Luận văn Thử nghiệm dự báo hạn mùa một số yếu tố và hiện tượng cực đoan ở Việt Nam bằng mô hình clwrf

Mục lục

DANH MỤC HÌNH .4

DANH MỤC BẢNG.8

DANH MỤC VIẾT TẮT .9

Mở đầu .11

Chương 1. TỔNG QUAN .12

1.1. Sơ lược về dự báo mùa. .12

1.2. Một số công trình nghiên cứu mô phỏng và dự báo mùa.13

1.3. Về các yếu tố và hiện tượng khí hậu cực đoan.18

Chương 2-SỐ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .24

2.1. Mô hình và thí nghiệm.24

2.1.1. Sơ lược về mô hình.24

2.1.2. Thiết kế thí nghiệm.24

2.2. Số liệu và phương pháp xử lý số liệu .28

2.3. Hạn dự báo.31

2.4. Đánh giá dự báo.33

Chương 3. KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT .35

3.1. Dự báo các trường trung bình tháng.35

3.1.1. Nhiệt độ trung bình tháng mực 2m. .35

3.1.2. Nhiệt độ trung bình cực tiểu tháng.42

3.1.3. Nhiệt độ cực đại trung bình tháng.51

3.1.4. Lượng mưa tháng .60

3.2. Đánh giá khả năng dự báo một số hiện tượng cực đoan .69

Kết luận .94

TÀI LIỆU THAM KHẢO.96

pdf100 trang | Chia sẻ: mimhthuy20 | Lượt xem: 487 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận văn Thử nghiệm dự báo hạn mùa một số yếu tố và hiện tượng cực đoan ở Việt Nam bằng mô hình clwrf, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
hỉnh. Kết quả dự cũng cho thấy, mô hình đã nắm bắt được biến trình năm của T2m, tuy nhiên sai số dự báo có sự khác biệt giữa các mùa trong năm. Vào các tháng chính đông và chính hè, giá trị dự báo cho kết quả tốt hơn các thời kì khác. Ba tháng 6, 7, 8 nền nhiệt tương đối đồng đều khoảng 27.0-28.00C. Vào các mùa chuyển tiếp (tháng 4 và tháng 10), mô hình cho kết quả kém hơn ở cả trường hợp chưa hiệu chỉnh và hiệu chỉnh. Có thể thấy, các nhiệt độ dự báo cho tháng 4 và tháng 10 đều thấp hơn so với quan trắc khoảng 2.00C đến 3.00C (bảng 3.1). Hình 3.2 thể hiện sai số trung bình giữa dự báo khi chưa hiệu chỉnh (ME_T2m_CHC), và đã hiệu chỉnh (ME_T2m_HC); sai số tuyệt đối trung bình giữa dự báo khi chưa hiệu chỉnh (MAE_T2m_CHC) và đã hiệu chỉnh (MAE_T2m_HC); sai số bình phương trung bình quân phương giữa dự báo (RMSE_T2m_CHC) và đã hiệu chỉnh (RMSE_T2m_HC). 38 Hình 3.2. Sai số ME, MAE, RMSE của T2m cho 17 tháng được dự báo ứng với trường hợp hiệu chỉnh và không hiệu chỉnh ứng với hạn dự báo từ 1 đến 6 tháng. Từ hình vẽ có thể nhận thấy, trước khi hiệu chỉnh, giá trị của ME đều âm ở tất cả các tháng được dự báo và các hạn dự báo, nghĩa là, mô hình dự báo thiên thấp so với quan trắc. Biến thiên của ME trong trường hợp này vào khoảng -5.0 đến - 0.5oC. Sau khi hiệu cỉnh sai số ME đã được cải thiện đáng kể với mức biến thiên 39 trong khoảng -2.5 đến 1.5oC, phổ biến trong khoảng từ -1.5 đến 0oC. Mặc dù vậy, sau khi hiệu chỉnh, sai số của mô hình vẫn phản ánh xu hướng thiên thấp của dự báo. Khi chưa hiệu chỉnh, sai số MAE và RMSE rơi vào khoảng 1.5 đến 5.0oC, phổ biến trong khoảng 2.5 đến 4.0oC. Tuy nhiên bậc giá trị của MAE và RMSE nói chung tương đương nhau, chứng tỏ sai số dự báo không có những biến động đáng kể. Đó cũng là lý do dẫn đến việc, sau khi hiệu chỉnh sai số MAE và RMSE đã được cải thiện. RMSE đã giảm xuống còn từ 0.2 đến 3.00C, phổ biến trong khoảng 0.5 đến 2.50C. Sai số của các tháng chuyển mùa tương đối lớn, tháng 4/2012 khoảng 2.00C còn tháng 10 khoảng 2.50C sau khi đã hiệu chỉnh (Bảng 3.2). 