Luận văn thạc sỹ Mô hình khí hậu khu vực (Regional Climate Model - RCM) trong mô phỏng và dự báo khí hậu

Mô hình khí hậu khu vực (Regional Climate Model - RCM) ngày nay đã trởthành một công cụ quan trọng trong mô phỏng và dự báo khí hậu. Tuy nhiên côngcụ dự báo khí hậu này cũng có nhiều khiếm khuyết. Do đó việc cải thiện kết quả dựbáo của RCM góp phần nâng cao chất lượng dự báo khí hậu nói chung.Việc hạ quy mô (downscaling) từ mô hình toàn cầu có độ phân giải thô bằngmô hình khu vực có độ phân giải tinh cho ta dự báo chi tiết hơn. Vì thế sản phẩm cóđộ chi tiết...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn thạc sỹ " Mô hình khí hậu khu vực (Regional Climate Model - RCM) trong mô phỏng và dự báo khí hậu"Kỹ thuật trồng điềuMỤC LỤCMỤC LỤC ..........................................................................................................0MỞ ĐẦU ............................................................................................................1CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN..............................................................................2 1.1. Các nghiên cứu trên thế giới ............................................................. 3 1.2. Các nghiên cứu trong nước ............................................................... 5 1.3. Mô hình khí hậu khu vực RegCM3 ................................................... 7CHƯƠNG 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ VÙNG ĐỆM............................15 2.1. Các phương pháp cơ bản................................................................. 15 2.1.1. Phương pháp xử lý vùng đệm dạng xốp (sponge)..................... 17 2.1.1. Phương pháp xử lý vùng đệm dạng giảm dư (relaxation) ......... 25 2.2. Xử lý điều kiện biên trong RegCM3 ............................................... 35CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG KHÍ HẬU KHU VỰC VIỆT NAM ....38 3.1. Chọn miền tính và độ phân giải....................................................... 42 3.2. Các phương pháp xử lý vùng đệm và chọn độ rộng vùng đệm ........ 62KẾT LUẬN.......................................................................................................75TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................77PHỤ LỤC .........................................................................................................78LƯƠNG MẠNH THẮNG LUẬN VĂN THẠC SỸMỞ ĐẦU Mô hình khí hậu khu vực (Regional Climate Model - RCM) ngày nay đã trởthành một công cụ quan trọng trong mô phỏng và dự báo khí hậu. Tuy nhiên côngcụ dự báo khí hậu này cũng có nhiều khiếm khuyết. Do đó việc cải thiện kết quả dựbáo của RCM góp phần nâng cao chất lượng dự báo khí hậu nói chung. Việc hạ quy mô (downscaling) từ mô hình toàn cầu có độ phân giải thô bằngmô hình khu vực có độ phân giải tinh cho ta dự báo chi tiết hơn. Vì thế sản phẩm cóđộ chi tiết cao này sẽ rất hữu ích cho người sử dụng nếu có chất lượng tốt. Ưu điểmcủa mô hình dự báo số là tính khách quan trong kết quả tính toán. Tuy nhiên nhượcđiểm của công cụ này cũng không ít, chẳng hạn như kết quả phụ thuộc vào tính chủquan trong các giả thiết trong các sơ đồ tham số hoá các quá trình quy mô nhỏ vàvừa. Ngay cả với các nước đi đầu trong lĩnh vực dự báo số trị, chất lượng dự báocủa mô hình vẫn là một vấn đề đã và đang được quan tâm nghiên cứu với rất nhiềuhướng tiếp cận khác nhau. Một trong những hướng đã trở thành kinh điển trong bàitoán dự báo số cho khu vực giới hạn đó là vấn đề giải quyết bài toán điều kiện biênxung quanh. Luận văn này tập trung vào giải quyết ba vấn đề. Một là chọn kích cỡ miềntính thích hợp sao cho biên không quá gần, đảm bảo cho RCM tự do tạo ra các quátrình quy mô nhỏ, hay không quá xa khiến RCM mất đi điều khiển từ các trườngquy mô lớn bên ngoài. Hai là chọn độ phân giải thích hợp để nắm bắt được các quátrình quy mô vừa. Ba là xử lý vùng đệm bằng phương pháp thích hợp sao cho sai sốdo sai khác giữa trường quy mô lớn từ bên ngoài và trường quy mô vừa bên trongmiền tính không làm hỏng kết quả mô phỏng của RCM. 1LƯƠNG MẠNH THẮNG LUẬN VĂN THẠC SỸCHƯƠNG 1. TỔNG QUAN Mô hình RCM là mô hình số trị dự báo cho một miền được bao bởi các biênxung quanh. Điều kiện tiên quyết là mô hình này phải được điều khiển bởi mô hìnhtoàn cầu (Global Climate Model - GCM) trên các biên này. Để làm được điều nàyngười ta sử dụng phương pháp lồng (nesting) một chiều (GCM điều khiển RCM). Phương pháp lồng mô hình khu vực phân giải cao vào trong mô hình toàn cầuđược sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu cũng như trong nghiệp vụ dự báo thời tiếtsố trị (NWP). Tuy nhiên đối với mô hình khí hậu khu vực (RCM) thì mãi tới nhữngnăm 1989 mới có những nghiên cứu bước đầu. Dickinson và nnk (1989) hay Giorgi(1990) đã phỏng theo cách tiếp cận của NWP và áp dụng trong mô phỏng khí hậukhu vực. Cho đến nay cách làm này được biết đến và được nghiên cứu và phát triểnrộng rãi trên thế giới. Sản phẩm của việc làm này là một loạt các mô hình dự báo sốtrị được ứng dụng. Các mô hình này có thể kể đến một vài đại diện như RegCM3,MM5 hay WRF. Nói riêng, đối với MM5, Leung và Gahn (1998) đã phát triển môhình này thành dạng RCM trong đó đã đưa ra được các đặc trưng khí hậu có thể sosánh được với quan trắc ở quy mô khu vực. Những nỗ lực sau đó đã đưa ra nhiềuđặc trưng khí hậu hơn tại miền Tây nước Mỹ năm 2003. Nhằm nâng cao chất lượng dự báo, một ...