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
Trong lĩnh vực năng lượng gió, việc đo đạc và phân tích chính xác đặc tính gió ở nhiều độ cao khác nhau là yếu tố then chốt để đánh giá tiềm năng dự án. Công nghệ LiDAR (Light Detection and Ranging) – hay còn gọi là thiết bị đo gió phân tầng ra đời […]
Trong bối cảnh khủng hoảng năng lượng và biến đổi khí hậu ngày càng trở nên nghiêm trọng, việc tìm kiếm và khai thác các nguồn năng lượng có thể tái tạo được đang là xu hướng tất yếu trên toàn cầu. Không chỉ giúp giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch, năng […]
Trong bối cảnh biến đổi khí hậu, ô nhiễm môi trường và nhu cầu thực phẩm sạch ngày càng gia tăng, nuôi trồng thủy sản thông minh đang trở thành xu hướng tất yếu của nền nông nghiệp hiện đại. Không chỉ giúp nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm, mô hình này còn […]
Trong bối cảnh biến đổi khí hậu và khủng hoảng năng lượng ngày càng nghiêm trọng. Thế giới đang dần chuyển dịch từ các nguồn năng lượng hóa thạch sang năng lượng xanh – nguồn năng lượng sạch, tái tạo và thân thiện với môi trường. Tuy nhiên năng lượng xanh gồm những loại nào? […]
Cơn bão số 10 (Bualoi) đổ bộ vào các tỉnh từ Nghệ An đến Bắc Quảng Trị ngày 29/9 vừa qua đã gây ra thiệt hại nặng nề cho nhiều lĩnh vực. Đặc biệt là nuôi trồng thủy sản – ngành kinh tế mũi nhọn của khu vực ven biển miền Trung. Sau mưa bão, […]
Nước dằn tàu đóng vai trò quan trọng trong việc giữ cân bằng và an toàn cho tàu biển. Tuy nhiên đồng thời cũng tiềm ẩn nguy cơ phát tán các loài sinh vật ngoại lai và gây ô nhiễm môi trường. Trước yêu cầu ngày càng nghiêm ngặt từ Công ước Quốc tế về […]
Trong nuôi trồng thủy sản, oxy hòa tan (DO – Dissolved Oxygen) được xem là “yếu tố sống còn” quyết định đến sức khỏe, tốc độ sinh trưởng và năng suất của thủy sản. Một hệ sinh thái ao nuôi chỉ thực sự ổn định khi hàm lượng oxy hòa tan được duy trì ở […]
Trong bối cảnh nhu cầu năng lượng toàn cầu ngày càng gia tăng và vấn đề biến đổi khí hậu trở nên cấp bách. Việc tìm kiếm các nguồn năng lượng sạch, tái tạo đang là xu hướng tất yếu. Năng lượng gió, với ưu thế dồi dào, thân thiện môi trường và chi phí […]
Trong bối cảnh biến đổi khí hậu đang diễn ra ngày càng nghiêm trọng, vấn đề phát thải khí nhà kính trở thành mối quan tâm hàng đầu của toàn cầu. Khí nhà kính như CO₂, CH₄, N₂O… vốn có tác dụng giữ nhiệt cho Trái đất. Tuy nhiên khi nồng độ tăng quá cao […]
Thời gian gần đây, thời tiết tại Việt Nam có nhiều diễn biến phức tạp với mưa lớn kéo dài và bão liên tiếp. Chính vì vậy, hoạt động nuôi trồng thủy sản luôn tiềm ẩn rất nhiều rủi ro. Sự thay đổi đột ngột về nhiệt độ, độ mặn, pH, cùng với nguy cơ […]
Trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng nghiêm trọng và nhu cầu năng lượng liên tục gia tăng, việc tìm kiếm giải pháp bền vững trở thành ưu tiên hàng đầu của nhiều quốc gia. Trong đó, năng lượng xanh, bao gồm năng lượng mặt trời, gió, thủy điện, sinh khối… được xem […]
Mùa mưa bão luôn là giai đoạn khó khăn nhất đối với người nuôi tôm. Khi thời tiết thay đổi thất thường, môi trường ao nuôi dễ biến động. Dịch bệnh bùng phát và rủi ro thiệt hại kinh tế tăng cao. Để đảm bảo vụ nuôi an toàn, hiệu quả, người nuôi cần chủ […]
