Tải file PDF Tác giả
Đơn vị công tác
1 Trung tâm Dự báo khí tượng thủy văn quốc gia, Tổng cục Khí tượng Thủy văn; hoangminh281287@gmail.com; ptdung77@gmail.com; vtvan7702@gmail.com; hai110684@gmail.com; maikhiem77@gmail.com
*Tác giả liên hệ: hoangminh281287@gmail.com; Tel: +84–967519798
Tóm tắt
Nghiên cứu này được thực hiện để tích hợp lượng mưa dự báo dựa trên radar với mô hình số trị (NWP) phục vụ nâng cao chất lượng dự báo lũ. Lượng mưa tích hợp cho 6 giờ kế tiếp được tạo ra thông qua việc xác định trọng số của các sản phẩm mưa dự báo dựa trên giá trị của các chỉ tiêu dự báo đúng (CSI) và sai số quân phương (RMSE) ở khung thời gian trước. Đối với dự báo sau 6 giờ, độ lệch trung bình giữa lượng mưa tích hợp với NWP ở 6 giờ được tính toán và thêm vào cho các khoảng thời gian dự báo dài hơn. Phương pháp này được áp dụng cho 2 trận lũ xảy ra vào năm 2020 và 2021 trên khu vực thượng lưu sông Mã. Kết quả cho thấy lượng mưa tích hợp có độ chính xác cao hơn đáng kể so với NWP ở khoảng thời gian dự báo 6 giờ nhưng không thay đổi nhiều ở các khoảng thời gian dài hơn trừ sai số trung bình (ME). Tương ứng với sự cải thiện của lượng mưa, độ chính xác dự báo lũ tăng lên đáng kể với giá trị của chỉ số hiệu quả mô hình (NSE) tăng lên và sai số dung tích (REV) giảm xuống. Những kết quả này đã chứng minh sự cần thiết của tích hợp lượng mưa dự báo dựa trên radar với NWP.
Từ khóa
Trích dẫn bài báo
Minh, N.H.; Dũng, P.T.; Vân, V.T.T.; Hải, Đ.V.; Khiêm, M.V. Nghiên cứu tích hợp lượng mưa dự báo dựa trên radar và mô hình số trị để nâng cao độ chính xác dự báo lũ. Tạp chí Khí tượng Thuỷ văn 2023, 751, 91-101.
Tài liệu tham khảo
1. Lin, C.; Vasic, S.; Kilambi, A.; Turner, B.; Zawadzki, I. Precipitation forecast skill of numerical weather prediction models and radar nowcasts. Geophys. Res. Lett. 2005, 32, L14801.
2. Wang, D.; Wang, G.L. Comparisons Analysis on Short-Term Precipitation between the Radar-Based Extrapolation and the Meso-Scale Numerical Model Weather Prediction. Plateau Meteorol. 2014, 33, 811–822.
3. Berenguer, M.; Surcel, M.; Zawadzki, I.; Xue, M.; Kong, F. The diurnal cycle of precipitation from continental radar mosaics and numerical weather prediction models. Part II: Intercomparison among numerical models and with nowcasting. Mon. Weather Rev. 2012, 140, 2689–2705.
4. Nerini, D.; Foresti, L.; Leuenberger, D.; Robert, S.; Germann, U. A reduced-space ensemble Kalman filter approach for flow-dependent integration of radar extrapolation nowcasts and NWP precipitation ensembles. Mon. Weather Rev. 2019, 147, 987–1006.
5. Golding, B.W. Nimrod: a system for generating automated very short range forecasts. Meteorol. Appl. 1998, 5, 1–16.
6. Pierce, C.; Hardaker, P.; Collier, C.; Haggett, C. GANDOLF: a system for generating automated nowcasts of convective precipitation. Meteorol. Appl. 2001, 7, 341–360.
