Khoá luận: Áp dụng kỹ thuật Dvorak tính cường độ của các cơn bão hoạt động trên Biển Đông năm 2007 và 2008 Đánh giá kết quả

Chơơng 1 tổng quan về xtnđ và vệ tinh khí tơợng 1.1. Xoáy thuận nhiệt đới và Bão 1.1.1. Định nghĩa Bão và áp thấp nhiệt đới (ATNĐ) đơợc gọi chung là xoáy thuận nhiệt đới (XTNĐ). XTNĐ là một vùng gió xoáy, có đơờng kính tới hàng trăm kilômét, hình thành trên vùng biển nhiệt đới, gió thổi xoáy vào trung tâm theo hơớng ngơợc chiều kim đồng hồ ở Bắc bán cầu và theo chiều kim đồng hồ ở Nam bán cầu, áp suất khí quyển (khí áp) trong XTNĐ thấp hơn nhiều so với xung quanh và thơờng là dơới 1000mb 5. Chuyển động xoáy vào tâm làm đối lơu phát triển mạnh, gây mơa to trên một khu vực rộng lớn, đôi khi còn kèm theo các hiện tơợng thời tiết quy mô nhỏ khác nhơ tố, lốc, vòi rồng… Tùy theo tốc độ gió mạnh nhất vùng gần tâm mà XTNĐ đơợc chia thành ATNĐ hay bão 5. Phân loại bão đơợc thể hiện trên bảng: Bảng 1.1. Phân loại bão theo cấp gió Cấp bão Gió cực đại (ms) Cấp gió (cấp Beaufort) áp thấp Nhiệt đới = 17.1 6 7 Bão 17.2 24.4 8 9 Bão mạnh 24.5 32.6 10 11 Bão rất mạnh = 32.5 = 12 Mức độ gây thiệt hại của Bão nhiều khi không phụ thuộc vào cơờng độ bão, vì bão có cơờng độ yếu hoặc ATNĐ vẫn có thể gây nên thiệt hại lớn hơn so với các cơn bão mạnh. Trên thực tế, các cơn bão yếu hay ATNĐ có thể gây nên thiệt hại rất lớn về ngơời và của, chủ yếu là do mơa hay lũ lụt. 1.1.2. Điều kiện hình thành bão Trong lịch sử phát triển của ngành Khí tơợng đã có một số học thuyết giải thích sự hình thành bão nhiệt đới. Tuy nhiên cho tới nay chơa có một học thuyết nào giải thích đơợc một cách triệt để vấn đề sự hình thành bão cũng nhơ đơa ra một phơơng pháp dự báo chính xác. Từ những nghiên cứu lý thuyết và thực tế ngơời ta đã đơa ra đợc một số điều kiện cơ bản cho sự hình thành của bão nhơ sau 5: Khu vực đại dơơng có diện tích đủ lớn với nhiệt độ mặt biển cao (từ 26 27°C) bảo đảm nơớc bốc hơi mạnh cung cấp năng lơợng lớn cho hệ thống bão. Thông số Coriolis có giá trị đủ lớn tạo xoáy. Bão thơờng hình thành trong đới giới hạn vĩ độ 5 20° hai bên xích đạo. Dòng cơ bản có độ đứt thẳng đứng của gió yếu, bảo đảm sự tập trung của dòng ẩm vào khu vực bão trong thời gian đầu của sự hình thành bão. ở trên cao, trơờng khí áp phải phân kỳ để đảm bảo sự giải toả khối lơợng không khí hội tụ ở mặt đất và duy trì bão. Điều này đơợc thoả mãn ở miền nhiệt đới, vì từ mực 500mb trở lên, nhất là tại mực 200, 300mb thơờng xuyên tồn tại áp cao cận nhiệt. ở mặt đất phải có nhiễu động áp thấp ban đầu. Những kết quả thống kê cho thấy 80% các cơn bão có liên quan với dải hội tụ nhiệt đới. Năm dải hội tụ nhiệt đới ít hoạt động thì cũng ít bão. Nhơ vậy, điều kiện hình thành, phát triển của bão bao hàm cả hai quá trình động lực và nhiệt lực. Khi một trong hai điều kiện trên không đảm bảo sẽ xuất hiện sự suy yếu, tan rã của bão. 1.1.3. Các giai đoạn phát triển của bão Thời gian tồn tại của bão là khoảng thời gian từ khi bão hình thành cho đến khi bão tan hoặc bão di chuyển tới vùng vĩ độ cao, trở thành xoáy thuận ngoại nhiệt đới. Toàn bộ thời gian tồn tại của bão đơợc chia thành 4 giai đoạn nhơ sau 5: Giai đoạn hình thành Bão xuất hiện từ mặt biển với sự hình thành của những cụm mây tích lớn. Tuy nhiên phần lớn bão hình thành từ một nhiễu động từ một vùng khí áp thấp, khoảng 80% cơn bão hình thành có liên quan tới các nhiễu động trên dải hội tụ nhiệt đới. Tuy nhiên, không phải nhiễu động nào trên dải hội tụ nhiệt đới cũng phát triển thành bão. Quá trình khơi sâu của áp thấp thơờng diễn ra chậm chừng vài giờ, đủ để gió tản mạn trong khu vực rộng lớn đơợc sắp xếp lại, tạo thành các dòng khí xoáy hội tụ đơa không khí nóng ẩm vào tâm. Đây là giai đoạn áp thấp nhiệt đới, gió xoáy chỉ thấy ở mực thấp. Khi tốc độ gió cực đại tại vùng trung tâm vơợt quá 17.2 ms, áp thấp nhiệt đới trở thành bão. Trong giai đoạn này hoàn lơu mực thấp có thể không phát hiện đơợc trên mạng lơới quan trắc và ảnh mây hồng ngoại song thơờng thấy rõ trên ảnh mây thị phổ, nhất là khi ảnh có độ phân giải lớn. Giai đoạn trẻ Không phải tất cả các XTNĐ đơợc hình thành đều sẽ phát triển đạt cơờng độ bão. Trên thực tế cho thấy một số XTNĐ chỉ đạt mức ATNĐ từ lúc hình thành tới lúc tan rã, thậm chí nhiều cơn suy yếu trong khoảng sau 24h kể từ khi nó đơợc hình thành. Khi XTNĐ phát triển mạnh thì khí áp thấp nhất nhanh chóng giảm xuống dới 1000mb. Gió có cơờng độ bão hình thành một dải bao quanh trung tâm xoáy. Mô hình mây biến đổi từ dải đơờng tố sang dạng xoáy về phía trung tâm. ở phía dơới thấp, dòng hội tụ vào tâm có thể chơa bao quát phạm vi lớn nhơng trên cao có thể có dòng phân kỳ từ tâm xoáy. Giai đoạn chín muồi Đặc điểm của giai đoạn này là khí áp ở tâm bão không tiếp tục giảm và tốc độ gió cực đại cũng ngừng tăng lên. Phạm vi hoàn lơu bão với tốc độ gió mạnh mở rộng (có thể tới 300km). Khu vực thời tiết xấu nhất thơờng nằm ở phía phải so với hớng dịch chuyển của bão. Bão trong giai đoạn chín muồi trải qua các thời kỳ tăng cơờng và suy yếu không đều, kéo dài trong vài ngày, thơờng đó là trơờng hợp bão tơơng tác với các hoàn lơu ôn đới. Giai đoạn tan rã Khi bão di chuyển vào đất liền do điều kiện địa hình, lực ma sát tăng lên và nhất là khả năng cung cấp ẩm cho bão bị mất đi nên kích thơớc của bão giảm rất nhanh. Sau một thời gian ngắn (khoảng từ 1 2 ngày) thì bão tan rã hoàn toàn, đôi khi có thể tồn tại dơới dạng một áp thấp nhiệt đới và cho mơa lớn trên một phạm vi rộng. Trên biển, bão cũng có thể bị suy yếu khi gặp vùng nơớc lạnh nhơ ở Tây Bắc Thái Bình Dơơng. Trên đất liền và trên biển bão có thể di chuyển theo dòng dẫn đờng

nh chuyên môn.

Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn sự hớng dẫn tận tình

của ThS Nguyễn Thị Thanh Bình – Phòng nghiên cứu ứng

dụng, Trung tâm Dự báo Khí tợng Thuỷ văn Trung Ương trong suốt quá trình thực hiện luận văn.

Mặc dù đã cố gắng nhiều nhng trong khuân khổ của một khoá luận tốt nghiệp thì kết quả của đề tài nghiên cứu này cha thể nào hoàn chỉnh đợc Tôi rất mong nhận đợc sự góp ý của thầy cô và các bạn để luận văn tốt nghiệp này đợc hoàn thiện hơn.

Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn.

Hà Nội tháng 5 năm 2009

Sinh viên

Vũ Thị Lan Anh

Mở đầu

Bão là một hiện tợng thời tiết ảnh hởng rất lớn đến đời sống

ở các nớc vùng nhiệt đới ở việt Nam, phần lớn các thiệt hại do thiêntai đều ít nhiều liên quan đến bão nh ma lớn, gió mạnh, lũ lụt…gây ra nhiều thiệt hại về tài sản cũng nh con ngời Do vậy, dự báobão và các công tác nghiên cứu phục vụ cho dự báo bão luôn đợcchú trọng

Với những đặc thù riêng: quy mô của bão nhỏ hơn quy môsynop, phát triển theo chiều thẳng đứng lên tới đỉnh tầng đối l-

u, cấu trúc của bão rất phức tạp Hơn thế nữa, quá trình hìnhthành và phát triển của bão đều nằm ở trên đại dơng, nơi có rất

ít số liệu quan trắc truyền thống dẫn đến việc nghiên cứu vềbão rất khó khăn Các thám sát về bão tha thớt cũng là khó khăn lớncho việc cung cấp số liệu đầu vào cho mô hình dự báo, ảnh hởng

đến độ chính xác trong dự báo bão Với công nghệ phát triểnhiện nay, số liệu vệ tinh đã khắc phục đợc tình trạng trên Vớivùng phủ rộng kể cả trên khắp các đại dơng, độ phân giải thờigian và không gian lớn, số liệu vệ tinh đã chứng tỏ tính u việttrong việc giám sát các hệ thống thời tiết nói chung và bão nóiriêng Với mục đích nghiên cứu khả năng ứng dụng của phơngpháp Dvorak trong việc xác định tâm và cờng độ XTNĐ, chúng

tôi chọn đề tài: “áp dụng kỹ thuật Dvorak tính cờng độ của các cơn bão hoạt động trên Biển Đông năm 2007 và 2008 -

Đánh giá kết quả” Ngoài phần lời cảm ơn, mục lục, phụ lục và

mở đầu, bố cục của luận văn đợc chia thành 4 chơng:

Chơng 1: Tổng quan về XTNĐ và vệ tinh khí tợng

Chơng 2: Nhận dạng mây bão và cách xác định tâm XTNĐ

Chơng 3: Xác định cờng độ XTNĐ bằng kỹ thuật Dvorak Chơng 4: áp dụng kỹ thuật Dvorak để xác định cờng độ

một số cơn bão hoạt động trên biển Đông năm 2007 – 2008 Đánh giá

so với số liệu Best track

Chơng 1 tổng quan về xtnđ và vệ tinh khí tợng 1.1 Xoáy thuận nhiệt đới và Bão

1.1.1 Định nghĩa

Bão và áp thấp nhiệt đới (ATNĐ) đợc gọi chung là xoáy thuậnnhiệt đới (XTNĐ) XTNĐ là một vùng gió xoáy, có đờng kính tới hàngtrăm ki-lô-mét, hình thành trên vùng biển nhiệt đới, gió thổi xoáyvào trung tâm theo hớng ngợc chiều kim đồng hồ ở Bắc bán cầu

và theo chiều kim đồng hồ ở Nam bán cầu, áp suất khí quyển(khí áp) trong XTNĐ thấp hơn nhiều so với xung quanh và thờng làdới 1000mb [5] Chuyển động xoáy vào tâm làm đối lu phát triểnmạnh, gây ma to trên một khu vực rộng lớn, đôi khi còn kèm theocác hiện tợng thời tiết quy mô nhỏ khác nh tố, lốc, vòi rồng… Tùytheo tốc độ gió mạnh nhất vùng gần tâm mà XTNĐ đợc chia thànhATNĐ hay bão [5] Phân loại bão đợc thể hiện trên bảng:

Bảng 1.1 Phân loại bão theo cấp gió

Cấp bão Gió cực đại

(m/s)

Cấp gió (cấp Beaufort)

1.1.2 Điều kiện hình thành bão

Trong lịch sử phát triển của ngành Khí tợng đã có một số họcthuyết giải thích sự hình thành bão nhiệt đới Tuy nhiên cho tớinay cha có một học thuyết nào giải thích đợc một cách triệt đểvấn đề sự hình thành bão cũng nh đa ra một phơng pháp dự báochính xác Từ những nghiên cứu lý thuyết và thực tế ngời ta đã đ-

a ra đợc một số điều kiện cơ bản cho sự hình thành của bão nhsau [5]:

- Khu vực đại dơng có diện tích đủ lớn với nhiệt độ mặtbiển cao (từ 26- 27°C) bảo đảm nớc bốc hơi mạnh cung cấp nănglợng lớn cho hệ thống bão

- Thông số Coriolis có giá trị đủ lớn tạo xoáy Bão thờng hìnhthành trong đới giới hạn vĩ độ 5- 20° hai bên xích đạo

- Dòng cơ bản có độ đứt thẳng đứng của gió yếu, bảo

đảm sự tập trung của dòng ẩm vào khu vực bão trong thời gian

đầu của sự hình thành bão

- ở trên cao, trờng khí áp phải phân kỳ để đảm bảo sự giảitoả khối lợng không khí hội tụ ở mặt đất và duy trì bão Điều này

đợc thoả mãn ở miền nhiệt đới, vì từ mực 500mb trở lên, nhất làtại mực 200, 300mb thờng xuyên tồn tại áp cao cận nhiệt.

