năm 2005, lũ diễn ra bìn

t ường trong i năm 2001, lũ sớm xảy ra trên lưu vực sông Me ong Hìn 1.6 biểu diễn tổng lượng mưa trong t ng 6 ai năm này Điều đặc biệt là tổng lượng mưa

t ng 6 năm 2005 trên u vực trung Lào tương đương cả về diện và lượng so với năm 2001 Tại một số điểm, lượng mưa t ng 6 năm 2005 còn cao ơn so với năm

2001 o đó với c ỉ lượng mưa trên lãn t ổ Lào t ì năm 2005 p ải là năm xuất iện lũ sớm Tuy n iên, t ng 6 năm 2001 còn c o t ấy một tâm mưa lớn tại đông

bắc Campuc ia Tâm mưa này cũng xuất iện t ng 6 năm 2005 n ưng n ỏ ơn cả

T ng 6 năm 2002 cũng t ể iện tín uống tương tự n ư c c năm 2000, 2001 Đây cũng là năm có lũ sớm trên sông Me ong Trong i đó, tổng lượng mưa t ng

6 năm 2004 trên sông Me ong lại có p ân bố ngược lại so với năm 2005 Mưa lớn ông xuất iện trên lãn t ổ Lào trong năm này mà lại xuất iện trên u vực Campuc ia ù vậy năm 2004 lại là năm có lũ muộn Tổng lượng mưa t ng 6 trong ai năm này được t ể iện trên ìn 1.7 o đó cần p ải nói rằng, lũ sớm trên sông Me ong ông c ỉ được quyết địn bởi lượng mưa trên lãn t ổ Lào, nó còn được quyết địn bởi lượng mưa tại u vực đông bắc Campuc ia vào t ng 6

Hìn 1.7 Tổng lượng mưa t ng 6 trên ạ lưu sông Me ong năm 2002 (tr i) và

năm 2004 (p ải)

N ận địn 3: Tổng lượng mưa t ng 8, có i là tổng lượng mưa t ng 9 (một

số trường ợp t ực tế c ỉ tập trung trong một trận mưa éo dài oảng 15-20 ngày

có tổng lượng lớn n ất trong mùa oặc là có lượng mưa t uộc loại rất lớn ết ợp

với nền nước cao trong mạng sông) quyết địn mức độ đỉn lũ cao n ất năm về

c âu t ổ và cũng quyết địn đỉn lũ cao n ất năm ở vùng c âu t ổ và ĐBSCL

(Nguyễn Ngọc Trân và Trịn Quang Hòa 1994, Tổng cục KTTV 1997, Bùi Văn Đức 1999)

N ận địn này có t ể iểm tra đơn giản qua việc ảo s t tổng lượng mưa t ng

7 Nếu n ư tổng lượng mưa t ng 6 quyết địn lũ sớm xảy ra trên sông Me ong

n ư n ận địn ai trong i tổng lượng mưa từ t ng 6 c o đến t ng 9 quyết địn tổng lượng lũ trên sông Me ong t eo n ận địn một t ì rõ ràng đỉn lũ năm p ải được quyết địn lượng mưa trong c c t ng 7, 8, 9 Hìn 1.8 biểu diễn tổng lượng mưa t ng 7 trên lưu vực sông Me ong trong năm 2001 và 1999 là c c năm tương ứng có lũ lớn và lũ n ỏ trên lưu vực sông Me ong Rõ ràng tổng lượng mưa t ng 7 năm 1999 lớn ơn rất n iều so với năm 2001 trong i năm 1999 có lũ n ỏ N ư

t ế có t ể nói tổng lượng mưa t ng 7 có tương quan n ỏ với đỉn lũ năm

Hìn 1.8 Tổng lượng mưa t ng 7 trên ạ lưu sông Me ong năm 2001 (tr i) và

năm này Điều này c ứng min một tương quan dương giữa tổng lượng mưa t ng

8 với độ cao đỉn lũ năm và x c n ận n ận địn ba

Hìn 1.9 Tổng lượng mưa t ng 8 trên ạ lưu sông Me ong năm 2001 (tr i) và

năm 1999 (p ải)