40 Bảng 3.1. Bảng giá trị nhiệt độ trung bình bề mặt Target 2012 2013 Lead time (tháng) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 CHC 1 17.12 20.25 23.56 24.87 26.71 27.54 26.9 24.38 22.88 19.76 16.04 15.23 19.88 21.39 23.76 25.55 27.17 2 20.46 23.59 24.72 26.08 27.45 26.59 25.39 21.35 19.82 16.67 15.67 18.76 21.42 23.47 25.48 26.82 -99 3 23.36 25.09 26.75 27.26 26.47 23.8 21.61 20.64 15.99 16.86 18.24 21.62 23.12 25.16 26.67 -99 -99 4 24.83 26.64 27.59 26.61 24.03 21.85 18.78 16.42 15.89 18.92 21.95 24.1 24.63 26.38 -99 -99 -99 5 25.96 27.34 26.44 24.41 22.45 19.7 16.89 16.66 19.52 22.01 24.16 25.33 25.99 -99 -99 -99 -99 6 26.82 26.35 24.78 22.06 18.55 16.55 16.34 17.87 21.37 24.04 25.4 26.29 -99 -99 -99 -99 -99 HC 1 18.11 20.65 24.63 26.21 27.66 27.98 27.44 25.73 24.61 22.17 18.29 17.06 20.87 21.79 24.82 26.9 28.12 2 20.86 24.66 26.06 27.03 27.89 27.13 26.74 23.07 22.24 18.92 17.5 19.75 21.82 24.53 26.83 27.77 -99 3 24.43 26.43 27.7 27.7 27.02 25.15 23.33 23.06 18.23 18.69 19.24 22.02 24.19 26.5 27.62 -99 -99 4 26.18 27.59 28.03 27.15 25.38 23.58 21.2 18.66 17.72 19.92 22.35 25.17 25.97 27.33 -99 -99 -99 5 26.91 27.78 26.98 25.77 24.18 22.12 19.13 18.5 20.51 22.41 25.23 26.67 26.94 -99 -99 -99 -99 6 27.26 26.9 26.13 23.78 20.96 18.8 18.18 18.86 21.77 25.1 26.74 27.23 -99 -99 -99 -99 -99 OBS 1 19.35 22 25.96 27.61 28.15 27.73 27.6 26.01 25.25 23.75 21.01 18.38 21.62 24.15 25.36 27.63 27.77 2 22 25.96 27.61 28.15 27.73 27.6 26.01 25.25 23.75 21.01 18.38 21.62 24.15 25.36 27.63 27.77 -99 3 25.96 27.61 28.15 27.73 27.6 26.01 25.25 23.75 21.01 18.38 21.62 24.15 25.36 27.63 27.77 -99 -99 4 27.61 28.15 27.73 27.6 26.01 25.25 23.75 21.01 18.38 21.62 24.15 25.36 27.63 27.77 -99 -99 -99 5 28.15 27.73 27.6 26.01 25.25 23.75 21.01 18.38 21.62 24.15 25.36 27.63 27.77 -99 -99 -99 -99 6 27.73 27.6 26.01 25.25 23.75 21.01 18.38 21.62 24.15 25.36 27.63 27.77 -99 -99 -99 -99 -99 41 Bảng 3.2 Sai số MAE của nhiệt độ trung bình tháng mực 2m (T2m) cho các tháng được dự báo với hạn dự báo 1 đến 6 tháng Target 2012 2013 Leadtime (tháng) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 CHC 1 2.82 2.17 2.48 2.85 1.66 1.03 1.17 1.92 2.46 4.02 5.01 3.39 2.14 2.88 1.86 2.22 1.12 -99 2 1.94 2.45 2.97 2.23 1.08 1.33 1.2 3.92 3.93 4.39 3.09 3.03 2.86 2.1 2.28 1.32 -99 -99 3 2.67 2.63 1.63 1.13 1.45 2.33 3.68 3.23 5.06 2.32 3.52 2.64 2.43 2.57 1.5 -99 -99 -99 4 2.85 1.72 1.38 1.33 2.13 3.44 4.96 4.66 3.02 2.95 2.32 1.72 3.07 1.64 -99 -99 -99 -99 5 2.35 1.25 1.57 1.78 2.86 4.05 4.17 2.51 2.45 2.32 1.54 2.41 1.96 -99 -99 -99 -99 -99 6 1.28 1.51 1.51 3.25 5.2 4.49 2.59 3.82 2.93 1.68 2.36 1.74 -99 -99 -99 -99 -99 -99 HC 1 1.5 1.5 1.44 1.49 0.58 0.4 0.38 0.52 0.66 1.6 2.72 1.38 0.9 2.37 0.72 0.89 0.46 -99 2 1.25 1.37 1.61 1.22 0.42 0.59 0.89 2.18 1.52 2.11 1.05 1.89 2.36 0.94 0.92 0.38 -99 -99 3 1.55 1.23 0.56 0.44 0.72 0.93 1.92 1.23 2.79 1.18 2.4 2.13 1.3 1.16 0.63 -99 -99 -99 4 1.45 0.63 0.64 0.54 0.72 1.67 2.55 2.38 1.12 1.75 1.82 0.58 1.67 0.66 -99 -99 -99 -99 5 1.35 0.51 0.75 0.42 1.08 1.66 1.94 1.54 1.25 1.81 0.41 1 0.93 -99 -99 -99 -99 -99 6 0.62 0.75 0.47 1.47 2.79 2.25 1.04 2.87 2.62 0.5 0.97 0.84 -99 -99 -99 -99 -99 -99 42 3.1.2. Nhiệt độ cực tiểu trung bình tháng Nhiệt độ cực tiểu trung bình tháng (Tm) cho 17 tháng được dự báo với hạn 1 đến 6 tháng ứng với trường hợp dự báo chưa hiệu chỉnh (Tm_TBCHC), hiệu chỉnh (Tm_TBHC) và quan trắc (Tm_TBQT), được chỉ ra ở hình 3.3. Hình 3.3. Nhiệt độ Tm cho 17 tháng ứng với các hạn dự báo trên toàn quốc ứng với trường hợp dự báo chưa hiệu chỉnh, hiệu chỉnh và quan trắc. 43 Từ hình vẽ ta thấy, trước khi hiệu chỉnh, Tm có giá trị thấp nhất là 12.00C và cao nhất là 25.00C. Sau hiệu chỉnh, Tm đã tăng lên khoảng 2.00C với giá trị thấp nhất là 14.00C và cao nhất là 26.00C. Trong khi đó, giá trị quan trắc thu được tương ứng là 15.00C và 26.50C. Có thể thấy rằng, kết quả dự báo cũng đã nắm bắt được biến trình năm của Tm ở cả hai trường hợp. Các hạn dự báo từ 1 đến 6 tháng, giá trị dự báo của mô hình khi chưa hiệu chỉnh chênh lệch không đáng kể so với quan trắc. Sau khi hiệu chỉnh sai số dự báo của Tm giảm đi đáng kể. Thấy rằng, hạn dự báo càng ngắn (lead time càng nhỏ) thì giá trị nhiệt độ cực tiểu trung bình tháng càng gần với quan trắc hơn. Chẳng hạn, trong trường hợp hiệu chỉnh, đích dự báo là tháng 7, thời điểm dự báo tại tháng 1 và tháng 2, tương ứng với hạn dự báo 6 tháng và 5 tháng, Tm có giá trị khoảng 25.00C, còn thời điểm đứng dự báo tại tháng 5 và tháng 6, tương ứng với hạn dự báo 2 tháng và 1 tháng, giá trị Tm là 26.50C, trong khi đó, nhiệt độ cực tiểu trung bình của tháng 7 là 27.00C. 44 Trên hình 3.4 biểu diễn các sai số ME, MAE, RMSE của nhiệt độ cực tiểu trung bình tháng tại 17 tháng được làm dự báo với hạn dự báo từ 1 đến 6 tháng. Hình 3.4. Sai số ME, MAE, RMSE của Tm ứng với trường hợp dự báo chưa hiệu chỉnh, hiệu chỉnh. Có thể thấy rằng, khi chưa hiệu chỉnh, Tm có sai số ME âm, với giá trị trong khoảng -5.00 đến 00C, phổ biến khoảng -4.00 đến -2.00C. Điều đó cho thấy, mô hình dự báo thiên thấp so với quan trắc. Sau hiệu chỉnh, giá trị của ME rơi vào khoảng - 3.50C đến 1.00C, tuy vậy, ME chủ yếu vẫn mang giá trị âm. Sai số MAE và RMSE của dự báo dao động từ 1.50 đến 6.50C, phổ biến trong khoảng 2.50 đến 4.00C. Do MAE không quá chênh lệch so với RMSE nên sau hiệu chỉnh sai số đã giảm đáng kể, nằm trong khoảng 0.50 đến 3.50C. Vào tháng mùa đông và các tháng chuyển mùa (tháng 4 và tháng 10) sai số MAE lớn hơn, tương ứng khoảng 4.00C và 2.50C. 45 Để đánh giá chi tiết hơn, sai số ME, MAE, RMSE cho trường hợp chưa hiệu chỉnh (Tm_KHC), hiệu chỉnh (Tm_HC) và quan trắc (Tm_QT) trên cả 7 khu vực khí hậu đã được tính toán. Sau đây sẽ phân tích chi tiết cho 3 vùng khí hậu tương ứng đại diện cho khu vực phía Bắc, miền Trung và phía Nam: Đồng bằng Bắc bộ (B3), Bắc Trung bộ (B4) và Nam bộ (N3). Hình 3.5. Sai số ME, MAE, RMSE của Tm trên khu vực B3 cho 17 tháng được dự báo ứng với trường hợp chưa hiệu chỉnh, hiệu chỉnh. Hình 3.5 chỉ ra sai số ME, MAE, RMSE của Tm tại khu vực Đồng bằng Bắc bộ với hạn dự báo từ 1 đến 6 tháng cho 17 tháng được dự báo. Rõ ràng, mô hình dự báo Tm thiên thấp so với quan trắc, với khoảng dao động ME từ -5.00 đến 0.50C. Các tháng mùa đông có số sai số MAE lớn nằm trong khoảng 5.00C đến 5.50C. Các 46 tháng mùa hè sai số MAE nhỏ, phổ biến từ 0.50C đến 2.50C. Với các hạn dự báo khác nhau, sai số