Báo cáo Công thức thực nghiệm tính toán cường độ mưa từ độ phản hồi radar cho khu vực Bắc Trung Bộ và Nam Đồng Bằng Bắc Bộ

Dựa trên các số liệu độ phản hồi của radar thời tiết đặt tại Vinh và lượng mưa quan trắc được bởi các vũ lượng kí tại 5 trạm đo mưa mặt đất trong khu vực Bắc Trung Bộ và Nam Đồng Bằng Bắc Bộ trong 5 đợt mưa lớn diện rộng từ năm 2004 đến năm 2006, các công thức liên hệ giữa cường độ mưa R và độ phản hồi radar Z’ dạng hàm mũ R = C10 DZ’ được tính cho từng trạm và chung cho cả khu vực nghiên cứu, trong đó các hệ số thực...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo " Công thức thực nghiệm tính toán cường độ mưa từ độ phản hồi radar cho khu vực Bắc Trung Bộ và Nam Đồng Bằng Bắc Bộ "Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 29, Số 1S (2013) 51-55 Công thức thực nghiệm tính toán cường độ mưa từ độ phản hồi radar cho khu vực Bắc Trung Bộ và Nam Đồng Bằng Bắc Bộ Nguyễn Hướng Điền* Khoa Khí tượng Thủy văn và Hải dương học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN, 334 Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội, Việt Nam Nhận ngày 01 tháng 4 năm 2013 Chấp nhận xuất bản ngày 29 tháng 4 năm 2013 Tóm tắt. Dựa trên các số liệu độ phản hồi của radar thời tiết đặt tại Vinh và lượng mưa quan trắc được bởi các vũ lượng kí tại 5 trạm đo mưa mặt đất trong khu vực Bắc Trung Bộ và Nam Đồng Bằng Bắc Bộ trong 5 đợt mưa lớn diện rộng từ năm 2004 đến năm 2006, các công thức liên hệ giữa cường độ mưa R và độ phản hồi radar Z’ dạng hàm mũ R = C10 DZ’ được tính cho từng trạm và chung cho cả khu vực nghiên cứu, trong đó các hệ số thực nghiệm C và D được xác định theo phương pháp bình phương tối thiểu nhờ phần mềm EVIEW. Việc đánh giá sai số của các công thức này cũng cho thấy chúng có độ chính xác cao hơn hẳn công thức kinh điển dạng lũy thừa của Marshall-Palmer [1]. Khác với công thức Marshall-Palmer cho kết quả tính toán cường độ mưa thiên âm mạnh, phần lớn các công thức tự tính cũng có tình trạng thiên âm, nhưng ở mức độ nhỏ hơn nhiều. Các công thức riêng cho từng trạm có độ chính xác cao hơn công thức chung cho cả vùng. Từ khóa: Công thức thực nghiệm, độ phản hồi radar, cường độ mưa.1. Mở đầu Trước đây chúng tôi cũng đã đưa ra các công thức dạng hàm lũy thừa cho vùng này [3], Tiếp nối bài báo trước đây xác định công song sai số tính cường độ mưa vẫn rất lớn. Đểthức thực nghiệm tính trực tiếp cường độ mưa giảm sai số và tăng độ tiện ích, trong bài nàyTrung Trung Bộ [2], bài này trình bày kết quả chúng tôi xây dựng các công thức tính trực tiếptính toán tương tự đối với khu vực Bắc Trung cường độ mưa R (coi là hàm) từ độ phản hồiBộ và Nam Đồng Bằng Bắc Bộ- nơi mà radar radar Z’ (coi là biến) cho khu vực Bắc Trungthời tiết thường (không Doppler, đã số hóa) Bộ và Nam Đồng Bằng Bắc Bộ.TRS-2730 (do Pháp chế tạo) đặt tại Vinh có thểvươn tới được. 2. Phương pháp xử lí số liệu và đánh giá kết quả Phương pháp tính toán vẫn như trong bài_______ báo [1], tức là dùng phương pháp bình phương ĐT: 84-904291148 E-mail: diennh@vnu.vn tối thiểu với sự trợ giúp của phần mềm EVIEW 5152 N.H. Điền. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 29, Số 1S (2013) 51-55để xác định các hệ số trong công thức thực tuyệt đối MAE và sai số trung bình toànnghiệm. Sau đó, công thức thực nghiệm thu phương RMSE.được sẽ được đánh giá sai số trên tập số liệuđộc lập. Số liệu sử dụng gồm số liệu đo mưabằng vũ lượng kí tại 5 trạm trong khu vực, đó là 3. Các kết quả xác định và đánh giá các côngcác trạm Đô Lương, Hương Khê, Quỳnh Lưu, thứcThanh Hóa và Ninh Bình, trong 5 đợt mưa diện 3.1. Kết quả vẽ đồ thị theo số liệu thực và xácrộng từ năm 2004 đến năm 2006, số liệu quan định công thứctrắc độ phản hồi vô tuyến Z’ (= 10lgZ với đơnvị là dBZ) do radar đặt tại Vinh (Nghệ An) đo Chúng tôi tiến hành xây dựng công thứcđược đồng thời trong các đợt mưa đó. Việc qui thực nghiệm cho từng trạm, sau đó cho toàntoán số liệu và đánh giá kết quả cũng vẫn như vùng (bao gồm cả 5 trạm), nhưng ở đây chỉ nêutrong bài báo [1], tức là từ số liệu lượng mưa kết quả ứng với một vài trạm nào đó như một vítrong từng 5 phút một trên giản đồ vũ lượng kí dụ. Chẳng hạn, các kết quả vẽ đồ thị Z’-Rqui ra cường độ mưa (mm/h) và số liệu độ phản (Scatter – plot) dựa trên các số liệu thực đối vớihồi Z’(dBZ) trên các ảnh của Radar tại Vinh trạm Đô Lương và Hương Khê khi lấy Z’ trungphải lấy trung bình trong một miền tròn bán bình trong vòng tròn bán kính 10 km quanhkính 10km có tâm tại trạm vũ lượng kí ở cùng trạm được cho trong Hình 1.thời điểm với số liệu đo mưa. Các chỉ số đánhgiá là sai số trung bình ME, sai số trung bình Hình 1. Đồ thị Z’-R với độ phản hồi trung bình lấy trong vòng bán kính 10km trạm Đô Lương và Hương Khê. Từ Hình 1 ta thấy độ phản hồi vô tuyến Z’ phương tối thiểu (thiết lập và giải hệ phương(dBZ) và cường độ mưa R (mm/h) có mối quan trình tuyến tính đối với các hệ số) [4]. Lưu ýhệ phi tuyến dạng logarit. Do đó ta xây dựng rằng Z’=10lgZ, công thức (1) có thể biến đổicông thức thực nghiệm thể hiện mối quan hệ thành dạng lũy thừa Z=ARB như Marshall-theo dạng loga: Palmer và nhiều tác giả đã làm [1]. Tuy nhiên,Z’= a + blgR (1) vì hàm cần tính là R (chứ không phải là Z’), ta Các hệ số thực nghiệm a và b có thể xác sẽ tìm công thức thực nghiệm tương đương vớiđịnh một cách giải tíc ...