Thử nghiệm dự báo tầm nhìn cho các sân bay thuộc cụm cảng hàng không miền bắc bằng mô hình WRF

Mô hình WRF không dự báo trực tiếp biến tầm nhìn mà được tính toán từ các biến nhiệt độ, nhiệt độ điểm sương, gió mực 850mb là số liệu đầu ra của mô hình. Trong luận văn của mình, giá trị tầm nhìn thử nghiệm dự báo cho sân bay Nội Bài, Cát Bi, Vinh đư ợc tính thông qua các công thức RUC, FSIA, FSIH, đây là công thức thực nghiệm được áp dụng dự báo mù, sương mù tại Mỹ, và Hungary. Sau khi thử nghiệm dự báo tầm nhìn cho 9 đợt có sương mù, mù gây giảm tầm nhìn cho ba sân bay Nội Bài, Cát Bi, Vinh, đ ể đánh giá mức độ ảnh hưởng của điều kiện biên, các tham số vật lý của mô hình, tác giả đã kiểm nghiệm chất lượng dự báo 3 yếu tố, khí áp,nhiệt độ, nhiệt độ điểm sương với số liệu quan trắc thực tế thì mô hình WRF cho kết quả khá tốt và đặc biệt tốt trên miền D4.

pdf78 trang | Chia sẻ: lylyngoc | Ngày: 25/12/2013 | Lượt xem: 1575 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Thử nghiệm dự báo tầm nhìn cho các sân bay thuộc cụm cảng hàng không miền bắc bằng mô hình WRF, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
nh và cho số liệu dự báo đầu ra. Bước 9: Sử dụng ngơn ngữ NCL để tính tốn, dự báo giá trị tầm nhìn, và nội suy số liệu tầm nhìn về điểm trạm. 29 2.4 Cấu hình miền tính, số liệu Với mục đích thử nghiệm dự báo tầm nhìn do mù, sương mù và mưa phùn gây ra cho các sân bay thuộc cụm cảng Hàng khơng miền Bắc thường xuyên bị ảnh hưởng bởi mù, sương mù, mưa phùn nên mơ hình được cấu hình 4 lưới lồng với phạm vi các miền như sau: a, Sân bay Nội Bài Tọa độ tham chiếu sân bay Nội Bài: 21°13'16"N - 105°48'26"E Bảng 2.1 Cấu hình miền tính sân bay Nội Bài Tên lưới Miền tính Độ phân giải D1 17N - 31N, 90E - 120E 27km D2 17N - 30N, 98E - 112E 9km D3 19.5N - 24N, 102E - 110E 3km D4 20N - 22N, 105E - 108E 1km Hình 2.2 là bản đồ chi tiết về cấu hình miền tính cho sân bay Nội Bài Hình 2.2 Miền tính cho sân bay Nội Bài 30 b, Sân bay Cát Bi Tọa độ tham chiếu sân bay Cát Bi: 20°19'14.51"N - 106°43'28.06"E Bảng 2.2 Cấu hình miền tính sân bay Cát Bi Tên lưới Miền tính Độ phân giải D1 10N - 35N, 90E - 120E 27km D2 11N - 32N, 98E - 115E 9km D3 15N - 25N, 100E - 111E 3km D4 19N - 21.5N, 105.5E - 108E 1km Hình 2.3 dưới đây là bản đồ chi tiết về cấu hình 4 miền tính cho sân bay Cát Bi Hình 2.3 Miền tính cho sân bay Cát Bi 31 c, Sân bay Vinh Tọa độ tham chiếu sân bay Vinh: 18°43'49.33’’N - 105°40'32.96’’E Bảng 2.3 Cấu hình miền tính sân bay Vinh Tên lưới Miền tính Độ phân giải D1 10N - 32N, 90E - 120E 27km D2 13N - 30N, 98E - 115E 9km D3 15N - 22N, 102E - 109.5E 3km D4 17N - 20N, 104E - 108E 1km Hình 2.4 dưới đây là bản đồ chi tiết về 4 miền tính cho sân bay Vinh Hình 2.4 Miền tính cho sân bay Vinh Tâm lưới D1 ở 20N - 105E, với diện tích bao phủ tồn bộ diện tích Việt Nam và phản ánh đầy đủ các hệ thống thời tiết ảnh hưởng, chi phối gây nên mù và sương mù đối với các sân bay thuộc cụm cảng Hàng khơng Miền Bắc. Độ phân giải ngang cho các miền tính D1, D2, D3, D4 tương ứng là :27, 9, 3, 1km. Số mực theo chiều thẳng đứng là 28 mực. 32 Điều kiện biên và điều kiện ban đầu là số liệu GFS, cập nhật 6tiếng/lần và lưu trong server của khoa Khí tượng thủy văn - Hải dương học - trường Đại học khoa học tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội. Sơ đồ tham số hĩa vật lý Thompson Sơ đồ đất bề mặt: Noah Sơ đồ bức xạ sĩng dài: RRTM Sơ đồ lớp biên hành tinh: YSU Sơ đồ tham số hĩa đối lưu: Betts-Miller-Janjic 2.5 Số liệu METAR Số liệu quan trắc tầm nhìn được lấy từ số liệu METAR (số liệu báo cáo thời tiết tại sân bay) và được lưu trữ lâu dài tại server của Phịng khí tượng - Trung tâm Hiệp đồng Điều hành bay - Sân bay Gia lâm. Số liệu METAR của sân bay Nội Bài được phát liên tục 24h/24h với tần suất 30phút/lần. Số liệu METAR của sân bay Cát Bi và sân bay Vinh được phát liên tục từ 22Z (5 giờ Việt Nam) cho đến khi hết hoạt động bay buổi tối và đêm với tần suất 30 phút/lần. Giá trị tầm nhìn trong bản tin METAR được đo đạc, ước lượng trực tiếp bằng mắt bởi các quan trắc viên. Riêng số liệu tầm nhìn từ năm 2011 đối với sân bay Vinh, trong thời gian cĩ hoạt động bay (5 giờ sáng đến 23 giờ Việt Nam) là số liệu quan trắc bởi quan trắc viên được phát báo liên tục với tần suất 30phút/lần, trong thời gian khơng cĩ hoạt động bay ( từ 23 giờ đêm hơm trước đến 5 giờ sáng hơm sau) được thực hiện bởi hệ thống quan trắc tự động AWOS (Automatic Weather Observation System). Đây là hệ thống máy đo các yếu tố thời tiết hiện đại do Phần Lan sản xuất được sử dụng rộng rãi ở nhiều sân bay trên thế giới. Ở Việt Nam, hệ thống AWOS mới được lắp đặt, đưa vào sử dụng tại các sân bay Nội Bài, Vinh, Đà Nẵng, Phú Bài, Tân Sơn Nhất và được kiểm định hàng năm. Để đảm bảo an tồn cho các chuyến bay, số liệu METAR luơn được các cơ quan khí tượng Hàng khơng cũng như các nhân viên của Phịng Khí tượng - Trung tâm hiệp đồng Điều hành bay - Sân bay Gia lâm giám sát chặt chẽ nên số liệu này nhìn chung chính xác và rất tin cậy. 33 Bảng 2.4 Ví dụ bản tin báo cáo thời tiết sân bay Nội Bài, Cát Bi, Vinh STT Bản tin báo cáo thời tiết sân bay METAR 1 METAR VVNB 182330Z 28003KT 0900 R11R/0650D FG NSC 13/13 Q1017 TEMPO 0600 FG= 2 METAR VVCI 192300Z 00000KT 3000 BR FEW013 BKN060 19/17 Q1016 NOSIG= 3 METAR VVVH 022100Z AUTO 27004KT 230V290 1900 R17/M0050V0200D R35/M0050V0225D FG FEW001 BKN014 18/17 Q1015 = Cấu trúc điện văn METAR theo quy định như sau: 1. Tên loại điện văn (METAR). 2. Tên địa danh sân bay (theo quy định của tổ chức hàng khơng dân dụng Quốc tế. 3. Nhĩm ngày của tháng trong năm báo cáo điện văn, giờ và phút báo cáo điện văn kèm theo chữ Z. Khi các yếu tố khí tượng được thực hiện đo đạc trực tiếp bằng hệ thống quan trắc tự động thì điện văn METAR được phát ra ngồi sân bay kèm theo thuật ngữ AUTO. 4. Nhĩm giĩ bao gồm cả hướng và tốc độ kèm theo đơn vị đo tốc độ giĩ (kt). 5. Nhĩm giá trị tầm nhìn ngang đặc trưng >50% giá trị tầm nhìn trong khu vực sân bay với bán kính 8km tính từ vành đai sân bay. 6. Nhĩm giá trị tầm nhìn đường cất hạ cánh. Nhĩm giá trị tầm nhìn đường cất hạ cánh được báo cáo khi xuất hiện các yếu tố khí tượng làm giảm tầm nhìn ngang xuống dưới 1500m. Các hiện tượng thời tiết này được chỉ rõ trong bảng mã 4678 của tài liệu khí tượng hàng khơng dân dụng (ANNEX 3) do tổ chức hàng khơng dân dụng quốc tế quy định. 7. Nhĩm hiện tượng thời tiết được quy định trong bảng mã 4678 của tài liệu khí tượng hàng khơng dân dụng ANNEX 3. 