MAE không chênh lệch nhiều khi dự báo cho cùng một đích dự báo. Chẳng hạn, đứng ở tháng 6, tháng 8, tháng 9, tháng 10, tháng 11 dự báo cho Tm tháng 12 cho sai số MAE và RMSE chênh lệch không đáng kể ở cả hai trường hợp hiệu chỉnh và chưa hiệu chỉnh. Điều này có nghĩa, việc dự báo Tm hầu như ít phụ thuộc vào hạn dự báo. Tm có sai số MAE nhỏ trong các tháng mùa hè, và lớn trong các tháng mùa đông. Hình 3.6. Sai số ME, MAE, RMSE của Tm trên khu vực B4 cho 17 tháng được dự báo ứng với trường hợp chưa hiệu chỉnh, hiệu chỉnh. Tương tự như khu vực B3, khu vực B4 mô hình cũng thể hiện xu thế thiên âm so với quan trắc ở hầu hết các hạn dự báo và các tháng được dự báo. Sai số ME có giá trị phổ biến trong khoảng -5.00 đến 0.50C. Trước khi hiệu chỉnh, sai số MAE và RMSE của Tm dao động từ 1.50 đến 5.50, phổ biến khoảng 3.00C. Sau hiệu 47 chỉnh, MAE và RMSE có giá trị nằm trong khoảng từ 0.50 đến 4.00. Trên khu vực này, các tháng mùa hè, khi chưa có hiệu chỉnh, Tm có sai số nhỏ khoảng 1.50C và các tháng mùa đông có sai số lớn, xấp xỉ 5.00. Sai số đã giảm đáng kể sau hiệu chỉnh, nằm trong khoảng 0.50C đến 1.50 cho các tháng mùa hè và khoảng 2.50C đến 3.50C cho các tháng mùa đông. Hình 3.7. Sai số ME, MAE, RMSE của Tm trên khu vực N3 cho 17 tháng được dự báo ứng với trường hợp chưa hiệu chỉnh, hiệu chỉnh. Từ hình 3.7 có thể thấy rằng, ở khu vực N3, trước khi hiệu chỉnh, Tm có giá trị ME dương vào mùa hè và giá trị ME âm vào mùa đông. Giá trị ME nằm trong khoảng -3.00 đến 1.00C. Điều này chứng tỏ, mô hình dự báo thiên dương vào mùa hè, thiên âm vào mùa đông. Sau khi hiệu chỉnh, mô hình có xu thế thiên dương tại một số tháng như tháng 4, tháng 5, tháng 9 năm 2012, và hầu hết các tháng năm 2013 với hạn dự báo 1 tháng, 2 tháng, 5 tháng và 6 tháng. Nhận thấy, sai số MAE 48 và RMSE trước và sau hiệu chỉnh tương đương nhau, giá trị dao động trong khoảng 0 đến 3.50C. Điều này cho thấy, sai số MAE và RMSE của Tm tương đối ổn định ở hầu hết các hạn dự báo. 49 Bảng 3.3. Bảng giá trị nhiệt độ Tm trung bình Target 2012 2013 Lead time (tháng) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 CHC 1 13.68 16.89 19.72 21.4 23.49 24.6 24.24 21.6 20.12 17.23 13.23 12.54 16.67 18.23 20.21 22.02 23.88 2 16.57 19.54 21.3 22.72 24.7 23.73 22.96 17.87 17.3 13.8 12.43 15.19 18.14 19.8 21.87 23.36 -99 3 19.29 21.24 23.04 24.26 23.55 20.61 18.68 17.97 12.97 13.54 14.49 18.02 19.34 21.63 23.35 -99 -99 4 20.99 22.89 24.41 23.6 20.89 18.93 15.97 13.29 12.5 15.61 18.2 20.04 21.05 23.26 -99 -99 -99 5 22.69 24.2 23.09 21.21 19.66 17.05 13.93 12.86 15.84 18.47 20.57 21.8 22.64 -99 -99 -99 -99 6 23.72 23.45 21.49 18.94 16 13.58 13.27 14.37 17.81 20.08 21.89 23.21 -99 -99 -99 -99 -99 HC 1 14.97 17.79 21.24 23.09 24.67 25.2 25.02 23.46 22.16 19.64 15.41 14.64 17.96 19.12 21.73 23.71 25.07 2 17.46 21.06 22.99 23.91 25.3 24.5 24.82 19.91 19.72 15.97 14.54 16.48 19.04 21.32 23.56 24.54 -99 3 20.81 22.92 24.23 24.86 24.32 22.47 20.72 20.38 15.15 15.64 15.78 18.91 20.86 23.32 24.54 -99 -99 4 22.68 24.08 25.02 24.37 22.75 20.97 18.38 15.46 14.61 16.9 19.09 21.56 22.74 24.45 -99 -99 -99 5 23.87 24.8 23.87 23.07 21.69 19.46 16.1 14.97 17.13 19.36 22.09 23.48 23.82 -99 -99 -99 -99 6 24.32 24.22 23.35 20.98 18.42 