N ận địn 4: Tổng lượng mưa t ng 6 đến t ng 9, n ất là trong t ng 7 và 8 ở vùng lưu vực Biển Hồ có ng ĩa quyết địn ả năng điều tiết dòng c ảy Mekong

trong lũ c ín vụ đổ về c âu t ổ, từ đó là mức độ ngập ở ĐBSCL (trong lũ sớm,

ản ưởng điều tiết của Biển Hồ ông rõ, lũ trung lưu truyền rất n an t eo dòng

c ín về ĐBSCL) Nếu tổng lượng mưa t ng 7 và 8 ở vùng Biển Hồ trên 350mm sẽ làm giảm rõ rệt ả năng điều tiết dòng c ảy vùng ĐBSCL của Biển Hồ, làm c o lũ lụt ở ĐBSCL có n iều ả năng trở t àn lũ lụt lớn (n ư năm 1981,

250-1984, 1994) oặc đặc biệt lớn (năm 1966, 1996, 2000) Nếu tổng lượng mưa t ng

7 và 8 ở vùng Biển Hồ dưới 200mm (n ư năm 2001, 2002) t ì ả năng điều tiết của Biển Hồ và vùng trũng là rất lớn, có ả năng giảm đ ng ể đỉn lũ, mức độ ngập lụt ở ĐBSCL c o dù lũ trung lưu có t ể lớn oặc tương đương c c trận đặc

biệt lớn (Lê Bắc Huỳn 2001 b) Tuy n iên, ngoài lượng mưa, trữ lượng nước của Biển Hồ trong cùng t ời ỳ cũng đóng vai trò quyết địn tới ả năng điều tiết lũ

N ận địn này liên quan đến c c năm có lũ lớn Hìn 1.10 c o ta tổng lượng mưa t ng 7 trong ai năm 2000 và 2001 (n ững năm có lũ lớn) T eo n ư n ận địn ả năng điều tiết của Biển Hồ trong năm 2001 lớn ơn so với năm 2000 do

mưa trên vùng này t ng 7, t ng 8 năm 2001 ít ơn so với năm 2000 Hìn 1.10 oàn toàn x c n ận điều này i lượng mưa năm 2001 c ỉ vào oảng 200mm so với 400mm trong năm 2000 trên vùng Biển Hồ Tìn ìn tương tự cũng xảy ra trong t ng 8 ( ông biểu diễn ở đây) Năm 2002 cũng là năm có lũ lớn, lượng mưa trên vùng Biển Hồ t ậm c í còn t ấp ơn năm 2001

Hìn 1.10 Tổng lượng mưa t ng 7 trên ạ lưu sông Me ong năm 2000 (tr i) và

năm 2001 (p ải)

Tổng ết lại ta có t ể ết luận lũ trên sông Me ong c ủ yếu do mưa lớn trên u vực trung Lào, ạ Lào c o tới đông bắc Campuc ia và Tây Nguyên Việt Nam Lượng mưa này tập trung từ t ng 6 đến t ng 9 àng năm i gió mùa Tây Nam oạt động mạn éo t eo c c n iễu động n iệt đới đặc biệt là bão và p t ấp n iệt

đới Mưa lớn trên u vực Biển Hồ ông trực tiếp sin lũ trên ĐBSCL mà t c động gi n tiếp t ông qua ản ưởng tới ả năng điều tiết lũ của Biển Hồ Trong

c c t ng mùa mưa, lượng mưa t ng 8 và 9 có ản ưởng quyết địn tới đỉn lũ cao n ất năm trong i lượng mưa t ng 6 quyết địn lũ sớm đầu mùa