34 8. Nhĩm lượng mây và độ cao chân mây với đơn vị là 100 feet. 9. Nhĩm nhiệt độ/ điểm sương với đơn vị là độ C. 10. Nhĩm khí áp tại sân bay được quy chuẩn về khí áp tại mực nước biển trung bình với đơn vị là hpa. 11. Bản tin dự báo hạ cánh Trend với thời gian hiệu lực 2 tiếng từ thời điểm báo cáo của bản tin METAR. 35 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ DỰ BÁO VÀ PHÂN TÍCH Như đã trình bày ở trên, từ cơ sở lý thuyết về sương mù và từ những kinh nghiệm dự báo mù, sương mù làm giảm tầm nhìn cho các sân bay của nhiều quốc gia trên thế giới, tác giả sử dụng mơ hình WRF với các lựa chọn vật lý như đã trình bày chi tiết trong chương 2 với 4 miền tính D1, D2, D3, D4 tương ứng với các độ phân giải 27km, 09km, 03km và 01km cho các khu vực Nội Bài, Vinh và Cát Bi. Sử dụng bộ số liệu dự báo tồn cầu GFS với độ phân giải 10×10 làm điều kiện biên và điều kiện ban đầu cho WRF để dự báo tầm nhìn tương ứng trong các đợt cĩ mù, sương mù. Số liệu GFS trên đã được lưu trong server của Khoa Khí Tượng - Thủy Văn - Hải Dương Học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội. Do mù, sương mù làm giảm tầm nhìn thường xuất hiện vào buổi sáng sớm nên thời điểm ban đầu của các đợt dự báo được tác giả chọn là 18Z với hạn dự báo 24h, đây là hạn dự báo dài trong nghiệp vụ dự báo Khí tượng Hàng Khơng. Trong khuơn khổ của luận văn, hai phương pháp RUC và FSI (với 2 cơng thức khác nhau của Hungary – quy ước là FSIH; và của AFWA – quy ước là FSIA) được áp dụng để dự báo tầm nhìn cho các sân bay thuộc cụm cảng hàng khơng miền Bắc cho các ngày cĩ sương mù dày đặc ảnh hưởng tới hoạt động bay trong ba năm 2010, 2011, 2012. Kết quả được so sánh, đánh giá tương ứng với các hình thế synop gây mù và sương mù từ bản đồ của Thái Lan lúc 00Z. Các phân tích dưới đây sẽ tập trung làm rõ các vấn đề sau: - Đánh giá khả năng dự báo tầm nhìn do ảnh hưởng của mù, sương mù dựa trên các phương pháp nhau. - Đánh giá chất lượng dự báo trong hạn dự báo 24 tiếng. - Xem xét vai trị của độ phân giải mơ hình đến chất lượng của dự báo - Đánh giá kết quả của ba phương pháp dự báo tương ứng với 3 sân bay Nội Bài, Cát Bi, Vinh. 36 3.1. Kết quả dự báo cho sân bay Nội Bài 3.1.1. Kết quả dự báo tầm nhìn cho sân bay Nội Bài Kết quả thử nghiệm dự báo tầm nhìn cho sân bay Nội Bài được tiến hành thực hiện trong ba đợt cĩ sương mù điển hình (trong các ngày 17/12/2010; ngày 19/12/2010 và ngày 05/12/2011). Dưới đây lần lượt là kết quả chi tiết trong từng trường hợp cụ thể. 3.1.1.1 Đợt 1: ngày 17/12/2010 Trên bản đồ Synop (hình 3.1) lúc 00Z ngày 18 tháng 12 năm 2010, sân bay Nội Bài nằm trong hệ thống cao lạnh lục địa lệch đơng, và cũng trên giản đồ cao khơng T-SKEW (hình 3.2) lúc 00Z ngày 18 tháng 12 năm 2010 tại địa chỉ cho thấy, tồn tại một lớp nghịch nhiệt ở độ cao khoảng từ 1000mb đến 800mb. Đây là nguyên nhân gây mù, sương mù làm giảm tầm nhìn cho sân bay Nội Bài ngày 18 tháng 12 năm 2010. Để đánh giá dự báo sương mù ngày 18 tháng 12 năm 2010, tác giả chọn thời điểm bắt đầu dự báo là 18Z ngày 17 tháng 12 năm 2010 với hạn dự báo 24 tiếng. Sử dụng mơ hình WRF với các lựa chọn như đã trình bày chi tiết ở trên, kết quả dự báo tầm nhìn cho sân bay Nội Bài tương ứng cho 4 miền tính 27km, 09km, 03km và 01km được thể hiện ở hình 3.3. Hình 3.1 Bản đồ hình thế Synop Hình 3.2 Giản đồ cao khơng lúc 00Z ngày 18/12/2010 T-Skew lúc 00Z ngày 18/12/2010 37 Hình 3.3 Đồ thị dự báo tầm nhìn cho sân bay Nội Bài ngày 17/12/2010 với hạn dự báo 24h cho 4 miền tính 27km, 09km, 03km và 01km. Thời điểm bắt đầu dự báo 18Z. Từ kết quả trên hình 3.3 cĩ thể nhận thấy cả ba phương pháp FSIH (Hungary), FSIA (Air Force – cơ quan khơng lực Hoa Kỳ) và RUC cho kết quả dự báo khá tốt về xu hướng tầm nhìn với thời hạn dự báo 24h. Tuy nhiên, từ thời điểm hạn 0 - 6h và từ 20 - 24h, cả hai phương pháp FSIH và FSIA đều cĩ xu hướng cho kết quả cao hơn so với quan trắc. Ở đây cần lưu ý rằng giá trị quan trắc chỉ cĩ đến dưới 10 km, điều này lý giải sự khác biệt lớn về xu hướng giữa mơ phỏng và quan trắc thời đoạn từ 08 đến 16Z. Nhìn chung, trong các trường hợp FSIH cho giá trị cao hơn so với các phương pháp khác và lệch so với quan trắc nhiều nhất. RUC và FSIA cho giá trị tầm nhìn dự báo trong 24h khá là thống nhất, đặc biệt đối với hạn dự báo từ 16h trở đi. Từ số liệu quan trắc từ thời đoạn 6h đến 24h, trên miền D4 của mơ hình WRF đã 38 mơ phỏng khá tốt xu thế của tầm nhìn mặc dù giá trị khơng hồn tồn trùng với quan trắc. Cũng từ hình 3.3 ta thấy, dường như chất lượng dự báo kém hơn trong hạn dự báo 6h đầu và tốt hơn đối với hạn dự báo từ 6h trở đi. So sánh giữa các miền tính với nhau cho thấy: khi sử dụng miền tính D2 và D3, kết quả mơ phỏng về giá trị từ cả ba phương pháp đã tiến tới sát thực với giá trị quan trắc và phương pháp RUC cho kết quả khả quan hơn hai phương pháp cịn lại. Tuy nhiên, tiếp tục sử dụng miền tính D4, kết quả cho thấy xu thế đã nắm bắt một cách sát thực hơn mặc dù vẫn cịn sai số nhất định. 3.1.1.2 Đợt 2: Ngày 19/12/2010 Tương tự như đợt 1, để đánh giá dự báo sương mù ngày 20 tháng 12 năm 2010, tác giả chọn thời điểm bắt đầu dự báo là 18Z ngày 19 tháng 12 năm 2010 với hạn dự báo 24 tiếng. Trên bản đồ Synop (hình 3.4) lúc 00Z ngày 20 tháng 12 năm 2010, sân bay Nội Bài nằm trong hệ thống cao lạnh lục địa lệch đơng, và cũng trên giản đồ cao khơng T-SKEW (hình 3.5) lúc 00Z ngày 20 tháng 12 năm 2010 cho thấy, tồn tại một lớp nghịch nhiệt ở độ cao khoảng từ 1000mb đến 800mb. Đây là nguyên nhân gây mù, sương mù làm giảm tầm nhìn cho sân bay Nội Bài ngày 20 tháng 12 năm 2010. Hình 3.4 Bản đồ hình thế Synop lúc 00Z ngày 20/12/2010 Hình 3.5 Giản đồ cao khơng T-Skew lúc 00Z ngày 20/12/2010 39 Và dưới đây là kết quả dự báo tầm nhìn của mơ hình WRF cho sân bay Nội Bài ngày 19 tháng 12 năm 2010 dựa trên ba phương pháp FSIH, FSIA và RUC tương ứng. Hình 3.6 Đồ thị dự báo tầm nhìn cho sân bay Nội Bài ngày 19/12/2010 với hạn dự báo 24h cho 4 miền tính 27km, 09km, 03km và 01km. Thời điểm bắt đầu dự báo 18Z. Từ kết quả trên hình 3.6 cĩ thể nhận thấy, cả ba phương pháp FSIH, FSIA và RUC cho kết quả dự báo khá tốt về xu hướng tầm nhìn với thời hạn dự báo 24h. Cả hai phương pháp FSIH và FSIA cho kết quả cao hơn so với quan trắc. Phương pháp RUC trong hạn dự báo từ 0 – 5h cho kết quả dự báo cao hơn số liệu quan trắc cịn từ hạn dự báo 5h đến 24h thì cho kết quả dự báo tương đối chính xác. 40 Qua đồ thị này cho thấy, phương pháp RUC cho kết quả dự báo tốt nhất, sau đĩ là FSIA và cuối cùng là FSIH. Tương tự như trong ngày 17 tháng 10 năm 2012, khi so sánh giữa các miền tính với nhau cho thấy phương pháp RUC cho kết quả về giá trị tiến sát với thực tế, đặc biệt tại lưới tính D4, RUC cịn cho kết quả dự báo xu thế khá tốt, tiếp sau đĩ là miền tính D1. Hai phương pháp FSIH và FSIA cho kết quả cao hơn và xu thế dự báo hạn chế hơn ở 2 miền tính D2 và D3 so với hai miền tính D4 và D1. Như vậy cĩ thể nĩi, ở miền tính D4, phương pháp RUC cho kết quả dự báo và xu thế tốt nhất, cịn hai phương pháp FSIH và FSIA cho kết quả dự báo xu thế. 3.1.1.3 Đợt 3: Ngày 05/12/2011 Tương tự như các đợt 1 và đợt 2, để đánh giá dự báo sương mù ngày 06 tháng 12 năm 2011, tác giả chọn thời điểm bắt đầu dự báo là 18Z ngày 05 tháng 12 năm 2011 với hạn dự báo 24 tiếng. Trên bản đồ Synop (hình 3.7) lúc 00Z ngày 06 tháng 12 năm 2011, sân bay Nội Bài nằm trong hệ thống cao lạnh lục địa lệch đơng, và cũng trên giản đồ cao khơng T-SKEW (hình 3.8) lúc 00Z ngày 06 tháng 12 năm 2011, tồn tại một lớp nghịch nhiệt ở độ cao khoảng từ 850mb đến 750mb. Đây là nguyên nhân gây mù, sương mù làm giảm tầm nhìn cho sân bay Nội Bài ngày 05 tháng 12 năm 2011. Hình 3.7 Bản đồ hình thế Synop lúc 00Z ngày 06/12/2011 Hình 3.8 Giản đồ cao khơng T-Skew lúc 00Z ngày 06/12/2011 41 Hình 3.9 Đồ thị dự báo tầm nhìn cho sân bay Nội Bài ngày 05/12/2011 với hạn dự báo 24h cho 4 miền tính 27km, 09km, 03km và 01km. Thời điểm bắt đầu dự báo 18Z. Từ kết quả trên hình 3.9 cĩ thể nhận thấy, cả hai phương pháp FSIH, FSIA và RUC cĩ khả năng dự báo được xu hướng tầm nhìn với thời hạn dự báo 24h. Hai phương pháp FSIH và FSIA cho kết quả cao hơn quan trắc, phương pháp RUC cho kết quả tiến sát với thực tế hơn. Khi so sánh giữa các miền tính với nhau cho thấy: Phương pháp RUC cho kết 42 quả dự báo về giá trị tiến sát với thực tế hơn trong miền tính D4, sau đĩ là D3 và D2. Trong miền tính D1, phương pháp FSIA cho kết quả dự báo tốt trong hạn từ 0 – 5h, tuy nhiên từ hạn 5h đến 24h thì phương pháp này lại cho kết quả dự báo cịn khác biệt. Trong miền tính D2, D3 và D4, phương pháp FSIH và FSIA cho kết quả dự báo cao hơn với thực tế. Tuy nhiên, ở miền tính D4 thì hai phương pháp này dự báo được xu thế tốt hơn. Bảng 3.1 Tĩm tắt kết quả dự báo tầm nhìn đối với sân bay Nội Bài Các đợt dự báo Phương pháp FSIH Phương pháp FSIA Phương pháp RUC - Dự báo khá tốt về xu thế. - Dự báo khá tốt về xu thế đặc biệt là trên miền tính D4. - Kết quả dự báo cao hơn quan trắc đặc biệt trong hạn dự báo từ 0 đến 6h và từ 20 – 24h.. - Kết quả dự báo tiến sát với thực tế và tương đối thống nhất. 17/12/2010 - Kết quả dự báo trong 6 giờ đầu kém hơn từ hạn dự báo 6h trở đi. - Dự báo khá tốt về xu thế tầm nhìn. 19/12/2010 - Cho kết quả dự báo cao hơn quan trắc. - Trong hạn dự báo từ 0 đến 5h kết quả dự báo cao hơn quan trắc; từ 5h đến 24h kết quả dự báo khá chính xác. 05/12/2011 - Cĩ khả năng dự báo được xu thế tầm nhìn. - Cho kết quả dự báo cao hơn quan trắc. - Cho kết quả dự báo cao hơn quan - Giá trị tầm nhìn tiến sát với thực 43 trắc. Cụ thể từ hạn 0 – 5h cho kết quả khá tốt, cịn từ 5h đến 24h cho kết quả cịn khác biệt. tế. Như vậy, cả ba phương pháp FSIH, FSIA và RUC đều dự báo được xu thế biến đổi của tầm nhìn. Trong đĩ, phương pháp RUC cho kết quả dự báo khá ổn định và về giá trị cho kết quả tiến sát với thực tế hơn, đặc biệt tại miền tính D4, sau đĩ là phương pháp FSIA và cuối cùng là FSIH. 3.1.2. Kết quả dự báo trường nhiệt độ và nhiệt độ điểm sương sân bay Nội Bài Chất lượng của kết quả dự báo tầm nhìn phụ thuộc vào 2 yếu tố: 1, Chất lượng của phương pháp hay chất lượng của phương trình thực nghiệm mà ta áp dụng. 2, Chất lượng của các yếu tố dự báo tầm nhìn, là số liệu đầu ra từ mơ hình WRF. Để đánh giá chất lượng mơ hình dự báo, tác giả đã tiến hành thử nghiệm dự báo trường áp, trường nhiệt độ và nhiệt độ điểm sương. Giá trị các yếu tố khí áp, nhiệt độ và nhiệt độ điểm sương được so sánh, phân tích, đối chiếu với giá trị khí áp, nhiệt độ, nhiệt độ điểm sương trong bản tin METAR. Giá trị của các yếu tố này được thực hiện hồn tồn bởi hệ thống quan trắc tự động AWOS. Từ các bản đồ dự báo trường áp được miêu tả chi tiết trong các phụ lục kèm theo, đối chiếu với bản đồ Synop của Thái lan tương ứng ta thấy mơ hình WRF đã dự báo chính xác được hệ thống thời tiết chi phối gây ra mù, sương mù làm giảm tầm nhìn trong các đợt tiến hành thử nghiệm dự báo tầm nhìn trong luận văn. 44 Dưới đây là kết quả thử nghiệm dự báo trường nhiệt độ và nhiệt độ điểm sương cho sân bay Nội Bài trong ba đợt cĩ sương mù điển hình (trong các ngày 17/12/2010; ngày 19/12/2010 và ngày 05/12/2011). (a) (b) (c) (d) 45 (e) (f) Hình 3.10 Kết quả dự báo trường nhiệt độ (a; c; e) và nhiệt độ điểm sương (b: d; f) tương ứng với các ngày 17/12/2010; ngày 19/12/2010 và ngày 05/12/2011 Từ hình 3.10 cho thấy, đối chiếu với giá trị quan trắc, nhìn chung mơ hình đã dự báo khá tốt kết quả trường nhiệt độ và nhiệt độ điểm sương ở tất cả các miền tính. Cĩ thể nĩi, kết quả dự báo từ mơ hình đã nắm bắt rất tốt về xu thế so với giá trị quan trắc. Điều đĩ chứng tỏ mơ hình cĩ kỹ năng dự báo tốt trường nhiệt độ và nhiệt độ điểm sương. So sánh giữa các miền tính với nhau, mơ hình cũng thể hiện khá rõ nét chất lượng dự báo (về giá trị) thể hiện tốt nhất tại miền tính D4. Trong các đợt dự báo, kết quả cho thấy tại các miền tính D1, D2 cho kết quả thiên thấp, cịn tại miền tính D3 cho kết quả thiên thấp trong các khoảng dự báo từ 0h - 6h và 20h - 24h, cịn lại cho kết quả thiên cao. Riêng kết quả dự báo về nhiệt độ điểm sương cho kết quả thiên thấp (đợt ngày 05 tháng 12 năm 2011). 