15.76 15.38 15.66 18.7 21.61 23.57 24.4 -99 -99 -99 -99 -99 OBS 1 17.02 19.64 22.95 24.75 25.59 25.11 24.91 23.58 22.57 21.5 18.53 16.4 19.27 21.35 22.73 24.66 24.89 2 19.64 22.95 24.75 25.59 25.11 24.91 23.58 22.57 21.5 18.53 16.4 19.27 21.35 22.73 24.66 24.89 -99 3 22.95 24.75 25.59 25.11 24.91 23.58 22.57 21.5 18.53 16.4 19.27 21.35 22.73 24.66 24.89 -99 -99 4 24.75 25.59 25.11 24.91 23.58 22.57 21.5 18.53 16.4 19.27 21.35 22.73 24.66 24.89 -99 -99 -99 5 25.59 25.11 24.91 23.58 22.57 21.5 18.53 16.4 19.27 21.35 22.73 24.66 24.89 -99 -99 -99 -99 6 25.11 24.91 23.58 22.57 21.5 18.53 16.4 19.27 21.35 22.73 24.66 24.89 -99 -99 -99 -99 -99 50 Bảng 3.4. Sai số MAE của nhiệt độ cực tiểu trung bình tháng (Tm) cho các tháng được dự báo với hạn dự báo 1 đến 6 tháng Target 2012 2013 Lead time (tháng) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 CHC 1 3.92 3.13 3.45 3.48 2.43 1.39 1.41 2.46 2.73 4.37 5.41 4.23 3.05 3.32 2.78 2.88 1.8 -99 2 3.39 3.53 3.6 3.1 1.38 1.72 1.45 4.77 4.27 4.87 4.37 4.25 3.43 3.1 3.01 2.1 -99 -99 3 3.76 3.63 2.79 1.55 1.81 3.1 3.93 3.69 5.7 3.63 4.96 3.49 3.54 3.16 2.25 -99 -99 -99 4 3.84 2.92 1.39 1.73 2.85 3.7 5.53 5.43 4.37 3.96 3.33 2.95 3.71 2.11 -99 -99 -99 -99 5 3.12 1.59 2.11 2.64 3.04 4.48 4.7 4.13 3.77 3.16 2.43 3.02 2.57 -99 -99 -99 -99 -99 6 1.92 1.8 2.43 3.67 5.49 5.02 3.65 5.05 3.76 2.88 2.94 2.21 -99 -99 -99 -99 -99 -99 HC 1 2.22 1.92 1.76 1.71 1.03 0.47 0.5 0.51 0.6 1.86 3.12 1.77 1.36 2.24 1.06 1.05 0.39 -99 2 2.22 1.91 1.85 1.8 0.64 0.69 1.36 2.69 1.8 2.56 1.89 2.8 2.33 1.43 1.19 0.61 -99 -99 3 2.15 1.87 1.39 0.78 0.78 1.17 1.86 1.3 3.38 1.12 3.5 2.44 1.89 1.36 0.85 -99 -99 -99 4 2.08 1.54 0.6 0.69 0.9 1.61 3.11 3.09 1.9 2.38 2.27 1.26 1.93 0.6 -99 -99 -99 -99 5 1.77 0.81 1.07 0.6 0.9 2.05 2.46 1.76 2.2 2.03 0.72 1.2 1.17 -99 -99 -99 -99 -99 6 1.18 0.86 0.51 1.6 3.08 2.79 1.17 3.68 2.82 1.18 1.12 0.83 -99 -99 -99 -99 -99 -99 51 3.1.3. Nhiệt độ cực đại trung bình tháng Nhiệt độ cực đại trung bình tháng (Tx) cho 17 tháng được dự báo với hạn 1 đến 6 tháng ứng với trường hợp dự báo chưa hiệu chỉnh (Tx_TBCHC), hiệu chỉnh (Tx_TBHC) và quan trắc (Tx_TBQT), được chỉ ra ở hình 3.8. Hình 3.8. Nhiệt độ Tx cho 17 tháng được dự báo ứng với các hạn dự báo trên toàn quốc ứng với trường hợp dự báo chưa hiệu chỉnh, hiệu chỉnh và quan trắc. Tương tự như T2m và Tm, từ hình 3.8 có thể thấy rằng, cả trước và sau hiệu chỉnh, giá trị Tx đều thấp hơn quan trắc. Tx dao động từ 180C đến 310C trước hiệu 52 chỉnh, và tăng lên khoảng 21.00C đến 33.00C sau hiệu chỉnh. Kết quả ở cả hai trường hợp đều thể hiện được biến trình mùa và biến trình năm. Hiệu chỉnh cho kết quả gần với quan trắc nhất vào các tháng mùa đông, với chênh lệch khoảng 1.00C. Hạn dự báo 1 tháng cho kết quả tốt nhất tại cả 17 tháng được dự báo. Chênh lệch lớn nhất được thấy vào tháng 4, tháng 5 và tháng 10 với giá trị khoảng 1.50C. Hình 3.9. Sai số ME, MAE, RMSE của Tm ứng với trường hợp chưa hiệu chỉnh, hiệu chỉnh. Hình 3.9 chỉ ra sai số ME, MAE, RMSE của Tx cho 17 tháng được dự báo với hạn từ 1 đến 6 tháng trên toàn quốc ứng với trường hợp chưa hiệu chỉnh (Tx_CHC), hiệu chỉnh (Tx_HC) và quan trắc (Tx_OBS). Có thể thấy, trước hiệu 53 chỉnh, giá trị ME dao động từ -4.50 đến -0.30C, chứng tỏ rằng mô hình có xu thế thiên thấp so với quan trắc. Xu thế thiên âm đã chuyển dần sang thiên dương khi hiệu chỉnh, với giá trị ME dao động từ -2.00 đến 2.00C. Thấy rằng, sai số MAE lớn nhất khi chưa hiệu chỉnh là 5.50C, phổ biến trong khoảng 2.00C đến 3.50C và khi hiệu chỉnh đã giảm xuống 2.20C, phổ biến trong khoảng 0.50 đến 2.00C. RMSE dao động từ 1.50 đến 7.00 khi chưa hiệu chỉnh, sau khi hiệu chỉnh sai số được cải thiện đáng kể, nằm trong khoảng 0.5 đến 4.00. Các hình 3.10, 3.11 và 3.12 lần lượt biểu diễn sai số ME, MAE, RMSE của Tx trên khu vực B3, B4 và N3 cho cả 17 tháng được dự báo cũng như các hạn dự báo. 54 Hình 3.10. Sai số ME, MAE, RMSE của Tx trên khu vực B3 cho 17 tháng được dự báo ứng với trường hợp chưa hiệu chỉnh và hiệu chỉnh. Hình 3.10 biểu diễn sai số ME, MAE, RMSE trên khu vực B3 cho 17 tháng được dự báo với hạn dự báo từ 1 đến 6 tháng ứng với trường hợp chưa hiệu chỉnh (Tx_KHC), hiệu chỉnh (Tx_HC). Khi chưa hiệu chỉnh, giá trị ME âm nằm trong khoảng từ -5.50C đến -0.50C ở cả 6 hạn dự báo của các tháng mùa đông. Ngược lại, giá trị ME dương vào các tháng mùa hè, ở hầu hết các hạn dự báo, dao động trong khoảng 0.0 đến 1.50C. Điều này chứng tỏ, mô hình cho xu hướng thiên dương vào mùa đông, và thiên âm vào mùa hè. Sau khi hiệu chỉnh, ME nằm trong khoảng -1.50 đến 1.50 và có giá trị dương vào mùa đông và mùa hè. Như vậy, mô hình có xu thế 55 hầu như thiên dương ở cả hai mùa. Nhìn chung, mô hình sau khi hiệu chỉnh, giá trị sai số MAE và RMSE đã giảm đáng kể ở khu vực này. Hình 3.11. Sai số ME, MAE, RMSE của Tx trên khu vực N3 cho 17 tháng được dự báo ứng với trường hợp chưa hiệu chỉnh và hiệu chỉnh. Hình 3.11 biểu diễn sai số ME, MAE, RMSE trên khu vực B4 cho 17 tháng được dự báo với hạn dự báo từ 1 đến 6 tháng ứng với trường hợp chưa hiệu chỉnh. Nhận thấy rằng, kết quả sai số ME, MAE, RMSE chỉ ra trên khu vực B4 tương tự như khu vực B3 nhưng sai số ổn định hơn ở các hạn dự báo. Trước hiệu chỉnh, giá trị sai số MAE, RMSE tương đối cao, phổ biến nằm trong khoảng từ 2.50C đến 6.50C. Sai số này đã giảm đáng kể sau khi hiệu chỉnh, nằm trong khoảng từ 0.50 đến 3.50C. Biến trình mùa trong năm cũng được nắm bắt khá tốt trên khu vực này. 56 Hình 3.12. Sai số ME, MAE, RMSE của Tx trên khu vực N3 cho 17 tháng được dự báo ứng với trường hợp chưa hiệu chỉnh và hiệu chỉnh. Hình 3.12 biểu diễn sai số ME, MAE, RMSE trên khu vực N3 cho 17 tháng được dự báo với hạn dự báo từ 1 đến 6 tháng ứng với trường hợp chưa hiệu chỉnh và hiệu chỉnh. Qua đó thấy rằng, khu vực Nam Bộ, sai số ME trước hiệu chỉnh đều có giá trị âm, dao động trong khoảng -4.00 đến -1.00C. Điều này thể hiện, mô hình dự báo có xu thế thiên thấp so với quan trắc. Sau khi hiệu chỉnh, sai số ME nằm trong khoảng -2.50C đến 1.00C. Trường hợp này, mô hình cũng đưa ra xu thế giống với trường hợp chưa hiệu chỉnh ở hầu hết các tháng được dự báo, trừ tháng 9, tháng 10 và tháng 1 có xu thế thiên dương. Sai số MAE và RMSE chưa hiệu chỉnh dao động trong khoảng từ 1.50 đến 4.50C và đã giảm xuống đáng kể sau hiệu chỉnh, phổ biến trong khoảng 0.50 đến 2.50. 