Luận văn Đánh giá phương pháp dvorak cải tiến để xác định cường độ bão từ ảnh mây vệ tinh địa tĩnh cho khu vực biển đông

OO N FF N OOFF Cor - Chỉ số BIAS: chỉ số này có giá trị biến thiên từ - đến + , trong đó giá trị bằng 1 là “hoàn hảo”. Chỉ số này cho biết độ lớn của dự báo trung bình so với độ lớn của quan trắc trung bình. Tuy nhiên, BIAS không cho biết độ lớn của sai số cũng như mức độ tương quan giữa quan trắc và dự báo.     N 1i i N 1i i O N 1 F N 1 BIAS - Sai số tuyệt đối trung bình (Mean Absolute Error - MAE): |OF| N 1 MAE i N 1i i    Chỉ số này cho biết biên độ trung bình của sai số dự báo, nhưng không cho biết hướng của độ lệch. Giá trị 0 cho biết dự báo là “hoàn hảo”. Thông thường, chỉ số MAE được sử dụng cùng với chỉ số BIAS để đưa ra ước lượng về độ tin cậy khi hiệu chỉnh sản phẩm bằng chỉ số BIAS. Ví dụ khi giá trị MAE và BIAS tương đối gần nhau, chúng ta có thể tin tưởng để hiệu chỉnh sản phẩm bằng độ lệch, còn khi hai giá trị này khác xa nhau thì nên cẩn thận khi hiệu chỉnh bằng độ lệch. - Căn bậc hai của sai số bình phương trung bình (Root Mean Square Error - RMSE): là thước đo của biên độ sai số.   2N 1i ii OF N 1 RMSE    39 Chỉ số này cho biết biên độ trung bình của sai số dự báo, nhưng không cho biết hướng của độ lệch. Giá trị RMSE bằng 0 chỉ khi có sự tương đồng tuyệt đối ở mọi nơi giữa dự báo và quan trắc, còn không, chúng đều có giá trị lớn hơn 0. 3.2. Đánh giá sai số ví trị và cường độ bão giữa ADT và Best track Việt Nam theo dạng mây bão 3.2.1. Sai số vị trí Qua việc phân chia mây bão trong phương pháp ADT thành các dạng mây bão khác nhau, hình 3.1 cho thấy giá trị sai số vị trí trung bình giữa ADT và best track lớn nhất vào khoảng 44 km ứng với trường hợp mây bão có dạng lệch tâm (SHEAR). Thường xuất hiện trong giai đoạn đầu của sự phát triển của XTNĐ và cũng có thể xuất hiện sau giai đoạn bão mạnh, khi nó yếu dần trở về giai đoạn đầu của XTNĐ. Và giá trị sai số vị trí trung bình là nhỏ nhất là khoảng 28 km ứng với trường hợp cường độ bão có cường độ mạnh và có dạng mắt (EYE). Sai số vị trí của các dạng mây bão trong phương pháp ADT giảm dần theo thứ tự: SHEAR, CRVBND, IRRCDO, UNIFRM, EMBC, EYE. Hình 3.1: Trung bình sai số vị trí giữa ADT và best track của các loại mây bão trong các cơn bão trên biển Đông từ năm 2010 - 2015 3.2.2. Sai số cường độ Như trên đã nói, việc đánh giá sai số cường độ của phương pháp ADT trong các cơn bão trên biển Đông từ năm 2010 - 2015 sẽ được thực hiện qua việc đánh giá 40 sai số tốc độ gió cực đại và chỉ số khí áp thấp nhất giữa kết quả của phương pháp ADT so với best track của Việt Nam. Hình 3.2: Biểu đồ phân tán tốc độ gió cực đại (kts) giữa ADT và best track trong các cơn bão trên biển Đông từ năm 2010 - 2015 có dạng: tâm nhúng đĩa mây (EMBC), dạng mắt (EYE), dạng lệch tâm (SHEAR), dạng băng cuốn (CRVBND), dạng khối mây dày đặc phủ trên vùng tâm bão có sự thay đổi lớn trong vùng CDO (IRRCDO) và khối mây đậm đặc phủ vùng tâm có nhiệt độ đồng đều (UNIFRM) Bảng 3.3: Trung bình tốc độ gió cực đại (kts) và MAE của ADT và best track cho từng loại mẫu mây bão trong các cơn bão trên biển Đông từ năm 2010 - 2015 Loại mẫu mây S H E A R C R V B N D IR R C D O U N IF R M E M B C E Y E Trung bình Vmax Best track 38.6 42.7 44.6 56.9 59.6 87 Trung bình Vmax ADT 37.1 46.8 49.4 67.4 69.5 111 Chênh lệch ADT - Best track -1.5 4.1 4.8 10.5 9.9 24 Phần trăm sai số trung bình Vmax (%) 4 9,6 10,8 18,4 16,6 27,6 MAE của ADT và best track 6.3 8.1 7.3 13.1 12.7 24.4 41 Biểu đồ phân tán hình 3.2 và bảng 3.3 cho thấy bão càng mạnh sai số tốc độ gió cực đại càng lớn. Trung bình giá trị tốc độ gió cực đại trong phương pháp ADT đều đưa ra kết quả lớn hơn so với best track. Riêng với trường hợp các cơn bão dạng lệch tâm (SHEAR) cho kết quả trung bình tốc độ gió cực đại là nhỏ hơn so với best track thực tế khoảng gần 1.5kts và giá trị MAE bằng 6.3 là nhỏ nhất. Dạng SHEAR là dạng có cường độ bão nhỏ nhất, đồng thời hệ số tương quan trong bảng 3.5 là rất nhỏ và bằng -0.01 vì vậy giá trị trên không phản ánh được kết quả chính xác. Dạng EYE cho kết quả sai số tốc động gió cực đại là lớn nhất trong 6 loại mẫu mây bão thể hiện bằng đường hồi quy tuyến tính giữa ADT và best track nằm cách xa đường hồi quy ADT bằng best track nhất và trung bình sai số tốc độ gió cực đại của dạng mắt lớn hơn khoảng 24kts so với best track tương đương sai số đến 27% và giá trị MAE cũng lớn nhất. Với dạng băng cuốn (CRVBND) đường hồi quy tuyến tính giữa ADT và best track gần như song song và sát với đường hồi quy ADT bằng best track nhất và giá trị trung bình tốc độ gió cực đại của ADT chỉ lớn hơn best track khoảng 4kts tương đương với 9,6% sai số, như vậy dạng CRVBND cho kết quả sai số tốc độ gió cực đại là tốt nhất. Với 3 dạng mây bão: EMBC, IRRCDO và UNIFRM đưa ra kết quả trung bình tốc độ gió cực đại của ADT lớn hơn 5 - 10kts so với best track. Hình 3.3: Tương tự hình 3.2 cho trị số khí áp thấp nhất (mb) 42 Bảng 3.4: Trung bình trị số khí áp thấp nhất (mb) và MAE của ADT và best track cho từng loại mẫu mây bão trong các cơn bão trên biển Đông từ năm 2010 - 2015 Loại mẫu mây S H E A R C R V B N D IR R C D O U N IF R M E M B C E Y E Trung bình Pmin của Best track 995.1 991.8 990 978.7 976.7 943.1 Trung bình Pmin của ADT 999.2 994.4 993.1 981.6 980 946.6 Chênh lệch ADT - Best track 4.1 2.6 3.1 2.9 3.3 3.5 Phần trăm sai số trung bình Pmin 0,4 0,26 0,3 0,3 0,34 0,37 MAE của ADT và Best track 5.2 6.4 7.3 9,0 7.5 11.3 Hình 3.3 và bảng 3.4 cho thấy kết quả trung bình trị số khí áp thấp nhất của ADT đưa ra đều lớn hơn so với best track trong các dạng mây bão và chênh lệch giá trị trung bình này nhỏ, phổ biến dưới 4mb. Với phần trăm sai số trung bình của khí áp thấp nhất mà ADT đưa ra so với best track trong các loại mây bão đều rất nhỏ. Giá trị sai số tuyệt đối trung bình trong trường hợp EYE là lớn nhất. Trường hợp các cơn bão dạng lệch tâm (SHEAR) và mắt (EYE) cho kết quả sai số trị số khí áp thấp nhất là lớn nhất. Như vậy, dạng SHEAR trong đánh giá bằng trị số khí áp thấp nhất cho kết quả phản ánh đúng hơn so với đánh giá của ADT và best track qua tốc độ gió cực đại. Bảng 3.5: Hệ số tương quan tốc độ gió cực đại (Vmax) và trị số khí áp thấp nhất (Pmin) cho từng loại mẫu mây bão giữa ADT và best track Loại mẫu mây Hệ số tương quan giữa ADT và best track S H E A R C R V B N D IR R C D O U N IF R M E M B C E Y E Vmax (kts) -0.01 0.63 0.7 0.77 0.83 0.84 Pmin (mb) 0.45 0.63 0.68 0.75 0.84 0.82 43 Hình 3.4: Hệ số tương quan tốc độ gió cực đại và trị số khí áp thấp nhất giữa ADT và best track của các loại mây bão Qua bảng 3.5 và hình 3.4 thấy trường hợp mây bão dạng SHEAR có hệ số tương quan tốc độ gió cực đại và trị số khí áp thấp nhất là nhỏ nhất. Hệ số tương quan trong trường hợp tốc độ gió cực đại của của ADT so với best track với dạng mây SHEAR là rất thấp và bằng -0.01. Còn các trường hợp mây bão khác cho hệ số tương quan cao dao động trong khoảng 0.7 đến 0.84 và hệ số tương quan giữa tốc độ gió cực đại và trị số khí áp thấp nhất của mỗi dạng mây bão cho giá trị khá trùng nhau. Hai hệ số tương quan này có giá trị cao nhất là trường hợp mây bão có dạng tâm nhúng đĩa mây và dạng mắt dao động trong khoảng 0.82 - 0.84. Như vậy, bão có cường độ càng mạnh thì tương quan càng cao. Hình 3.1 và 3.4 cho thấy trung bình sai số vị trí tâm bão càng nhỏ thì hệ số tương quan càng lớn. Trường hợp bão có mắt có giá trị trung bình sai số vị trí là nhỏ nhất thì hệ số tương quan tốc độ gió cực đại giữa ADT và best track là lớn nhất trong các loại mây bão. 3.3. Đánh giá sai số ví trị và cường độ bão giữa ADT và best track Việt Nam theo phân chia cấp bão Tương tự mục 3.1, trong phần này sẽ đi đánh giá sai số vị trí và cường độ bão trong các cơn bão trên biển Đông từ năm 2010 - 2015 giữa kết quả ADT đưa ra và best track Việt Nam theo phân chia cấp bão thành 3 cấp bão: bão (cấp 8 - 9), bão mạnh (cấp 10 - 11) và bão rất mạnh (cấp ≥ 12) (bảng 3.2). 44 3.3.1. Sai số vị trí Qua hình 3.5 với cách phân chia tập số liệu đánh giá trong các cơn bão trên biển Đông từ năm 2010 - 2015 theo cấp bão thấy rằng cấp bão càng mạnh thì trung bình sai số vị trí giữa best track và ADT càng giảm. Trung bình sai số vị trí của ADT so với best track có giá trị nhỏ nhất trong cả 3 trường hợp vào khoảng 33 km tương ứng với những cơn bão rất mạnh có cường độ ≥ cấp 12 trở lên. Còn những cơn bão có cấp độ không mạnh (cấp 8 - 9) thì sai số vị trí mà ADT đưa ra so với best track là lớn nhất (khoảng 39 km). Hình 3.5: Trung bình sai số vị trí giữa ADT và best track theo phân chia cấp bão trong các cơn bão trên biển Đông từ năm 2010 - 2015 3.3.2. Sai số cường độ Qua biểu đồ phân tán tốc độ gió cực đại giữa ADT và best track (hình 3.6) thì đường hồi quy tuyến tính giá trị tốc độ gió cực đại và trị số khí áp thấp nhất trong phương pháp ADT so với best track đều nằm trên đường hồi quy ADT bằng best track. Như vậy kết quả tốc độ gió cực đại và trị số khí áp thấp nhất mà ADT đưa ra trong cách phân chia thành các cấp bão này tiếp tục lớn hơn so với best track. Sai số tốc độ gió cực đại trong trường hợp bão rất mạnh (cấp ≥ 12) là lớn nhất trong 3 trường hợp của phân cấp theo cường độ bão. 45 Hình 3.6: Biểu đồ phân tán tốc độ gió cực đại (kts) và trị số khí áp thấp nhất (mb) giữa ADT và best track theo cấp bão của các cơn bão trên biển Đông từ 2010 - 2015 Bảng 3.6: Trung bình tốc độ gió cực đại (kts) và MAE theo các cấp bão trong các cơn bão trên biển Đông từ năm 2010 - 2015 Phân cấp bão C ấ p 8 - 9 C ấ p 1 0 - 1 1 C ấ p ≥ 1 2 Trung bình Vmax của Best track 39.4 54.4 80.2 Trung bình Vmax của ADT 45.9 60.2 96.3 Chênh lệch ADT - Best track 6.5 5.8 16.1 Phần trăm sai số trung bình Vmax (%) 1,6 10,6 20 MAE của ADT và Best track 8.6 10.5 18.7 Bảng 3.6 cho thấy hai trường hợp bão và bão mạnh (cấp 8 - 11) kết quả trung bình tốc độ gió cực đại và MAE mà ADT đưa ra so với best track tốt hơn so với trường hợp bão rất mạnh (cấp ≥ 12). Với phần trăm sai số trung bình của tốc độ gió cực đại tăng lên khi bão có cường độ càng mạnh. 46 Bảng 3.7: Trung bình trị số khí áp thấp nhất (mb) và MAE theo các cấp bão trong các cơn bão trên biển Đông từ năm 2010 - 2015 Phân cấp bão C ấ p 8 - 9 C ấ p 1 0 - 1 1 C ấ p ≥ 1 2 Trung bình Pmin của Best track 995.1 981.8 953 Trung bình Pmin của ADT 998.3 984.8 956.7 Chênh lệch ADT - Best track 3.2 3 3.7 Phần trăm sai số trung bình Pmin (%) 0.32 0.3 0.39 MAE của ADT và Best track 4.9 9.7 11.7 Còn bảng 3.7 cho thấy kết quả chênh lệch trung bình trị số khí áp trong cách phân chia cấp bão của ADT và best track vẫn cho kết quả rất nhỏ. Với giá trị chênh lệch trung bình của 3 dạng cấp bão đều dưới 4mb và với cấp bão rất mạnh (cấp ≥ 12) thì chênh lệch trung bình trị số khí áp thấp nhất mà ADT đưa ra so với best track là lớn nhất nhưng cũng không lớn hơn nhiều so với 2 trường hợp còn lại. Đồng thời phần trăm sai số trung bình khí áp thấp nhất vẫn rất nhỏ như với trường hợp đánh giá sai số cường độ qua trung bình khí áp thấp nhất của phân loại thành các dạng mây bão. Sai số tuyệt đối trung bình tăng khi cường độ bão tăng, nhất là trường hợp bão có cường độ rất mạnh. Bảng 3.8: Hệ số tương quan tốc độ gió cực đại và trị số khí áp thấp nhất theo cấp bão của ADT và best track trong các cơn bão trên biển Đông từ năm 2010 - 2015 Phân cấp bão Hệ số tương quan giữa ADT và best track C ấ p 8 - 9 C ấ p 1 0 - 1 1 C ấ p ≥ 1 2 Vmax (kts) 0.36 0.37 0.81 Pmin (mb) 0.39 0.41 0.78 47 Hệ số tương quan trong bảng 3.8 đưa ra kết quả rất tương đồng với trường hợp phân chia theo dạng mây bão được trình bày trong phần 3.2. Đó là bão có cường độ càng mạnh thì hệ số tương quan giữa tốc độ gió cực đại và trị số khí áp thấp nhất càng lớn. 3.4. Đánh giá sai số giữa ADT, phương pháp Dvorak cổ điển và best track Việt Nam và cho hai cơn bão điển hình trên biển Đông Trong phần này sẽ đi đánh giá kết quả của ADT so với best track Việt Nam và phân tích cường độ bão bằng phương pháp Dvorak cổ điển cho hai cơn bão điển hình trên biển Đông đó là: cơn bão số 2 (Rammasun) năm 2014 và số 6 (Megi) năm 2010. 