Long

Rõ ràng công t c dự b o lũ tại ĐBSCL có một vai trò đặc biệt quan trọng, t c động đến mọi oạt động in tế xã ội tại đây C c công trìn ng iên cứu trong mục trên đều c ỉ ra rằng một trong n ững nguyên n ân cơ bản gây lũ ở ĐBSCL đến

từ mưa lớn tập trung ở ạ lưu sông Me ong từ trung Lào c o đến Campuc ia Tuy

n iên, ở Việt Nam công t c dự b o mưa p ục vụ c o dự b o lũ tại ĐBSCL lại có

c ất lượng c ưa cao Điều này có t ể l giải qua một số yếu tố sau

 P ương p p dự b o c ưa được iện đại óa, c ủ yếu sử dụng dự b o t ống

ê và dự b o synop Tại Trung tâm ự b o K í tượng T ủy văn Trung ương cũng n ư Đài K í tượng T ủy văn u vực Nam Bộ, lượng mưa dự b o cho

u vực này oàn toàn dựa t eo p ương p p synop C c mô ìn dự b o

t ủy văn iện đại đòi ỏi cao về c ất lượng mưa dự b o trong khi n ững

p ương p p n ư vậy c ưa t ể đ p ứng Tại c c nước tiên tiến, đòi ỏi này đang được dần dần đ p ứng tốt bằng c c mô ìn số trị dự b o t ời tiết

 Ứng dụng công ng ệ iện đại diễn ra c ậm trong ngàn í tượng ở Việt Nam Công ng ệ dự b o bằng mô ìn số trị c ỉ t ực sự bắt đầu từ n ững năm 2000 với mô ìn HRM Trước đó đã có rất n iều công trìn ng iên cứu

lũ tại ĐBSCL, n ưng vào t ời điểm đó ông t ể có được dự b o mưa địn lượng từ mô ìn

 Sự t iếu gắn bó trong ết ợp ng iên cứu oa ọc của ai ngàn í tượng

và t ủy văn trong nước Hiện tại, i ứng dụng mô ìn số vào dự b o t ời tiết đã tốt ơn t ì dự b o mưa trên lưu vực sông Me ong vẫn c ưa tiến triển Vấn đề nằm ở c ỗ n à í tượng ông cung cấp độ c ín x c dự b o mưa

địn lượng từ mô ìn c o c c n à t ủy văn dẫn đến c ưa tin cậy vào c ất lượng dự b o mưa từ mô ìn Trong i đó, n à t ủy văn chưa đặt ra được yêu cầu c i tiết về mưa dự b o của mô ìn số

 T ời gian truyền lũ từ t ượng nguồn về ĐBSCL dài, vào oảng ba đến bảy ngày từ vùng trung ạ Lào về ĐBSCL o đó c c mô ìn dự b o lũ tại ĐBSCL t ường c ỉ sử dụng số liệu mưa t ực đo trên lưu vực sông Me ong

N ư vậy nếu sử dụng t êm mưa dự b o sẽ éo dài ạn dự b o lũ t êm một

c o đến ba ngày

Đối với c c nước n ư Lào, T i Lan và Campuc ia công t c dự b o mưa trên lưu vực sông Me ong có tầm quan trọng rất lớn trong việc dự b o lũ trên sông

Me ong tại c c nước này Trên t ực tế, Ủy ban sông Me ong đã t uê K ông quân

Mỹ dự b o mưa trên lưu vực sông Me ong bằng mô ìn MM5 Kết quả n ận được

từ mô ìn là lượng mưa trung bìn trên từng lưu vực n ưng c ưa cung cấp đ n

gi dự b o mưa địn lượng

ự b o mưa trên lưu vực sông Me ong bằng mô ìn MM5 của Ủy ban sông

Me ong cũng c ỉ mới được t ực iện trong t ời gian gần đây P òng dự b o t ủy văn t uộc Trung tâm ự b o K í tượng T ủy văn Trung ương cũng đã bắt đầu t ử

ng iệm sử dụng số liệu dự b o mưa từ mô ìn Eta và HRM trong dự b o lũ trên sông Me ong Tuy n iên vì n iều l do c n au (dự b o ông ổn địn , độ tin cậy c ưa cao, lượng mưa dự b o cung cấp c ưa p ù ợp), công việc này đã ông được t ực iện đều đặn và đến nay dự b o vẫn c ủ yếu dựa trên số liệu t ực đo cũng n ư dự b o synop