57 Cả 3 khu vực, mô hình đều dự báo xu thế của Tx thiên âm so với quan trắc. Mặc dù, sai số MAE, RMSE tương đối thấp trên cả 3 khu vực nhưng khu vực B3 có biến động giá trị sai số lớn nhất. Sai số MAE và RMSE trên khu vực N3 nhỏ hơn trên khu vực B3 và B4. Điều này có chứng tỏ, mô hình cho kết quả dự báo Tx ổn định hơn trên các trạm phía Nam. 58 Bảng 3.5. Bảng giá trị nhiệt độ cực đại trung bình tháng Target 2012 2013 Lead time (tháng) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 CHC 1 21.16 24.35 28.01 28.76 30.37 31.06 30.19 27.9 26.38 22.86 19.52 18.52 23.91 25.35 27.94 29.57 30.89 2 25.16 28.3 28.6 29.86 30.79 30.11 28.5 25.57 23.13 20.19 19.51 23.03 25.5 27.73 29.52 30.7 -99 3 28.05 29.34 30.81 30.85 30.09 27.68 25.14 24.06 19.76 20.89 22.65 26.06 27.4 29.12 30.41 -99 -99 4 29.13 30.75 31.33 30.34 27.88 25.41 22.22 20.22 20.13 22.94 26.52 28.68 28.63 29.94 -99 -99 -99 5 29.66 31.03 30.41 28.28 25.88 23.03 20.5 21.27 24.1 26.27 28.47 29.31 29.72 -99 -99 -99 -99 6 30.43 29.95 28.8 25.81 21.72 20.15 20.13 22.34 25.88 28.6 29.36 29.83 -99 -99 -99 -99 -99 HC 1 22.47 24.82 29.44 30.8 32.05 32.27 31.41 29.67 28.63 26.1 22.69 20.81 25.22 25.81 29.37 31.62 32.57 2 25.63 29.73 30.65 31.54 31.99 31.32 30.27 27.82 26.37 23.36 21.79 24.34 25.97 29.16 31.56 32.38 -99 3 29.49 31.38 32.5 32.06 31.3 29.45 27.39 27.29 22.93 23.17 23.96 26.52 28.83 31.17 32.09 -99 -99 4 31.17 32.43 32.53 31.55 29.65 27.67 25.45 23.39 22.41 24.26 26.99 30.11 30.68 31.62 -99 -99 -99 5 31.35 32.24 31.62 30.05 28.13 26.27 23.67 23.56 25.41 26.74 29.9 31.35 31.41 -99 -99 -99 -99 6 31.64 31.17 30.57 28.06 24.95 23.32 22.41 23.66 26.35 30.03 31.41 31.52 -99 -99 -99 -99 -99 OBS 1 22.84 26 30.91 32.34 32.22 32.03 32.21 30.04 29.55 27.68 24.52 21.53 25.61 28.76 29.8 32.59 32.21 2 26 30.91 32.34 32.22 32.03 32.21 30.04 29.55 27.68 24.52 21.53 25.61 28.76 29.8 32.59 32.21 -99 3 30.91 32.34 32.22 32.03 32.21 30.04 29.55 27.68 24.52 21.53 25.61 28.76 29.8 32.59 32.21 -99 -99 4 32.34 32.22 32.03 32.21 30.04 29.55 27.68 24.52 21.53 25.61 28.76 29.8 32.59 32.21 -99 -99 -99 5 32.22 32.03 32.21 30.04 29.55 27.68 24.52 21.53 25.61 28.76 29.8 32.59 32.21 -99 -99 -99 -99 6 32.03 32.21 30.04 29.55 27.68 24.52 21.53 25.61 28.76 29.8 32.59 32.21 -99 -99 -99 -99 -99 59 Bảng 3.6. Sai số MAE của nhiệt độ cực đại trung bình tháng (Tx) cho các tháng được dự báo với hạn dự báo 1 đến 6 tháng Target 2012 2013 Lead time (tháng) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 CHC 1 3.26 2.48 3.1 3.72 2.16 2.06 2.37 2.37 3.32 4.85 5.05 3.29 2.33 3.54 2.48 3.2 1.96 -99 2 2.76 2.84 3.9 2.58 2.28 2.4 1.85 4.11 4.6 4.44 2.7 2.95 3.39 2.73 3.27 2.17 -99 -99 3 3.07 3.25 2.15 2.4 2.42 2.59 4.5 3.77 4.83 2.8 3.39 2.93 2.81 3.63 2.14 -99 -99 -99 4 3.4 2.27 2.68 2.44 2.41 4.24 5.51 4.42 2.69 2.94 2.72 2.75 4.08 2.47 -99 -99 -99 -99 5 2.74 2.62 2.67 2.04 3.8 4.71 4.14 3.04 2.68 2.76 2.61 3.46 2.7 -99 -99 -99 -99 -99 6 2.42 2.56 1.72 3.89 5.98 4.49 2.66 3.39 3.08 2.76 3.44 2.59 -99 -99 -99 -99 -99 -99 HC 1 1.37 1.57 1.68 1.72 0.48 0.53 0.87 0.66 0.95 1.63 1.86 0.99 0.88 3.02 0.88 1.19 0.58 -99 2 0.8 1.5 1.79 0.89 0.59 0.97 0.74 1.76 1.35 1.83 1.18 1.37 2.9 0.9 1.21 0.56 -99 -99 3 1.58 1.12 0.62 0.68 1.01 0.86 2.16 1.81 1.99 2.1 1.74 2.3 1.24 1.51 0.63 -99 -99 -99 4 1.25 0.66 1.23 0.76 0.78 1.89 2.23 2.09 1.55 1.54 1.88 0.88 1.96 0.88 -99 -99 -99 -99 5 