46 3.2. Kết quả dự báo cho sân bay Cát Bi 3.2.1. Kết quả dự báo tầm nhìn cho sân bay Cát Bi Kết quả thử nghiệm dự báo tầm nhìn cho sân bay Cát Bi được thực hiện trong ba đợt cĩ sương mù, điển hình (trong các ngày 05/12/2011; ngày 28/01/2012 và ngày 29/01/2012). Dưới đây lần lượt là kết quả chi tiết trong từng trường hợp cụ thể. 3.2.1.1 Đợt 1: Ngày 05/12/2011 Để thử nghiệm dự báo tầm nhìn do mù, sương mù đối với sân bay Cát Bi ngày 06 tháng 12 năm 2011, sử dụng mơ hình WRF như đã phân tích lựa chọn trong phần trên, tác giả chọn thời điểm bắt đầu dự báo là 18Z ngày 05 tháng 12 năm 2012 và hạn dự báo 24h. Trên bản đồ SyNop (hình 3.11) lúc 00Z ngày 06 tháng 12 năm 2011, hệ thống cao lạnh lục địa lệch đơng chi phối hệ thống thời tiết miền Bắc nĩi chung và sân bay Cát Bi nĩi riêng, đây là nguyên nhân gây nên mù và sương mù, làm giảm tầm nhìn đối với sân bay Cát Bi trong ngày 06 tháng 12 năm 2011. Hình 3.11 Bản đồ Synop lúc 00Z ngày 06/12/2011 Dưới đây là kết quả dự báo tầm nhìn đối cho sân bay Cát Bi đợt ngày 05 tháng 12 năm 2011 47 Hình 3.12 Đồ thị dự báo tầm nhìn cho sân bay Cát Bi ngày 05/12/2011 với hạn dự báo 24h cho 4 miền tính 27km, 09km, 03km và 01km. Thời điểm bắt đầu dự báo 18Z. Giá trị tầm nhìn quan trắc trên hình 3.12 từ hạn dự báo 0 – 4h và từ 23h đến 24h bị thiếu do đây là thời gian khơng cĩ hoạt động bay và nằm ngồi thời gian quy định báo cáo số liệu. 48 Từ đồ thị dự báo tầm nhìn trên ta thấy, cả ba phương pháp FSIH, FSIA và RUC đều cho kết quả dự báo khá tốt về xu hướng tầm nhìn với thời hạn dự báo 24h. Trong đĩ, phương pháp FSIH cho kết quả sai khác lớn nhất sau đĩ là FSIA và cuối cùng là RUC. Khi so sánh về kết quả dự báo trên các miền tính khác nhau, kết quả cho thấy, giá trị tầm nhìn ở miền tính D1 của 3 phương pháp dự báo là khá đồng nhất tuy nhiên kết quả lại cao hơn giá trị quan trắc. Ở cả 3 miền tính D2, D3, D4 thì kết quả sai số dự báo so với quan trắc đã giảm nhưng vẫn cao hơn so với giá trị quan trắc. 3.2.1.2 Đợt 2: Ngày 28/01/2012 Tương tự đợt 1, để thử nghiệm dự báo đợt sương mù gây giảm tầm nhìn cho sân bay Cát Bi ngày 29/01/2012, tác giả chọn thời gian bắt đầu dự báo là 18Z ngày 28 tháng 01 năm 2012 với hạn dự báo 24 tiếng. Trên bản đồ Synop (hình 3.13) lúc 00Z ngày 29 tháng 01 năm 2012, các tỉnh miền Bắc nĩi chung và sân bay Cát Bi nĩi riêng chịu ảnh hưởng bởi cao lạnh lục địa lệch đơng, mang theo độ ẩm lớn từ biển vào nên đây là nguyên nhân gây mưa mù, làm giảm tầm nhìn cho sân bay Cát Bi ngày 29 tháng 01 năm 2012. Hình 3.13 Bản đồ Synop lúc 00Z ngày 29/01/2012 Và dưới đây là kết quả dự báo tầm nhìn cho sân bay Cát Bi dựa trên 3 phương pháp FSIH, FSIA, và RUC. 49 Hình 3.14 Đồ thị dự báo tầm nhìn cho sân bay Cát Bi ngày 28/01/2012 với hạn dự báo 24h cho 4 miền tính 27km, 09km, 03km và 01km. Thời điểm bắt đầu dự báo 18Z. 50 Tương tự như đợt ngày 05 tháng 12 năm 2001, giá trị tầm nhìn quan trắc từ hạn dự báo 0h – 4h và 22h đến 24h bị thiếu số liệu do đây thời gian này khơng cĩ hoạt động bay và nằm ngồi thời gian quy định phát báo số liệu. Từ trên hình 3.14 cho thấy, ba phương pháp FSIH, FSIA và RUC cĩ thể dự báo được xu thế tầm nhìn ngày 29 tháng 01 năm 2012. Tuy nhiên, khi phân tích trên 4 miền tính thì tại miền tính D1 ba phương pháp trên cĩ kết quả dự báo xu thế tốt nhất. Giá trị tầm nhìn dự báo của 3 phương pháp FSIH, FSIA và RUC cao hơn giá trị quan trắc nhưng tại miền tính D1 trong hạn dự báo từ 4h đến 10h thì hai phương pháp FSIA và RUC cho kết quả tương đối chính xác. Như vậy, tại các miền tính D2, D3 và D4, ba phương pháp trên đều khơng mang lại kết quả khả quan hơn khi sử dụng miền tính D1. 3.2.1.3 Đợt 3: Ngày 29/01/2012 Tương tự đợt 1 và đợt 2, để thử nghiệm dự báo đợt sương mù gây giảm tầm nhìn cho sân bay Cát Bi ngày 30 tháng 01 năm 2012, tác giả chọn thời gian bắt đầu dự báo là 18Z ngày 29 tháng 01 năm 2012 và hạn dự báo 24 tiếng. Trên bản đồ Synop (hình 3.15) lúc 00Z ngày 30 tháng 01 năm 2012, các tỉnh miền Bắc nĩi chung và sân bay Cát Bi nĩi riêng chịu ảnh hưởng bởi cao lạnh lục địa lệch đơng, mang theo độ ẩm lớn từ biển vào nên đây là nguyên nhân gây mưa mù, làm giảm tầm nhìn cho sân bay Cát Bi ngày 30 tháng 01 năm 2012. Hình 3.15 Bản đồ Synop lúc 00Z ngày 30/01/2012 Và dưới đây là kết quả dự báo tầm nhìn cho sân bay Cát Bi ngày 30 tháng 01 năm 2012 trên 4 miền tính dựa trên 3 phương pháp FSIH, FSIA và RUC. 51 Hình 3.16 Đồ thị dự báo tầm nhìn cho sân bay Cát Bi ngày 29/01/2012 với hạn dự báo 24h cho 4 miền tính 27km, 09km, 03km và 01km. Thời điểm bắt đầu dự báo 18Z Số liệu tầm nhìn quan trắc hạn dự báo từ 0h – 4h và từ 22h – 24h trên hình 3.16 bị thiếu do đây thời gian này khơng cĩ hoạt động bay và nằm ngồi thời gian quy định báo cáo số liệu. Kết quả dự báo tầm nhìn từ trên hình 3.16 cho thấy, giá trị tầm nhìn dự báo bằng 3 phương pháp FSIH, FSIA và RUC tương đối đồng nhất. Trên miền tính D1, trong hạn dự báo từ 16h đến 22h giá trị tầm nhìn tiến sát với giá trị quan trắc. Tuy nhiên, trên miền tính D2, D3, D4 và hạn dự báo từ 4h đến 16h của miền tính D1 thì giá trị tầm nhìn dự báo đều cao hơn giá trị tầm nhìn quan trắc. 52 Đánh giá tổng thể trên 4 miền tính cho thấy, miền tính D2, D3, D4 cho kết quả cũng như xu hướng biến đổi tầm nhìn kém hơn miền tính D1. Tuy nhiên, giá trị tầm nhìn trên miền tính D1 bởi 3 phương pháp FSIH, FSIA và RUC đều sớm pha hơn giá trị tầm nhìn quan trắc 3 tiếng. Bảng 3.2 Tĩm tắt kết quả dự báo tầm nhìn đối với sân bay Cát Bi Các đợt dự báo Phương pháp FSIH Phương pháp FSIA Phương pháp RUC - Dự báo khá tốt xu thế biến đổi tầm nhìn nhưng kém hơn phương pháp FSIA. - Dự báo khá tốt xu thế biến đổi tầm nhìn nhưng kém hơn phương pháp RUC. - Dư báo khá tốt xu thế biến đổi tầm nhìn và tốt hơn phương pháp FSIA và FSIH. - Ở miền D1, giá trị tầm nhìn dự báo cao hơn quan trắc. 05/12/2011 - Ở miền D2, D3, D3, giá trị tầm nhìn dự báo vẫn cao hơn quan trắc nhưng đã tiến sát với giá trị quan trắc hơn so với D1. - Cĩ khả năng dự báo được xu thế biến đổi của tầm nhìn nhưng trên miền tính D1 cho kết quả tốt nhất. 28/01/2012 - Cho kết quả dự báo cao hơn quan trắc. - Cho kết quả dự báo cao hơn quan trắc nhưng trên miền tính D1 cho kết quả tương đối tốt từ hạn dự báo 4h đến 10h. - Miền tính D1 cho xu hướng biến đổi tầm nhìn tốt nhất sau đĩ là miền tính D2, D3, D4. 