- ở mặt đất phải có nhiễu động áp thấp ban đầu Nhữngkết quả thống kê cho thấy 80% các cơn bão có liên quan với dải hội

tụ nhiệt đới Năm dải hội tụ nhiệt đới ít hoạt động thì cũng ítbão

Nh vậy, điều kiện hình thành, phát triển của bão bao hàmcả hai quá trình động lực và nhiệt lực Khi một trong hai điềukiện trên không đảm bảo sẽ xuất hiện sự suy yếu, tan rã của bão

1.1.3 Các giai đoạn phát triển của bão

Thời gian tồn tại của bão là khoảng thời gian từ khi bão hìnhthành cho đến khi bão tan hoặc bão di chuyển tới vùng vĩ độ cao,trở thành xoáy thuận ngoại nhiệt đới Toàn bộ thời gian tồn tại củabão đợc chia thành 4 giai đoạn nh sau [5]:

- Giai đoạn hình thành

Bão xuất hiện từ mặt biển với sự hình thành của những cụmmây tích lớn Tuy nhiên phần lớn bão hình thành từ một nhiễu

động từ một vùng khí áp thấp, khoảng 80% cơn bão hình thành

có liên quan tới các nhiễu động trên dải hội tụ nhiệt đới Tuy nhiên,không phải nhiễu động nào trên dải hội tụ nhiệt đới cũng pháttriển thành bão Quá trình khơi sâu của áp thấp thờng diễn rachậm chừng vài giờ, đủ để gió tản mạn trong khu vực rộng lớn đợcsắp xếp lại, tạo thành các dòng khí xoáy hội tụ đa không khínóng ẩm vào tâm Đây là giai đoạn áp thấp nhiệt đới, gió xoáychỉ thấy ở mực thấp Khi tốc độ gió cực đại tại vùng trung tâm vợtquá 17.2 m/s, áp thấp nhiệt đới trở thành bão

Trong giai đoạn này hoàn lu mực thấp có thể không pháthiện đợc trên mạng lới quan trắc và ảnh mây hồng ngoại song th-ờng thấy rõ trên ảnh mây thị phổ, nhất là khi ảnh có độ phângiải lớn

- Giai đoạn trẻ

Không phải tất cả các XTNĐ đợc hình thành đều sẽ pháttriển đạt cờng độ bão Trên thực tế cho thấy một số XTNĐ chỉ đạtmức ATNĐ từ lúc hình thành tới lúc tan rã, thậm chí nhiều cơn suyyếu trong khoảng sau 24h kể từ khi nó đợc hình thành Khi XTNĐphát triển mạnh thì khí áp thấp nhất nhanh chóng giảm xuống dới1000mb Gió có cờng độ bão hình thành một dải bao quanh trungtâm xoáy Mô hình mây biến đổi từ dải đờng tố sang dạng xoáy

về phía trung tâm ở phía dới thấp, dòng hội tụ vào tâm có thểcha bao quát phạm vi lớn nhng trên cao có thể có dòng phân kỳ từtâm xoáy

- Giai đoạn chín muồi

Đặc điểm của giai đoạn này là khí áp ở tâm bão không tiếptục giảm và tốc độ gió cực đại cũng ngừng tăng lên Phạm vi hoàn

lu bão với tốc độ gió mạnh mở rộng (có thể tới 300km) Khu vực thờitiết xấu nhất thờng nằm ở phía phải so với hớng dịch chuyển củabão Bão trong giai đoạn chín muồi trải qua các thời kỳ tăng cờng

và suy yếu không đều, kéo dài trong vài ngày, thờng đó là trờnghợp bão tơng tác với các hoàn lu ôn đới

- Giai đoạn tan rã

Khi bão di chuyển vào đất liền do điều kiện địa hình, lực

ma sát tăng lên và nhất là khả năng cung cấp ẩm cho bão bị mất

đi nên kích thớc của bão giảm rất nhanh Sau một thời gian ngắn(khoảng từ 1- 2 ngày) thì bão tan rã hoàn toàn, đôi khi có thể tồntại dới dạng một áp thấp nhiệt đới và cho ma lớn trên một phạm virộng Trên biển, bão cũng có thể bị suy yếu khi gặp vùng nớc lạnh

nh ở Tây Bắc Thái Bình Dơng Trên đất liền và trên biển bão cóthể di chuyển theo dòng dẫn đờng vòng quanh rìa cao áp cậnnhiệt và đi vào miền ôn đới, không khí lạnh xâm nhập vào khuvực bão, hệ thống front xuất hiện và bão trở thành xoáy ngoạithuận nhiệt đới

1.1.4 Sự di chuyển của bão

Tốc độ và hớng di chuyển của bão phụ thuộc vào sự tơng tácrất phức tạp giữa hoàn lu nội tại của cơn bão và hoàn lu của khíquyển xung quanh Nội lực xuất hiện ngay trong hoàn lu xoáy củabão Nội lực có xu hớng kéo bão ở mọi vĩ độ lệch về cực Khi bảnthân nội lực rất lớn bão có thể di chuyển độc lập, không phụ thuộcvào ngoại lực Ngoại lực là lực đợc sinh ra do không khí xung quanhtác động lên mọi phần tử của bão và lôi kéo nó đi Trong vùngnhiệt đới (nơi sinh ra ngoại lực lớn nhất) có tính chất quyết định

sự di chuyển của bão Ngoại lực là nguyên nhân chính làm cho bão

di chuyển với tốc độ lớn hơn hoặc chậm hơn, lệch hớng lên phíaBắc hoặc xuống phía Nam và gây ra tính phức tạp trong chuyển

động của bão

1.1.5 Mùa bão trên khu vực Biển Đông nớc ta

Việt Nam nằm bên bờ biển Đông là một bộ phận của ổ bãoTây Bắc Thái Bình Dơng với trung bình hàng năm có khoảng 27-

28 cơn bão hoạt động Tần suất xuất hiện bão tăng dần từ tháng 2(0.2 cơn) và đạt cực đại vào tháng 7 (5.5 cơn) sau đó giảm dần

đến tháng 1 năm sau Bão hoạt động nhiều từ tháng 5- 12, nhngtập trung chủ yếu vào 4 tháng 7, 8, 9, 10, trung bình mỗi tháng

có 4- 5 cơn [5]

Bão hoạt động trên biển Đông hàng năm trung bình 9- 10cơn, tần suất xuất hiện thờng muộn hơn 1- 2 tháng và cũng kếtthúc vào tháng 11- 12 hoặc tháng 1 năm sau Khoảng 50% tổng

số cơn bão hoạt động trên Biển Đông đợc hình thành từ khu vựcTây Thái Bình Dơng, số còn lại hình thành ngay trên Biển Đông[5] Bão hình thành trên biển Đông và ảnh hởng tới Việt Nam thờngkhông mạnh so với bão hình thành ở Tây Bắc Thái Bình Dơngsong có đờng đi phức tạp, khó dự đoán hơn