3.4.1. Cơn bão số 2 (Rammasun) năm 2014 Hình 3.7: Diễn biến của bão số 2 (Rammasun) năm 2014 Diễn biến đường đi của bão số 2 (Rammasun) được trình bày trên hình 3.7. Trưa ngày 12/7/2014 một ATNĐ ở vùng biển ngoài khơi phía Đông quần đảo Philippin đã mạnh lên thành bão có tên quốc tế là Rammasun (1409), đây là cơn bão thứ 9 hoạt động ở vùng biển khu vực Tây Bắc Thái Bình Dương trong năm 2014. Bão Rammasun di chuyển nhanh về phía Tây và mạnh dần lên cấp 10 - 12, sau tăng lên cấp 13 - 14. Trưa ngày 16/7, bão Rammasun vượt qua quần đảo Philippin đi vào vùng biển phía Đông Biển Đông, trở thành cơn bão số 2 hoạt động ở Biển Đông trong năm 48 2014, cường độ bão mạnh cấp 13. Sau khi vào Biển Đông, bão số 2 di chuyển theo hướng Tây Tây Bắc rồi theo hướng Tây Bắc khoảng 20 - 25 km/h và cường độ mạnh dần lên cấp 14 - 15. Chiều và đêm 18/7, bão số 2 vượt qua phía Bắc đảo Hải Nam (Trung Quốc) đi vào phía Bắc vịnh Bắc Bộ, đến sáng 19/7 bão đi vào vùng biên giới Việt - Trung, cường độ giảm xuống cấp 10 - 11. Sau khi vào đất liền, bão di chuyển theo hướng Tây Tây Bắc, suy yếu nhanh thành ATNĐ và đến chiều tối 19/7 thì thành vùng áp thấp trên khu vực vùng núi Bắc Bộ rồi sau đó tan dần. Do số liệu phân tích trong phương pháp ADT chỉ có giá trị khi cơn bão nằm trên biển, còn khi Bão đổ bộ di chuyển vào đất liền thì phương pháp ADT sẽ không đưa ra giá trị phân tích cường độ bão. Vì vậy, trong phần đánh giá về cơn bão Rammasun dưới đây sẽ đánh giá từ thời điểm 00z ngày 12/7/2014 đến thời điểm 06z ngày 18/7/2014 và số liệu best track, ADT và phân tích Dvorak cổ điển khi cơn bão di chuyển trên đất liền sẽ được loại bỏ đi. Hình 3.8: Sai số vị trí tâm bão (km) theo thời gian của ADT và Dvorak cổ điển so với best track Việt Nam trong cơn bão số 2 (Rammasun) năm 2014 Hình 3.8 cho thấy từ thời điểm 00z ngày 12/7/2014 đến 00z ngày 13/7/2014, sai số vị trí mà phương pháp ADT đưa ra so với best track là lớn nhất ứng với thời 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 2 0 1 4 0 7 1 2 -0 0 z 2 0 1 4 0 7 1 2 -0 6 z 2 0 1 4 0 7 1 2 -1 2 z 2 0 1 4 0 7 1 2 -1 8 z 2 0 1 4 0 7 1 3 -0 0 z 2 0 1 4 0 7 1 3 -0 6 z 2 0 1 4 0 7 1 3 -1 2 z 2 0 1 4 0 7 1 3 -1 8 z 2 0 1 4 0 7 1 4 -0 0 z 2 0 1 4 0 7 1 4 -0 6 z 2 0 1 4 0 7 1 4 -1 2 z 2 0 1 4 0 7 1 4 -1 8 z 2 0 1 4 0 7 1 5 -0 0 z 2 0 1 4 0 7 1 5 -0 6 z 2 0 1 4 0 7 1 6 -0 0 z 2 0 1 4 0 7 1 6 -0 6 z 2 0 1 4 0 7 1 6 -1 2 z 2 0 1 4 0 7 1 6 -1 8 z 2 0 1 4 0 7 1 7 -0 0 z 2 0 1 4 0 7 1 7 -0 6 z 2 0 1 4 0 7 1 7 -1 2 z 2 0 1 4 0 7 1 7 -1 8 z 2 0 1 4 0 7 1 8 -0 0 z 2 0 1 4 0 7 1 8 -0 6 z S ai s ố v ị tr í (k m ) Thời gian Sai số vị trí ADT và Best track Sai số vị trí Dvorak và Best track 49 điểm vùng ATNĐ trên khu vực Tây Bắc Thái Bình Dương mạnh dần lên thành bão số 2 (Rammasun) với cấp 7 - 8. Từ thời điểm 06z ngày 13/7/2014 đến 06z ngày 18/7/2014, bão số 2 mạnh dần về cường độ lên cấp 15 thì sai số vị trí của ADT và Dvorak cổ điển so với best track đưa ra phân tích đều khá tốt, phổ biến dưới 40km. Phương pháp ADT đưa ra phân tích sai số vị trí lớn hơn không nhiều so với best track và Dvoark cổ điển. Bảng 3.9: Các chỉ số đánh giá trị số khí áp thấp nhất của ADT và Dvorak cổ điển so với best track trong cơn bão số 2 (Rammasun) năm 2014 Các chỉ số đánh giá Pmin Bias RMSE MAE ADT - Best track 1.01 8.5 5.8 Dvorak - Best track 1 5.6 4.4 Bảng 3.10: Các chỉ số đánh giá tốc độ gió cực đại của ADT và Dvorak cổ điển so với best track trong cơn bão số 2 (Rammasun) năm 2014 Các chỉ số đánh giá Vmax Bias RMSE MAE ADT - Best track 0.82 18.4 13.7 Dvorak - Best track 0.96 5.8 3.9 Sử dụng các chỉ số đánh giá cho tốc độ gió cực đại và trị số khí áp thấp nhất của ADT và Dvorak cổ điển so với best track trong cơn bão số 2 (Rammasun) (bảng 3.9 và 3.10) cho thấy trong cơn bão số 2 này kết quả của ADT không tốt bằng phân tích Dvorak cổ điển. Các chỉ số đánh giá trị số khí áp thấp nhất của ADT cho kết quả nhỏ hơn so với tốc độ gió cực đại. Chỉ số Bias trong hai trường hợp (Pmin và Vmax) của ADT và Dvorak cổ điển so với best track không khác nhau nhiều vì vậy trung bình Vmax hay Pmin của ADT không khác mấy so với Dvorak cổ điển. Nhưng hai 50 chỉ số RMSE và MAE lại khác nhau khá nhiều nhất là trong đánh giá Vmax vì vậy biên độ trung bình Vmax hay Pmin của ADT lớn hơn so với Dvorak cổ điển. Hình 3.9: Biến thiên trị số khí áp thấp nhất theo thời gian của ADT, Dvorak cổ điển và best track Việt Nam trong cơn bão số 2 (Rammasun) năm 2014 Hình 3.10: Biến thiên tốc độ gió cực đại theo thời gian của ADT, Dvorak cổ điển và best track Việt Nam trong cơn bão số 2 (Rammasun) năm 2014 860 880 900 920 940 960 980 1000 1020 2 0 1 4 0 7 1 2 -0 0 z 2 0 1 4 0 7 1 2 -0 6 z 2 0 1 4 0 7 1 2 -1 2 z 2 0 1 4 0 7 1 2 -1 8 z 2 0 1 4 0 7 1 3 -0 0 z 2 0 1 4 0 7 1 3 -0 6 z 2 0 1 4 0 7 1 3 -1 2 z 2 0 1 4 0 7 1 3 -1 8 z 2 0 1 4 0 7 1 4 -0 0 z 2 0 1 4 0 7 1 4 -0 6 z 2 0 1 4 0 7 1 4 -1 2 z 2 0 1 4 0 7 1 4 -1 8 z 2 0 1 4 0 7 1 5 -0 0 z 2 0 1 4 0 7 1 5 -0 6 z 2 0 1 4 0 7 1 6 -0 0 z 2 0 1 4 0 7 1 6 -0 6 z 2 0 1 4 0 7 1 6 -1 2 z 2 0 1 4 0 7 1 6 -1 8 z 2 0 1 4 0 7 1 7 -0 0 z 2 0 1 4 0 7 1 7 -0 6 z 2 0 1 4 0 7 1 7 -1 2 z 2 0 1 4 0 7 1 7 -1 8 z 2 0 1 4 0 7 1 8 -0 0 z 2 0 1 4 0 7 1 8 -0 6 z P m in ( m b ) Thời gian Pmin Best track Pmin ADT Pmin Dvorak 0 20 40 60 80 100 120 140 160 2 0 1 4 0 7 1 2 -0 0 z 2 0 1 4 0 7 1 2 -0 6 z 2 0 1 4 0 7 1 2 -1 2 z 2 0 1 4 0 7 1 2 -1 8 z 2 0 1 4 0 7 1 3 -0 0 z 2 0 1 4 0 7 1 3 -0 6 z 2 0 1 4 0 7 1 3 -1 2 z 2 0 1 4 0 7 1 3 -1 8 z 2 0 1 4 0 7 1 4 -0 0 z 2 0 1 4 0 7 1 4 -0 6 z 2 0 1 4 0 7 1 4 -1 2 z 2 0 1 4 0 7 1 4 -1 8 z 2 0 1 4 0 7 1 5 -0 0 z 2 0 1 4 0 7 1 5 -0 6 z 2 0 1 4 0 7 1 6 -0 0 z 2 0 1 4 0 7 1 6 -0 6 z 2 0 1 4 0 7 1 6 -1 2 