29/01/2012 - Giá trị tầm nhìn trong miền D2, D3, D4 và trong hạn dự báo từ 4h đến 16giờ của D1 đều cao hơn giá trị tầm nhìn quan trắc. - Trong hạn dự báo từ 16 giờ đến 22 giờ trên miền tính D1, giá trị tầm nhìn tiến sát với thực tế nhất. 53 Như vậy cĩ thể thấy giá trị tầm nhìn dự báo với cả 3 phương pháp FSIH, FSIA và RUC trên 3 miền tính D2, D3, D4 đều khơng được cải thiện so với miền tính D1 hay nĩi cách khác, khi dự báo giá trị tầm nhìn dự báo đối với sân bay Cát Bi ta chỉ cần sử dụng miền tính D1 (27km) mà vẫn cho kết quả dự báo khá tốt. 3.2.2. Kết quả dự báo trường nhiệt độ và nhiệt độ điểm sương cho sân bay Cát Bi Kết quả thử nghiệm dự báo trường nhiệt độ và nhiệt độ điểm sương cho sân bay Cát Bi cũng được tiến hành thực hiện trong ba đợt cĩ sương mù điển hình (trong các ngày 05/12/2011; ngày 28/01/2012 và ngày 29/01/2012). Dưới đây lần lượt là kết quả chi tiết trong từng trường hợp cụ thể. (a) (b) 54 (c) (d) (e) (f) Hình 3.17. Kết quả dự báo trường nhiệt độ (a; c; e) và nhiệt độ điểm sương (b: d; f) tương ứng với các ngày 05/12/2011; ngày 28/01/2012 và ngày 29/01/2012 55 Tương tự như kết quả dự báo cho khu vực sân bay Hà Nội, kết quả dự báo trường nhiệt độ và nhiệt độ điểm sương cho khu vực sân bay Cát Bi thể hiện trong hình 3.17 cho thấy, khi đối chiếu với giá trị quan trắc, nhìn chung mơ hình đã dự báo khá tốt kết quả trường nhiệt độ và nhiệt độ điểm sương ở tất cả các miền tính. Cĩ thể nĩi, một lần nữa khẳng định kết quả dự báo từ mơ hình đã nắm bắt rất tốt về xu thế so với giá trị quan trắc. Điều đĩ chứng tỏ mơ hình cĩ kỹ năng dự báo tốt trường nhiệt độ và nhiệt độ điểm sương. So sánh giữa các miền tính với nhau, mơ hình cũng thể hiện khá rõ nét chất lượng dự báo (về giá trị) thể hiện tốt nhất tại miền tính D4. Các miền cịn lại nắm bắt tốt về xu thế. Tuy nhiên về giá trị, tại miền tính D2, kết quả dự báo trường nhiệt độ cho giá trị thiên cao so với quan trắc nhưng lại cho kết quả tốt về dự báo trường nhiệt độ điểm sương. Miền tính D3 cho kết quả khá tương đồng giữa trường nhiệt độ và nhiệt độ điểm sương. 3.3 Kết quả dự báo cho sân bay Vinh 3.3.1. Kết quả dự báo tầm nhìn cho sân bay Vinh Kết quả thử nghiệm dự báo tầm nhìn cho sân bay Vinh được thực hiện trong ba đợt cĩ sương mù, điển hình (trong các ngày 15/12/2011; ngày 30/12/2011 và ngày 28/01/2012). Dưới đây lần lượt là kết quả chi tiết trong từng trường hợp cụ thể. 3.3.1.1 Đợt 1: Ngày 15/12/2011 Để thử nghiệm dự báo tầm nhìn do mù, sương mù đối với sân bay Vinh ngày 16 tháng 12 năm 2011, tác giả chọn thời điểm bắt đầu dự báo là 18Z ngày 15 tháng 12 năm 2012 và hạn dự báo 24h. Đây là hạn dự báo dài trong nghiệp vụ dự báo Khí tượng Hàng khơng. Trên bản đồ Synop (hình 3.18) lúc 00Z ngày 16 tháng 12 năm 2011, hệ thống cao lạnh lục địa lệch đơng chi phối hệ thống thời tiết các tỉnh Bắc Trung Bộ nĩi chung và sân bay Vinh nĩi riêng, đây là nguyên nhân gây nên sương mù làm giảm tầm nhìn đối với sân bay Vinh trong ngày 16 tháng 12 năm 2011. 56 Hình 3.18 Bản đồ Synop lúc 00Z ngày 16/12/2011 Và dưới đây là kết quả thử nghiệm dự báo tầm nhìn cho sân bay Vinh ngày 16 tháng 12 năm 2011 dựa trên 3 phương pháp FSIH, FSIA và RUC. Hình 3.19 Đồ thị dự báo tầm nhìn cho sân bay Vinh ngày 15/12/2011 với hạn dự báo 24h cho 4 miền tính 27km, 09km, 03km và 01km. Thời điểm bắt đầu dự báo 18Z 57 Như đã trình bày trong chương 2, giá trị tầm nhìn sân bay Vinh trong thời gian khơng cĩ hoạt động bay được thực hiện bằng hệ thống quan trắc tự động AWOS. Đây là hệ thống thời tiết bán tự động do Phần Lan thiết kế và được sử dụng ở nhiều sân bay trên thế giới. Ở Việt Nam, hệ thống AWOS được lắp đặt tại sân bay Nội Bài, Vinh, Đà Nẵng, Phú Bài, Tân Sơn Nhất. Trên hình 3.19, giá trị tầm nhìn của sân bay Vinh từ hạn dự báo 0h đến 4h, và từ 16h đến 24h là giá trị tầm nhìn được quan trắc bằng hệ thống quan trắc tự động AWOS. Giá trị tầm nhìn quan trắc trong hạn dự báo cịn lại từ 4h đến 16h là được thực hiện quan trắc bằng mắt của các quan trắc viên Từ hình 3.19 ta thấy, cả ba phương pháp FSIH, FSIA và RUC cho kết quả dự báo xu thế tầm nhìn cho sân bay Vinh trong ngày 15 tháng 12 năm 2011 khá tốt. Trên miền tính D2, D3, cả 3 phương pháp FSIH, FSIA và RUC ngồi dự báo khá tốt về xu thế, cả ba phương pháp này cho giá trị tầm nhìn tương đối chính xác, cịn khi so sánh với giá trị tầm nhìn được thực hiện bằng hệ thống AWOS thì 2 phương pháp RUC và FSIA cho kết quả dự báo khá tốt. Tuy nhiên, trên miền tính D1 thì 3 phương pháp này chỉ cho kết quả tốt ở giai đoạn từ hạn dự báo 0h – 4h và 16h đến 24h, đây là giai đoạn giá trị tầm nhìn được quan trắc bằng hệ thống quan trắc tự động. Trên miền tính D1, khi so sánh với giá trị tầm nhìn được quan trắc bằng mắt thì giá trị tầm nhìn dự báo bằng 3 phương pháp trên đều cao hơn so với giá trị tầm nhìn quan trắc. Tương tự trên miền tính D4, giá trị tầm nhìn dự báo bằng 3 phương pháp trên đều cao hơn so với giá trị tầm nhìn thực tế. Tuy nhiên, giá trị tầm nhìn bằng phương pháp RUC cho kết quả gần tới giá trị thực tế nhất, sau đĩ là phương pháp FSIA và cuối cùng là FSIH. Nhận xét tổng thể, phương pháp RUC cho kết quả dự báo tầm nhìn tốt nhất đối với sân bay Vinh ngày 15 tháng 12 năm 2011, sau đĩ là phương pháp FSIA và cuối cùng là FSIH. 58 3.3.1.2 Đợt 2: Ngày 30/12/2011 Để thử nghiệm dự báo tầm nhìn do mù, sương mù đối với sân bay Vinh ngày 31 tháng 12 năm 2011, tác giả chọn thời điểm bắt đầu dự báo là 18Z ngày 30 tháng 12 năm 2011 và hạn dự báo 24h. Trên bản đồ Synop (hình 3.20) lúc 00Z ngày 31 tháng 12 năm 2011, hệ thống cao lạnh lục địa lệch đơng chi phối hệ thống thời tiết các tỉnh Bắc Trung Bộ nĩi chung và sân bay Vinh nĩi riêng, đây là nguyên nhân gây nên sương mù làm giảm tầm nhìn đối với sân bay Vinh trong ngày 31 tháng 12 năm 2011. Hình 3.20 Bản đồ Synop lúc 00Z ngày 31/12/2011 Và dưới đây là kết quả dự báo tầm nhìn cho sân bay Vinh ngày 30 tháng 12 năm 2011 dựa trên 3 phương pháp FSIH, FSIA, và RUC. 59 Hình 3.21 Đồ thị dự báo tầm nhìn cho sân bay Vinh ngày 30/12/2011 với hạn dự báo 24h cho 4 miền tính 27km, 09km, 03km và 01km. Thời điểm bắt đầu dự báo 18Z Trên hình 3.21 giá trị tầm nhìn quan trắc từ hạn dự báo 0h đến 4h và từ 16 đến 24h được thực hiện bằng hệ thống quan trắc tự động AWOS; giá trị tầm nhìn từ hạn dự báo 4h đến 16h được thực hiện bởi quan trắc viên. Từ đồ thị hình 3.21 ta thấy trên miền tính D2, D3, cả ba phương pháp FSIH, FSIA