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 những năm gần đây, công nghệ nuôi tôm đang trở thành xu hướng tất yếu trong ngành thủy sản Việt Nam. Trước áp lực từ biến đổi khí hậu, dịch bệnh, chi phí sản xuất tăng cao và yêu cầu khắt khe từ thị trường xuất khẩu, việc chuyển đổi từ mô hình nuôi […]
Trong những năm gần đây, biến đổi khí hậu đang diễn biến ngày càng nghiêm trọng, tác động trực tiếp đến sản xuất và đời sống, đặc biệt là lĩnh vực nông nghiệp. Trước thực tế đó, Việt Nam đã thể hiện cam kết mạnh mẽ tại Hội nghị COP26 với mục tiêu đạt phát […]
Trong những năm gần đây, chuyển đổi ngành tôm tại Việt Nam đang diễn ra mạnh mẽ, tập trung vào việc ứng dụng công nghệ cao nhằm nâng cao năng suất, giảm chi phí và tăng khả năng cạnh tranh. Nếu trước đây nuôi tôm chủ yếu dựa vào kinh nghiệm và điều kiện tự […]
Thị trường xuất khẩu lớn ngày càng siết chặt các tiêu chuẩn môi trường, cuộc đua carbon trong ngành thủy sản đang trở thành xu hướng tất yếu trên toàn cầu. Nhiều quốc gia đã triển khai hệ thống đo lường dấu chân carbon và áp dụng tem carbon cho sản phẩm thủy hải sản […]
Biến đổi khí hậu ngày càng nghiêm trọng và nhu cầu năng lượng toàn cầu không ngừng gia tăng, các quốc gia đang đẩy mạnh quá trình chuyển đổi sang những nguồn năng lượng sạch và bền vững. Trong đó, mô hình năng lượng tái tạo đang trở thành xu hướng quan trọng trong chiến […]
Trong nuôi trồng thủy sản, đặc biệt là nuôi tôm thâm canh và bán thâm canh, ổn định oxy hòa tan (DO – Dissolved Oxygen) là một trong những yếu tố quan trọng quyết định năng suất, tốc độ sinh trưởng và tỷ lệ sống của vật nuôi. Khi hàm lượng oxy trong nước biến […]
Hiện nay, điện gió ngoài khơi đang trở thành một trong những lĩnh vực đầu tư đầy tiềm năng tại nhiều quốc gia, trong đó có Việt Nam. Tuy nhiên, để một dự án điện gió ngoài khơi đạt hiệu quả kinh tế và vận hành ổn định trong dài hạn, việc đánh giá chính […]
Nhu cầu năng lượng sạch ngày càng gia tăng, điện mặt trời đang trở thành một trong những nguồn năng lượng tái tạo quan trọng tại nhiều quốc gia. Tuy nhiên, để đảm bảo hiệu quả đầu tư và duy trì sản lượng ổn định, việc tối ưu hiệu suất nhà máy điện mặt trời […]
Biến đổi khí hậu ngày càng trở thành vấn đề toàn cầu, nhiều quốc gia và doanh nghiệp đang tìm kiếm các giải pháp hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính và hướng tới mục tiêu phát triển bền vững. Một trong những công cụ kinh tế được đánh giá cao trong việc […]
Trong nhiều năm qua, Việt Nam luôn nằm trong nhóm các quốc gia xuất khẩu tôm hàng đầu thế giới. Tuy nhiên, ngành nuôi tôm cũng đang phải đối mặt với nhiều thách thức như biến đổi khí hậu, dịch bệnh, chi phí sản xuất tăng cao và yêu cầu ngày càng khắt khe từ […]
Ngành nuôi trồng thủy sản toàn cầu đang đối mặt với nhiều thách thức như biến đổi khí hậu, ô nhiễm môi trường và suy giảm nguồn tài nguyên, việc chuyển đổi sang mô hình trang trại thủy sản bền vững đang trở thành xu hướng tất yếu. Không chỉ giúp giảm thiểu tác động […]
Trong tình hình biến đổi khí hậu, ô nhiễm môi trường và cạn kiệt tài nguyên ngày càng trở thành vấn đề toàn cầu, các quốc gia và doanh nghiệp đang chuyển dịch sang những mô hình phát triển bền vững hơn. Một trong những xu hướng nổi bật trong kinh tế hiện đại chính […]
