Dự báo mưa hạn mùa bằng mô hình clWRF: Độ nhạy của các sơ đồ tham số hoá đối lưu
Main Article Content
Abstract
Tóm tắt: Để khảo sát độ nhạy của các sơ đồ tham số hoá đối lưu trong việc dự báo mưa hạn mùa từ mô hình khí hậu khu vực, ba sơ đồ tham số hoá đối lưu trong mô hình clWRF đã được lựa chọn để nghiên cứu trong bài báo này. Số liệu được sử dụng lấy từ mô hình toàn cầu CFS làm điều kiện ban đầu và điều kiện biên để thực hiện dự báo hạn từ 1 đến 6 tháng cho lượng mưa của các tháng 6, 7, 8, 9 năm 2012 (thời điểm làm dự báo từ tháng 3, tháng 4 và tháng 5 năm 2012). Sơ đồ Kain-Fritsch thường cho dự báo thiên dương và sai số lớn hơn, đặc biệt ở vùng khí hậu Nam Bộ trong khi đó sơ đồ Betts-Miller-Janjic và Grell Devenji thường dự báo thiên âm, chủ yếu ở khu vực phía bắc. Nhìn chung, mô hình cho kết quả dự báo tốt hơn ở các vùng khí hậu phía Bắc và kém hơn ở vùng khí hậu Nam Bộ. Nghiên cứu cũng cho thấy sự bất định ở các hạn dự báo cũng như các đích dự báo khác nhau đối với từng vùng khí hậu.
Từ khóa: Dự báo mưa hạn mùa, mô hình clWRF, sơ đồ tham số hóa đối lưu.References
[1] Lorenz EN, Deterministic non-periodic flow, J. Atmos. Sci. 20 (1963) 130.
[2] Weisheimer A, Palmer T.N., On the reliability of seasonal climate forecasts, J. R. Soc. Interface 11 (2014) 20131162.
[3] Palmer T.N., Anderson D.L.T., The prospects for seasonal forecasting - a review paper, Q. J. R. Meteorol. Soc. 120 (1994) 755.
[4] Jin E, et al., Current status of ENSO prediction skill in coupled ocean - atmosphere models, Clim. Dyn. 31 (2008) 647.
[5] Weisheimer A., et al., Ensembles: a new multi-model ensemble for seasonal-to-annual predictions: skill and progress beyond DEMETER in forecasting tropical Pacific SSTs. Geophys. Res. Lett., 36 (2009) L21711 (doi:10.1029/2009GL040896).
[6] Stockdale T.N., An overview of techniques for seasonal forecasting, Stochastic Environmental Research and Risk Assessment 14 (2000) 305.
[7] Kim HM, Webster PJ, Curry JA, Seasonal prediction skill of ECMWF system 4 and NCEP CFSv2 retrospective forecast for the Northern Hermisphere winter, Clim. Dyn. 39 (2012) 2957-2973.
[8] C. L. Castro, H.-I. Chang, F. Dominguez, C. Carrillo, J.-K. Schemm, and H.-M. H. Juang, Can a regional climate model improve the ability to forecast the North American monsoon?, Journal of Climate 25(23) (2012) 8212.
[9] Wan. A. A., Khai. S. S., Fredolin. T., Abdul. G. H., Mastura. M., and Liew. J., The performance of different cumulus parameterization schemes in simulating the 2006/2007 southern peninsular Malaysia heavy rainfall episodes, J. Earth Syst. Sci. 121(2) (2012) 317.
[10] Yu. E., Wang. H,. Gao. Y., Sun. J., Impacts of cumulus convective parameterization schemes on summer monsoon precipitation simulation over China Acta Meteor. Sinica 25(5) (2011) 581, doi: 10.1007 /s13351-011-0504-y.
[11] Chakrit C., Eric P. S. Jr., Jiemjai K., Somporn C., Evaluation Precipitaiton Simulations over Thailand using a WRF Regional Climate Model, Chiang Mai J. Sci., 39(4) (2012) 623.