1.2 Vệ tinh khí tợng - ứng dụng của số liệu vệ tinh trong nghiệp vụ phân tích XTNĐ

Vệ tinh khí tợng là vệ tinh nhân tạo của Trái Đất thực hiệncác quan trắc khí tợng thông qua bức xạ điện từ từ khí quyển vàtruyền các quan trắc này về Trái Đất [6] Do đó, sự phát triển củakhí tợng vệ tinh gắn liền với sự phát triển của vệ tinh khí tợng Vệtinh khí tợng có một vai trò rất to lớn đối với theo dõi, phân tích

và dự báo bão, số liệu vệ tinh cho phép ta quan trắc bão ở nhữngkhu vực không có quan trắc mặt đất

1.2.1 Các loại vệ tinh khí tợng

Căn cứ vào quỹ đạo và độ cao mà ngời ta chia vệ tinh khí ợng thành 2 loại là vệ tinh quỹ đạo cực và vệ tinh địa tĩnh [6]

- Vệ tinh quỹ đạo cực

Vệ tinh quỹ đạo cực là vệ tinh bay ở độ cao khoảng 850km,

có quỹ đạo gần nh song song với các đờng kinh tuyến của trái

đất, nghiêng một góc gần 90° (nh NOAA: 98°, METEOR: 99.6°,…)

so với mặt phẳng xích đạo và góc nghiêng đó gần nh không đổitrong quá trình hoạt động Vệ tinh cực có u điểm là chụp trựctiếp đợc ảnh mây ở phía dới nó với độ phân giải rất cao nênchúng cho ta thông tin chi tiết về mây, về các cơn bão tố hungdữ và những hệ thống thời tiết khắc nghiệt

Hiện tại các vệ tinh quỹ đạo cực trong hệ thống quan trắctoàn cầu gồm vệ tinh của 3 quốc gia chủ quản: (1) Nga có loạt vệtinh METEOR, RESURS, và OKEAN (OKEAN-4 có đặt ra-đa), trong

đó METEOR 3-5 hoạt động từ 1991, METEOR 2-21 hoạt động từ1993; (2) Hoa Kỳ có loạt vệ tinh NOAA, dựa trên hệ thống TIROS-N,hoạt động từ năm 1978 cho đến nay đã là NOAA-17, hoạt động từ2002; (3) Trung Quốc có FY-1C, vệ tinh thứ 3 trong loạt vệ tinh quỹ

đạo Phong-vân đang hoạt động Chúng bay ở độ cao từ 850

đến 900 km

- Vệ tinh địa tĩnh

Vệ tinh địa tĩnh hoạt động trong vành đai xích đạo ở độcao khoảng 36.000 km trên một điểm cố định so với bề mặt trái

đất, với góc nhìn khoảng 17.4°, có cùng tốc độ quay của trái đấtmỗi vòng trong một ngày đêm, nghĩa là đồng bộ với địa cầu,làm cho nó nh là tĩnh lại bên trên một điểm cố định ở đờng xích

đạo Điều đó cho phép nó quan sát liên tục thời tiết từ 70 độ vĩbắc đến 70 độ vĩ nam, nghĩa là 1/4 diện tích của toàn địacầu Do tính chất tĩnh tại trên một điểm cố định nên chúng cóthể quan sát thời tiết trên một vùng cố định trong suốt ngày đêm,

cứ 30 phút một quan sát bức xạ thị phổ và bức xạ hồng ngoại với

độ phân giải 5 km Vệ tinh địa tĩnh đo đạc theo thời gian thực,nghĩa là chúng truyền các ảnh về hệ thống thu nhận ở mặt đấtngay khi máy ghi hình ghi đợc hình Sự liên tiếp các ảnh từnhững vệ tinh này có thể hiện lên màn hình liên tiếp, tạo ra ảnh

động, cho ta biết sự di chuyển của mây, cho phép các dự báoviên theo dõi đợc sự tiến triển của các hệ thống thời tiết lớn nhfront, các cơn dông và bão Dựa vào sự di chuyển của mây ta còn

có thể xác định đợc hớng và tốc độ gió Điều quan trọng và lý thúnhất với dự báo viên thời tiết là vẽ ra và giám sát đợc cờng độ vàquỹ đạo bão gần sát với thời gian thực

Hiện tại các vệ tinh địa tĩnh trong hệ quan trắc toàn cầugồm các vệ tinh của Châu Âu hoạt động ở kinh độ 0° và 63°E(EUMETSAT), của Nga hoạt động ở 76°E, của Trung Quốc (FY-2C vàD) hoạt động ở 105°E và 860E, của Nhật Bản (MTSAT-1R) hoạt

động ở 140°E, và các vệ tinh của Mỹ GOES hoạt động ở 135°W

và 75°W

Hình 1.1 là hai dạng quỹ đạo của vệ tinh thám sát Trái Đất(vệ tinh địa tĩnh và vệ tinh quỹ đạo cực)

Hình 1.1: Hai dạng quỹ đạo của vệ tinh thám sát Trái Đất

đối lu cho màu trắng sáng, mây dạng tầng (Stratus) có nhiều hạtmây nên nó phản xạ bức xạ mặt trời nhiều, do đó mây có màusáng chói, mây dạng sợi (Cirrus) có mật độ hạt tha nên khó thấyhơn [6] Trong việc xác định tâm bão dạng lệch tâm hoặc xoắnmây tầng thấp thì sử dụng ảnh VIS là một lợi thế rất lớn Tuy nhiên, dùng ảnh VIS để phân biệt giữa mây tầng cao, mây tầngtrung và mây tầng thấp là khá khó khăn vì chúng cùng có albeđotơng tự nh nhau, do vậy cùng cho màu trắng sáng, trong trờng hợpnày, ta cần kết hợp với ảnh mây hồng ngoại để phân tích Trongthời gian ban đêm không có ảnh VIS, ngời phân tích nên sử dụngkết hợp cả ảnh hồng ngoại nhiệt và ảnh trên kênh 3.7 μm để nhậndạng mây Hình 1.2 thể hiện rất rõ vùng mây đối lu và các xoắnmây tầng thấp trên ảnh thị phổ

Hình 1.2: ảnh thị phổ của mây bão dạng lệch tâm

- Kênh hồng ngoại nhiệt (IR)

ảnh IR thu đợc do sự phát xạ từ Trái Đất và khí quyển của nó

ở các bớc sóng hồng ngoại nhiệt (10-12μm) và cho ta thông tin vềnhiệt độ của bề mặt hoặc mây ở phía dới [6] Các ảnh hồngngoại nhiệt cho ta nhiệt độ của đất và biển hoặc của các đỉnhcủa các đám mây trên chúng Các vùng đối lu phát triển của hệthống mây bão đợc quan sát khá rõ trên kênh phổ này Các đỉnhmây lạnh có màu trắng sáng, còn mây ở mực thấp hơn thì ấmhơn nên có màu xám ảnh hồng ngoại có thể đợc xử lý để cho ra

ảnh tăng cờng màu ảnh IR có cả trong thời gian ban ngày lẫn ban

đêm Cùng với ảnh VIS, ảnh IR cũng là ảnh đợc dùng để tính toáncờng độ của XTNĐ, song, nhợc điểm của nó là rất khó xác địnhcác hoàn lu tầng thấp Bảng 1.2 là bảng màu quy ớc trên ảnh hồngngoại tăng cờng màu

Bảng 1.2: Bảng màu quy ớc trên ảnh hồng ngoại [6]