Sau một t ời gian tiếp t u, p t triển một số mô ìn dự b o t ời tiết với n ững

ết quả dự b o bão ay mưa có độ c ín x c n ất địn ở Việt Nam, t c giả n ận

t ấy mô ìn số có t ể giải quyết bài to n dự b o mưa lớn gây lũ lụt ở ĐBSCL Điểm quan trọng là ết quả dự b o p ải được đ n gi trước i cung cấp c o c c

n à t ủy văn N iệm vụ oa ọc quan trọng của luận n này là ng iên cứu cải tiến

mô ìn , cụ t ể là HRM cho một dự b o mưa tốt ơn trên lưu vực sông Mekong

Ngoài ra, lượng mưa quan trắc trên lưu vực sẽ được đưa vào p ân tíc n ằm tạo ra một trường mưa trên lưới tốt ơn c o mô ìn t ủy văn

N ư vậy mô ìn t ủy văn sẽ được cung cấp ai lượng mưa c n au để dự

b o lũ trên ĐBSCL là lượng mưa dự b o và lượng mưa quan trắc đã được p ân tíc trên lưới điều òa Lưới mưa p ân tíc này ngoài p ục vụ trực tiếp c o mô ìn

t ủy văn còn cần t iết c o đ n gi lượng mưa dự b o của mô ìn o đó, một

n iệm vụ oa ọc quan trọng nữa của luận n là xây dựng một c ương trìn p ân tíc mưa trên lưu vực sông Me ong, tạo ra một biểu diễn tốt n ất lượng mưa t ực tế trên lưới từ tất cả c c nguồn số liệu có t ể

Để t ực iện bài to n này, luận n đã t am ảo n ững yêu cầu đối với dự b o mưa trong công t c dự b o lũ trên ĐBSCL tại Trung tâm ự b o K í tượng T ủy văn Trung ương Trung tâm iện đang p dụng t ử ng iệm một số mô ìn dự b o

t ời tiết Trong số đó, mô ìn HRM là mô ìn duy n ất được p dụng dự b o

ng iệp vụ Tuy n iên, n ư đã nói ở trên, ết quả dự b o từ mô ìn n ư HRM vẫn

c ưa được c c n à t ủy văn c ịu tr c n iệm dự b o lũ c o ĐBSCL sử dụng vì c ất lượng dự b o mưa c ưa đ p ứng được

Mô ìn HRM là mô ìn dự b o t ời tiết được p t triển tại Cục K í tượng Đức và cấp p t miễn p í c o c c trung tậm dự b o, c c trường đại ọc và viện

ng iên cứu trên t ế giới Ứng dụng mô ìn HRM ở Việt Nam được t ực iện đầu tiên bởi Kiều T ị Xin (2002) Mục 3.4 sẽ trìn bày ngắn gọn về mô ìn này Vấn

đề đặt ra là một mô ìn n ư vậy liệu có t ể p dụng được c o mọi u vực trên t ế giới Cụ t ể ơn với riêng u vực Việt Nam ( u vực n iệt đới), c ất lượng dự b o của mô ìn n ư t ế nào? Một số công trìn ng iên cứu (Kiều T ị Xin 2002) c o

t ấy HRM quả t ực có ỹ năng dự b o c uyển động bão trên u vực này N ững

ng iên cứu sau đó ẳng địn t êm điều này n ưng c ỉ ra rằng, tại một số vùng

c ất lượng dự b o của HRM t ấp và cần p ải có n ững cải tiến n ất địn p ù ợp với u vực dự b o (Kiều T ị Xin 2005)

Đến nay, trong i c c n à í tượng đã có n ững iểu biết tốt ơn về c c cơ

c ế động lực í quyển trên u vực ngoại n iệt đới, t ể iện qua c ất lượng dự

b o t ời tiết tại u vực này, còn n iều yếu tố động lực t ống trị trên u vực n iệt đới vẫn c ưa có được n ững l t uyết mô tả t íc ợp ưới đây là ba vấn đề động lực iện tại trên u vực n iệt đới đang được c c n à í tượng tập trung tìm iểu (Satomura 2007)

 N ững yếu tố động lực (n ững số ạng trong p ương trìn động lực) t ống trị c c iện tượng trên u vực n iệt đới

