Nguyên nhân gây mưa lớn cho khu vực Bắc Bộ là khá đa dạng và có sự khác biệt đáng kể giữa các tỉnh khu đông bắc Bắc Bộ và khu tây bắc Bắc Bộ cũng như vùng đồng bằng Bắc Bộ. Các hoàn lưu tầng thấp có thể gây mưa lớn cho khu vực Bắc Bộ có thể kể đến như: Bão, áp thấp nhiệt đới, dải hội tụ nhiệt đới hoặc rãnh áp thấp đi qua Bắc Bộ… Ngoài ra, các nhân tố tầng cao có thể đóng góp vào quá trình gây mưa, làm tăng lượng mưa và diện mưa ở các tỉnh Bắc Bộ như: rãnh gió tây trên cao, dòng xiết gió tây, áp cao cận nhiệt đới…

Dự báo mưa lớn tương đối chính xác khu vực Bắc Bộ Việt Nam là một trong những nhiệm vụ quan trọng hàng đầu, đảm bảo độ chính xác của bài toán dự báo thủy văn, giúp cho công tác dự báo, cảnh báo lũ, lũ quét có độ chính xác cao hơn, góp phần nâng cao hiệu quả phòng tránh và giảm nhẹ thiên tai. Chính vì vậy, nhóm nghiên cứu do TS. Hoàng Đức Cường, Trung tâm Dự báo Khí tượng thủy văn quốc gia, Tổng cục khí tượng thủy văn đứng đầu đã đề xuất thực hiện đề tài: “Nghiên cứu xây dựng hệ thống nghiệp vụ dự báo mưa lớn cho khu vực Bắc Bộ Việt Nam”.

Sau một thời gian triển khai, nhóm nghiên cứu thu được kết quả như sau:

1. Đã xây dựng được hệ thống mô hình dự báo định lượng mưa lớn cho khu vực Bắc Bộ Việt Nam hạn từ 1- 3 ngày.

Ba mô hình khu vực độ phân giải cao là WRF, NHM và COSMO cùng với việc khai thác, sử dụng các mô hình toàn cầu IFS, GFS và GSM làm điều kiện ban đầu và điều kiện biên để xây dựng các phương án dự báo khác nhau cho bài toán dự báo định lượng mưa lớn trên khu vực Bắc Bộ. Hệ thống giám sát được xây dựng dựa trên các nguồn số liệu quan trắc tức thời từ các trạm synop truyền thống, các trạm đo mưa tự động, ảnh radar và ảnh vệ tinh. Các sản phẩm ước lượng mưa có thể được hiển thị trên nền GIS thông qua các phần mềm như QGIS hay Google Earth. Sản phẩm ước lượng mưa từ tổ hợp các nguồn số liệu quan trắc từ xa góp phần rất lớn vào việc cảnh báo khả năng xảy ra lũ quét và sạt lở đất, nơi thường không có các trạm quan trắc mưa trực tiếp. Sản phẩm hiện được cung cấp 3 giờ 1 lần cho công tác dự báo nghiệp vụ và chuyển Ban chỉ đạo Trung ương về phòng, chống thiên tai (BCĐ TWPCTT) để phục vụ công tác chỉ đạo phòng, chống thiên tai toàn quốc.

2.Đã thiết lập thành công hệ thống đồng hóa số liệu và ứng dụng trong nghiệp vụ với nguồn số liệu sẵn có tại Trung tâm Dự báo KTTV quốc gia và đang từng bước tiếp tục đưa các loại số liệu mới vào hệ thống Nugding của COSMO cũng như WRF-ARW trong thời gian tới.

Đề tài cũng đã thiết lập được hệ thống dự báo nghiệp vụ mưa lớn cho khu vực Bắc Bộ Việt Nam bao gồm hệ thống giám sát, hệ thống dự báo bằng mô hình khu vực độ phân giải cao có đồng hóa số liệu địa phương và hệ thống khai thác các kết quả dự báo để sử dụng tại Trung tâm Dự báo KTTV quốc gia và chuyển giao cho các Đài KTTV khu vực thuộc Bắc Bộ. Hệ thống đã được đưa vào khai thác thử nghiệm trong hai mùa mưa 2017 và 2018.

3. Đã thiết lập thành công và thay thế toàn bộ mô hình WRF độ phân giải 15km thành 9km và WRF độ phân giải 5km thành 3km và cung cấp số liệu cho nghiệp vụ dự báo hàng ngày tại Trung tâm Dự báo KTTV quốc gia. Hệ thống được đánh giá là mang lại hiệu quả lớn và là nguồn tham khảo quan trọng đặc biệt đối với mưa lớn cục bộ do địa hình tại các tỉnh vùng núi và trung du Bắc Bộ. Các mô hình khu vực đều được chạy trên hệ thống máy tính hiệu năng cao CrayX40 của Tổng cục Khí tượng Thủy văn, nhờ đó sản phẩm dự báo đảm bảo kịp thời đáp ứng nhu cầu về thời gian đối với công tác dự báo nghiệp vụ. Sản phẩm dự báo tổ hợp 32 thành phần dự báo 3 ngày giúp tạo ra các sản phẩm dự báo xác suất mưa lớn với các ngưỡng mưa khác nhau cũng như giúp dự báo viên nhận định tính chắc chắn trong các dự báo định lượng mưa thời hạn đến 3 ngày. Hệ thống khai thác sản phẩm bao gồm bộ phận xử lý kết quả dự báo thô của mô hình số trị, hiệu chỉnh kết quả dự báo tùy điều kiện địa phương, xây dựng các bản đồ thời tiết trên các mực đẳng áp, các bản đồ dự báo xác suất từ dự báo tổ hợp và các biểu đồ dự báo định lượng mưa cho các địa điểm, vị trí dự báo và chia sẻ cho các đài KTTV khu vực để tham khảo trong dự báo nghiệp vụ. Hiện tại hệ thống được cấu hình để chỉ những máy tính có IP đăng ký mới truy cập được để tránh quá tải và đảm bảo tính ổn định của hệ thống. Toàn bộ quá trình từ thu thập số liệu đến chuẩn hóa, chuẩn bị đầu vào cho mô hình số trị, thực hiện dự báo đến 3 ngày và xử lý các dữ liệu dự báo của mô hình cung cấp cho các dự báo viên đều được tự động hóa nhằm đảm bảo tính khoa học và kịp thời của các sản phẩm.

Thử nghiệm kết quả của đề tài vào thực tế cho thấy, chất lượng dự báo định lượng mưa của Trung tâm Dự báo KTTV đã được tăng rõ rệt, các dự báo định lượng này đã hỗ trợ đắc lực cho Ban chỉ đạo trung ương phòng chống thiên tai trong việc ra quyết định triển khai các kế hoạch phòng, tránh, huy động lực lượng nhằm giảm thiểu thiệt hại về con người và về kinh tế xã hội. Các đánh giá của các Đài KTTV khu vực và Đài KTTV tỉnh cũng cho thấy các sản phẩm dự báo tổ hợp và định lượng mưa cho từng vị trí dự báo của đề tài đã giúp cải thiện chất lượng dự báo mưa, đặc biệt là mưa lớn gây lũ, lũ quét và sạt lở. Trong năm 2018, số lượng người chết và thiệt hại do thiên tai gây ra đã giảm 1/3 so với năm 2017, trong đó hầu như không có người chết do thiên tai mưa lớn và lũ quét, sạt lở.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 16567/2019) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.

P.T.T (NASATI)