z 2 0 1 4 0 7 1 6 -1 8 z 2 0 1 4 0 7 1 7 -0 0 z 2 0 1 4 0 7 1 7 -0 6 z 2 0 1 4 0 7 1 7 -1 2 z 2 0 1 4 0 7 1 7 -1 8 z 2 0 1 4 0 7 1 8 -0 0 z 2 0 1 4 0 7 1 8 -0 6 z V m ax ( k ts ) Thời gian Vmax Best track Vmax ADT Vmax Dvorak 51 Biến thiên trị số khí áp thấp nhất theo thời gian của ADT và Dvorak cổ điển so với best track Việt Nam trong cơn bão số 2 (Rammasun) năm 2014 (hình 3.9) đưa ra kết quả là rất tốt, không sai khác nhiều. Nhưng biến thiên tốc độ gió cực đại theo thời gian (hình 3.10) trong phương pháp ADT đưa ra kết quả lớn hơn so với phương pháp Dvorak cổ điển so với best track nhất là trong trường hợp bão đang mạnh lên, như tại thời điểm 00z ngày 18/7/2014 khi cơn bão số 2 mạnh lên cấp 15. Điều đó có thể được lý giải qua việc so sánh mẫu mây bão của phương pháp ADT đưa ra sai khác với việc phân tích Dvorak cổ điển đưa ra (bảng 3.11). Với 7/8 trường hợp dạng băng cuốn trong phân tích Dvorak cổ điển thì phương pháp ADT chủ yếu phân tích thành dạng khối mây đậm đặc bao phủ vùng tâm có nhiệt độ đồng đều (UNIFRM) nên cho kết quả thường lớn hơn so với Dvorak cổ điển. Bảng 3.11: So sánh việc xác định dạng mây bão của phương pháp ADT và Dvorak cổ điển trong cơn bão số 2 năm 2014 DVORAK ADT SHEAR CURVED BAND CDO EMBEDDED EYE SHEAR CURVED BAND 1 IRRCDO 3 UNIFRM 7 2 EMBEDDED 1 1 EYE 9 3.4.2. Cơn bão số 6 (Megi) năm 2010 Cơn bão số 6 (Megi) là một trong số những cơn bão nhiệt đới mạnh nhất được ghi nhận và nó cũng là cơn bão duy nhất đạt cấp độ siêu bão trong năm 2010. Với thời gian tồn tại của bão tương đối dài và các dạng mẫu mây của cơn bão tương đối phong phú kể từ giai đoạn phát triển ban đầu cho tới khi suy yếu và tan rã. 52 Hình 3.11: Diễn biến của bão số 6 (Megi) năm 2010 Chiều ngày 13/10/2010, một ATNĐ ở khu vực Tây Bắc Thái Bình Dương đã mạnh lên thành bão có tên quốc tế là MEGI (1013), đây là cơn bão thứ 13 hoạt động ở khu vực này trong năm 2010. Sau khi hình thành, bão MEGI di chuyển theo hướng Tây Tây Bắc khoảng 20 - 25 km/h và mạnh dần lên cấp 17 - 18; trưa ngày 17/10 bão MEGI đổi hướng di chuyển theo hướng Tây Tây Nam với tốc độ khoảng 20 km/h. Đến tối 18/10 bão MEGI đã đi qua đảo Lu Dông (Philippin) vào vùng biển phía Đông Bắc biển Đông, đây là cơn bão thứ 6 hoạt động ở biển Đông trong năm 2010, cường độ bão giảm xuống còn cấp 15 - 16. Sau khi vào biển Đông, bão số 6 di chuyển theo hướng Tây Tây Nam rồi theo hướng Tây Tây Bắc khoảng 10 km/h, cường độ bão mạnh cấp 5; đến sáng ngày 20/10, bão đổi hướng di chuyển chậm chủ yếu theo hướng Bắc khoảng 10 km/h; từ ngày 22/10, khi di chuyển đến vùng biển phía Đông Nam tỉnh Phúc Kiến - Quảng Châu (Trung Quốc) cường độ bão suy giảm dần. Chiều ngày 23/10 bão số 6 đi vào địa phận phía Tây Nam tỉnh Phúc Kiến (Trung Quốc), sao đó tiếp tục đi sâu vào đất liền và tan dần (Xem sơ đồ đường đi của bão số 6 - hình 3.11). Số liệu sử dụng đánh giá từ thời điểm 06z ngày 13/10/2010 đến thời điểm 06z ngày 23/10/2010 khi cơn bão số 6 bắt đầu đi vào địa phận phía Tây Nam tỉnh Phúc Kiến (Trung Quốc). Và số liệu best track, ADT và Dvorak cổ điển khi cơn bão số 6 53 đi vào đảo Lu Dông (Philippin) được loại bỏ đi do không có số liệu phân tích của ADT khi cơn bão di chuyển trên đất liền. Nhìn chung sai số vị trí trong hình 3.12 theo thời gian của ADT so với best track lớn hơn phương pháp Dvorak cổ điển so với best track, trong đó cũng có những thời điểm sai số của ADT đưa ra là tốt hơn so với phương pháp Dvorak cổ điển (như tại thời điểm 12z ngày 15/10/2010). Với trung bình sai số vị trí của tất cả các ốp thời gian đánh giá của ADT so với best track trong cơn bão số 6 có giá trị khoảng 28 km, còn giá trị trung bình sai số vị trí của phương pháp Dvorak cổ điển là 18 km. Trong cơn bão số 6 này, sai số vị trí mà phương pháp ADT đưa ra lớn nhất ứng với thời điểm ban đầu của bão có cường độ không mạnh (cấp 8), sau đó cường độ bão tăng lên thì sai số vị trí của ADT và Dvorak cổ điển so với best track đưa ra phân tích cũng đều khá tốt, phổ biến dưới 40 km. Hình 3.12: Sai số vị trí tâm bão (km) theo thời gian của ADT và Dvorak cổ điển so với best track Việt Nam trong cơn bão số 6 (Megi) năm 2010 Nguyên nhân dẫn đến sai số vị trí lớn là do tại thời điểm phát triển ban đầu, tổ chức mây phát triển chưa tốt nên khó xác định được vị trí tâm bão hoặc dễ nhầm lẫn các dạng mây bão với nhau. Một nguyên nhân khác dẫn đến sai số trong việc xác định tâm giữa ADT và Dvorak cổ điển qua việc nhận dạng nhầm mẫu mây, như tại thời điểm 00z ngày 20/10 (hình 3.13). Trong thời điểm này, ADT xác định đây là dạng 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 2 0 1 0 1 0 1 3 -1 2 z 2 0 1 0 1 0 1 4 -0 0 z 2 0 1 0 1 0 1 4 -1 2 z 2 0 1 0 1 0 1 5 -0 0 z 2 0 1 0 1 0 1 5 -1 2 z 2 0 1 0 1 0 1 6 -0 0 z 2 0 1 0 1 0 1 6 -1 2 z 2 0 1 0 1 0 1 7 -0 0 z 2 0 1 0 1 0 1 7 -1 2 z 2 0 1 0 1 0 1 8 -0 0 z 2 0 1 0 1 0 1 8 -1 8 z 2 0 1 0 1 0 1 9 -0 6 z 2 0 1 0 1 0 1 9 -1 8 z 2 0 1 0 1 0 2 0 -0 6 z 2 0 1 0 1 0 2 0 -1 8 z 2 0 1 0 1 0 2 1 -0 6 z 2 0 1 0 1 0 2 1 -1 8 z 2 0 1 0 1 0 2 2 -0 6 z 2 0 1 0 1 0 2 2 -1 8 z 2 0 1 0 1 0 2 3 -0 6 z S ai s ố v ị tr í (k m ) Thời gian Sai số vị trí ADT và Best track Sai số vị trí Dvorak và Best track 54 mắt bão, vị trí tâm được xác định là trung tâm của lõi nóng bên trong cơn bão. Trong khi phương pháp Dvorak cổ điển phân tích được đây là dạng banding eye (tức là dạng mắt bão hình thành từ dải mây uốn cong) nên vị trí tâm của bão Megi lệch khỏi lõi nóng. Thực tế từ best track cũng cho thấy vị trí tâm bão không trùng với lõi nóng bên trong mây bão. Hình 3.13: Bão Megi trên ảnh thị phổ (VIS) (ảnh trái) và ảnh hồng ngoại tăng cường màu (EIR) (hình phải) tại thời điểm lúc 00z ngày 20/10/2010 Hình 3.14: Biến thiên trị số khí áp thấp nhất theo thời gian của ADT, Dvorak cổ điển và best track Việt Nam trong cơn bão số 6 (Megi) năm 2010 800 850 900 950 1000 1050 2 0 1 0 1 0 1 3 -1 2 z 2 0 1 0 1 0 1 4 -0 0 z 2 0 1 0 1 0 1 4 -1 2 z 