MỤC LỤC TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN SỐ THÁNG 11 NĂM 2022

TT

Tên bài và tác giả

Số Trang

1

Nghiên cứu lựa chọn giải pháp công nghệ quan trắc để xây dựng hệ thống cảnh báo mực nước lũ cho các lưu vực sông nhỏ ở Việt Nam

Trần Quang Ngọc^1*, Nguyễn Minh Hải¹, Vũ Ngọc Linh²

¹Trung tâm Quan trắc khí tượng thủy văn; tqngoc@gmail.com

²Vụ Quản lý dự báo khí tượng thủy văn; vnlinh@monre.gov.vn

*Tác giả liên hệ: tqngoc@gmail.com; Tel: +84–913554906

Tóm tắt: Bài báo trình bày kết quả cải tiến sáng chế độc quyền “Thiết bị cảnh báo lũ từ xa sử dụng sóng vô tuyến” của tác giả Nguyễn Đức Hùng để phù hợp với điều kiện thực tế, phục vụ giám sát mực nước theo thời gian thực và phát tin cảnh báo lũ cho cộng đồng dân cư sinh sống trong lưu vực sông, suối nhỏ. Thông qua việc sử dụng tiêu chuẩn Rayleigh để lựa chọn băng tần sóng radio, hệ thống được thiết kế thêm các phương án truyền dữ liệu, các giao thức kết nối, bổ sung bộ tích hợp, lưu trữ dữ liệu, lập trình cấu trúc dữ liệu và báo trạng thái thiết bị. Sau khi nâng cấp, thiết bị cảnh báo lũ từ xa sử dụng sóng vô tuyến có thể kết nối với các đầu đo mực nước hiện đại, các điểm đo sử dụng chung một tần số sóng vô tuyến, có thêm tính năng truyền dữ liệu qua GPRS, 3G/4G và tích hợp, lưu trữ dữ liệu. Tiến hành thử nghiệm hoạt động của hệ thống tại phòng thí nghiệm và ngoài trời kết quả đạt được, bộ phận thu, phát kết nối tốt với nhau qua sóng radio HF, thử nghiệm giả định với 03 mức cảnh báo cho thấy, bộ phận đo mực nước hoạt động tốt, bộ phận phát cảnh báo đã nhận được tín hiệu và phát thông tin cảnh báo tương ứng với 03 mức giả định. Các thông số thử nghiệm đều đạt kết quả tốt, hệ thống này có thể áp dụng vào thực tế phục vụ giám sát, cảnh báo mực nước lũ thời gian thực cho khu vực sông, suối nhỏ ở nước ta.

Từ khóa: Cảnh báo sớm mực nước; Lũ trên các lưu vực sông nhỏ; Công nghệ quan trắc và cảnh báo mực nước.

1

2

Dự báo hạn mùa số lượng xoáy thuận nhiệt đới trên khu vực Biển Đông và đổ bộ vào Việt Nam

¹Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn quốc gia; lamhpvn@gmail.com; luukhanhhuyen258@gmail.com

²Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu; chinhth2010@gmail.com

*Tác giả liên hệ: luukhanhhuyen258@gmail.com; Tel.: +84–974816187

Tóm tắt: Bài báo trình bày nghiên cứu về xác định các đặc điểm hoạt động của XTNĐ trên Biển Đông và đổ bộ vào đất liền Việt Nam, sử dụng phương pháp hồi quy từng bước xây dựng bộ công cụ dự báo hạn mùa số lượng XTNĐ trên Biển Đông và đổ bộ vào đất liền dựa trên mối quan hệ với các chỉ số hoàn lưu và các dao động quy mô lớn như ENSO, IOD, QBO, v.v... Kết quả nghiên cứu cho thấy tháng 9 là giai đoạn có nhiều XTNĐ hoạt động trên Biển Đông và đổ bộ vào đất liền nước ta nhất. Đa số (75%) XTNĐ đổ bộ vào đất liền là ATNĐ và bão, chỉ có 25% là bão mạnh và bão rất mạnh. Số lượng XTNĐ trên Biển Đông giai đoạn 1991–2020 có xu hướng tăng nhẹ so với giai đoạn 1961–1990, khoảng 4,2%; ngược lại, số lượng XTNĐ đổ bộ lại có xu hướng giảm nhẹ (khoảng 3,1%). Mô hình dự báo được xu thế tăng giảm XTNĐ trên Biển Đông và đổ bộ so với trung bình nhiều năm nhưng còn có xu hướng thiên thấp, sai số lớn chủ yếu ở những mùa có nhiều hơn 8 XTNĐ trên Biển Đông và nhiều hơn 5 XTNĐ đổ bộ vào đất liền.