 C c cơ c ế động lực c ín : dao động Madden Julian (tương t c biển í đóng vai trò quan trọng), biến động mùa bao gồm c c qu trìn động lực sóng và ẩm trong k í quyển và dao động ngày đêm

 Tầm quan trọng của c c qu trìn động lực ẩm

Việc c ưa có được n ững l t uyết t íc ợp mô tả c c qu trìn động lực trên

u vực n iệt đới sẽ có n ững t c động n ất địn tới c ất lượng dự b o t ời tiết tại

u vực này dựa trên mô ìn Cũng t eo Satomura (2007), n ững ạn c ế mà c c

mô ìn dự b o t ời tiết trên u vực n iệt đới cần p ải giải quyết hiện tại gồm có

 T iếu dữ liệu quan trắc, p ần lớn u vực dự b o nằm trên biển

 T am số óa đối lưu n iệt đới ông c ín x c

 C c yếu tố động lực tương t c biển í ứng dụng trong mô ìn g ép đại dương í quyển đang ở mức độ ng iên cứu, c ưa được p dụng trong t ực

tế

o đó, để tăng cường c ất lượng dự b o t ời tiết bằng mô ìn , với mức độ iểu biết iện tại về c c cơ c ế động lực trên u vực n iệt đới, có t ể t ực iện một số p ương p p sau

 Sử dụng đồng óa số liệu đồng óa c c quan trắc viễn t m, đặc biệt trên biển, bên cạn c c quan trắc truyền t ống cùng với việc triển ai t êm c c

p ương p p quan trắc mới

 Sử dụng dự b o tổ ợp loại bỏ c c yếu tố bất địn đến từ điều iện ban đầu cũng n ư c c sơ đồ t am số óa đối lưu

 Sử dụng mô ìn g ép đại dương í quyển

Từ năm 2000 đến nay, ứng dụng mô ìn trong công t c dự b o t ời tiết ở Việt Nam đã p t triển rất n an với n iều mô ìn được đưa vào c ạy ng iệp vụ hay

ng iên cứu o mới c ỉ bắt đầu sử dụng c c mô ìn được p t triển từ nước ngoài,

có t ể t ấy rõ tất cả c c ứng dụng đều dựa trên quan điểm dự b o tất địn : sử dụng

ết quả dự b o từ một mô ìn trong công t c dự b o ự b o tổ ợp ay cụ t ể ơn

dự b o x c suất ầu n ư c ưa được triển ai Một đặc trưng nổi bật c i bắt đầu p dụng c c mô ìn dự b o u vực là việc c ưa mô ìn nào có một ệ t ống đồng óa số liệu C c mô ìn c ỉ đơn giản sử dụng p ân tíc từ c c mô ìn toàn cầu làm điều iện ban đầu Ngoài ra c ưa có mô ìn g ép í quyển đại dương nào được sử dụng Với n iều mô ìn n ư vậy, c c sơ đồ t am số óa đối lưu cũng rất

đa dạng Tuy n iên việc lựa c ọn sơ đồ t am số óa đối lưu t íc ợp trên u vực Việt Nam vẫn là một vấn đề mở dù đã có một số công trìn ng iên cứu (Kiều T ị Xin 2005, Đỗ Ngọc T ắng 2006, …)

o đó, để cải tiến c ất lượng dự b o từ mô ìn HRM, từ iện trạng p dụng

mô ìn trong dự b o t ời tiết ở Việt Nam, có t ể sử dụng một trong ba giải p p nêu trên Luận n lựa c ọn giải p p xây dựng ệ t ống đồng óa số liệu c o mô