và RUC dự báo khá tốt xu thế biến đổi tầm nhìn cho sân bay Vinh ngày 31 60 tháng 12 năm 2011. Đặc biệt, giá trị tầm nhìn bằng 3 phương pháp trên tương đối chính xác với giá trị tầm nhìn đươc thực hiện bằng hệ thống quan trắc tự động nhưng cao hơn giá trị tầm nhìn quan trắc bằng mắt. Cịn trên hai miền tính D1 và D4 cho kết quả dự báo kém hơn cả về xu hướng và giá trị. Trên miền tính D2, D3, giá trị tầm nhìn dự báo bằng phương pháp FSIA và phương pháp RUC gần như đồng nhất và tiến gần tới giá trị tầm nhìn quan trắc hơn. Giá trị tầm nhìn dự báo bằng phương pháp FSIH cao hơn giá trị tầm nhìn quan trắc. 3.3.1.3 Đợt 3: Ngày 29/01/2012 Tương tự đợt 1 và đợt 2, để thử nghiệm dự báo tầm nhìn do mù, sương mù đối với sân bay Vinh ngày 30 tháng 01 năm 2012, tác giả chọn thời điểm bắt đầu dự báo là 18Z ngày 29 tháng 01 năm 2012 và hạn dự báo 24h. Trên bản đồ Synop (hình 3.22) lúc 00Z ngày 30 tháng 01 năm 2012, hệ thống cao lạnh lục địa lệch đơng chi phối hệ thống thời tiết các tỉnh Bắc Trung Bộ nĩi chung và sân bay Vinh nĩi riêng, đây là nguyên nhân gây nên sương mù làm giảm tầm nhìn đối với sân bay Vinh trong ngày 30 tháng 01 năm 2012. Hình 3.22 Bản đồ Synop lúc 00Z ngày 29/01/2012 Và dưới đây là kết quả dự báo tầm nhìn cho sân bay Vinh trong ngày 30/01/2012 dựa trên ba phương pháp FSIH, FSIA và RUC. 61 Hình 3.23 Đồ thị dự báo tầm nhìn cho sân bay Vinh ngày 28/01/2012 với hạn dự báo 24h cho 4 miền tính 27km, 09km, 03km và 01km. Thời điểm bắt đầu dự báo 18Z Trên đồ thị tầm nhìn 3.23, giá trị tầm nhìn quan trắc hạn từ 0h đến 4h và từ 19h đến 24h bị thiếu do đây là thời gian khơng cĩ hoạt động bay và nằm ngồi thời gian quy định báo cáo. Cũng trên đồ thị tầm nhìn 3.23 ta thấy, giá trị tầm nhìn dự báo trên 4 miền tính D1, D2, D3, D4 dựa trên 3 phương pháp FSIH, FSIA và RUC đều cao hơn giá trị tầm nhìn quan trắc. Tuy nhiên trên miền tính D4, cả 3 phương pháp FSIH, FSIA và RUC dự báo được xu thế tầm nhìn nhưng giá trị dự báo cao hơn giá trị tầm nhìn quan trắc; cịn trên miền tính D2 và D3, giá trị tầm nhìn dự báo cả 3 phương pháp dự báo FSIH, FSIA và RUC trên tiến sát với thực tế hơn nhưng xu thế lại hạn chế 62 hơn miền tính D4. Cịn trên miền tính D1, cả 3 phương pháp dự báo đều khơng cho kết quả dự báo tầm nhìn như mong muốn. Bảng 3.3 Tĩm tắt kết quả dự báo tầm nhìn đối với sân bay Vinh Các đợt dự báo Phương pháp FSIH Phương pháp FSIA Phương pháp RUC - Dự báo khá tốt về xu thế tầm nhìn. - Dự báo khá tốt về xu thế tầm nhìn và giá trị trên miền D2 và D3, đặc biệt tốt khi so sánh với giá trị tầm nhìn được thực hiện so bằng hệ thống tự động AWOS. - Trên miền D1, giá trị tầm nhìn tốt với giá trị tầm nhìn quan trắc tự động (từ hạn 0h – 4h và từ 16h đến 24h), nhưng cao hơn giá trị quan trắc bằng mắt (từ hạn 4h – 16h). 15/12/2011 - Trên miền D4, giá trị tầm nhìn dự báo kém nhất. - Trên miền D4, giá trị tầm nhìn dự báo kém hơn RUC. - Trên miền D4, giá trị tầm nhìn dự báo tốt nhất. - Trên miền tính D2, D3, dự báo được xu thế tầm nhìn. - Trên miền tính D2, D3, dự báo được xu thế tầm nhìn. Giá trị tầm nhìn tiến sát với giá trị tầm nhìn quan trắc hơn FSIH đặc biệt tốt khi so sánh với giá trị tầm nhìn quan trắc bằng hệ thống AWOS. - Trên miền tính D2, D3, dự báo được xu thế tầm nhìn. Giá trị tầm nhìn dự báo tiến sát với giá trị tầm nhìn quan trắc nhất đặc biệt tốt khi so sánh với giá trị tầm nhìn quan trắc bằng hệ thống AWOS. 30/12/2011 - Trên miền tính D1, D4, chất lượng dự báo khơng cao cả về xu hướng và giá trị. 63 - Cao hơn giá trị tầm nhìn quan trắc thực tế. - Miền D4, dự báo được xu thế tầm nhìn. - D2, D3, giá trị tầm nhìn tiến sát với thực tế. 28/01/2012 - D1 cho kết quả tầm nhìn hạn chế nhất. 3.3.2. Kết quả dự báo trường nhiệt độ và nhiệt độ điểm sương cho sân bay Vinh Kết quả thử nghiệm dự báo trường nhiệt độ và nhiệt độ điểm sương cho sân bay Vinh cũng được tiến hành thực hiện trong ba đợt cĩ sương mù điển hình (trong các ngày 15/12/2011; ngày 30/12/2011 và ngày 28/01/2012). Dưới đây (hình 3.24) lần lượt là kết quả chi tiết trong từng trường hợp cụ thể. (a) (b) 64 (c) (d) (e) (f) Hình 3.24 Kết quả dự báo trường nhiệt độ (a; c; e) và nhiệt độ điểm sương (b: d; f) tương ứng với các ngày 05/12/2011; ngày 28/01/2012 và ngày 29/01/2012 65 Tương tự như kết quả dự báo cho khu vực sân bay Hà Nội và Cát Bi, kết quả dự báo trường nhiệt độ và nhiệt độ điểm sương cho khu vực sân bay Vinh thể hiện trong hình 3.24 cho thấy, khi đối chiếu với giá trị quan trắc, nhìn chung mơ hình đã dự báo khá tốt kết quả trường nhiệt độ và nhiệt độ điểm sương ở tất cả các miền tính. So sánh giữa các miền tính với nhau, mơ hình cũng thể hiện khá rõ nét chất lượng dự báo (về giá trị) thể hiện tốt nhất tại miền tính D4. Các miền cịn lại nắm bắt tốt về xu thế. Trong đợt ngày 30 tháng 12 năm 2011, kết quả dự báo trường nhiệt độ tại các miền tính D1, D2 và D3 cho kết quả thiên thấp ở các khoảng dự báo từ 0h - 6h và 18h - 24h, cịn lại cho thiên cao. Trong khi đĩ, kết quả dự báo trường nhiệt độ điểm sương nhìn chung cho kết quả thiên thấp. 66 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Từ những thử nghiệm với các lựa chọn vật lý của mơ hình WRF, với việc áp dụng ba phương pháp FSIH, FSIA và RUC kết hợp với bộ số liệu quan trắc tầm nhìn được lấy từ số liệu METAR (số liệu báo cáo thời tiết tại sân bay) được lưu trữ lâu dài tại server của Phịng khí tượng - Trung tâm Hiệp đồng Điều hành bay - Sân bay Gia lâm, trong đĩ số liệu METAR của sân bay Nội Bài được phát liên tục 24h/24h với tần suất 30phút/lần; sân bay Cát Bi và sân bay Vinh được phát liên tục từ 22Z (5 giờ Việt Nam) cho đến khi hết hoạt động bay buổi tối, luận văn đã tiến hành thử nghiệm dự báo các đợt tầm nhìn cho sân bay Nội Bài, sân bay Cát Bi và sân bay Vinh, trên cơ sở đĩ rút ra một số nhận xét như sau: 1. Sử dụng mơ hình số nĩi chung và mơ hình WRF nĩi riêng để dự báo tầm nhìn cho các sân bay là một hướng tiếp cận mới và cĩ ý nghĩa thực tiễn cao trong nghiệp vụ dự báo thời tiết hàng khơng ở Việt Nam. 2. Mơ hình WRF cĩ khả năng dự báo tầm nhìn cho các sân bay thuộc cụm cảng hàng khơmg miền Bắc Việt Nam. 3. Cả ba phương pháp FSIH, FSIA và RUC cho kết quả dự báo khá tốt về xu hướng tầm nhìn với thời hạn dự báo 24h cho các sân bay Nội Bài, Cát Bi và Vinh nhưng