7. Yu, W.; Nakakita, E.; Kim, S.; Yamaguchi, K. Improvement of rainfall and flood forecasts by blending ensemble NWP rainfall with radar prediction considering orographic rainfall. Hydrol. J. 2015, 531, 494–507.
8. Atencia, A.; Rigo, T.; Sairouni, A.; More, J.; Bech, J.; Vilaclara, E.; Cunillera, J.; Llasat, M.C.; Garrote, L. Improving QPF by blending techniques at the meteorological service of Catalonia. Nat. Hazards Earth Syst. Sci. 2010, 10,1443–1455.
9. Bowler, N.; Pierce, C.; Seed, A. STEPS: a probabilistic precipitation forecasting scheme which merges an extrapolation nowcast with downscaled NWP. Q J R Meteorol Soc. 2006 132, 2127–2155.
10. Nguyen, H.M.; Bae, D.H. An approach for improving the capability of a coupled meteorological and hydrological model for rainfall and flood forecasts. J. Hydrol. 2019, 577, 124014.
11. Wong, W.K.; Lai, E.S.T. RAPIDS–Operational Blending of Nowcast and NWP QPF. In Proceedings of the 2nd International Symposium on Quantitative Precipitation Forecasting and Hydrology, Boulder, CO, USA, 4–8 June 2006.
12. Wong, W.K.; Yeung, L.; Wang, Y.C.; Chen, M.X. Towards the blending of NWP with nowcast: Operation experience in B08FDP. In Proceedings of the World Weather Research Program Symposium on Nowcasting, Whistler, BC, Canada, 30 August–4 Sepetember 2009.
13. Wilson, J.; Xu, M. Experiments in blending radar echo extrapolation and NWP for nowcasting convective storms. In Proceedings of the Fourth European Conference on Radar in Meteorology and Hydrology, Barcelona, Spain, 18–22 September 2006, pp. 519–522.
14. Yoon, S.S. Adaptive Blending Method of Radar-Based and Numerical Weather Prediction QPFs for Urban Flood Forecasting. Remote Sens. 2019, 11, 642.
15. Wang, J.; Wang Z.; Ye, J.; Lai, A.; Ma, H.; Zhang, W. Technical Evaluation of Precipitation Forecast by Blending Weather Radar Based on New Spatial Test Method. Remote Sens. 2023, 15, 3134.
16. Cheng, C.L.; Chen, M.X. Short-term quantitative precipitation forecast experiments based on blending of nowcasting with numerical weather prediction. Acta Meteorol. Sin. 2013, 71, 397–415.
17. Imhoff, R.O.; Cruz, L.D.; Dewettinck, W.; Brauer, C.C.; Uijlenhoet, R.; Heeringen, K.V.; Velasco_Forero, C.; Nerini, D.; Ginderachter, M.V.; Weerts, A.H. Scale-dependent blending of ensemble rainfall nowcasts and numerical weather prediction in the open-source pysteps library. Q. J. R. Meteorolog. Soc. Quarterly 2023, 149, 1335–1364.
18. Kober, K.; Craig, G.C.; Keil, C.; Dörnbrack, A. Blending a probabilistic nowcasting method with a high-resolution numerical weather prediction ensemble for convective precipitation forecasts. Q. J. R. Meteorolog. Soc. Quarterly 2012, 138, 755–768.
19. Khiêm, M.V.; Wang-chun, W.; Wai-kin, W.; Lun, Y.S.; Tiến, D.Đ.; Hưng, M.K.; Quân, Đ.Đ.; Dung, P.T.P.; Nga, N.T.; Trang, C.T.H. Thử nghiệm ứng dụng radar kết hợp mô hình số trị trong dự báo mưa hạn cực ngắn. Tạp chí Khoa học Trái đất và Môi trường 2021, 3, 63–72.
20. Denmark Hydraulic Institute (DHI). MIKE ZERO The Common DHI User Interface for Project Oriented Water Modelling User Guide, DHI, 2014.