2 0 1 0 1 0 1 5 -0 0 z 2 0 1 0 1 0 1 5 -1 2 z 2 0 1 0 1 0 1 6 -0 0 z 2 0 1 0 1 0 1 6 -1 2 z 2 0 1 0 1 0 1 7 -0 0 z 2 0 1 0 1 0 1 7 -1 2 z 2 0 1 0 1 0 1 8 -0 0 z 2 0 1 0 1 0 1 8 -1 8 z 2 0 1 0 1 0 1 9 -0 6 z 2 0 1 0 1 0 1 9 -1 8 z 2 0 1 0 1 0 2 0 -0 6 z 2 0 1 0 1 0 2 0 -1 8 z 2 0 1 0 1 0 2 1 -0 6 z 2 0 1 0 1 0 2 1 -1 8 z 2 0 1 0 1 0 2 2 -0 6 z 2 0 1 0 1 0 2 2 -1 8 z 2 0 1 0 1 0 2 3 -0 6 z P m in ( m b ) Thời gian Pmin Best track Pmin ADT Pmin Dvorak 55 Bảng 3.12: Các chỉ số đánh giá trị số khí áp thấp nhất của ADT và Dvorak cổ điển so với best track trong cơn bão số 6 (Megi) năm 2010 Các chỉ số đánh giá Pmin Bias RMSE MAE ADT - Best track 1 7.6 10 Dvorak - Best track 1.01 8.9 10.2 Biến thiên trị số khí áp thấp nhất theo thời gian của ADT, Dvorak cổ điển so với best track Việt Nam trong cơn bão số 6 (Megi) năm 2010 (hình 3.14) và bảng 3.12 đưa ra kết quả rất tương đồng, ba đường giá trị theo thời gian của best track, ADT và Dvorak cổ điển rất sát nhau. Các chỉ số đánh giá Bias, RMSE, MAE trị số khí áp thấp nhất mà ADT và Dvorak cổ điển đưa ra so với best track rất giống nhau, thậm chí các chỉ số đánh giá ADT còn nhỏ hơn so với Dvorak cổ điển. Như vậy không có sự chênh lệch nhiều giữa ADT so với phân tích Drorak cổ điển khi đưa ra trị số khí áp thấp nhất. Hình 3.15: Biến thiên tốc độ gió cực đại theo thời gian của ADT, Dvorak cổ điển và best track Việt Nam trong cơn bão số 6 (Megi) năm 2010 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 2 0 1 0 1 0 1 3 -1 2 z 2 0 1 0 1 0 1 4 -0 0 z 2 0 1 0 1 0 1 4 -1 2 z 2 0 1 0 1 0 1 5 -0 0 z 2 0 1 0 1 0 1 5 -1 2 z 2 0 1 0 1 0 1 6 -0 0 z 2 0 1 0 1 0 1 6 -1 2 z 2 0 1 0 1 0 1 7 -0 0 z 2 0 1 0 1 0 1 7 -1 2 z 2 0 1 0 1 0 1 8 -0 0 z 2 0 1 0 1 0 1 8 -1 8 z 2 0 1 0 1 0 1 9 -0 6 z 2 0 1 0 1 0 1 9 -1 8 z 2 0 1 0 1 0 2 0 -0 6 z 2 0 1 0 1 0 2 0 -1 8 z 2 0 1 0 1 0 2 1 -0 6 z 2 0 1 0 1 0 2 1 -1 8 z 2 0 1 0 1 0 2 2 -0 6 z 2 0 1 0 1 0 2 2 -1 8 z 2 0 1 0 1 0 2 3 -0 6 z V m ax ( k ts ) Thời gian Vmax Best track Vmax ADT Vmax Dvorak 56 Bảng 3.13: Các chỉ số đánh giá tốc độ gió cực đại của ADT và Dvorak cổ điển so với best track trong cơn bão số 6 (Megi) năm 2010 Các chỉ số đánh giá Vmax Bias RMSE MAE ADT - Best track 1.3 26.3 23.7 Dvorak - Best track 1.04 6.6 10.5 Biến thiên tốc độ gió cực đại theo thời gian của ADT đưa ra trong cơn bão số 6 (Megi) lớn hơn so với kết quả phân tích bằng phương pháp Dvorak cổ điển và best track (hình 3.15). Đồng thời các chỉ số đánh giá tốc độ gió cực đại trong cơn bão này (bảng 3.13) của ADT so với best track lớn hơn của Dvorak cổ điển so với best track. Qua hình 3.14 và 3.15 thấy rằng với những thời điểm cơn bão số 6 mạnh lên hay yếu đi, phương pháp ADT và phân tích Dvorak cổ điển nhìn chung đều đưa ra những phân tích trùng khớp với quá trình đó. Tại thời điểm 00z ngày 18/10/2010, cường độ cơn bão đạt cấp 18 lớn nhất thì kết quả của ADT và Dvorak cổ điển đều đưa ra cực trị cả về trị số khí áp nhỏ nhất và tốc độ gió cực đại, nhưng kết quả của ADT và phân tích Dvorak cổ điển đều phân tích giá trị tốc độ gió cực đại lớn hơn so với best track. Bằng cách so sánh mẫu mây bão của phương pháp ADT và phương pháp Dvorak cổ điển đưa ra cho thấy có một số khác biệt trong quá trình phân tích và nhận dạng mây bão. Nhìn trên bảng 3.14 cho thấy, phương pháp Dvorak chia các mẫu mây thành 5 dạng mẫu mây cơ bản, trong khi đó phương pháp ADT chia thành 6 dạng mẫu mây. Về cơ bản, mẫu mây trong Dvorak và ADT được phân chia giống nhau, riêng mẫu mây CDO trong phương pháp ADT được chia thành dạng IRRCDO và UNIFRM (tương ứng với mẫu mây CDO phân định và CDO không phân định trong Dvorak). Đối với dạng mắt bão, có sự tương đồng lớn giữa phương pháp ADT và Dvorak với 17/19 trường hợp. Dạng mây có sự chênh lệch lớn nhất trong việc xác định mẫu mây là dạng băng cuốn. Phần lớn trường hợp (7/10) Dvorak xác định là 57 dạng băng cuốn thì ADT xác định ở dạng khối mây đậm đặc bao phủ vùng tâm có nhiệt độ đồng đều (UNIFRM) nên cho kết quả lớn hơn so với Dvorak. Bảng 3.14: So sánh việc xác định dạng mây bão của phương pháp ADT và Dvorak cổ điển trong cơn bão số 6 (Megi) năm 2010 DVORAK ADT SHEAR CURVED BAND CDO EMBEDDED EYE SHEAR CURVED BAND 2 1 IRRCDO 1 UNIFRM 7 4 1 1 EMBEDDED 1 2 1 EYE 1 17 Trong hình 3.14 và 3.15 kết quả của phương pháp ADT và phân tích Dvorak cổ điển đều phân tích tại thời điểm 18z ngày 19/10/2010, cơn bão số 2 mạnh lên rồi lại có phần suy yếu, còn số liệu best track không cho thấy điều đó. Điều đó được làm sáng tỏ qua cách phân tích ảnh mây vệ tinh hồng ngoại và hồng ngoại tăng cường trên hình 3.16 là ba thời điểm trước, trong và sau khi cơn bão Megi có dấu hiệu mạnh lên. Hình 3.16 (a,b,c) đưa ra hình ảnh của bão Megi phân tích được trên các kênh ảnh vệ tinh hồng ngoại nhiệt tại các thời điểm khác nhau trong ngày 19 và 20/10/2010. Tại thời điểm 12z ngày 19/10/2010 (hình 3.16.a) cho thấy ở phần phía tây nam của cơn bão, mây đối lưu phát triển tương đối mạnh. Trên kênh hồng ngoại IR cũng có thể nhận ra rõ ràng với màu trắng sáng tại phần phía tây nam của cơn bão. Trong khi đó, ở phần phía đông bắc của cơn bão, mây biểu hiện kém sáng hơn, đây cũng là dấu hiệu cho thấy mây bão tại khu vực này phát triển không mạnh như ở phần phía tây nam của cơn bão. Đến thời điểm 18z ngày 19/10/2017 (hình 3.16.b), bão Megi phát triển rất đối xứng với mây đối lưu phát triển tương đối đồng đều xung quanh khu vực mắt bão. Dải đuôi mây hình dấu phẩy cũng được phân tích khá rõ trên kênh ảnh vệ 58 tinh hồng ngoại IR. Đây cũng là dấu hiệu cho thấy cường độ bão Megi có xu hướng phát triển mạnh hơn so với 6h trước đó. Đến thời điểm 6h sau đó lúc 00z ngày 20/10/2010, cho thấy bão Megi đang có sự thay đổi về dạng mây bão. Trên ảnh thị phổ VIS (hình 3.16.c) cho thấy mặc dù mắt bão vẫn còn nhưng tồn tại dưới dạng mắt xơ xác và hệ thống mây bão đang có xu hướng phát triển dần thành dạng băng cuốn, như vậy bão đang yếu đi. a b c d e