Xây dựng phương án hiệu chỉnh kết quả dự báo thời tiết điểm đến 10 ngày cho tỉnh Quảng Ninh

Tóm tắt: Bài báo cáo này trình bày kết quả nghiên cứu“Xây dựng phương án hiệu chỉnh kết quả dự báo thời tiết điểm đến 10 ngày cho tỉnh Quảng Ninh” dựa trên phương pháp thống kê và phương pháp xây dựng phương trình hồi quy tuyến tính loại bỏ các sai số hệ thống từ mô hình thì việc hiệu chỉnh các kết quả dự báo từ mô hình số trị. Với mục đích, nâng cao chất lượng dự báo thời tiết điểm đến 10 ngày cho địa phương, đáp ứng yêu cầu ngày càng cao trong công tác phòng, tránh, giảm nhẹ thiên tai, phát triển bền vững kinh tế xã hội của địa phương; Thực hiện tốt Quy định về phân cấp trách nhiệm ban hành tin dự báo, cảnh báo Khí tượng Thủy văn trong điều kiện bình thường đối với các đơn vị trong hệ thống dự báo, cảnh báo Khí tượng Thủy văn thuộc phạm vi quản lý của Tổng cục Khí tượng Thủy văn. Nghiên cứu này đã được công nhận sáng kiến cấp cơ sở năm 2020.

Đặt vấn đề

Kể từ năm 2000, khi mô hình số dự báo thời tiết đầu tiên HRM bắt đầu được đưa vào chạy dự báo tại Việt Nam, cho đến nay có nhiều mô hình khác nhau đang được chạy nghiên cứu hay dự báo tại Việt Nam.

Hai năm qua, Tổng cục Khí tượng Thủy văn đã triển khai mô hình dự báo điểm thời hạn đến 10 ngày cho tất cả các đơn vị dự báo trong hệ thống cảnh báo, dự báo Quốc gia. Số liệu dự báo địa điểm 10 ngày tới, nội suy cho các điểm dự báo từ sản phẩm mô hình số trị (File text theo tên trạm chiết xuất từ mô hình ECMWF chia sẻ trên mạng nội bộ của Trung tâm dự báo Khí tượng Thủy văn Quốc gia).

Trên thực tế, mô hình dự báo số trị luôn tồn tại các sai số hệ thống liên quan đến sự không hoàn hảo trong động lực, vật lý, phương pháp số, mô tả địa hình,.... những sai số này ảnh hưởng đến chất lượng dự báo của mô hình.

Để cải thiện chất lượng dự báo của mô hình cần rất nhiều bài toán khác nhau, thực hiện đồng thời hoặc riêng rẽ. Điều này đòi hỏi nhân lực, cơ sở hạ tầng, kinh phí. Vì vậy, để thực hiện tại địa phương đối với Việt Nam là không thể thực hiện được. Do đó, làm tăng chất lượng dự báo, loại bỏ các sai số hệ thống từ mô hình thì việc hiệu chỉnh các kết quả dự báo từ mô hình số trị bằng phương pháp thống kê và phương pháp xây dựng phương trình hồi quy tuyến tính trở nên rất hữu ích là việc làm có thể được thực hiện tại địa phương.

Nhằm nâng cao chất lượng dự báo thời tiết điểm đến 10 ngày cho địa phương, đáp ứng yêu cầu ngày càng cao trong công tác phòng, tránh, giảm nhẹ thiên tai, phát triển bền vững kinh tế xã hội của địa phương; Thực hiện tốt Quy định về phân cấp trách nhiệm ban hành tin dự báo, cảnh báo Khí tượng Thủy văn trong điều kiện bình thường đối với các đơn vị trong hệ thống dự báo, cảnh báo Khí tượng Thủy văn thuộc phạm vi quản lý của Tổng cục Khí tượng Thủy văn, tôi tiến hành nghiên cứu: “Xây dựng phương án hiệu chỉnh kết quả dự báo thời tiết điểm đến 10 ngày cho tỉnh Quảng Ninh”.

1. Nguồn số liệu và phương pháp nghiên cứu

1.1 Nguồn gốc số liệu

Số liệu hàng ngày từ tháng 1 đến tháng 7 năm 2020 của các Trạm quan trắc của tỉnh Quảng Ninh.

Số liệu dự báo điểm 10 ngày, nội suy cho các điểm dự báo từ sản phẩm mô hình số trị Châu Âu từ tháng 1 đến tháng 7 năm 2020 - Trung tâm dự báo Khí tượng Thủy văn Quốc gia cung cấp.