ìn HRM Mô ìn HRM, n ư đã nói ở trên sử dụng p ân tíc và dự b o từ một

mô ìn toàn cầu làm điều iện ban đầu và điều iện biên Ng ĩa là mô ìn u vực được c ạy lồng trong một mô ìn c online ay offline (c c mô ìn u vực tại Việt Nam đều c ạy offline lồng vào mô ìn toàn cầu) Một giả địn cơ bản

i c ạy mô ìn với điều iện ban đầu và điều iện biên n ư vậy là ả năng c c

mô ìn u vực có t ể sin ra n ững qu trìn quy mô n ỏ đến từ độ p ân giải cao

ơn độ p ân giải của mô ìn toàn cầu (do t c động của địa ìn , sử dụng đất, …

c i tiết ơn) dù n ững qu trìn này ông xuất iện trong điều iện ban đầu cũng

n ư điều iện biên Qu trìn này còn được biết đến dưới tên gọi downscaling động lực

Elia, Laprise và enis (2002) đã ảo s t giả địn nền tảng này dựa trên đề xuất của WGNE Để c ứng min iệu năng t ực sự của một mô ìn u vực ta sẽ c ạy

mô ìn toàn cầu với một độ p ân giải nào đó Kết quả dự b o từ lần c ạy với độ

p ân giải này sẽ được lọc bỏ c c qu trìn quy mô n ỏ bằng một bộ lọc t ông t ấp nào đó trước khi sử dụng làm điều iện ban đầu và điều iện biên c o mô ìn u vực với cùng độ p ân giải So s n ai ết quả dự b o với cùng độ p ân giải từ mô

ìn toàn cầu và mô ìn u vực c o p ép đ n gi iệu năng t ực sự của c c mô

ìn u vực C c làm này có t ể t ực iện iệu quả ơn bằng c c sử dụng cùng một mô ìn u vực n ưng dự b o trên ai u vực, một u vực n ỏ lồng trong một u vực lớn Trong lần c ạy đầu tiên, ta c ạy dự b o với độ p ân giải cao c o

u vực lớn Trong lần c ạy t ứ ai, ta c ạy dự b o với cùng độ p ân giải c o u vực n ỏ sử dụng p ân tíc và dự b o đã được lọc từ u vực lớn làm điều iện ban đầu và điều iện biên c o u vực n ỏ

Kết quả c o t ấy c c mô ìn u vực ông có iệu quả cao trong qu trìn downscaling nếu c c qu trìn quy mô n ỏ mà mô ìn u vực có t ể giải được đều ông xuất iện trong cả điều iện ban đầu và điều iện biên Bằng c c này,

n ững qu trìn quy mô n ỏ t u được i c ạy mô ìn u vực đều có độ c ín

x c t ấp Tuy n iên nếu c c qu trìn quy mô n ỏ được đưa vào điều iện ban đầu (dù vẫn ông tồn tại trong điều iện biên), độ c ín x c trong mô p ỏng c c qu trìn quy mô n ỏ được cải t iện rất đ ng ể Điều này cũng có ng ĩa rằng c c qu trìn quy mô n ỏ ông tồn tại trong điều iện biên c ỉ t c động n ỏ tới iệu năng của mô ìn u vực N ư vậy có t ể t ấy rằng trong ai yếu tố là điều iện ban đầu và điều iện biên, điều iện ban đầu có tầm quan trọng lớn ơn rất n iều

T ử ng iệm c ạy HRM với n iều điều iện biên c n au đã được t ực iện trong Kiều T ị Xin (2005) Tuy vậy, ngoài việc sử dụng điều iện biên là dự b o từ

c c mô ìn toàn cầu, công trìn trên cũng sử dụng p ân tíc từ c c mô ìn toàn cầu này làm điều iện ban đầu o đó, c c ết quả t u được t ể iện t c động đến

cả từ điều iện ban đầu và điều iện biên Kết quả dự b o i sử dụng điều iện biên c n au tạo ả năng dự b o tổ ợp c o HRM Tuy n iên, luận n ông đi

t eo ướng dự b o tổ ợp mà vẫn giữ nguyên ướng dự b o tất địn do đó sẽ sử dụng dự b o từ mô ìn toàn cầu của Đức GME làm điều iện biên GME được lựa

