Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Đánh giá ảnh hưởng của số liệu vệ tinh đến dự báo quỹ đạo và cường độ bão Megi (2010) bằng phương pháp đồng hóa lọc Kalman tổ hợp

Trong luận văn này tác giả sẽ tìm hiểu vai trò của số liệu vệ tinh AMV khi đưa vào đồng hóa sẽ ảnh hưởng như thế nào tới việc dự báo quỹ đạo và cường độ bão cho một trường hợp bão Megi năm 2010 với đề tài “Đánh giá ảnh hưởng của số liệu vệ tinh đến dự báo quỹ đạo và cường độ bão Megi (2010) bằng phương pháp đồng hóa lọc Kalman tổ hợp”.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Đánh giá ảnh hưởng của số liệu vệ tinh đến dự báo quỹ đạo và cường độ bão Megi (2010) bằng phương pháp đồng hóa lọc Kalman tổ hợp ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- Hoàng Thị Mai ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG CỦA SỐ LIỆU VỆ TINH ĐẾN DỰ BÁO QŨI ĐẠO VÀ CƢỜNG ĐỘ BÃO MEGI (2010) BẰNG PHƢƠNG PHÁP LỌC KALMAN TỔ HỢP LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2013 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- Hoàng Thị Mai ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG CỦA SỐ LIỆU VỆ TINH ĐẾN DỰ BÁO QŨI ĐẠO VÀ CƢỜNG ĐỘ BÃO MEGI (2010) BẰNG PHƢƠNG PHÁP LỌC KALMAN TỔ HỢP Chuyên ngành: Khí tƣợng và Khí hậu học Mã số: 60.440.222 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. KIỀU QUỐC CHÁNH Hà Nội – Năm 2013 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ BẢNG KÍ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT Mở đầu ........................................................................................................................ 1 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ PHƢƠNG PHÁP ĐỒNG HÓA .................................. 3 1.1 Tổng quan về các phƣơng pháp đồng hóa số liệu ................................................. 3 1.2 Nghiên cứu phƣơng pháp đồng hóa số liệu trên Thế giới ..................................... 7 1.3 Nghiên cứu phƣơng pháp đồng hóa số liệu ở Việt Nam ....................................... 8 Chƣơng 2 CƠ SỞ LÍ THUYẾT VỀ LỌC KALMAN TỔ HỢP ............................... 11 2.1 Cơ sở lý thuyết của lọc Kalman .......................................................................... 11 2.2 Lọc Kalman tổ hợp ............................................................................................. 16 Chƣơng 3 THIẾT KẾ MÔ HÌNH VÀ THÍ NGHIỆM .............................................. 22 3.1 Tổng quan về bão Megi (2010) ........................................................................... 22 3.2 Thiết kế mô hình và số liệu ................................................................................. 24 3.2.1 Mô hình dự báo thời tiết WRF-LETKFS ...................................................... 24 3.2.2 Miền tính và cấu hình mô hình ..................................................................... 29 3.2.3 Nguồn số liệu ................................................................................................ 30 3.3 Thiết kế thí nghiệm ............................................................................................. 31 Chƣơng 4 KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT .................................................................... 33 4.1 Thí nghiệm dự báo tất định ................................................................................. 33 4.2 Thí nghiệm tổ hợp ............................................................................................... 35 NHẬN XÉT .............................................................................................................. 47 DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN .............................................................................................................. 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 49 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 2.1 Minh họa hai bƣớc chính của bộ lọc Kalman. .............................................. 15 Hình 3.1 Cƣờng độ bão Megi (2010) ........................................................................ 22 Hình 3.2 Hình ảnh mắt bão Megi đang tiến sát đảo Luzon (bên trái),Mặt cắt siêu bão Megi ngoài khơi đảo Luzon, Philippines (bên phải). ......................................... 23 Hình 3.3 Sự di chuyển của bão Megi (2010) ............................................................ 24 Hình 3.4 Sơ đồ hệ thống của mô hình WRF ............................................................. 25 Hình 3.5 Sơ đồ hệ thống dự báo tổ hợp WRF-LETKF ............................................. 26 Hình 4.1 Các quĩ đạo của Megi (6h một) từ số liệu phân tích (đƣờng màu đen) và dự báo 3 ngày tại thời điểm 0000 UTC ngày 17 (đƣờng màu xanh nhạt), 0000 UTC ngày 18 (đƣờng màu đỏ), 1200 UTC ngày 18 (đƣờng màu tía), và 0000 UTC ngày 19/10/2010 (đƣờng màu xanh sẫm) .......................................................................... 33 Hình 4.2 Tốc độ gió cực đại bề mặt quan trắc đƣợc (đƣờng nét đứt) và tốc độ gió cực đại dự báo (đƣờng nét liền) tại các thời điểm (a) 00Z17,(b) 00Z18, (c) 12Z18,(d) 00Z19 ....................................................................................................... 34 Hình 4.3 Gia số phân tích sử dụng đồng hóa số liệu gió vệ tinh (cán gió màu xanh), gia số quan trắc gió (cán gió màu đen) tại thời điểm 1200 UTC ngày 18 cho các mực 750hPa, 300 hPa, 250 hPa, 200 hPa khảo sát với độ dày là 30 hPa. ................ 35 Hình 4.4 (bên trái) Dự báo 00Z ngày 18/10/2010, Hình 4.5 (bên phải) Dự báo 12Z ngày 18/10/2010 (a) Dự báo quĩ đạo bão trung bình (đƣờng liền gạch chéo) , dự báo CTL (đƣờng liền chấm tròn), quĩ đạo bão thực (nét đứt gạch chéo), quĩ đạo của các member (đƣởng mảnh). ...................................................................................... 36 Hình 4.6 (bên trái) Dự báo 00Z ngày 18/10/2010, Hình 4.7 (bên phải) Dự báo 12Z ngày 18/10/2010 (a) Tốc độ gió cực đại 10m của tổ hợp các member (đƣờng mảnh), tốc độ gió cực đại trung bình của các member (đƣờng liền đậm) và quan trắc gió cực đại (đƣờng nét đứt); (b) Cũng giống nhƣ hình (a) nhƣng đối với áp suất cực tiểu bề mặt. ........................................... ...