Trong nghiên cứu và dự báo khí tượng hiện đại, các mô hình số đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong việc tái hiện trạng thái khí quyển và dự đoán sự thay đổi của thời tiết. Bên cạnh những mô hình nổi tiếng như ECMWF hay GFS, mô hình WRF (Weather Research and Forecasting Model) là một trong những mô hình được sử dụng rộng rãi trên toàn cầu. WRF không chỉ phục vụ công tác dự báo thời tiết mà còn hỗ trợ nghiên cứu khí hậu, môi trường và các hiện tượng khí quyển phức tạp. Vậy cụ thể mô hình WRF là gì và tại sao nó lại được giới khoa học lựa chọn nhiều đến vậy?
Hệ thống mô hình nghiên cứu và dự báo thời tiết (The Weather Research and Forecasting Model – WRF) là một hệ thống mô hình thời tiết quy mô vừa, được nghiên cứu và phát triển với hai mục đích là nghiên cứu các hoạt động diễn ra tại khí quyển và mục đích dự báo nghiệp vụ thời tiết. Mô hình đặc trưng bởi lõi động lực, hệ thống đồng hóa số liệu, cùng với các hệ điều hành song song khi thực hiện tính toán. Quy mô mô phỏng trạng thái của khí quyển trong mô hình WRF có phạm vi từ 10m đến hàng nghìn kilomet. Hệ thống máy chủ Tại Trung tâm Ứng dụng Vật lý Địa cầu, đã được thiết lập với mô hình WRF tối ưu nhất được công bố trên trang chủ của hệ thống mô hình WRF.
Sử dụng số liệu quan trắc, số liệu phân tích hoặc sử dụng các nguồn số liệu có thể mô phỏng được trạng thái của khí quyển. WRF cung cấp hoạt động dự báo trên một nền tảng linh hoạt và tính toán hiệu quả. Gần đây với những sự tiến bộ gần đây trong các sơ đồ vật lý, thuật toán, và đồng hóa số liệu được phát triển từ các kỹ thuật viên trên khắp cộng đồng nghiên cứu trên thế giới. Hệ thống mô hình WRF hiện nay đang được sử dụng dự báo nghiệp vụ tại NCEP, AFWA và một số trung tâm khác.
Mô hình số nói chung và mô hình WRF nói riêng sử dụng nguồn số liệu quan trắc tại thời điểm hiện tại để tính toán nhằm đưa ra trạng thái tương lai của khí quyển. Nắm bắt được trạng thái thời tiết tại thời điểm hiện tại sẽ giúp cho việc tính toán, xử lý số liệu khi đưa vào mô hình chính xác hơn. Hiện nay có rất nhiều nguồn số liệu đầu vào cho mô hình số, thông qua việc đồng hóa số liệu sẽ tại ra các sản phẩm đầu như biến đổi của nhiệt độ, lượng mưa và hàng trăm biến khí tượng khác từ bề mặt đại dương tới đỉnh của khí quyển.
>> Xem thêm: Mô Hình HRRR Là Gì? Nguyên Lý Hoạt Động Như Thế Nào?
Các nguồn số liệu này được cung cấp bởi Cục quản lý Đại dương và Khí quyển Quốc gia Mỹ (NOAA) và hệ thống NOMADS. Dưới đây là các nguồn số liệu thường được sử dụng:
– Global Data Assimilation System (GDAS)
GDAS là dạng số liệu đã được đồng hóa, được sử dụng làm cả đầu vào và đầu ra cho mô hình số.
– Global Ensemble Forecast System (GEFS)
GEFS là mô hình dự báo thời tiết toàn cầu được xây dựng từ 21 thành phần riêng biệt hoặc là sự tổ hợp từ các thành phần. GEFS được sử dụng để định lượng tính không chắc chắn của dự báo. Sản phẩm của GEFS tạo ra 4 lần một ngày với thời hạn dự báo lên đến 16 ngày.
– Global Forecast System (GFS)
GFS là mô hình thời kiểu kiểu “coupled”, các thành phần của GFS được hình thành từ 4 mô hình khác nhau, các hệ thống mô hình này hoạt động cùng một lúc để tạo ra các điều kiện khí quyển chính xác nhất. Quy mô của GFS bao phủ từ toàn cầu tới độ phân giải ngang là 28km.
– Climate Forecast System (CFS)
CFS cung cấp các điều kiện để dự báo nghiệp vụ và dự báo mùa. Thời hạn dự báo lên đến 9 tháng.
– North American Mesoscale (NAM)
NAM là mô hình dự báo thời tiết khu vực với miền tính bao phủ toàn bộ Bắc Mỹ cho đến các quy mô có độ phân giải ngang là 12km. Các tham số đều được đưa vào lưới của mô hình NAM, từ nhiệt độ, lượng mưa tới dông sét và các nhiễu động khác trong khí quyển.
– Rapid Refresh (RAP)
RAP is a regional weather forecast model of North America with separate sub-grids (with different horizontal resolutions) within the overall North America domain. RAP generates forecasts every hour with forecast lengths going out 18 hours. RAP replaced the Rapid Update Cycle (RUC) model on May 1, 2012. RAP là mô hình dự báo thời tiết khu vực Bắc Mỹ. Miền tính của RAP bao gồm các ô lưới không đồng đều với độ phân giải khác nhau nhưng quy mô vẫn bao phủ hoàn toàn Bắc Mỹ. RAP tạo ra các sản phẩm dự báo hàng giờ với hạn dự báo lên đến 18 giờ. Mô hình RAP được thay thế bởi mô hình RUC (Rapid Update Cycle) từ ngày 1 tháng 5 năm 2012
– Navy Operational Global Atmospheric Prediction System (NOGAPS)
NOGAPS là số liệu tái phân tích, với độ phân giải của bộ số liệu là 0.5 độ kinh vĩ và 1 độ kinh vĩ. Số mực theo phương thẳng đứng từ 18 mực tới 34 mực. Đối với đại dương, NOGAPS chứa 34 mực, bao gồm cả mực bề mặt và nhiều mực khác.