f Hình 3.16: Bão Megi trên ảnh hồng ngoại IR (a,b,c) và ảnh hồng ngoại tăng cường EIR (d,e,f) tại thời điểm 12z, 18z ngày 19/10/2010 và lúc 00z ngày 20/10/2010 Ngoài kênh ảnh thị phổ VIS và hồng ngoại IR, việc sử dụng ảnh hồng ngoại tăng cường EIR trong việc xác định cường độ bão cũng tương đối quan trọng. Trên hình 3.16 (d,e,f) đưa ra sự phát triển của dạng mây bão tại các thời điểm khác nhau của cơn bão Megi trên ảnh hồng ngoại tăng cường EIR lần lượt vào lúc 12z, 18z và 00z của ngày 19 và 20/10/2010. Từ hình 3.16.d cũng có thể phân tích thấy rõ vùng mây phát triển trong cơn bão là không đối xứng nhau với phần phía tây nam mây đối 59 lưu phát triển tương đối mạnh biểu thị bằng thang màu CDG ( với nhiệt độ nhỏ hơn -810C). Trong khi đó, tại phần phía đông bắc mây phát triển yếu hơn hẳn hiển thị với thang màu MG (với nhiệt độ -420C đến -530C). Sử dụng phương pháp Dvorak cổ điển có thể tính toán được cường độ của bão Megi tại thời điểm 12z ngày 19/10/2010 có CI = 5.0. Đến thời điểm 18z ngày 19/10/2010 (hình 3.16.e), bão Megi có dấu hiệu mạnh lên rõ ràng khi phân tích trên kênh ảnh hồng ngoại tăng cường. Dải mây lạnh CMG (màu xanh dương) với nhiệt độ từ -760C đến -800C đã xuất hiện xung quanh vùng mắt bão. Dải đuôi mây hình dấu phẩy phân tích được khá rõ nét trên kênh ảnh hồng ngoại tăng cường. Tính toán theo phương pháp Dvorak cổ điển cho thấy tại thời điểm này bão Megi có chỉ số CI = 5.5. Sang đến thời điểm 00z ngày 20/10/2010 (hình 3.16.f), lúc này mây bão đang có dấu hiệu suy yếu hơn. Dải đuôi mây hình dấu phẩy không còn xuất hiện trên ảnh vệ tinh. Mắt bão cũng xuất hiện kém rõ nét hơn so với các giờ trước đó. Sử dụng phương pháp Dvorak cổ điển cho việc tính toán cường độ lúc này xác định được chỉ số CI = 5.0. Với việc phân tích các mẫu mây tại các thời điểm khác nhau trong ngày 19 và 20/10/2010 thì kết quả của phương pháp ADT và phân tích Dvorak cổ điển đều phân tích tại thời điểm 18z ngày 19/10/2010 cơn bão số 2 (Megi) mạnh lên rồi lại suy yếu là hoàn toàn có căn cứ. 60 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Nghiên cứu trong Luận văn Thạc sĩ “Đánh giá phương pháp Dvorak cải tiến để xác định cường độ bão từ ảnh mây vệ tinh địa tĩnh cho khu vực Biển Đông” đã tổng quan được về sự phát triển của phương pháp Dvorak cải tiến trên Thế Giới, những cải tiến so với phương pháp Dvorak cổ điển. Hệ thống hóa sơ đồ phân tích trong phương pháp ADT để phục vụ cho chạy nghiệp vụ tại Trung tâm Dự báo khí tượng thủy văn Trung ương. Chạy thử nghiệm ADT với số liệu vệ tinh MTSAT của Nhật Bản cho khu vực Biển Đông - Việt Nam với chuỗi số liệu 6 năm (2010 - 2015). Đánh giá kết quả chạy thử nghiệm của phương pháp Dvorak cải tiến (ADT) so với dữ liệu quỹ đạo bão chuẩn (best track) của Việt Nam. Đồng thời đánh giá cả với kết quả phân tích Dvorak cổ điển cho hai cơn bão số 6 (Megi) năm 2010 và số 2 (Rammasun) năm 2014, các kết quả cho thấy: 1. Bão càng mạnh thì sai số vị trí mà ADT đưa ra so với best track càng nhỏ. Có thể xắp xếp thứ tự sai số vị trị của các dạng mây bão trong phương pháp ADT theo thứ tự giảm dần như sau: SHEAR, CRVBND, IRRCDO, UNIFRM, EMBC, EYE. Với những cơn bão có cường độ không mạnh (cấp 8 - 9) tương ứng với mây bão có dạng SHEAR hay CRVBND thì sai số vị trị ADT so với best track đưa ra là lớn nhất, những cơn bão rất mạnh (cấp ≥ 12) chủ yếu là dạng có mắt (EYE) sai số vị trị ADT đưa ra là nhỏ nhất. Sai số vị trí tâm bão theo thời gian của ADT so với best track lớn hơn phương pháp Dvorak cổ điển so với best track nhưng không nhiều. Trong giai đoạn đầu hình thành hoặc trong các trường hợp tâm bão bị che phủ bởi lớp mây lạnh phía trên, việc xác định vị trí tâm bão khó khăn hơn nên sai số vị trí mà ADT đưa ra thường lớn. 2. Việc đánh giá cường độ bão qua trị số khí áp thấp nhất và tốc độ gió cực đại cho thấy sai số trị số khí áp thấp nhất nhỏ hơn sai số giá trị tốc độ gió cực đại mà ADT đưa ra so với best track. Sai số của trị số khí áp thấp nhất của ADT so với best track là không nhiều và phổ biến dưới 4mb. Trong một số trường hợp, trị số khí áp thấp nhất của ADT so với best track còn tốt hơn của Dvorak cổ điển so với best track như trong trường hợp cơn bão số 6 (Megi) năm 2010. Bão càng mạnh sai số tốc độ 61 gió cực đại của ADT so với best track càng lớn, nhất là trường hợp bão có cường độ rất mạnh (cấp ≥ 12) hay mây bão có dạng mắt (EYE). 3. Sai số giá trị tốc độ gió cực đại mà ADT đưa ra lớn hơn phương pháp Dvorak cổ điển đưa ra so với best track. Là do quá trình nhận dạng mây trong phương pháp ADT thường nhận dạng băng cuốn trong phân tích Dvorak cổ điển thành dạng khối mây đậm đặc bao phủ vùng tâm có nhiệt độ đồng đều (UNIFRM) nên cho kết quả thường lớn hơn so với Dvorak cổ điển. 4. Những thời điểm bão mạnh lên hay yếu đi thì phương pháp ADT đều đưa ra những phân tích kịp thời và trùng khớp với quá trình mạnh lên hay yếu đi đó. Thậm chí phương pháp ADT còn rất nhạy trong việc phân tích cường độ bão đang mạnh dần lên hay yếu đi. 5. Khi bão di chuyển vào đất liền, thuật toán ADT sẽ không có ước tính về cường độ bão mà chỉ gồm thời gian và vị trí. Trên cơ sở các kết quả mà nghiêu cứu trong Luận văn đạt được, tôi có một số kiến nghị như sau: 1. Cần phải xây dựng hệ thống ADT hoàn toàn tự động trong việc xác định vị trí và cường độ bão tại Việt Nam áp dụng trong nghiệp vụ. Việc ứng dụng sản phẩm của ADT cho phép tăng tính trực quan, rút ngắn thời gian thực hiện xác định tâm và cường độ bão, hướng tới ứng dụng kết quả của Luận văn đối với thực tế. 2. Sử dụng tập số liệu mẫu mây khu vực Biển Đông bằng dữ liệu Himawari-8. Từ tháng 7 năm 2015 cơ quan Khí tượng Nhật Bản (JMA) đã chính thức đưa vào khai thác số liệu nhận được từ vệ tinh Himawari-8 trong nghiệp vụ dự báo, thay thế hoàn toàn số liệu vệ tinh MTSAT. Tại Việt Nam vào cuối năm 2015, WMO và JMA đã tài trợ cho Trung tâm Khí tượng Thủy văn quốc gia hệ thống thu nhận và xử lý số liệu vệ tinh Himawari-8. Hệ thống được đặt tại Trung tâm Dự báo khí tượng thủy văn Trung ương, có thể thu nhận được hầu hết các kênh ảnh của vệ tinh Himawari-8 với tần suất 10 phút/lượt. 3. Hiệu chỉnh kết quả của ADT với số liệu quan trắc và số liệu radar của Việt Nam. 