c ọn bởi vì đây là mô ìn toàn cầu với độ p ân giải cao n ất có được iện nay tại

Việt Nam Lựa c ọn sử dụng c c điều iện biên c n au, t eo n ư p ân tíc ở

p ần trên, sẽ t c động ông đ ng ể tới c ất lượng dự b o của HRM

Điều iện ban đầu bao gồm c c trường í tượng trên cao c o mô ìn í quyển và c c trường bề mặt c o mô ìn đất T c giả Kiều T ị Xin (2005) đã sử dụng p ương p p biến p ân ai c iều để p ân tíc độ ẩm đất từ n iệt độ quan trắc

hai mét c o mô ìn HRM Kết quả c o t ấy t c động n ỏ của độ ẩm đất đến dự

b o c c trường í tượng trên cao trên u vực Việt Nam Điều này là rất c biệt

so với i cùng sơ đồ này i được sử dụng tại Đức Trao đổi với c c c uyên gia của DWD, t c giả cùng đi đến n ận địn rằng do Việt Nam ở ngay s t biển c o nên yếu tố x c địn c c trường í tượng trên u vực Việt Nam p ụ t uộc n iều vào

c c trường í tượng trên biển ơn là p ụ t uộc vào độ ẩm đất

Cho nên, luận n sẽ c ỉ giới ạn lại ở việc p ân tíc c c trường í quyển P ân tíc c c trường bề mặt sẽ được t ực iện trong tương lai i p ân tíc c c trường

í quyển đã trở nên ổn địn Vấn đề đối với p ân tíc độ ẩm đất trong Kiều T ị Xin (2005) nằm ở c ỗ qu trìn p ân tíc vẫn tiến àn dựa trên điều iện ban đầu

từ p ân tíc của mô ìn GME C c làm n ư vậy rõ ràng là ông iệu quả T c động t ực sự của độ ẩm đất sẽ t ấy được i p ân tíc độ ẩm đất được lồng vào trong p ân tíc của c ín mô ìn HRM

K i x c địn điều iện ban đầu c o một mô ìn u vực, người ta t ường sử dụng p ân tíc của một mô ìn c (ECMWF, GME, AVN…) ay p ân tíc của

c ín ệ t ống đồng óa dữ liệu của mô ìn đó Để đưa được c c qu trìn quy mô

n ỏ mà mô ìn u vực có t ể giải được vào điều iện ban đầu, rõ ràng giải p p

t íc ợp duy n ất là sử dụng p ân tíc từ ệ t ống đồng óa dữ liệu của riêng mô

ìn C ỉ c c mô ìn với ệ t ống đồng óa dữ liệu èm t eo mới được xem là một ệ t ống dự b o (HIRLAM, ALA IN, LM, Eta…) Một ệ t ống dự b o được xem là tối ưu do t u t ập mọi t ông tin có t ể trong đ n gi trạng t i í quyển iện tại từ đó đưa ra dự b o c o tương lai Vì vậy, xây dựng ệ t ống đồng óa số liệu c o mô ìn HRM sẽ là một giải p p tốt n ằm nâng cao c ất lượng dự b o của HRM

Độ p ức tạp trong đồng óa số liệu lớn ơn so với độ p ức tạp trong mô ìn

óa về mặt công ng ệ Nếu n ư ban đầu c ỉ là việc tạo số liệu ban đầu trên lưới từ

c c p ân bố quan trắc bất đồng n ất, ngày nay đồng óa số liệu đã trở nên p ức tạp đến mức bao gồm trong nó mọi loại số liệu có bản c ất rất c n au từ số liệu truyền t ống đến số liệu viễn t m, bao gồm cả mô ìn dự b o T ời gian c ạy đồng óa số liệu đã trở nên lớn ơn cả t ời gian tíc p ân mô ìn dự b o

Một ệ t ống đồng óa số liệu t eo aley (1991) bao gồm bốn t àn p ần

 Mô ìn dự b o: dự b o ngắn ạn sử dụng trường p ân tíc đã được ban đầu

óa làm điều iện ban đầu Trường dự b o sẽ được sử dụng làm trường nền

c o c u ỳ đồng óa số liệu ế tiếp

C ương 3 mô tả c i tiết bốn t àn p ần này cũng n ư oạt động của một ệ t ống đồng óa số liệu ( ệ t ống p ân tíc c o mô ìn HRM)