(°C)

Nhiệt độ (°F)

Đối tợng

Lục lam tối 32 đến

-43

25 đến 45

-Dòng xiết và mâyhình đe

Lam - 43 đến

-54

-45 đến-65Xanh lơ

nhẹ

- 54 đến-60

-65 đến-76

Mây dòng xiết

dầyXanh lơ tối - 60 đến

-64

76 đến 83

-Đỉnh mây dông

mạnhXanh lá cây

tối

- 64 đến -70

83 đến 94Xanh lá

-cây

- 70 đến -76

94 đến 105

-Đỉnh dông nguy

hiểmNâu - 76 đến -

81

-105 đến-114

Đỉnh mây bãomạnhVàng - 81 đến -

90

114 đến 130

-Hình 1.3: ảnh hồng ngoại

Hình 1.4: ảnh trên kênh 3.7 μm

- ảnh sóng ngắn

ảnh sóng ngắn bao gồm một số kênh thông dụng nh kênh36-37 GHz và kênh từ 85-91 GHz cũng là một công cụ hỗ trợ rấtnhiều trong việc xác định tâm bão

Hình 1.5: Vị trí tơng đối của mắt bão trên ảnh 85 GHz

- Số liệu QuikScat

Số liệu quan trắc gió từ vệ tinh QuikScat rất hữu ích trongviệc hỗ trợ xác định tâm bão Tuy nhiên giá trị gió của loại quantrắc này không dùng để tính toán cờng độ bão

Hình 1.6 là một ví dụ về tốc độ và hớng gió nhận đợc từ tánxạ phản hồi của QuikScat gần đảo Nam Georgia ngày 13/09/1999

Hình 1.6: Tốc độ và hớng gió gần đảo Nam Georgia ngày

13/09/1999

Chơng 2 Nhận dạng mây bão và cách xác định tâm XTnđ

Ngày nay việc ứng dụng số liệu vệ tinh vào trong công tácnghiệp vụ dự báo đã trở thành một nguồn thông tin quan trọng hỗtrợ đắc lực giúp tăng cờng độ chính xác của các bản tin dự báo

Đối với nghiệp vụ phân tích và dự báo XTNĐ thì số liệu vệ tinh lại

có thế mạnh hơn bất cứ nguồn số liệu nào khác Nó cho phépgiám sát liên tục cả về mặt không gian và thời gian các đối tợngthời tiết có quy mô synôp và một số đối tợng có quy mô nhỏ hơn.Phân tích trên nguồn số liệu vệ tinh liên tục giúp xác định đợc sựbắt đầu hình thành của XTNĐ, các quá trình phát triển củachúng, để từ đó giúp các nhà dự báo phân tích đợc vị trí tâm,mức độ phát triển , và giúp họ đa ra những dự báo, cảnh báo tốthơn

Phân tích, xác định vị trí tâm XTNĐ trên ảnh mây vệtinh, để từ đó đánh giá đợc cờng độ XTNĐ là một trong các bớckhởi đầu quan trọng của quy trình nghiệp vụ dự báo bão Quytrình này tuy không rắc rối, phức tạp nhiều, nhng đòi hỏi ngờiphân tích phải có đợc những hiểu biết nhất định về cấu trúc

hệ thống mây của XTNĐ Bởi lẽ, khi ngời phân tích nhận định

đúng dạng mây của XTNĐ, thì họ mới có thể xác định đợc vị trítâm chính xác của XTNĐ

Nhìn chung tổ chức mây của xoáy thuận nhiệt đới bao gồmnhững đặc điểm sau [3]:

- Khối mây đậm đặc xung quanh tâm hoặc khối mây

đậm đặc phủ vùng tâm (Central Dense Overcast - CDO)

- Các cụm mây đối lu (Cb) nằm trên các xoắn hớng tâm

- Mây tầng cao (Ci, Cs) toả ra bên ngoài vùng mây đối lu dodòng thăng

- Vùng quang mây nơi mắt bão

- Trong một số trờng hợp có thể có các xoắn mây tầng thấpbên rìa những vùng mây đối lu phát triển mạnh.

2.1 Các mẫu hình mây XTNĐ và đặc trng của chúng

Mẫu hình hệ thống mây của XTNĐ ứng với mỗi giai đoạnphát triển của XTNĐ có những dạng nhất định, tuỳ thuộc vào giai

đoạn phát triển, điều kiện môi trờng hoạt động và nội lực củaXTNĐ Tuy nhiên trong nhiều trờng hợp, tại thời điểm phân tíchthì mẫu hình mây có thể biến đổi hình dạng ít nhiều, nhngnhìn chung chúng ta vẫn có thể nhận dạng ra và quy về dạngchuẩn để xác định tốt đợc vị trí tâm XTNĐ Dới đây là đặc tr-

ng mây XTNĐ trong từng giai đoạn phát triển

2.1.1 Giai đoạn hình thành XTNĐ

Trong giai đoạn đầu của quá trình hình thành XTNĐ, mẫuhình mây phổ biến gồm có dạng các cụm mây đối lu (Cb) vàdạng xoáy mây tầng thấp (Low Level Cloud Vortex – LCL) [1]

 Dạng các cụm mây đối lu (Cb): Các cụm mây đối ludạng này có thể đợc hình thành quanh tâm hệ thống mây XTNĐ(Cụm mây đối lu không có tổ chức) hoặc là các cụm mây đối luhình thành sắp xếp thành các dải cong mây có cấu trúc (cụmmây đối lu có tổ chức)

 Dạng các xoáy mây tầng thấp (Low Level Cloud Vortex):Dạng tồn tại một xoáy mây khá rõ ở tầng thấp nhng trên cao không

có xoáy xuất hiện

2.1.2 Giai đoạn phát triển

Mẫu hình mây trong trong giai đoạn này gồm có mộttrong những dạng sau: Dạng đĩa mây lệch tâm (Shear), dạngbăng cuốn (Curved band), dạng khối mây dày đặc trung tâm(Central Dense Overcast – CDO) và dạng tâm nhúng đĩa mây(Embeded center) [1]

 Dạng đĩa mây lệch tâm (Shear): Dạng lệch tâm làdạng thờng gặp khi XTNĐ phát triển ở giai đoạn đầu hoặc khiXTNĐ bắt đầu yếu đi Dạng này rất dễ phân biệt với các dạngkhác bởi các xoắn mây tầng thấp Biểu hiện của dạng này là vùngmây đối lu phát triển với một rìa sắc nét và rìa bên kia có mây

Ci toả về một phía ở phía gần rìa sắc nét của vùng mây đối lungời ta thờng quan sát đợc dạng những đờng cong mây tầngthấp Vị trí tâm của hệ thống mây đợc xác định theo những đ-ờng mây tầng thấp nằm ngoài khối mây đậm đặc Dạng mâynày thờng xuất hiện khi môi trờng XTNĐ tồn tại có độ đứt gióthẳng đứng lớn

 Dạng băng cuốn (Curved band): Đây là dạng hay gặpnhất của các loại mẫu mây XTNĐ Biểu hiện của dạng này là mây