1.2. Phương pháp nghiên cứu

Sử dụng phương pháp thông kê và phương pháp hồi quy tuyến tính để nghiên cứu xây dựng phương án dự báo.

Đối với yếu tố nhiệt độ: Xây dựng phương trình hồi quy tuyến tính dự báo nhiệt độ tối cao và tối thấp từng ngày cho các địa điểm trong tỉnh dựa vào số liệu quan trắc tại địa phương và giá trị dự báo của mô hình. 

Đối với yếu tố mưa: Thống kê đánh giá chất lượng dự báo yếu tố mưa từ mô hình cho từng địa điểm, kết hợp với lựa chọn theo đặc điểm thời tiết khí hậu ở địa phương tiến hành phân tích, đánh giá, loại trừ, lựa chọn các dự báo tốt nhất về mưa đối với các địa điểm trong tỉnh.

Trên cơ sở đó, tiến hành phương án hiệu chỉnh kết quả dự báo thời tiết điểm đến 10 ngày cho tỉnh Quảng Ninh.

2. Kết quả nghiên cứu

Qua nghiên cứu xây dựng phương án hiệu chỉnh kết quả dự báo thời tiết điểm đến 10 ngày cho tỉnh Quảng Ninh cho kết quả như sau:

Một là: Phương án hiệu chỉnh kết quả dự báo thời tiết điểm đến 10 ngày cho mùa Đông từ tháng 11 đến tháng 4:

* Về nhiệt độ: Bộ phương trình dự báo nhiệt đội tối cao và tối thấp từng ngày của từng điểm cho mùa Đông.

* Về mưa: Mưa được lựa chọn giữ nguyên kết quả dự báo của Chây âu.

Hai là: Phương án hiệu chỉnh kết quả dự báo thời tiết điểm đến 10 ngày cho cho mùa Hè từ tháng 5 đến tháng 10:

* Về nhiệt độ: Bộ phương trình dự báo nhiệt đội tối cao và tối thấp từng ngày của từng điểm cho mùa Hè.

* Về mưa: Mưa được lựa chọn thêm tiêu chí là khi mô hình dự báo có mưa nhỏ, mưa phùn tự động chuyển sang mây thay đổi, không mưa.

Các phương trình dự báo nhiệt độ điểm đến 10 ngày

( Y - giá trị dự báo; X - giá trị dự báo của mô hình Châu Âu)

Các bước tiến hành chạy dự báo được thực hiện như sau:

(1) – Thu thập số liệu dự báo của mô hình Châu âu từ Trung tâm dự báo Khí tượng Thủy văn Quốc gia;

(2) - Mở chương trình đã xây dựng;

(3) – Cập nhật số liệu các trạm;

(4)– Start;

(5)– Dự báo viên hiệu chỉnh trong sheet final_auto

(6)- Tạo bản tin.

Kết luận

Phương án hiệu chỉnh kết quả dự báo thời tiết điểm đến 10 ngày cho tỉnh Quảng Ninh xây dựng đảm bảo chất lượng, chỉ tiêu dự báo được giao.

Thực hiện phương án sẽ nhanh chóng đưa ra kết quả dự báo, cảnh báo sau khi có kết quả dự báo của Châu âu giúp các dự báo viên có nhiều thời gian để điều chỉnh dự báo sau khi tham khảo được các dự báo của các Trung tâm dự báo lớn khác trên thế giới. Điều này làm cho sự hiệu chỉnh dự báo hoàn hảo hơn.

Phương án hiệu chỉnh kết quả dự báo được xây dựng dễ dàng bổ sung, điều chỉnh phương án khi mô hình dự báo Châu Âu update.

Thực hiện phương án sẽ nâng cao chất lượng bản tin dự báo thời tiết điểm đến 10 ngày cho tỉnh Quảng Ninh đáp ứng nhu cầu ngày càng cao trong công tác phòng, tránh, giảm nhẹ thiên tai và phát triển bền vững kinh tế xã hội của địa phương.

Thực hiện phương án dự báo sẽ thực hiện tốt Quy định về phân cấp trách nhiệm ban hành tin dự báo, cảnh báo Khí tượng Thủy văn trong điều kiện bình thường đối với các đơn vị trong hệ thống dự báo, cảnh báo Khí tượng Thủy văn thuộc phạm vi quản lý của Tổng cục Khí tượng Thủy văn.

Đây là tiền đề cho những nghiên cứu ứng dụng các mô hình dự báo số trị của các Trung tâm dự báo lớn trên Thế giới cho địa phương.

Trịnh Hải Dương - Vụ KHCN