[12] Vũ Thanh Hằng, Nguyễn Thị Hạnh, Thử nghiệm dự báo hạn mùa nhiệt độ trung bình tháng và lượng mưa tháng cho Việt Nam sử dụng mô hình clWRF, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Các Khoa học Trái đất và Môi trường Tập 30, số 1(2014), 31.
[13] Tan PV, Hiep NV, Long TT, Trung NQ, Thanh ND, Laux P, Thanh NX, Seasonal prediction of surface air temperature across Vietnam using the Regional Climate Model version 4.2 (RegCM4.2), Advances in Meteorology 2014 (2014) 13 pages, Article ID 245104.
[14] Tan PV, Long TT, Hai BH, Chanh K, Seasonal forecasting of tropical cyclone activity in the coastal region of Vietnam using RegCM4.2, Climate Research 62 (2015) 115.
[15] Betts, A. K., and M. J. Miller, A new convective adjustment scheme. Part II: Single column tests using GATE wave, BOMEX, and arctic air-mass data sets, Quart. J. Roy. Meteor. Soc. 112 (1986) 693.
[16] Zanjic, Z. I., The step-mountain Eta-coordinate model: Further developments of the convection, viscous sublayer, and turbulence closure schemes, Mon. Wea. Rev. 122(5) (1994) 927.
[17] Grell, G., and D. Devenji, A generalized approach to parameterizing convection combining ensemble and data assimilation techniques, Geophys. Res. Lett. 29(14) (2002) 38.
[18] Kain, J. S., and J. M. Fritsch, Convective parameterization for mesoscale models: The Kain-Fritsch scheme, the representation of cumulus convection in numerical models, Meteo. Monogr. 46 (1993) 164.
[19] Kain, J. S., The Kain-Fritsch convective parameterization: An update, J. Appl. Meteorol. 43(1) (2004) 170.
[20] S. Saha, S. Nadiga, C. Thiaw, J. Wang, W. Wang, Q. Zhang, H. M. Van Den Dool, Moorthi, D. Behringer, D. Stokes, M. Pena, S. Lord, G. White, W. Ebisuzaki, P. Peng and P. Xie, The NCEP Climate Forecast System, American Meteorological Society, 19 (2006) 3483.
[21] Huffman, G. J., D. T. Bolvin, E. J. Nelkin, D. B. Wolff, R. F. Adler, G. Gu, Y. Hong, K. P. Bowman, and E. F. Stocker, The TRMM multisatellite precipitation analysis (TMPA): Quasi-global, multiyear, combined- sensor precipitation estimates at fine scale. J. Hydro- meteorol. 8 (2007) 38, doi: 10.1175/JHM560.1.
[22] Nguyễn Đức Ngữ, Nguyễn Trọng Hiệu, Khí hậu và Tài nguyên khí hậu Việt nam, Nhà xuất bản Nông nghiệp Hà nội, 2004.
[2] Weisheimer A, Palmer T.N., On the reliability of seasonal climate forecasts, J. R. Soc. Interface 11 (2014) 20131162.
[3] Palmer T.N., Anderson D.L.T., The prospects for seasonal forecasting - a review paper, Q. J. R. Meteorol. Soc. 120 (1994) 755.
[4] Jin E, et al., Current status of ENSO prediction skill in coupled ocean - atmosphere models, Clim. Dyn. 31 (2008) 647.
[5] Weisheimer A., et al., Ensembles: a new multi-model ensemble for seasonal-to-annual predictions: skill and progress beyond DEMETER in forecasting tropical Pacific SSTs. Geophys. Res. Lett., 36 (2009) L21711 (doi:10.1029/2009GL040896).
[6] Stockdale T.N., An overview of techniques for seasonal forecasting, Stochastic Environmental Research and Risk Assessment 14 (2000) 305.
[7] Kim HM, Webster PJ, Curry JA, Seasonal prediction skill of ECMWF system 4 and NCEP CFSv2 retrospective forecast for the Northern Hermisphere winter, Clim. Dyn. 39 (2012) 2957-2973.