đối lu tập trung thành những đờng cong mây Tâm của hệthống mây đợc chỉ ra bởi điểm tập trung của các dải mây uốncong có dạng đờng cong xoáy thuận (bắc bán cầu) hoặc đờngcong xoáy nghịch (nam bán cầu) XTNĐ càng mạnh thì dải băngcuốn càng xoắn chặt quanh tâm

 Dạng khối mây dày đặc trung tâm (CDO): Dạng CDO làdạng có mây đối lu phát triển dày đặc ở vùng trung tâm của hệthống mây Bên rìa ngoài của khối mây dày đặc trung tâm cóbiểu hiện xoắn mây khá rõ Dạng này tâm của hệ thống mây

đợc xác định nằm ngay vùng tâm của khối mây dày đặc Nếukhối mây đậm đặc này có rìa xung quanh sắc nét phân biệt

đợc rõ với vùng xung quanh gọi là dạng CDO phân định và ngợc lạinếu rìa khối mây dày đặc này mà thô, khó phân biệt với vùngmây xung quanh bên ngoài khối gọi là dạng CDO không phân

toàn bộ bên trên hệ thống mây Vùng phủ mây lạnh có thể là vùng

đỉnh mây đối lu hoặc vùng mây Ci khá dày và lạnh toả ra từmây đối lu trong XTNĐ

2.1.3 Giai đoạn cực đại

Đối với giai đoạn phát triển cực đại của XTNĐ, chỉ tồn tại mộtdạng duy nhất là dạng có mắt Mắt đợc hình thành khi mà tốc

độ dòng thăng ở tâm XTNĐ rất lớn, trờng mây đối lu xung quanhtâm dày đặc, phát triển đôi khi đạt trên 16km [1] Trên ảnh vệtinh, vùng mắt bão đợc thể hiện nh là vùng quang mây nằm giữavùng mây đối lu phát triển bao kín xung quanh Lúc này, cờng

độ của bão phụ thuộc vào độ sắc nét của mắt và mức độ pháttriển của đối lu xung quanh mắt bão Mắt càng nhỏ và sắc nétthì cờng độ của bão càng mạnh, mắt to và rìa không sắc nétthì mức độ phát triển cực đại yếu hơn Tuỳ thuộc vào phân bốnhiệt độ của vùng mắt bão, ngời ta chia hình dạng mắt bão thànhcác dạng nhỏ sau:

- Dạng mắt to và sắc nét: Cờng độ bão dạng này kém mạnhbằng dạng trên Dạng này kích thớc đờng kính của mắt bão phảilớn hơn 3/4 độ

- Dạng mắt xơ và thô: Mắt bão không có dạng hình tròn,rìa mắt bão với tờng mây dày đặc xung quanh bị xơ

- Dạng mắt bão hình thành từ dải mây uốn cong: Dải mâyuốn cong hình thành lên mắt bão với độ dài của dải xoắn mây

đạt ít nhất là một vòng quanh tâm

2.1.4 Giai đoạn suy yếu

Giai đoạn suy yếu xoáy thuận nhiệt đới thờng có các dạngsau đây:

 Dạng đĩa mây lệch tâm (Shear): Vị trí tâm của hệthống mây đợc xác định bởi xoắn mây tầng thấp nằm bênngoài khối mây dày đặc.

 Dạng xoáy mây tầng thấp (Low Level Cloud Vortex –LCL):Mây ở tầng thấp hình thành xoắn mây khá rõ chỉ tâm của hệthống mây xoáy thuận nhiệt đới

 Dạng xoáy thuận ngoại nhiệt đới: xoáy thuận nhiệt đớisuy yếu kết hợp với vùng mây front lạnh phía bắc tạo thành xoáythuận ngoại nhiệt đới

2.2 Sử dụng thông tin vệ tinh trong việc xác định tâm XTNĐ

Tâm hệ thống mây đợc xác định là trọng tâm của tất cảcác đờng cong hoặc dải xoắn của hệ thống mây [1]

Để xác định chính xác vị trí tâm XTNĐ, ngời phân tíchcần phải tiến hành phân tích ảnh trên nhiều kênh phổ khác nhautrên nguyên tắc tham khảo càng nhiều nguồn thông tin càng tốt

2.2.1 Vị trí tâm trong giai đoạn phát triển ban đầu của

XTNĐ

Trong nghiệp vụ, việc xác định tâm và cờng độ trong giai

đoạn phát triển ban đầu bao giờ cũng khó khăn Ngời phân tíchphải liên tục theo dõi và nắm rõ những dấu hiệu ban đầu hìnhthành XTNĐ Những dấu hiệu này đợc quan trắc khoảng 1 1/2ngày trớc khi nhiễu động đạt đến cờng độ XTNĐ Vào thời điểmnày nhiễu động đợc phân loại là T1 Giai đoạn T1 đầu tiên xuấthiện khi mà cụm mây đối lu sâu biểu hiện thành đờng hoặcdải cong theo 3 đặc điểm sau (hình 2.1) [1]:

- Phải tồn tại liên tục ít nhất là 12 giờ

- Tâm hệ thống mây xác định trong vùng mây có đờngkính 2 1/2° hoặc có đờng kính nhỏ hơn nhng đã tồn tại liên tụctrong vòng 6 giờ.

- Vùng mây lạnh, dày đặc bao phủ vùng > 1 1/2° xuất hiệncách tâm < 2° Vùng phủ mây có thể xuất hiện đờng mây Cb

ôm lấy tâm

Trong trờng hợp này thì tâm hệ thống mây đợc xác địnhtheo nguyên tắc sau:

- Tâm hệ thống mây nằm trong vùng tơng đối ấm (ít mây)

đợc bao quanh bởi dải xoắn hoặc dải mây dày đặc (≤-31ºC) có

xu hớng cuốn quanh vùng ít mây đó Nếu chồng xoắn logarit 10

độ thì dải mây cong phải chiếm ít nhất 1/5 xung quanh xoắnlogarit

- Tâm hệ thống mây có thể xác định dựa trên các đờngcong mây Ci hoặc nằm ngay sát cạnh vùng phủ mây dày đặc (≤-31ºC)

- Tâm hệ thống mây có thể đợc xác định dựa trên các ờng xoắn mây tầng thấp bên cạnh vùng phủ mây dày đặc

đ-Nhìn chung trong giai đoạn ban đầu việc sử dụng ảnh VIS

để xác định là rất quan trọng, nhất là trờng hợp xoắn mây chỉbiểu hiện ở những đờng mây tầng thấp Giai đoạn ban đầu tổchức mây cha tốt, động lực của XTNĐ cha rõ ràng nên việc nhậndạng, xác định vị trí tâm và cờng độ là vô cùng khó khăn Tuynhiên, đây lại là một giai đoạn rất quan trọng Nhận dạng tốt mộtXTNĐ bắt đầu hình thành đóng vai trò quan trọng trong công tác

dự báo cảnh báo Một điều quan trọng trong nghiệp vụ dự báo đểgiám sát tốt giai đoạn ban đầu hình thành là khi thấy một vùngmây phát triển có tổ chức và có dấu hiệu của một trong ba dạngtrên, ngời phân tích phải theo dõi sát sao trên các nguồn số liệu

ảnh vệ tinh cũng nh nguồn số liệu quan trắc khác Nếu vùng mây

tồn tại liên tục trên 12h thì phải đa ra thông tin cảnh báo về sựhình thành của XTNĐ.