Có t ể nói lĩn vực đồng óa số liệu trong í tượng ở Việt Nam được bắt đầu

p t triển từ công trìn ng iên cứu của luận n này Rõ ràng đây sẽ là ướng ta có

t ể tiếp cận để cải tiến c ất lượng dự b o của c c mô ìn số trị K u vực óa mô

ìn HRM sẽ được iểu n ư một c c t ức ết ợp c c số liệu địa p ương trên u vực Việt Nam vào ệ t ống dự b o với mô ìn dự b o c ín HRM Số liệu địa

p ương này mô ìn toàn cầu ông t ể có trong qu trìn đồng óa của nó Cần

c ú rằng ngay cả với n ững t m s t cùng được mô ìn toàn cầu và mô ìn u vực sử dụng, trường p ân tíc tạo ra là ông giống n au o độ p ân giải t ô ơn,

sẽ có n ững qu trìn mặc dù giải được bởi ệ t ống quan trắc n ưng ông xuất iện trong p ân tíc của mô ìn toàn cầu Tuy n iên, một ệ t ống đồng óa số

liệu c o HRM còn có t c động c quan trọng ơn là để tương t íc giữa điều iện ban đầu với mô ìn dự b o n ư sẽ p ân tíc dưới đây

Hiện tại, mô hìn HRM đang được c ạy ng iên cứu tại oa K í tượng – T ủy văn – Hải dương ọc, trường Đại ọc K oa ọc Tự n iên, Đại ọc quốc gia Hà Nội

và c ạy ng iệp vụ oặc ng iên cứu tại Trung tâm Dự b o K í tượng T ủy văn

Trung ương sử dụng p ân tíc từ c c mô hìn toàn cầu GME (Đức), GSM (N ật), GFS (Mỹ) và IFS (C âu Âu) làm điều iện ban đầu Trường p ân tíc từ mô hình toàn cầu cần t ời gian để t íc ứng động lực do trường p ân tíc toàn cầu mang

n ững đặc tín động lực của mô hìn toàn cầu quy mô lớn, c với động lực ọc quy mô vừa của mô hình HRM N ững n iễu động p t sin do sự ông tương

t íc này có t ể tạo ra n ững dự b o giả sau đó Điều này sẽ được p ân tíc ỹ ơn cuối p ần 4.2 qua việc đ n gi lượng mưa dự b o của ngày t ứ n ất và ngày t ứ hai

Chính vì vậy, một ệ t ống đồng óa số liệu cho mô hình HRM rõ ràng sẽ tạo ra một cải tiến đ ng ể c ất lượng trường ban đầu cho HRM Trường dự b o của mô

hình khu vực sau i đã được t íc ứng động lực nếu được đưa vào ệ p ân tíc sẽ bảo đảm c o sự t íc ứng động lực ở trường p ân tíc được tạo ra sau đó Nếu t ay

vì sử dụng ệ p ân tích riêng c o HRM, ta lại sử dụng trường p ân tíc từ mô hình toàn cầu c o lần c ạy sau n ư vẫn c ạy ng iệp vụ iện nay, mọi ết quả t íc ứng lại p ải được t ực iện lại từ đầu Qu trìn này sẽ được loại bỏ i sử dụng ệ

t ống đồng óa số liệu Một ệ p ân tíc n ư t ế sẽ đem lại c c lợi ích sau:

 Đảm bảo tương t íc về quy mô giữa số liệu dự b o và mô hìn dự b o C c

qu trìn quy mô n ỏ trong điều iện ban đầu trước đây ông t ể có được

do sử dụng p ân tíc từ mô ìn toàn cầu nay sẽ được đưa vào điều iện ban đầu

 Tạo ả năng t iết lập một ệ dự b o liên oàn lồng n au: có t ể sử dụng mô

hìn HRM với độ p ân giải 28 m trên một miền bao p ủ u vực Đông Nam Á (n ư đang c ạy ng iệp vụ iện tại) có ệ p ân tích riêng sử dụng điều iện biên từ mô hìn toàn cầu Kết quả dự b o từ mô hìn này lại được