[8] C. L. Castro, H.-I. Chang, F. Dominguez, C. Carrillo, J.-K. Schemm, and H.-M. H. Juang, Can a regional climate model improve the ability to forecast the North American monsoon?, Journal of Climate 25(23) (2012) 8212.
[9] Wan. A. A., Khai. S. S., Fredolin. T., Abdul. G. H., Mastura. M., and Liew. J., The performance of different cumulus parameterization schemes in simulating the 2006/2007 southern peninsular Malaysia heavy rainfall episodes, J. Earth Syst. Sci. 121(2) (2012) 317.
[10] Yu. E., Wang. H,. Gao. Y., Sun. J., Impacts of cumulus convective parameterization schemes on summer monsoon precipitation simulation over China Acta Meteor. Sinica 25(5) (2011) 581, doi: 10.1007 /s13351-011-0504-y.
[11] Chakrit C., Eric P. S. Jr., Jiemjai K., Somporn C., Evaluation Precipitaiton Simulations over Thailand using a WRF Regional Climate Model, Chiang Mai J. Sci., 39(4) (2012) 623.
[12] Vũ Thanh Hằng, Nguyễn Thị Hạnh, Thử nghiệm dự báo hạn mùa nhiệt độ trung bình tháng và lượng mưa tháng cho Việt Nam sử dụng mô hình clWRF, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Các Khoa học Trái đất và Môi trường Tập 30, số 1(2014), 31.
[13] Tan PV, Hiep NV, Long TT, Trung NQ, Thanh ND, Laux P, Thanh NX, Seasonal prediction of surface air temperature across Vietnam using the Regional Climate Model version 4.2 (RegCM4.2), Advances in Meteorology 2014 (2014) 13 pages, Article ID 245104.
[14] Tan PV, Long TT, Hai BH, Chanh K, Seasonal forecasting of tropical cyclone activity in the coastal region of Vietnam using RegCM4.2, Climate Research 62 (2015) 115.
[15] Betts, A. K., and M. J. Miller, A new convective adjustment scheme. Part II: Single column tests using GATE wave, BOMEX, and arctic air-mass data sets, Quart. J. Roy. Meteor. Soc. 112 (1986) 693.
[16] Zanjic, Z. I., The step-mountain Eta-coordinate model: Further developments of the convection, viscous sublayer, and turbulence closure schemes, Mon. Wea. Rev. 122(5) (1994) 927.
[17] Grell, G., and D. Devenji, A generalized approach to parameterizing convection combining ensemble and data assimilation techniques, Geophys. Res. Lett. 29(14) (2002) 38.
[18] Kain, J. S., and J. M. Fritsch, Convective parameterization for mesoscale models: The Kain-Fritsch scheme, the representation of cumulus convection in numerical models, Meteo. Monogr. 46 (1993) 164.
[19] Kain, J. S., The Kain-Fritsch convective parameterization: An update, J. Appl. Meteorol. 43(1) (2004) 170.
[20] S. Saha, S. Nadiga, C. Thiaw, J. Wang, W. Wang, Q. Zhang, H. M. Van Den Dool, Moorthi, D. Behringer, D. Stokes, M. Pena, S. Lord, G. White, W. Ebisuzaki, P. Peng and P. Xie, The NCEP Climate Forecast System, American Meteorological Society, 19 (2006) 3483.
[21] Huffman, G. J., D. T. Bolvin, E. J. Nelkin, D. B. Wolff, R. F. Adler, G. Gu, Y. Hong, K. P. Bowman, and E. F. Stocker, The TRMM multisatellite precipitation analysis (TMPA): Quasi-global, multiyear, combined- sensor precipitation estimates at fine scale. J. Hydro- meteorol. 8 (2007) 38, doi: 10.1175/JHM560.1.
[22] Nguyễn Đức Ngữ, Nguyễn Trọng Hiệu, Khí hậu và Tài nguyên khí hậu Việt nam, Nhà xuất bản Nông nghiệp Hà nội, 2004.