10

3

Nghiên cứu hiệu chỉnh lượng mưa ước lượng từ radar phục vụ nâng cao chất lượng mô phỏng dòng chảy

Nguyễn Hoàng Minh^1*, Phùng Tiến Dũng¹, Vũ Thị Thanh Vân¹, Hoàng Văn Đại¹, Mai Văn Khiêm¹, Nguyễn Phương Nhung²

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; daihydro2003@gmail.com; maikhiem77@gmail.com

²Trường Đại học Công nghệ Giao thông Vận tải; nguyenphuongnhung0302@gmail.com

*Tác giả liên hệ: hoangminh281287@gmail.com; Tel: +84–967519798

Tóm tắt: Lượng mưa ước lượng từ radar đã được khai thác và ứng dụng ở rất nhiều nơi trên thế giới cho các mô phỏng thủy văn nhờ ưu điểm về mặt phân bố không gian so với lượng mưa quan trắc ở các trạm mặt đất. Ở Việt Nam, do hệ thống radar thời tiết mới được nâng cấp và xây dựng đủ tốt trong vài năm gần đây nên việc khai thác và ứng dụng cho thủy văn vẫn còn rất hạn chế. Bởi vì lượng mưa ước lượng từ radar thường bao gồm nhiều sai số đến từ các nguồn khác nhau nên trước khi sử dụng để mô phỏng và dự báo dòng chảy, việc thực hiện hiệu chỉnh để giảm thiểu sai số là rất cần thiết. Vì vậy, nghiên cứu này được thực hiện để hiệu chỉnh lượng mưa ước lượng từ radar nhằm mục đích cải thiện chất lượng đầu vào cho bài toán mô phỏng dòng chảy ở Việt Nam. Hai phương pháp khí hậu và kỹ thuật lọc Kalman được áp dụng liên tiếp nhau để nâng cao độ chính xác lượng mưa ước lượng từ radar. Kết quả áp dụng thử nghiệm cho lưu vực sông Mã cho thấy chất lượng lượng mưa ước lượng từ radar đã tăng lên đáng kể với sự cải thiện của các chỉ tiêu sai số trung bình, hệ số tương quan và sai số quân phương.

Từ khóa: Lượng mưa ước lượng từ radar; Hiệu chỉnh; Phương pháp khí hậu; Kỹ thuật lọc Kalman; Mô phỏng dòng chảy

23

4

Ứng dụng mô hình 2D cho bài toán truyền tải rác thải nhựa theo đặc trưng mùa tại vùng biển Đà Nẵng–Quảng Nam

Nguyễn Quốc Trinh^1,2* , Đào Đình Châm^1,2, Hoàng Thái Bình¹, Đào Thị Thảo¹, Lê Đức Hạnh¹, Nguyễn Thái Sơn¹, Lê Trung Hưng³, Hoàng Hà Giang⁴, Nguyễn Quang Vinh⁵

¹ Viện Địa lý, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, số 18, Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội; nqtrinh@ig.vast.vn; maitrinhvinh@gmail.com; chamvdl@gmail.com; hoangthaibinh@yahoo.com; thaodt010@wru.vn; hanhvdl@gmail.com; nguyenthaison99@gmail.com

²Học viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, số 18, Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội; nqtrinh@ig.vast.vn; maitrinhvinh@gmail.com; chamvdl@gmail.com

³Trung tâm Thông tin và Dữ liệu khí tượng thủy văn, Tổng cục Khí tương Thủy văn, số 8, Pháo Đài Láng, Đống Đa, Hà Nội; hungtttl@gmail.com

⁴Trường Đại học Khoa học, Đại học Thái Nguyên, Phường Tân Thịnh, Thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên; hoanghagianghl@gmail.com