Hiện tại AGPC đang sử dụng mô hình WRF với bộ số liệu GFS đề mô phỏng các trạng thái của khi quyển. Các kết quả được hiển thị đại diện tại Trang chủ của Trung tâm Ứng dụng Vật lý Địa cầu
>> Xem thêm: Giải Pháp Sử Dụng Năng Lượng Tái Tạo Hiệu Quả
Từ việc dự báo thời tiết hàng ngày, mô phỏng bão, đến nghiên cứu biến đổi khí hậu,WRF đã khẳng định vai trò quan trọng trong ngành khí tượng hiện đại. Chính sự kết hợp giữa tính chính xác, linh hoạt đã giúp WRF trở thành một trong những mô hình được sử dụng phổ biến và tin cậy nhất hiện nay.
CÔNG TY CỔ PHẦN VẬT TƯ KHOA HỌC KỸ THUẬT – LASI
Bài viết liên quan
Ngành thủy sản, đặc biệt là nuôi tôm, đóng vai trò quan trọng trong an ninh lương thực, phát triển kinh tế và xuất khẩu của nhiều quốc gia, trong đó có Việt Nam. Tuy nhiên, các phương pháp nuôi tôm truyền thống gặp phải nhiều thách thức như suy giảm chất lượng môi trường, […]
Trong bối cảnh ngành thủy sản toàn cầu phát triển mạnh mẽ, chống khai thác IUU trở thành một yêu cầu cấp bách nhằm bảo vệ nguồn lợi thủy sản, đảm bảo an ninh lương thực và phát triển bền vững. Hoạt động khai thác IUU gây suy giảm nguồn lợi thủy sản, làm mất […]
Trong bối cảnh biến đổi khí hậu, cạn kiệt tài nguyên hóa thạch và nhu cầu năng lượng toàn cầu ngày càng tăng, vai trò của năng lượng tái tạo trở nên vô cùng quan trọng. Năng lượng tái tạo, bao gồm điện gió, điện mặt trời, thủy điện, sinh khối và địa nhiệt, không […]
Trong bối cảnh toàn cầu hướng tới năng lượng tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính, tuabin gió trên bờ đóng vai trò trung tâm trong hệ thống điện gió. Đây là thiết bị cốt lõi chuyển hóa năng lượng gió thành điện năng. Đồng thời là yếu tố quyết định đến hiệu […]
Trong bối cảnh nhu cầu năng lượng toàn cầu tăng nhanh và các quốc gia phải đối mặt với áp lực cắt giảm phát thải khí nhà kính, điện gió trên bờ đang nổi lên như một trong những giải pháp năng lượng tái tạo hiệu quả và bền vững nhất. Đối với Việt Nam, […]
Mùa mưa là thời điểm khiến người nuôi tôm đối mặt với hàng loạt thách thức: biến động nhiệt độ, thay đổi độ mặn, pH giảm nhanh, mầm bệnh phát triển mạnh… Nếu không có chiến lược quản lý ao hợp lý, rủi ro chết hàng loạt hoặc tôm chậm lớn xảy ra rất dễ […]
Mùa mưa luôn là thách thức lớn đối với người nuôi tôm. Với lượng lớn nước mưa tràn vào ao, các thông số môi trường như pH, độ hòa tan oxy (DO) và độ mặn có thể thay đổi đột ngột. Đây đều là những yếu tố rất nhạy cảm ảnh hưởng trực tiếp đến […]
Trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu, khủng hoảng năng lượng và ô nhiễm môi trường đang diễn biến phức tạp, năng lượng sạch và bền vững không chỉ là lựa chọn công nghệ mà là giải pháp chiến lược bảo đảm tăng trưởng kinh tế đi đôi với bảo vệ hành tinh. […]
Trong bối cảnh toàn cầu ngày càng chú trọng đến phát triển bền vững và khai thác có trách nhiệm, thẻ vàng thủy sản do Ủy ban châu Âu (EC) ban hành trở thành một công cụ quản lý quốc tế có sức ảnh hưởng lớn đối với các quốc gia xuất khẩu thủy sản. […]
Mùa mưa là giai đoạn nhạy cảm nhất trong năm đối với người nuôi tôm. Nhiều vụ nuôi thất bại chỉ vì người nuôi không kịp thời ứng phó với biến động môi trường sau mưa lớn. Bài viết dưới đây LASI sẽ giúp người nuôi hiểu rõ các yếu tố cần theo dõi và […]
Trong các dự án điện gió, đo đạc và phân tích đặc tính gió là bước nền tảng quyết định hiệu quả đầu tư, thiết kế tuabin, và ước tính sản lượng điện. Việc nắm rõ vận tốc, hướng, độ rối và biến thiên của gió theo độ cao giúp các nhà phát triển dự […]
Trong bối cảnh thế giới đang đối mặt với khủng hoảng năng lượng và biến đổi khí hậu ngày càng nghiêm trọng, công nghệ tái tạo năng lượng đã trở thành chìa khóa cho sự phát triển bền vững. Không chỉ dừng lại ở nghiên cứu hay mô hình thử nghiệm, các ứng dụng thực […]
