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 ngành sản xuất và kinh doanh thủy sản giống, chất lượng con giống không chỉ phụ thuộc vào quá trình ương nuôi mà còn chịu ảnh hưởng trực tiếp bởi khâu đóng gói và vận chuyển. Đặc biệt với tôm giống, việc kiểm soát lượng nước, oxy, mật độ tôm và độ kín của […]
Ngành nuôi trồng thủy sản đang bước vào giai đoạn chuyển đổi mạnh mẽ từ mô hình nuôi ven bờ sang nuôi biển xa bờ. Xu hướng này không chỉ giúp giảm áp lực lên các vùng nuôi truyền thống mà còn mở ra cơ hội khai thác hiệu quả nguồn tài nguyên biển rộng […]
Trong quá trình phát triển các dự án điện mặt trời, việc đánh giá chính xác tài nguyên năng lượng mặt trời là cơ sở quan trọng để xác định tiềm năng khai thác, lựa chọn công nghệ và dự báo hiệu suất vận hành. Không chỉ cần biết một khu vực có nhiều nắng, […]
Dịch bệnh và biến động chất lượng nước ngày càng trở thành thách thức lớn đối với ngành nuôi tôm, việc tìm kiếm những mô hình nuôi bền vững, kiểm soát tốt môi trường và giảm rủi ro cho tôm ngày càng được quan tâm. Mô hình Aquamimicry nuôi tôm hiệu quả là một hướng […]
Carbon xanh ven biển là lượng carbon được hấp thụ, lưu trữ và tích tụ trong các hệ sinh thái ven biển như rừng ngập mặn, đầm lầy nước mặn và thảm cỏ biển. Đây là những hệ sinh thái có khả năng hấp thụ CO₂ từ khí quyển, đồng thời lưu giữ carbon trong […]
Hiện nay, biến đổi khí hậu, suy giảm tài nguyên thiên nhiên và yêu cầu ngày càng cao từ thị trường quốc tế, ESG trong nông nghiệp đang trở thành xu hướng tất yếu đối với các doanh nghiệp và hợp tác xã. Không còn đơn thuần là một bộ tiêu chí đánh giá phát […]
Biến đổi khí hậu ngày càng nghiêm trọng, việc cắt giảm phát thải khí nhà kính và tăng cường khả năng hấp thụ carbon đang trở thành mục tiêu ưu tiên của nhiều quốc gia. Bên cạnh rừng trên cạn, các hệ sinh thái ven biển như rừng ngập mặn, thảm cỏ biển và đầm […]
Biến đổi khí hậu ngày càng diễn biến phức tạp, hạn hán kéo dài và nguồn nước tưới ngày càng khan hiếm, tổn thất nước vùng trồng đang trở thành bài toán lớn đối với ngành nông nghiệp. Việc thất thoát nước không chỉ làm gia tăng chi phí sản xuất mà còn ảnh hưởng […]
Trong bối cảnh phát triển bền vững trở thành xu hướng toàn cầu, tiêu chuẩn ESG không còn là khái niệm dành riêng cho các tập đoàn đa quốc gia mà đang trở thành tiêu chí quan trọng đối với mọi doanh nghiệp. Nhà đầu tư, khách hàng, đối tác và các tổ chức tài […]
Biến đổi khí hậu ngày càng nghiêm trọng, bảo vệ rừng không chỉ giúp duy trì đa dạng sinh học mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc hấp thụ và lưu trữ carbon. Chính vì vậy, REDD+ được cộng đồng quốc tế xem là một trong những cơ chế quan trọng nhằm giảm […]
AWD (Alternate Wetting and Drying) hay kỹ thuật tưới ngập khô xen kẽ là phương pháp quản lý nước trong canh tác lúa được Viện Nghiên cứu Lúa Quốc tế (IRRI) khuyến nghị nhằm tiết kiệm nước, giảm phát thải khí nhà kính và vẫn đảm bảo năng suất cây trồng. Thay vì duy trì […]
Biến đổi khí hậu ngày càng nghiêm trọng, phát thải khí nhà kính đang trở thành một trong những vấn đề được các quốc gia, doanh nghiệp và cộng đồng trên toàn thế giới đặc biệt quan tâm. Việc gia tăng lượng khí nhà kính trong khí quyển không chỉ làm Trái đất nóng lên […]