kết quả cao hơn so với giá trị quan trắc. - Tại sân bay Nội Bài: phương pháp RUC vẫn cho kết quả về giá trị tầm nhìn tốt hơn phương pháp FSIA, sau đĩ là FSIH. Khi sử dụng miền tính D2 và D3, kết quả mơ phỏng về giá trị tầm nhìn cả hai phương pháp đã tiến tới sát thực với giá trị quan trắc và phương pháp RUC cho kết quả khả quan hơn hai phương pháp cịn lại. Tuy nhiên, tiếp tục sử dụng miền tính D4, kết quả cho thấy xu thế đã nắm bắt một cách sát thực hơn mặc dù vẫn cịn sai số nhất định.. - Tại sân bay Cát Bi: Phương pháp RUC cho kết quả dự báo về giá trị tầm nhìn tốt nhất sau đĩ là FSIA và FSIH. Khi sử dụng miền tính D2, D3, kết quả dự báo về xu thế của cả hai phương pháp đều khơng mang lại kết quả khả quan hơn khi 67 sử dụng miền tính D1 nhưng lại cho kết quả tiến sát với giá trị tầm nhìn quan trắc thực tế. - Tại sân bay Vinh: Phương pháp FSIH và FSIA và RUC đều dự báo được xu hướng tầm nhìn. Tuy nhiên phương pháp RUC cho kết quả dự báo tầm nhìn tốt nhất, sau đĩ là phương pháp FSIA và FSIH. Sử dụng miền tính D2, D3, kết quả dự báo về xu thế của cả hai phương pháp đều mang lại kết quả khả quan hơn khi sử dụng miền tính D1 và khá tốt khi so sánh với giá trị tầm nhìn quan trắc bằng hệ thống quan trắc tự động AWOS. Tuy nhiên, sử dụng miền tính D4 thì kết quả dự RUC là tốt nhất, sau đĩ là FSIA và FSIH. 4. Trong ba phương pháp trên, phương pháp RUC cho kết quả ổn định và chính xác nhất, sau đĩ là FSIA và cuối cùng là FSIH. 5. Cả ba phương pháp FSIH, FSIA và RUC đều cĩ độ nhạy lớn khi ngưỡng giá trị tầm nhìn từ 4km trở lên. 6. Giá trị tầm nhìn dự báo bởi ba phương pháp FSIH, FSIA và RUC đều phụ thuộc vào độ ẩm gần bề mặt, do đĩ, cả 3 phương pháp dự báo tầm nhìn này khơng áp dụng được để dự báo tầm nhìn cho trường hợp khĩi và mù khơ. Kiến nghị Từ những kết quả khảo sát như đã trình bày trong các phần trên, tác giả xin đề xuất và kiến nghị một số nội dung sau: 1. Vào các tháng cuối mùa đơng, các sân bay thuộc cụm cảng hàng khơng miền Bắc đặc biệt là sân bay Nội Bài thường xuyên chịu ảnh hưởng sương mù và mưa phùn, tầm nhìn thường giảm xuống dưới 1km, đây là sân bay cĩ tần suất bay lớn, do đĩ sương mù và mưa phùn làm giảm tầm nhìn ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả kinh tế cũng như là gây uy hiếp đến an tồn bay. Mặc dù sử dụng mơ hình WRF để dự báo giá trị tầm nhìn cho các sân bay thuộc cụm cảng hàng khơng miền bắc nĩi chung, sân bay Nội Bài nĩi riêng vẫn cịn hạn chế nhưng việc dự báo được xu thế biến đổi của tầm nhìn tại các sân bay trên đặc biệt là sân bay Nội Bài là một việc hết sức cĩ ý nghĩa trong nghiệp vụ dự báo khí tượng Hàng khơng, gĩp phần nâng cao hiệu quả kinh tế và an tồn bay. 68 2. Khi sử dụng mơ hình WRF để dự báo tầm nhìn cho các khu vực cụm cảng miền Bắc bằng phương pháp FSIH, FSIA và RUC, cĩ thể sử dụng các miền tính D4 cho sân bay Nội Bài và Vinh. Miền tính này khơng thực sự đem lại hiệu quả cho sân bay Cát Bi nên chỉ cần xét đến miền tính D2 hoặc D3 để giảm thiểu thời gian tính tốn. 3. Mơ hình WRF khơng dự báo trực tiếp biến tầm nhìn mà được tính tốn từ các biến nhiệt độ, nhiệt độ điểm sương, giĩ mực 850mb là số liệu đầu ra của mơ hình. Trong luận văn của mình, giá trị tầm nhìn thử nghiệm dự báo cho sân bay Nội Bài, Cát Bi, Vinh được tính thơng qua các cơng thức RUC, FSIA, FSIH, đây là cơng thức thực nghiệm được áp dụng dự báo mù, sương mù tại Mỹ, và Hungary. Sau khi thử nghiệm dự báo tầm nhìn cho 9 đợt cĩ sương mù, mù gây giảm tầm nhìn cho ba sân bay Nội Bài, Cát Bi, Vinh, để đánh giá mức độ ảnh hưởng của điều kiện biên, các tham số vật lý của mơ hình, tác giả đã kiểm nghiệm chất lượng dự báo 3 yếu tố, khí áp, nhiệt độ, nhiệt độ điểm sương với số liệu quan trắc thực tế thì mơ hình WRF cho kết quả khá tốt và đặc biệt tốt trên miền D4. Điều này cho thấy mơ hình WRF cho chất lượng dự báo tốt, ổn định đối với các biến đầu vào để dự báo tầm nhìn. Do đĩ, để cải thiện và nâng cao chất lượng dự báo tầm nhìn cho các sân bay Nội Bài, Cát Bi, Vinh thuộc cụm cảng hàng khơng miền Bắc nĩi riêng hay cho các sân bay của nước ta nĩi chung, thì cần phải khảo sát tỷ mỉ, kỹ lưỡng hơn, và tìm ra các cơng thức phù hợp, để dự báo chính xác tầm cho mỗi sân bay riêng trên tồn quốc là rất cần thiết và địi hỏi phải nghiên cứu tỷ mỉ, lâu dài. Đây là nhiệm vụ tác giả xin tiếp tục nghiên cứu trong thời gian tới. 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: 1, Hồng Đức Cường và cộng sự (2012), Nghiên cứu ứng dụng sơ đồ đồng hĩa số liệu 3DVAR cho mơ hình WRF nhằm dự báo quỹ đạo bão trên Biển Đơng, NXB KHKT 2, Kiều Thị Xin và CS (2002), Nghiên cứu áp dụng mơ hình số trị khu vực cho mục đích dự báo chuyển động của bão trên vùng biển Việt Nam, Báo cáo Đề tài Khoa học Cơng nghệ Độc lập cấp Nhà nước, ĐTĐL-2002/02. 3, Phan Văn Tân (1989), Khả năng dự báo mù và sương mù bằng phương pháp hồi quy cĩ lọc, đề tài cấp nhà nước 42A- 05-02, tr 139 -179. 4, Phan Văn Tân (1989), phương pháp xác suất dự báo khả năng xuất hiện sương mù, đề tài cấp nhà nước 42A- 05-02, tr 180 -194. 5, Phan Văn Tân (1989), Đặc điểm chế độ mù, sương mù ở một số sân bay, đề tài cấp nhà nước 42A- 05-02, tr 4 - 72. 6, Phan Văn Tân (1992), Nghiên cứu phương pháp dự báo tầm nhìn xa nhỏ nhất trong sương mù khu vực sân bay Nội Bài, đề tài cở sở, ĐHTH HN. 7, Phan Văn Tân (1994), Đặc điểm chế độ và phương pháp thống kê vật lý dự báo sương mù khu vực biển và ven bờ khu vực Vịnh Bắc Bộ, luận án phĩ tiến sỹ, ĐHTH HN. 8, Phan Văn Tân và CS (2009), “Thử nghiệm ứng dụng hệ thống WRF-VAR kết hợp với sơ đồ ban đầu hĩa xốy vào dự báo quĩ đạo bão trên Biển Đơng, Tạp chí KTTV, Hà Nội, 7(583), tr. 1−9 9, Trần Tân Tiến (1989), Phương pháp dự báo sự xuất hiện và tan mù, sương mù, đề tài cấp nhà nước 42A- 05-02. 