Áp dụng chỉ số bất ổn định khí quyển AKI để dự báo mưa cho thành phố Hồ Chí Minh - Bản tin KHCN&HTQT Quý III năm 2019

Quan hệ mưa với các yếu tố khí tượng còn là vấn đề rất phức tạp, cần có những nghiên cứu, đánh giá khách quan, đa chiều. Nghiên cứu này  chúng tôi tiến hành xác định mối quan hệ giữa một số thành phần khí tượng trên tầng cao với yếu tố mưa, nhằm đưa ra những chỉ tiêu định lượng bổ sung, hỗ trợ cho phương pháp dự báo mưa có độ tin cậy cao hơn. Chúng tôi áp dụng chỉ số AKI ( Advanced Korean - unstable Index), đây là chỉ số được Đài khí tượng Gwangju, cơ quan khí tượng Hàn Quốc xây dựng với một chỉ số không ổn định phản ánh khí hậu mùa hè AKI tại Hàn Quốc.

1. Phương pháp dự báo mưa theo chỉ số AKI ( Advanced Korean - unstable Index)

- Chỉ số KI

Chỉ số phản ánh mức độ không ổn định trong bầu không khí từ trung bình đến cao hơn. Tốc độ gió trượt giữa các cấp độ 850 - 500hPa, hơi nước gần bề mặt.Thích hợp cho các hiệu ứng của khối   không khí đại dương. Chỉ số không ổn định phù hợp để sử dụng vào mùa hè tại Hàn Quốc. Không có không khí khô và lạnh ở giữa - đến bầu khí quyển trên .

(T850 – T500) + Td850 – (T700 – Td700)

- Chỉ số KIu

Thêm mức độ không ổn định trong 700 – 300 hPa

(T700 – T300) + Td700 – (T500 – Td500)

- Chỉ số WS

Tốc độ gió trượt giữa 850 – 500hPa

WS = C² = A² + B² – A.B.COS (ø)

Trong đó

A: nhiệt độ ở mực cao 500hPa

B: nhiệt độ ở mực thấp 850hPa

ø: hướng gió trung bình hợp bởi giữa 2 mực 850 – 500hPa, đơn vị Radians

+ Chỉ số Td925 hPa

Sự phản xạ của hơi nước gần bề mặt ở mực 925hPa.

- Chỉ số AKI

AKI = KI + KIu + WS + Td925

AKI = (T850 – T500) + Td850 – (T700 – Td700) + (T700 – T300) + Td700 – (T500 – Td500) + root (A² + B² – A.B.COS (ø) + Td925

Từ số liệu thu thập được, phân tích mục đích khảo sát và có phương pháp xử lý số liệu phù hợp với phần mềm Excel và Grapher. Số liệu mưa được liệt kê lại theo các khoảng thời gian tương đương với thời gian giữa các obs quan trắc chính trong ngày tính theo giờ Việt Nam (7 giờ đến 19 giờ, 19 giờ đến 7 giờ hôm sau). Từ đó sẽ thống kê được xu hướng thời gian mà mưa xuất hiện nhiều nhất hoặc ít nhất.

Để nhận xét hoạt động của mưa theo mùa thì chia thời gian tương ứng gần trùng với mùa khô, mùa mưa mỗi năm, vẽ biểu đồ và tính tần suất lượng mưa trong các khoảng giờ của các obs quan trắc. Kế thừa công thức trên chúng ta tiến hành đưa số liệu trạm thám không vô tuyến Tân Sơn Hòa vào tính toán.

Vào mùa mưa của các năm thì chỉ số AKI dao động từ 80 trở lên và cao nhất trong khoảng 140 ở các OBS quan trắc lúc 0Z, 12Z.

Kết quả tính toán giá trị % chỉ số AKI mùa mưa của OBS 0Z và 12Z thấy sự chênh lệch giữa chỉ số AKI vừa, dạng nhỏ và lớn được thể hiện qua hình dưới đây

Giá trị AKI càng cao tương ứng với khả năng có mưa cao, khi chỉ số AKI đạt từ 196 khả năng có mưa sẽ từ 64%, phổ biến trên 80% vào lúc 0Z. Khi chỉ số AKI đạt từ 214 khả năng mưa sẽ từ 68%, phổ biến trên 85% vào lúc 12Z.

Khi chỉ số AKI từ 196 trở lên thì khả năng mưa sẽ từ 64%, phổ biến trung bình trên 80%, giá trị cao nhất là 92.2%, giá trị thấp nhất là 46,8% do tháng nay mưa ít nên dẫn đến % xảy ra không cao như các tháng tập trung mưa nhiều nhất như tháng 7, 8, 9 ,10.

Kết luận

Chỉ số AKI có quan hệ rất chặt với sự xuất hiện mưa có lượng dưới 16mm. Khi AKI có giá trị từ 160 đến 200, mưa có lượng dưới 16mm xảy ra với xác suất trên 80%.

Chỉ số trung bình AKI của các năm từ 2007 đến 2016  đều tập trung vào mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11 hàng năm, lớn hơn so với mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau. Đối với giá trị AKI vào mùa khô, ta thấy nó rất thấp dao động từ 30 đến 70.

Lê Đình Quyết- Đài Khí tượng thủy văn khu vực Nam Bộ

Vụ KHQT (Tổng hợp)