Hình 2.1: Giai đoạn phát triển ban đầu của XTNĐ và vị trí tâm

tơng ứng

Sau giai đoạn phát triển ban đầu, ngời ta chia hệ thốngmây thành 5 dạng chính, với mỗi dạng có một cách xác định tâmkhác nhau

2.2.2 Dạng băng cuốn (Curved band)

Đối với mây bão dạng băng cuốn, cách xác định tâm giống

nh minh hoạ trên hình 2.2 Tâm bão chính là điểm tập trung của

trục dải mây uốn cong Để xác định rõ dải xoắn chính ngờiphân tích cần tham khảo cả ảnh IR và ảnh VIS.

Hình 2.2: Dạng băng cuốn

2.2.3 Dạng lệch tâm (Shear)

Với dạng lệch tâm đôi khi rất khó quan sát trên ảnh hồngngoại (hình 2.3, ảnh bên phải) do biểu hiện xoắn là những dảimây tầng thấp Trong khi đó trên ảnh thị phổ thì xoắn mâyquan sát khá rõ Dạng lệch tâm có tâm nằm trong điểm tậptrung của xoắn mây tầng thấp Tuy nhiên trong thời gian ban

đêm không có ảnh VIS thì việc xác định tâm cho dạng này thực

sự khó khăn Trên ảnh IR đối với dạng này thì tâm XTNĐ bao giờcũng nằm gần rìa sắc nét của khối mây đối lu phát triển đốidiện với rìa có mây Ci toả ra

Vị trí của tâm có thể tham khảo trên những xoắn mâytầng nh kênh 3,7μm (của vệ tinh MTSAT-1R) và các ảnh vi sóng nhkênh 37 GHz, 85 GHz.

Hình 2.3: Dạng lệch tâm (Shear) ảnh VIS phía trên bên

trái, ảnh IR phía trên bên phải.

2.2.4 Dạng có mắt (Eye)

So với các dạng mây bão thì dạng có mắt giúp ngời phântích xác định tâm có độ chính xác cao hơn Tâm bão chính làvùng quang mây nơi mắt bão (Hình 2.5) Thông thờng dạng cómắt biểu hiện rõ trên hầu hết các kênh phổ Tuy nhiên biểu hiệncủa mắt nh độ sắc nét của rìa hay phạm vi to nhỏ lại có sự khácnhau giữa các kênh Mắt đợc hình khi tốc độ dòng thăng trongXTNĐ lớn, tờng mây đối lu xung quang mắt bão dày đặc và pháttriển lên tới đỉnh tầng đối lu Khi mắt bão hình thành thì trongvùng mắt bão có dòng giáng Cờng độ trong giai đoạn này xác

định bởi hình dạng của mắt và sự chênh lệch nhiệt độ tại vùngmắt và nhiệt độ đỉnh mây đối lu xung quanh mắt bão.

(3) Một dải xoắn cuộn quanh điểm nóng (đen) với đờngkính dải cong khoảng 1 1/2 hoặc nhỏ hơn Dải mây uốn cong ítnhất một vòng quanh đờng cong xoắn logarit 10

Hình 2.5: Dạng có mắt

2.2.5 Dạng tâm phủ mây (CDO- VIS; Emb- IR)

Dạng này có tâm nằm trong vùng phủ mây, xác định tâmvới dạng này thờng khá khó khăn, đặc biệt khi vùng phủ mây rộngthì độ chính xác càng giảm Để xác định tốt tâm XTNĐ cần phảiphối hợp nhiều kênh phổ khác nhau Hình 2.6 mô tả vị trí tâm t-

ơng đối của dạng mây CDO

Ưu tiên đầu tiên vẫn là xác định trên ảnh VIS và ảnh IR,ngoài ra có thể kết hợp phân tích với ảnh vi sóng Khi phối hợpnhiều kênh phổ thì cấu trúc hệ thống mây đợc phản ánh rõ hơn

Hình 2.6: Dạng mây CDO, phía trên bên trái- VIS, phía trên bên

phải- IR1

Hình 2.7 là một trờng hợp quan trắc với cơn bão Muifa vàongày 20/11/2004 lúc 18z (GMT) Thời điểm này là ban đêm,không có ảnh thị phổ Nhìn trên ảnh IR có dạng Emb, rất khó xác

định vị trí chính xác của tâm bão Nếu chỉ căn cứ trên ảnh IRthì tâm bão có thể cho ở vùng tâm đánh dấu màu đỏ Tuy nhiênquan trắc tại kênh phổ 89 GHz cho thấy biểu hiện của xoắn mâykhá rõ và vị trí tâm thực tế là ở vùng ký hiệu màu xanh ở giữaxoắn mây

Hình 2.7: Dạng tâm phủ mây trên ảnh IR (trái) và trên ảnh 89

GHz (phải)

Chơng 3 Xác định cờng độ Xtnđ bằng kỹ thuật dvorak 3.1 Tóm tắt các bớc cơ bản của phơng pháp Dvorak

Từ khi ra đời vào cách đây hơn 30 năm cho tới nay, phơngpháp Dvorak vẫn đợc coi là phơng pháp duy nhất để xác địnhcuờng độ của bão dựa trên ảnh vệ tinh Các tính toán của phơngpháp này dựa trên ảnh VIS và ảnh IR Qúa trình thực hiện đợc chiathành 10 bớc rõ ràng nh trong hình 3.1.

B ớc 10: Đ a ra dự báo c ờng độ 24h

(3) Các bớc từ 3 đến 6 xác định cờng độ xoáy thuận nhiệt đớithông qua việc so sánh hình dạng, sự phát triển đã qua của XTNĐvới hai mô hình MET (Model Expected T-number) và mô hình PT(Patten T-number) Giá trị MET cung cấp giới hạn của cờng độXTNĐ Khi mẫu mây không có biểu hiện rõ là một trong năm dạng

đa ra trong bớc 2 thì giá trị T- number cuối cùng sẽ đợc chọn từnhững tính toán của những bớc này

(4) Các bớc từ 7 đến 9 xác định giá trị T- number cuối cùng(FT) và cờng độ XTNĐ hiện tại CI qua các giá trị DT- number, MET

và PT Các nguyên tắc có trong bớc này sẽ cung cấp giới hạn cho tốc

độ phát triển mạnh lên hay yếu đi theo thời gian của XTNĐ

(5) Bớc 10 dự báo cờng độ của XTNĐ trong 24h tới

- Nội dung các bớc phân tích với ảnh hồng ngoại tăng cờng (EIR):Xem phụ lục 1 [1]

- Nội dung các bớc phân tích đối với ảnh thị phổ (VIS): Xem phụlục 2 [1]

- Các kết quả tính toán đợc điền vào bảng phân tích Dvorak:Xem phụ lục 3 [1]

