Nghiên cứu ứng dụng dự báo định lượng mưa, gió trong bão, áp thấp nhiệt đới trên cơ sở cấu trúc bão, áp thấp nhiệt đới khi đổ bộ vào Việt Nam

Năm 2014, nhóm nghiên cứu do TS. Lương Tuấn Minh, Trung tâm Khí tượng Thủy văn quốc gia, Bộ Tài nguyên và Môi trường đứng đầu, đã tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng dự báo định lượng mưa, gió trong bão, áp thấp nhiệt đới trên cơ sở cấu trúc bão, áp thấp nhiệt đới khi đổ bộ vào Việt Nam”

Đề tài đã nghiên cứu, xác định phân bổ trường gió và trường mưa trong bão, áp thấp nhiệt đới (ATNĐ), sự kết hợp phức tạp với các hệ thống khác thông qua hoàn lưu khí quyển, định hình cấu trúc hệ thống mây, số liệu vệ tinh, radar thời tiết và sóng ngắn khi bão, ATNĐ ảnh hưởng trực tiếp đến Việt Nam; Xác định lượng mưa và phân bố vùng gió mạnh có khả năng xảy ra trong xoáy thuận nhiệt đới (XTNĐ) khi chúng ảnh hưởng trực tiếp đến nước ta; Xây dựng bản đồ phân bổ mưa, gió và quy trình dự báo để có thể áp dụng trong nghiệp vụ. Từ đó góp phần nâng cao chất lượng dự báo bão, ATNĐ và phục vụ khí tượng thủy văn.

Đề tài tiến hành nghiên cứu, xây dựng dự báo định lượng mưa, gió trong bão, áp thấp nhiệt đới trên cơ sở cấu trúc bão, áp thấp nhiệt đới khi đổ bộ vào Việt Nam với các nội dung nghiên cứu tập trung chính vào việc khai thác tối đa các thông tin mô hình, sai số và quan hệ phức tạp với xoáy thuận nhiệt đới với địa hình, hoàn lưu khí quyển. Thống kê tương tự, vệ tinh khí tượng, radar thời tiết và số liệu thám sát sóng ngắn,... trong phân tích và xác định phân bố trường gió, trường mưa.

Qua quá trình nghiên cứu trường gió và trường mưa của XTNĐ trên khu vực Biển Đông thông qua cấu trúc hệ thống mây trên cơ sở sử dụng các sản phẩm mô hình dự báo, vệ tinh, radar thời tiết,... trong trường hợp XTNĐ ảnh hưởng trực tiếp đến Việt Nam và qua phân tích các trường hợp cụ thể trong những năm gần đây nhóm nghiên cứu đã thu được các kết quả như sau:

Kết quả dự báo mưa trong thời đoạn thấp hơn 6 giờ theo phương pháp dự báo tiềm năng mưa kết hợp cấu trúc hệ thống mây XTNĐ tin tưởng hơn so với phương pháp dựa thuần túy theo quán tính XTNĐ trước đây do có tính đến yếu tố về cấu trúc mây trong XTNĐ. Lượng mưa trong XTNĐ dự báo phụ thuộc nhiều vào quỹ đạo di chuyển của XTNĐ và môi trường hoạt động của XTNĐ. Nếu quỹ đạo di chuyển dự báo sai thì phân bổ mưa dự báo sẽ khác lớn. Một số kết quả thử nghiệm so sánh với lượng mưa quan trắc được cho thấy còn nhiều khác biệt nhất định đặc biệt tại các tâm mưa lớn.

Phân bố gió mạnh trong XTNĐ cũng như cấp độ của chúng phụ thuộc chủ yếu vào cấu trúc hệ thống mây của XTNĐ; Trường hợp XTNĐ mới hình thành hoặc trong giai đoạn suy yếu thì rất khó xác định và dự báo phạm vi phân bố gió mạnh vào thời gian đêm do khó khăn trong việc xác định xoắn mây gần bề mặt.

Quỹ đạo di chuyển của XTNĐ dưới tác động địa hình thường lệch Nam chuyển động. Khi XTNĐ di chuyển gặp đảo Hải Nam sẽ lệch về phía Nam chuyển động. Đối với XTNĐ di chuyển gặp địa hình từ khu vực Đà Nẵng trở ra Thanh Hóa hướng chuyển động lệch về phía Bắc. Ngược lại, trường hợp XTNĐ di chuyển gặp địa hình khu vưc Nam Trung Bộ trở vào lệch về hướng Nam chuyển động.

Tác động của yếu tố địa hình rất lớn phân bố gió và phân bố mưa trong XTNĐ. Trong trường hợp XTNĐ đổ bộ vào khu vực Bắc Bộ, do tác dụng động lực và địa hình thì lượng mưa thường cao hơn mô hình; đặc biệt là khu vực phía Đông Hoàng Liên Sơn lượng mưa thực tế lớn hơn mô hình 30-70 mm/24giờ. Những XTNĐ đổ bộ vào và Nam Bộ thì dự báo mô hình là khá chính xác. Tại Tây Nguyên do tác dụng động lực và địa hình trong những trường hợp bão đổ bộ và đi qua khu vực này, lượng mưa thực tế lớn hơn mô hình 20-30 mm/24giờ, có nơi nhiều hơn.

Khi XTNĐ hoạt động kết hợp với gió mùa Đông Bắc thì mô hình dự báo thường thấp hơn thực tế khu vực này 1-2 cấp gió. Lượng mưa dự báo của mô hình cho khu vực Bắc Bộ thấp hơn thực tế 30-40 mm/24giờ, khu vực Trung Bộ thấp hơn thực tế 50-70mm/24giờ. Dự báo lượng mưa trong trường hợp XTNĐ tác động với KKL thì lượng mưa thường tăng mạnh phía Bắc.

Trường hợp XTNĐ đi vào gần bờ, gặp đới gió mùa Tây Nam mạnh chuyển ra Đông XTNĐ do bị khuất gió thì trường mưa tập trung Tây và Tây Nam XTNĐ. Trường hợp này mô hình dự báo mưa thấp hơn thực tế 30-50mm/24giờ.

Trường hợp XTNĐ hoạt động ở khu vực Việt Nam tương tác với đới gió tây trên cao thì thường di chuyển lên phía trên, XTNĐ thường lệch bên phải. Do đới ảnh hưởng gió Tây trên cao phá phần hội tụ phía Bắc (phía Bắc và Đông Bắc) là vùng phân kỳ tốc độ do vậy ít mưa. Trường hợp này các mô hình thường dự báo cao hơn thực tế ở phía Bắc và thấp hơn thực tế ở phía Nam.

Mặc dù các kết quả này còn một số hạn chế nhất định, tuy nhiên các kết quả này có thể dùng tham khảo trong nghiệp vụ dự báo bão, ATNĐ ở nước ta. Đặc biệt là khi phân tích dự báo về mưa xảy ra do XTNĐ và nhận định phạm vi gió mạnh có khả năng xảy ra khi bão, ATNĐ ảnh hưởng trực tiếp đến nước ta.

Nhóm nghiên cứu kiến nghị cần tăng cường các trạm phao ven biển để tăng độ chính xác khi xác định cường độ thực tế của XTNĐ và tăng mật độ trạm quan trắc. Tăng cường đào tạo nâng cao năng lực phân tích và dự báo ATNĐ trên cơ sở các nguồn số liệu và công nghệ mới đặc biệt là công nghệ ứng dụng nghiệp vụ.