10, Trần Tân Tiến (1989), Mơ hình dự báo mù và sương mù bức xạ - bình lưu, đề tài cấp nhà nước 42A- 05-02. Tiếng Anh: 11, Atger and Bergot (2005), Inter-compar ison of low visibility prediction methods, in “Short-range Forecasting Methods of Fog, Visibility and Low Clouds - 70 Phase I Report”, eds by Jacobs, Nietosvaara, Michaelides, Gmoser; EU Publications Office, 205 pp. 12, Atger and Farges (2005), Operational low visibility statistical prediction, in “Short-range Forecasting Methods of Fog, Visibility and Low Clouds - Phase I Report”, eds by Jacobs, Nietosvaara, Michaelides, Gmoser; EU Publications Office, 205 pp. 13, Bendix, Bott, Trautmann and Jacobs (2005), Forecasting methods for fog and low clouds in Germany, in “Short-range Forecasting Methods of Fog, Visibility and Low Clouds - Phase I Report”, eds by Jacobs, Nietosvaara, Michaelides, Gmoser; EU Publications Office, 205 pp. 14, Bergểs (2005), Activities in Sweden concerning forecasting fog and low cloud, in “Short-range Forecasting Methods of Fog, Visibility and Low Clouds - Phase I Report”, eds by Jacobs, Nietosvaara, Michaelides, Gmoser; EU Publications Office, 205 pp. 15, Bergot and Atger (2005), Fog and low clouds prediction at Météo-France, in “Short-range Forecasting Methods of Fog, Visibility and Low Clouds - Phase I Report”, eds by Jacobs, Nietosvaara, Michaelides, Gmoser; EU Publications Office, 205 pp. 16, Bergot, Carrer and Noilhan (2005), Fog and low-clouds forecasting at Paris-Roissy airport with 1D models, in “Short-range Forecasting Methods of Fog, Visibility and Low Clouds - Phase I Report”, eds by Jacobs, Nietosvaara, Michaelides, Gmoser; EU Publications Office, 205 pp. 17, Cano and Terradellas (2005), Short-term forecasting methods of fog, visibility and low clouds in Spain, in “Short-range Forecasting Methods of Fog, Visibility and Low Clouds - Phase I Report”, eds by Jacobs, Nietosvaara, Michaelides, Gmoser; EU Publications Office, 205 pp. 18, Golding (2005), Met Office forecasting methods for fog and low cloud, in “Short-range Forecasting Methods of Fog, Visibility and Low Clouds - Phase I 71 Report”, eds by Jacobs, Nietosvaara, Michaelides, Gmoser; EU Publications Office, 205 pp. 19, Golding (2005), Review of state of the art of prediction methods for fog and low cloud, in “Short-range Forecasting Methods of Fog, Visibility and Low Clouds - Phase I Report”, eds by Jacobs, Nietosvaara, Michaelides, Gmoser; EU Publications Office, 205 pp. 20 Han Bang, Woo Lee and You Hong (2008), Predictability Experiments of Fog and Visibility in Local Airports over Korea using the WRF Model, Journal of Korean Society for Atmospheric Environment, Vol 24, No. E2, 92 - 101. 21, Haiden, Kann, Seidl and Lichtenauer (2005), NWP model forecasts of low stratus: existing problems and some experiments, in “Short-range Forecasting Methods of Fog, Visibility and Low Clouds - Phase I Report”, eds by Jacobs, Nietosvaara, Michaelides, Gmoser; EU Publications Office, 205 pp. 22, Hiroyuki Kusaka et al (2009), Perfomance of the WRF model as high resolution regional climate model: Model intercomparison study. The seventh International Conference on Urban Climate, Yokohama, Japan. 23, Jacobs (2005), Chairman of COST Action 722 and Vesa Nietosvaara – Vice - Chairman of COST Action 722, in “Short-range Forecasting Methods of Fog, Visibility and Low Clouds - Phase I Report”, eds by Jacobs, Nietosvaara, Michaelides, Gmoser; EU Publications Office, 205 pp. 24, Jerczynski (2005), Current Status Of Short-Term Fog and, Visibility Forecast at IMWM, Poland, in “Short-range Forecasting Methods of Fog, Visibility and Low Clouds - Phase I Report”, eds by Jacobs, Nietosvaara, Michaelides, Gmoser; EU Publications Office, 205 pp. 25, Klemp (2006), Convection-resolving forecasting with the WRF model, National Center for Atmospheric Research, Boulder, Colorado. 26, Larry (1998), AFWA/TN—98/002, Meteorological Techniques, Air Force Agency. 72 27, Nietosvaara (2005), Existing forecast methods at Finnish Meteorological Institute, in “Short-range Forecasting Methods of Fog, Visibility and Low Clouds - Phase I Report”, eds by Jacobs, Nietosvaara, Michaelides, Gmoser; EU Publications Office, 205 pp 28, Pang, Liu, Li and Niu (2010), Simulation of regional fog event with WRF in North China and evaluation of visibility equations, 5th International conference on fog, Minster, Germany. 29, Petersen and Nielsen (2005), Diagnosis of visibility in DMI - HIRLAM, in “Short-range Forecasting Methods of Fog, Visibility and Low Clouds - Phase I Report”, eds by Jacobs, Nietosvaara, Michaelides, Gmoser; EU Publications Office, 205 pp 30, Petersen, and Nielsen (2005), Prediction of visibility at the Danish Meteorological Institute, in “Short-range Forecasting Methods of Fog, Visibility and Low Clouds - Phase I Report”, eds by Jacobs, Nietosvaara, Michaelides, Gmoser; EU Publications Office, 205 pp 31, Secretariat of the World Meteorological Organization (2005), a User’ hand book to codes - aerodrome reports and forecasts, Fourth edition. 32, Shaw, Spencer, Carpenter, and Barrere (2008), Implement of the WRF Model for the Dubai international airport aviation weather decision support system, 13th Conference on Aviation, New Orleans, American. 33, Terradellas and Cano (2005), Implementation of the HIRLAM-1D model for local forecasts at Madrid airport, in “Short-range Forecasting Methods of Fog, Visibility and Low Clouds - Phase I Report”, eds by Jacobs, Nietosvaara, Michaelides, Gmoser; EU Publications Office, 205 pp 34, Vesa (2005), Existing forecast methods at Finnish Meteorological Institute, in “Short-range Forecasting Methods of Fog, Visibility and Low Clouds - Phase I Report”, eds by Jacobs, Nietosvaara, Michaelides, Gmoser; EU Publications Office, 205 pp. 73 35, Wantuch (2005), Visibility And Fog Forecasting Based On Decision Tree Method, in “Short-range Forecasting Methods of Fog, Visibility and Low Clouds - Phase I Report”, eds by Jacobs, Nietosvaara, Michaelides, Gmoser; EU Publications Office, 205 pp. 36, Zhou, Dimego and Gultepe (2010), Forecast of Low Visibility and Fog From NCEP– Current Status and Efforts, 5th International conference on fog, Minster, Germany. 74 PHỤ LỤC BẢN ĐỒ DỰ BÁO KHÍ ÁP MỰC BIỂN H-PL1: Bản đồ dự báo khí áp lúc 00Z ngày 18/12/2010 H-PL2: Bản đồ dự báo khí áp lúc 00Z ngày 20/12/2010 H-PL3: Bản đồ dự báo khí áp lúc 00Z ngày 16/12/2011 H- PL4: Bản đồ dự báo khí áp lúc 00Z ngày 06/12/2011 75 PHỤ LỤC BẢN ĐỒ DỰ BÁO KHÍ ÁP MỰC BIỂN H- PL5: Bản đồ dự báo khí áp lúc 00Z ngày 30/01/2012 H - PL6: Bản đồ dự báo khí áp lúc 00Z ngày 31/01/2012

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfnguyen_van_hong_0395.pdf
Luận văn liên quan