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt 1. Trần Đình Bá (1983), “Một số đặc điểm của hệ thống mây bão trên Biển Đông và vùng kế cận”, Tập công trình khoa học của đề tài 25 05-01. 2. Trần Đình Bá (1985), “Sử dụng số liệu ảnh vệ tinh phân tích và dự báo bão ở Biển Đông”, Tập công trình của Chương trình Bão, Tổng cục KTTV. 3. Nguyễn Văn Khánh và Phạm Đình Thụy (1985), “Một số đặc trưng cơ bản của bão hoạt động trên Biển Đông và Việt Nam”, Tổng cục KTTV. 4. Trần Việt Liễn (1990), “Phân vùng gió mạnh, gió bão lãnh thổ Việt Nam”, Chương trình khoa học cấp Nhà nước, Mã số 42A,03,05. 5. Nguyễn Đức Ngữ và cộng sự (2010), “Phân vùng ảnh hưởng của bão ở Việt Nam”, Báo cáo chuyên đề thuộc đề tài: Nghiên cứu xây dựng bản đồ phân vùng tai biến môi trường tự nhiên lãnh thổ Việt Nam, Mã số KC-08-01. 6. Nguyễn Văn Thắng và cộng sự (2009), “Ứng dụng thông tin ảnh mây vệ tinh xác định vị trí và cường độ bão phục vụ dự báo bão, dự báo mưa”, Báo cáo tổng kết Đề tài NCKH cấp Bộ, 205 trang. 7. Nguyễn Văn Thắng (2010), “Nghiên cứu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến các điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên và đề xuất các giải pháp chiến lược phòng tránh, giảm nhẹ và thích nghi, phục vụ phát triển bền vững kinh tế xã hội ở Việt Nam”, Mã số đề tài KC.08.13/06-10. 8. Nguyễn Văn Thắng và cộng sự (2016), “Ảnh hưởng của bão ở Việt Nam thời kỳ 1961 - 2014”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, tập 32, số 3S(2016), trang 210 - 216. Tài liệu tiếng Anh 9. Dvorak, V. F. (1972), “A technique the Analysis and forecasting of tropical cyclone intensities from satellite pictures”, NOAA Tech. Memo. NESS 36, 15pp. 63 10. Dvorak, V. F. (1973), “A technique the Analysis and forecasting of tropical cyclone intensities from satellite pictures”, NOAA Tech. Memo. NESS 45, 19pp. 11. Dvorak, V. F. (1975), “Tropical cyclone intensity analysis and forecasting from satellite imagery”, Monthly Weather Review, 103, pp. 420 - 430. 12. Dvorak, V. F. (1984), “Tropical cyclone intensity analysis using satellite data”, NOAA Techical Report NESDIS 11, Available from NOAA/NESDIS, 5200 Auth Rd., Washington DC, 47pp. 13. Kossin, J. P., and C. S. Velden (2004), “A pronounced bias in tropical cyclone minimum sea level pressure estimation based onthe Dvorak technique”, Monthly Weather Review, 132, pp. 165 - 173. 14. Kossin, J. P., K. Mueller, J. Knaff, and M. DeMaria (2005), “Estimating surface wind fields in tropical cyclones using infrared satellite imagery”, 59th Interdepartmental Hurricane Conference, Jacksonville, FL, Office of the Federal Coordinator for Meteorology. 15. Olander, T. L., and C. S. Velden (2007), “The advanced Dvorak Technique Continued development of an objective scheme to estimate TC intensity using geostationary infrared satellite imagery”, Weather and Forecasting, pp. 287 - 298. 16. Olander, T. L., and C. S. Velden (2015), “ADT - Advanced Dvorak Technique - Users’ Guide”, 74. 17. Velden, C. S., B. Harper, F. Wells, John L. Beven II, Ray Zehr, T. L. Olander, M. Mayfield, Charles Guard, Mark Lander, R. Edson, L. Avila, Andrew Burton, Mike Turk, Akihiro Kikuchi, A. Christian, P. Caroff, P. McCrone (2006), “The dvorak tropical cyclone intensity estimation technique”, American meteorological society, pp. 1195 - 1210. 18. Velden, C. S., T. L. Olander, and R. Zehr (1998), “Development of an objective scheme to estimate tropical cyclone intensity from digital geostationary satellite infrared imagery”, Weather and Forecasting, 13, pp. 172 - 186. 64 19. Wimmers, A., and C. S. Velden (2004), “Satellite based center fixing of TCs: New automated approaches”, 26th Conference on Hurricanes and Tropical Meteorology, Miami, FL, American Meteorology Society, pp. 82 - 83. 20. Zehr, R., (1989), “Improving objective satellite estimates of tropical cyclone intensity”, 18th Conference on Hurricanes and Tropical Meteorology, San Diego, CA., American Meteorology Society, pp. 25 - 28. 65 PHỤ LỤC 1 Danh sách các cơn bão hoạt động trên biển Đông từ năm 2010 - 2015 Năm Tên cơn bão Thời gian đánh giá 2010 Bão số 1 - CON SON 20100712-00Z đến 20100717-12Z Bão số 2 - CHAN THU 20100719-12Z đến 20100722-00Z Bão số 3 - MINDULLE 20100823-00Z đến 20100824-00Z Bão số 4 - LION ROCK 20100828-18Z đến 20100902-00Z Bão số 8 - MERANTI 20100909-00Z đến 20100909-18Z Bão số 6 - MEGI 20101013-12Z đến 20101023-06Z 2011 Bão số 1 - SARIKA 20110609-18Z đến 20110610-18Z Bão số 2 - HAIMA 20110621-06Z đến 20110624-06Z Bão số 3 - NOCKTEN 20110726-00Z đến 20110730-06Z Bão số 4 - HAITANG 20110925-00Z đến 20110926-18Z Bão số 5 - NESAT 20110924-00Z đến 20110928-26Z Bão số 6 - NALGAE 20110928-00Z đến 20111004-18Z Bão số 7 - WASHI 20111215-06Z đến 20111219-00Z 2012 Bão số 1 - PAKHAR 20120329-06Z đến 20120401-00Z Bão số 2 - TALIM 20120618-00Z đến 20120620-12Z Bão số 4 - VICENTE 20120721-12Z đến 20120723-18Z Bão số 5 - KAI TAK 20120813-00Z đến 20120817-06Z Bão số 6 - TEMBIN 20120819-06Z đến 20120829-18Z Bão số 7 - GAEMI 20121001-18Z đến 20121006-06Z Bão số 8 - SONTINH 20121024-00Z đến 20121028-18Z 66 Năm Tên cơn bão Thời gian đánh giá 2013 Bão số 2 - BEBINCA 20130621-00Z đến 20130623-06Z Bão số 3 - RUMBIA 20130628-12Z đến 20130701-12Z Bão số 4 - CIMARON 20130717-00Z đến 20130718-00Z Bão số 5 - JEBI 20130731-06Z đến 20130803-00Z Bão số 6 - MANGKHUT 20130806-00Z đến 20130807-12Z Bão số 7 - UTOR 20130809-18Z đến 20130814-00Z Bão số 9 - USAGHI 20130917-00Z đến 20130922-12Z Bão số 10 - WUTIP 20130927-06Z đến 20130930-06Z Bão số 11 - NARI 20131009-12Z đến 20131014-18Z Bão số 12 - KROSA 20131030-06Z đến 20131104-06Z