1.17 0.98 0.89 0.56 1.43 1.56 2.25 2.57 0.84 2.19 0.62 1.34 0.96 -99 -99 -99 -99 -99 6 0.67 1.05 0.79 1.56 2.72 2.07 1.49 2.2 2.78 0.78 1.34 0.97 -99 -99 -99 -99 -99 -99 60 3.1.4. Lượng mưa tháng Tổng lượng mưa hàng tháng được chỉ ra trong hình 3.13 cho cả 6 hạn dự báo và 17 tháng được dự báo ứng với trường hợp chưa hiệu chỉnh (R_TBCHC), hiệu chỉnh (R_TBHC) và quan trắc (R_TBQT). Hình 3.13. Tổng lượng mưa hàng tháng của 17 tháng được dự báo cho hạn dự báo 1 đến 6 tháng ứng với trường hợp chưa hiệu chỉnh, hiệu chỉnh và quan trắc. 61 Hình 3.13 cho thấy, khi chưa hiệu chỉnh, lượng mưa dự báo của mô hình dao động từ 0 đến 500mm/tháng, cao hơn so với quan trắc (0-350mm/tháng). Lượng mưa dự báo cho các tháng mùa hè nằm trong khoảng 300 đến 500 mm/tháng và nhỏ nhất ở các tháng mùa đông. Sau khi hiệu chỉnh, lượng mưa đã gần với giá trị quan trắc hơn, phổ biến trong khoảng từ 0 đến 350 mm/tháng. Mưa các tháng mùa hè với dao động từ 250 đến 350 mm/tháng, và từ 1 đến 150 mm/tháng cho mùa đông. Kết quả dự báo mưa từ mô hình trước và sau hiệu chỉnh đều nắm bắt được quy luật mùa. Để đánh giá chất lượng dự báo mưa của mô hình, các sai số ME, MAE, RMSE sẽ được phân tích. Hình 3.14. Sai số ME, MAE, RMSE của mưa ứng với trường hợp chưa hiệu chỉnh, hiệu chỉnh. 62 Từ đây có thể thấy, sai số trung bình ME của mưa hầu hết có giá trị dương và có trị số sai số lớn, dao động từ 0 đến 250 mm/tháng. Điều này cho thấy, mô hình dự báo có xu thế thiên dương so với quan trắc. Sau hiệu chỉnh, xu thế thiên âm và thiên dương xen kẽ nhau. Sai số MAE và RMSE có giá trị phổ biến trong khoảng 100 đến 350 mm/tháng khi chưa hiệu chỉnh, và sau hiệu chỉnh, sai số giảm nằm trong khoảng 50 đến 200 mm/tháng. Các thời điểm làm dự báo khác nhau, sai số MAE và RMSE không ổn định. Sai số MAE biến động lớn nhất được thấy ở tháng 5/2012: xấp xỉ 200mm/tháng với hạn dự báo 4 tháng (L=4), khoảng 330mm/tháng với hạn dự báo 3 tháng (L=3), xấp xỉ 430mm/tháng với hạn dự báo 2 tháng (L=2), và khoảng 240mm/tháng với hạn dự báo 1 tháng (L=1). Tương tự như nhiệt độ, mưa được dự báo ổn định vào các tháng mùa đông hơn các tháng mùa hè. Vào các tháng chính đông, dự báo với các hạn 1 đến 6 tháng có sai số ổn định hơn. Việc đánh giá các sai số ME, MAE, RMSE cũng đã được thực hiện cho 7 vùng khí hậu. Sau đây là kết quả phân tích cho ba vùng B3, B4 và N3 đại diện cho các khu vực phía bắc, miền trung và phía nam. 63 Hình 3.15. Sai số ME, MAE, RMSE của mưa ứng với trường hợp chưa hiệu chỉnh, hiệu chỉnh trên khu vực B3. Hình 3.15 thể hiện sai số ME, MAE, RMSE của lượng mưa ứng với trường hợp chưa hiệu chỉnh (R_CHC), hiệu chỉnh (R_HC) trên khu vực B3. Trước và sau hiệu chỉnh, sai số ME của lượng mưa có giá trị từ -200 đến 250 mm/tháng, phổ biến trong khoảng từ -50 đến 100 mm/tháng. Sai số có giá trị âm, dương xen kẽ. Điều này cho thấy, mô hình khó nắm bắt được xu thế mưa trên khu vực B3. Sai số MAE và RMSE thấp dao động trong khoảng 50-160 mm/tháng. Sai số ổn định vào mùa đông ở các hạn dự báo, sai số RMSE mùa này khoảng 50 mm/tháng. Mặc dù vậy, nhưng sau khi hiệu chỉnh, sai số MAE và RMSE giảm không đáng k

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfluanvanthacsi_chuaphanloai_296_5367_1870183.pdf
Tài liệu liên quan