3.2 Chi tiết các bớc phân tích cờng độ XTNĐ theo phơng pháp Dvorak [1]

3.2.1 Bớc 1- Xác định tâm hệ thống mây

Tâm hệ thống mây đợc xác định là trọng tâm của tất cảcác đờng cong hoặc dải xoắn của hệ thống mây Ngoài ra nó là

điểm hớng về nơi hợp nhất các đờng cong hoặc xoắn mây

Xác định tâm và cờng độ của các XTNĐ trong giai đoạnphát triển ban đầu bao giờ cũng rất khó khăn, ngời phân tíchphải liên tục theo dõi và nắm rõ những dấu hiệu ban đầu hìnhthành XTNĐ

Sau giai đoạn hình thành ban đầu, ngời ta chia hệ thốngmây XTNĐ ra làm 5 dạng chính Với mỗi dạng có một quy tắc xác

định tâm khác nhau tồn tại trong những giai đoạn phát triểnnhất định của XTNĐ Kỹ năng nhận biết và phân loại 5 dạng mâynày đặc biệt quan trọng không chỉ cho việc xác định tâm màcòn đóng vai trò quan trọng trong tính toán cờng độ của các bớctiếp theo của phơng pháp Năm dạng mây XTNĐ bao gồm:

(1) Dạng băng cuốn (Curved Band)

(2) Dạng khối mây dày đặc lệch tâm (Shear)

(3) Dạng có mắt (Eye)

(4) Dạng khối mây dày đặc trung tâm (CDO)

(5) Dạng tâm nhúng đĩa mây (Embedded)

Hình dới đây thể hiện mối quan hệ giữa các dạng mây vàT-number

Hình 3.2: Mối quan hệ giữa các dạng mây và

T-number

Quy tắc xác định tâm đối với từng dạng mây nói trên đã

đợc trình bày rõ trong mục 2.2 chơng 2 “Sử dụng thông tin vệtinh trong việc xác định tâm XTNĐ”

3.2.2 Bớc 2 – Xác định kiểu mẫu hình phù hợp và đo các

đặc trng mây

Bớc 2 là bớc thực hiện đo đạc các đặc trng mây với từngdạng mây XTNĐ khác nhau Kết quả của bớc 2 cho ngời phân tíchgiá trị số DT bằng bao nhiêu T- number Giá trị DT chỉ tính toánkhi hệ thống mây có biểu hiện rõ ràng của một trong năm loại dới

đây:

Bớc 2A Dạng băng cuốn (Curved band)

Bớc 2B Dạng khối mây dày đặc lệch tâm (Shear)

Bớc 2C Dạng mắt (Eye)

Bớc 2D Dạng khối mây dày đặc trung tâm (CDO)

Bớc 2E Dạng tâm nhúng đĩa mây (Embedded)

Quy trình thực hiện bớc 2 nh sau:

(1) Lựa chọn mẫu hình mây trong số 5 dạng trên sao chogiống với hệ thống mây cần phân tích nhất

(2) Tiến hành đo đạc các đặc trng mây theo quy địnhcủa từng mẫu

(3) Nếu không lựa chọn đợc mẫu hình mây nào giống với

hệ thống mây thực tế thì ngời phân tích tiến hành tiếp bớc 3

Cách đo đạc các đặc tr ng đối với từng mẫu mây

Bớc 2A: Dạng băng cuốn

Xác định cờng độ từ mẫu hình này bằng việc đo độ dàicung của dải cong sao cho chồng khít với xoắn Logarit 10° Giá trịcờng độ đợc tính từ độ dài của dải cong nh trong hình 3.3

Hình 3.3: Giá trị DT tơng ứng với độ dài của băng cuốn

Ta phải chồng xoắn sao cho trùng với độ cong của dải mâylạnh dày đặc bằng cách đầu tiên vẽ một đờng dọc theo trục củadải cong và sau đó chỉnh xoắn để cho khít với đờng vừa vẽ(hình 3.4) Trục của dải cong đợc xác định là trục chính gần nhấttrong dải mây Khi dải mây có 02 trục thì dùng trục mà ở đó có

độ cong xoáy là tốt nhất Chỉnh xoắn khít với đờng vừa vẽ trên

ảnh và đo độ dài cung xoắn của dải mây đậm đặc (lạnh) theo

độ cong của xoắn

Hình 3.4: Ví dụ về phân tích dạng băng cuốn trên ảnh VIS

(a) và ảnh EIR (b) sử dụng xoắn log 10 độ (c) chồng xoắn khít

lên dải mây XTNĐ (d)

Nh trên hình 3.4 ta thấy đờng cong của xoắn trùng khít vớivùng mây A và không khít với vùng mây B Độ dài của dải mây tạivùng A đo đợc là 0.45 Đối chiếu với bảng trong hình 12 thìDT=2.5 Tuy nhiên dải mây trùng với với vùng xoắn có nhiệt độ <-70°C (tơng ứng với màu W) nên giá trị DT đợc cộng thêm 0.5 (xemhình 3.5) Trong trờng hợp này chúng ta điền vào bảng phântích (xem phụ lục 3) giá trị DT=3.

đoạn bão mạnh, khi nó yếu dần trở về giai đoạn đầu của XTNĐ do

độ đứt theo chiều thẳng đứng tăng lên

Xác định cờng độ XTNĐ ở dạng này bằng cách xác địnhtâm hệ thống mây và khoảng cách giữa tâm mây tầng thấp vàvùng phủ mây lạnh dày đặc Dạng này phân tích trên ảnh thịphổ dễ hơn trên ảnh hồng ngoại do dấu hiệu nhận biết tâm XTNĐdựa vào những xoắn mây tầng thấp.

Sử dụng ảnh EIR, nếu khoảng cách từ tâm tới rìa gần nhấtcủa khối mây có màu “DG” (<-31°C) nhỏ hơn 1 ẳ độ thì DT=1.5

±0.5, còn nếu khoảng cách <3/4 độ thì DT=3.0 +0.5

Hình 3.7 là một ví dụ điển hình về dạng Shear Trên ảnhVIS ta thấy tâm của hệ thống mây đợc biểu hiện bằng nhữngxoắn mây tầng thấp Vùng mây đối lu phát triển dày đặc nằm

ở rìa của tâm XTNĐ Tính DT bằng cách đo khoảng cách gầnnhất từ tâm hệ thống mây tới rìa khối mây Cb phát triển dày

đặc Trong trờng hợp này khoảng cách là 0.7 độ, tơng ứng vớiDT=2.5

Hình 3.7: Đo đặc các đặc trng đối với dạng Shear VIS (bên

trái), EIR (bên phải)

(2) Điểm trong vùng phủ mây lạnh (OW hoặc lạnh hơn), dày

đặc thì tâm nằm ở giữa đờng cong dải mây lạnh hơn (dàyhơn) mà uốn cong ít nhất nửa vòng quanh điểm với đờng kínhdải cong 1 1/2 hoặc nhỏ hơn

(3) Một dải xoắn cuộn quanh điểm nóng (đen) với đờngkính dải cong khoảng 1 1/2 hoặc nhỏ hơn Dải mây uốn cong ítnhất một vòng quanh đờng cong xoắn logarit 10

Phân tích dạng mắt liên quan tới tính toán ba yếu tố:

+ Chỉ số mắt bão (E)