Báo cáo nghiên cứu khoa học Nghiên cứu thử nghiệm mô phỏng hình thế bão cho các mô hình thủy động lực dự báo sóng và nước dâng

Số liệu về các yếu tố khí tượng là những dữ liệu đầu vào quan trọng cho các mô hình tính toán, dự báo sóng và nước dâng, đặc biệt trong trường hợp có bão, gió lớn và mực áp suất thấp tại tâm sẽ là các yếu tố chủ đạo tác động đến sự hình thành và phát triển của sóng và nước dâng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo nghiên cứu khoa học " Nghiên cứu thử nghiệm mô phỏng hình thế bão cho các mô hình thủy động lực dự báo sóng và nước dâng "Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 27, Số 1S (2011) 115-125 Nghiên cứu thử nghiệm mô phỏng hình thế bão cho các mô hình thủy động lực dự báo sóng và nước dâng Nguyễn Minh Huấn* Khoa Khí tượng Thủy văn và Hải dương học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN, 334 Nguyễn Trãi, Hà Nội, Việt Nam Nhận ngày 29 tháng 4 năm 2011 Tóm tắt. Số liệu về các yếu tố khí tượng là những dữ liệu đầu vào quan trọng cho các mô hình tính toán, dự báo sóng và nước dâng, đặc biệt trong trường hợp có bão, gió lớn và mực áp suất thấp tại tâm sẽ là các yếu tố chủ đạo tác động đến sự hình thành và phát triển của sóng và nước dâng. Do độ phân giải thấp của số liệu quan trắc cũng như khả năng đồng hoá số liệu chưa thể đáp ứng được yêu cầu của các mô hình tính toán, dự báo sóng, nước dâng, nên các trường khí tượng đầu vào thường được trích xuất từ trường số liệu của mô hình dự báo thời tiết toàn cầu hoặc các mô hình vùng. Các mô hình thủy động lực sử dụng các trường đầu vào này thường có sai số lớn trong trường hợp thời tiết có bão, do quy mô của cơn bão thường tương đương bước lưới 10x10. Để nâng cao độ chính xác kết quả tính toán, dự báo của các mô hình sóng và nước dâng, Chương trình mô phỏng hình thế bão đã được xây dựng bằng ngôn ngữ lập trình MATLAB. Cơ sở của chương trình này là sử dụng các công thức tính toán phân bố theo không gian của tốc độ gió và áp suất dựa theo bán kính gió cực đại được xác định theo công thức của H.E. Willoughby and M.E.Rahn. Sử dụng chương trình được xây dựng, có thể tính ra được trường áp và trường gió trong bão với độ phân giải cao trong không gian và thay đổi theo thời gian trên lưới tính bất kỳ theo các thông tin dự báo hoạt động của bão, tạo ra được các bộ số liệu đủ chi tiết làm đầu vào cho các mô hình thủy động lực dự báo sóng, nước dâng.Mở đầu mô hình dự báo toàn cầu với bước lưới 10x10, sau đó được nội suy về lưới tính thích hợp cho Số liệu khí tượng là một trong những dữ khu vực tính toán. Điều này sẽ gây nên nhữngliệu đầu vào rất quan trọng trong các mô hình sai số rất lớn trong trường hợp thời tiết có bão,tính toán sóng, nước dâng, đặc biệt trong trường bởi quy mô của cơn bão thường tương đươnghợp có bão, gió lớn và mực áp suất thấp tại tâm bước lưới 10x10. Chính vì vậy, việc mô phỏngsẽ là các yếu tố chủ đạo tác động đến sự hình hình thế bão cho các mô hình tính toán sóng,thành và phát triển của sóng và nước dâng. Do nước dâng là rất cần thiết và quan trọng.số liệu quan trắc cũng như số liệu đồng hoáchưa thể đáp ứng được yêu cầu của các mô hìnhsóng và nước dâng, nên trường khí tượng đầu 1. Cơ sở lý thuyếtvào thường được cung cấp từ trường số liệu của_______ Hình thế bão trong tự nhiên vô cùng phức ĐT: 84-4-35586898 tạp và không theo quy tắc, gió trong bão thường E-mail: nmhuan61@gmail.com 115116 N.M. Huấn / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 27, Số 1S (2011) 1 15-125rất mạnh, bất đồng nhất theo không gian, và f : thông số Coriolis, f = 2ωsinφ, ω =biến đổi về hướng. Độ chênh lệch lớn của tốc 0.0000729 rad/s vận tốc góc quay của trái đất, φđộ gió và sự biến đổi nhanh của hướng gió – vĩ độ địa lý.trong xoáy bão có thể dẫn tới sự hình thành các b : thông số thay đổi hình dạng của profiletrường sóng phức tạp trên biển và đại dương. bán kính cơn bão, theo Harrper và Holland bGió lớn sẽ đẩy khối nước về phía bờ, gây ra 900  Pcentre được tính theo công thức: b  2những cột sóng cao hơn mực nước thông 160thường. Ngoài ra, mực áp suất thấp tại tâm bão Công thức (1) và (2) cho thấy, trường áp vàcó thể có những tác động đến độ sâu của hình trường gió đều phụ thuộc vào bán kính gió cựcthế khối nước. Vì vậy, sự phân bố ch ...