Bão số 5 - HAIYAN 20131104-06Z đến 20131110-18Z 2014 Bão số 1 - HAGIBIS 20140614-18Z đến 20140615-06Z Bão số 2 - RAMMASUN 20140712-06Z đến 20140718-18Z Bão số 3 - KALMAEGI 20140912-06Z đến 20140916-06Z Bão số 4 - RAMMASUN 20141128-00Z đến 20141129-12Z Bão số 5 - HAGUPIT 20141202-00Z đến 20141211-06Z 2015 Bão số 1 - KAJIRA 20150621-00Z đến 20150623-18Z Bão số 2 - LINFA 20150702-12Z đến 20150709-06Z Bão số 3 - VAMCO 20150913-18Z đến 20150914-06Z Bão số 4 - MUJIGAE 20151001-18Z đến 20151004-06Z Bão số 5 - MELOR 20151213-00Z đến 20151216-18Z 67 PHỤ LỤC 2 Kết quả của ADT về cơn bão số 1 (Con son) năm 2010 Ngày Giờ (UTC) Vĩ độ Kinh độ Pmin Vmax Dạng mây bão 12/07/2010 00 14.31 130.69 1000.3 37 UNIFRM 12/07/2010 06 14.61 129.36 1003.9 57 UNIFRM 12/07/2010 12 14.34 127.82 992.7 72.2 UNIFRM 12/07/2010 18 14.54 126.36 991.9 72.2 UNIFRM 13/07/2010 00 14.41 125.02 991.4 72.2 EMBC 13/07/2010 06 14.45 123.21 987.7 72.2 IRRCDO 13/07/2010 12 14.5 122.37 994.1 63 IRRCDO 14/07/2010 00 14.83 120.05 1002.1 51 EMBC 14/07/2010 06 15.06 118.6 1003.2 49 CRVBND 14/07/2010 12 15.86 117.14 1006.9 43 UNIFRM 14/07/2010 18 16.55 116.27 1008.1 41 IRRCDO 15/07/2010 00 16.53 114.82 1000.6 53 EMBC 15/07/2010 06 16.72 113.98 990.9 65 UNIFRM 15/07/2010 12 17.14 112.9 985.7 72.2 UNIFRM 15/07/2010 18 17.13 111.97 984.2 72.2 EMBC 16/07/2010 00 17.49 110.89 983.4 72.2 EMBC 16/07/2010 06 17.32 109.87 983 72.2 UNIFRM 16/07/2010 12 18.44 108.75 982.8 72.2 EMBC 16/07/2010 18 18.64 108.53 983.5 72.2 EYE 17/07/2010 00 19.23 107.72 984.1 72.2 CRVBND 17/07/2010 06 19.63 106.58 990.4 63 UNIFRM 17/07/2010 12 20.87 106.77 999.8 53 CRVBND 68 PHỤ LỤC 3 Thông tin best track Việt Nam về cơn bão số 1 (Con son) năm 2010 Ngày Giờ (UTC) Vĩ độ Kinh độ Pmin Vmax Cấp bão 12/07/2010 00 14.2 130.6 1000 35 8 12/07/2010 06 14.1 129.3 994 40 8 12/07/2010 12 14.3 127.7 975 60 11 12/07/2010 18 14.3 126.5 975 60 11 13/07/2010 00 14.3 124.9 975 60 11 13/07/2010 06 14.4 123.5 980 60 11 13/07/2010 12 14.6 122.3 980 55 10 14/07/2010 00 14.8 119.8 990 50 10 14/07/2010 06 15.3 118.6 992 45 9 14/07/2010 12 15.9 117.6 992 45 9 14/07/2010 18 16.4 116.4 992 45 9 15/07/2010 00 16.5 115.1 990 50 10 15/07/2010 06 16.5 114 985 55 10 15/07/2010 12 16.8 113 980 60 11 15/07/2010 18 17 112 980 60 11 16/07/2010 00 17.1 111 980 60 11 16/07/2010 06 17.6 110.1 975 65 12 16/07/2010 12 17.9 109.4 970 70 12 16/07/2010 18 18.4 108.7 970 70 12 17/07/2010 00 19 107.9 980 60 11 17/07/2010 06 19.7 107.1 985 50 10 17/07/2010 12 20.6 106.5 990 45 9 69 PHỤ LỤC 4 Kết quả phân tích Dvorak cổ điển cho cơn bão số 2 (Rammasun) năm 2014 Ngày Giờ (UTC) Vĩ độ Kinh độ Dạng mây bão CI 12/07/2014 00 13.6 144.9 CDO 2 12/07/2014 06 13.5 142.4 Curved band 2.5 12/07/2014 12 13.5 141.2 IRRCDO 2.5 12/07/2014 18 13.6 139.7 IRRCDO 2.5 13/07/2014 00 13.6 137.6 IRRCDO 2.5 13/07/2014 06 13.5 136 Curved band 2.5 13/07/2014 12 13.5 134.5 Curved band 2.5 13/07/2014 18 13.5 132.4 CDO 3 14/07/2014 00 13.3 130.8 IRRCDO 3.5 14/07/2014 06 12.8 129.1 Curved band 4 14/07/2014 12 12.7 128.1 Curved band 4 14/07/2014 18 12.7 126.7 Eye 4.5 15/07/2014 00 12.6 125.6 Eye 4.5 15/07/2014 06 13 124.5 Eye 4.5 16/07/2014 00 14.2 120.5 Curved band 4.5 16/07/2014 06 15.3 118.8 Eye 4.5 16/07/2014 12 15.3 117.6 Curved band 4 16/07/2014 18 15.8 116.7 Curved band 4 17/07/2014 00 16.5 115.4 Embedded center 4.5 17/07/2014 06 16.9 115 Eye 4.5 17/07/2014 12 17.6 114.1 Eye 5 17/07/2014 18 18.5 113.2 Eye 5 18/07/2014 00 19.1 112.2 Eye 5.5 18/07/2014 06 19.9 111 Eye 5.5 70 Kết quả phân tích Dvorak cổ điển cho cơn bão số 6 (Megi) năm 2010 Ngày Giờ (UTC) Vĩ độ Kinh độ Dạng mây bão CI 13/10/2010 12 11.7 141 Curved band 2.5 13/10/2010 18 11.7 140.8 Curved band 2.5 14/10/2010 00 11.9 140.5 CDO 2.5 14/10/2010 06 12.6 139.2 Curved band 3 14/10/2010 12 12.9 138.6 CDO 3.5 14/10/2010 18 13.5 137.8 CDO 3.5 15/10/2010 00 14.5 137.1 CDO 3.5 15/10/2010 06 15 136.4 Curved band 4 15/10/2010 12 15.9 135.3 CDO 4 15/10/2010 18 16.8 134.1 Embedded center 4.5 16/10/2010 00 17.4 132.9 Curved band 4.5 16/10/2010 06 18 131.2 CDO 4.5 16/10/2010 12 18.4 130 CDO 5 16/10/2010 18 18.7 128.5 Eye 5.5 17/10/2010 00 18.7 127.2 Eye 6 17/10/2010 06 18.4 126 Eye 7 17/10/2010 12 18 124.9 Eye 7 17/10/2010 18 17.5 124 Eye 7.5 18/10/2010 00 17.4 123.1 Eye 7.5 18/10/2010 12 16.7 120.7 Curved band 5 18/10/2010 18 16.6 119.3 Curved band 4.5 19/10/2010 00 16.4 119 Eye 5 19/10/2010 06 16.6 118.4 Eye 5 19/10/2010 12 16.8 118 Eye 5 19/10/2010 18 17.1 117.4 Eye 5.5 71 Ngày Giờ (UTC) Vĩ độ Kinh độ Dạng mây bão CI 20/10/2010 00 17.2 117.3 Banding eye 5 20/10/2010 06 17.7 117.2 Banding eye 5 20/10/2010 12 18.4 117.2 Eye 5 20/10/2010 18 18.8 117.3 Curved band 5 21/10/2010 00 19.4 117.6 Eye 5 21/10/2010 06 19.8 117.5 Eye 5.5 21/10/2010 12 20.2 117.8 Eye 5.5 21/10/2010 18 20.6 118 Eye 4.5 22/10/2010 00 21 118.2 Eye 4.5 22/10/2010 06 21.4 118.5 Embedded center 4 22/10/2010 12 22.1 118.2 Embedded center 4 22/10/2010 18 22.8 118.2 Eye 3.5 23/10/2010 00 23.4 118 Curved band 3.5 23/10/2010 06 24 117.8 Curved band 3.5 72 PHỤ LỤC 5 Bảng cấp gió Bô-pho Cấp gió Tốc độ gió Mức độ nguy hại Bô-pho m/s km/h 0-3 0-5.4 0-19 Gió nhẹ. Không gây nguy hại. 4 5 5,5-7,9 8,0-10,7 20-28 29-38 - Cây nhỏ có lá bắt đầu lay động. - Biển hơi động. Thuyền đánh cá bị chao nghiêng, phải cuốn bớt buồm. 6 7 10,8-13,8 13,9-17,1 39-49 50-61 - Cây cối rung chuyển. Khó đi ngược gió. - Biển động. Nguy hiểm đối với tàu thuyền. 8 9 17,2-20,7 20,8-24,4 62-74 75-88 - Gió làm gãy cành cây, tốc mái nhà. - Biển động rất mạnh. Rất nguy hiểm đối với tàu, thuyền. 10 11 24,5-28,4 28,5-32,6 89-102 103-117 - Gió làm đổ cây cối, nhà cửa, cột điện. - Biển động dữ dội. Làm đắm tàu biển. 12 13 14 15 16 17 32,7-36,9 37,0-41,4 41,5-46,1 46,2-50,9 51,0-56,0 56,1-61,2 118-133 134-149 150-166 167-183 184-201 202-220 - Sức phá hoại cực kỳ lớn. - Sóng biển cực kỳ mạnh. Đánh đắm tàu biển có trọng tải lớn.