⁵Đài Khí tượng Cao không, Tổng cục Khí tương Thủy văn, số 8, phố Pháo Đài Láng, Đống Đa, Hà Nội; vinhk46da@yahoo.com

*Tác giả liên hệ: nqtrinh@ig.vast.vn; maitrinhvinh@gmail.com; Tel: +84–989202527

Tóm tắt: Trong nghiên cứu này sử dụng mô hình hai chiều để giải quyết bài toán truyền tải rác thải nhựa khu vực cửa sông ven bờ Đà Nẵng–Quảng Nam bằng mô hình MIKE 21/3 Couple Model FM của DHI có sử dụng thành phần thủy động lực (HD) và thành quy đạo vật thể trôi (PT) áp dụng đối với bài toán truyền tải rác thải nhựa. Kết quả tính toán được hiệu chỉnh, kiểm định và mô phỏng dựa vào đánh giá so sánh yếu tố mực nước giữa tính toán và thực đo tại các vị trí các trạm Thủy văn (Cẩm Lệ, Câu Lâu và Hội An), trạm Hải văn (Sơn Trà và Dung Quất) giai đoạn 2018–2022. Mà các kết quả đánh giá theo các chỉ số tương quan (R) lớn hơn 0,9, chỉ số NSE  lớn hơn 0,74 và chỉ số  RSR nhỏ hơn 0,2. Các kết quả tính toán truyền tải rác thải nhựa biến động theo mùa với các tháng điển hình cụ thể như tháng 07/2021 (mùa hè) với xu hướng di chuyển từ Nam lên Bắc, tháng 12/2021 (mùa đông) với xu hướng di chuyển từ Bắc xuống Nam. Bước đầu kết quả tính toán cho thấy có thể phát triển các nghiên cứu tiếp theo với điều kiện đầu vào sát thực hơn.

Từ khóa: Rác thải nhựa; MIKE 21/3 Couple model FM; Mực nước; Đà Nẵng , Quảng Nam.

36

5

Nghiên cứu, chế tạo và thử nghiệm thiết bị đo mực nước tự động không tiếp xúc bằng công nghệ radar

Trần Quang Ngọc^1*, Nguyễn Minh Hải¹, Trần Văn Tuấn², Vũ Ngọc Linh³

¹Trung tâm Quan trắc khí tượng thủy văn; tqngoc@gmail.com

²Công ty trách nhiệm hữu hạn khoa học và công nghệ Sonrad; vtuan72@gmail.com

³Vụ Quản lý dự báo khí tượng thủy văn; vnlinh@monre.gov.vn

*Tác giả liên hệ: tqngoc@gmail.com; Tel: +84–913554906

Tóm tắt: Hiện nay, các thiết bị đo tự động trên mạng lưới quan trắc khí tượng thủy văn hầu như phụ thuộc hoàn toàn vào thiết bị ngoại nhập, việc nghiên cứu, chế tạo, tiến tới làm chủ công nghệ sản xuất thiết bị đo tự động khí tượng thủy văn là rất cần thiết. Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu, chế tạo và thử nghiệm thiết bị đo mực nước tự động theo nguyên lý đo không tiếp xúc bằng công nghệ radar. Dựa trên nghiên cứu lý thuyết về nguyên lý hoạt động của radar đo mực nước, thuật toán phân tích phổ FFT (Fast Fourier Transform) và thuật toán tìm đỉnh chính xác (Peak detection), kết hợp với các hoạt động thiết kế, chế tạo điện tử, nghiên cứu đã sản xuất thành công thiết bị đo mực nước không tiếp xúc theo nguyên lý radar sử dụng sóng điều tần liên tục (Frequency Modulated Continuous Wave). Thiết bị đo sử dụng sóng tần số 60GHz có thể đo mực nước từ 0,5 đến 40 m, độ phân giải cho phép đo được tới 0,001 m, độ chính xác của thiết bị sau quá trình thử nghiệm là ±0,003 m. Thiết bị đã được Trung tâm Quan trắc khí tượng thủy văn kiểm định và cấp giấy chứng định đạt yêu cầu kỹ thuật đo lường.

Từ khóa: Đo mực nước tự động; Chế tạo radar đo mực nước; FMCW radar đo mực nước.

52

6

Đặc điểm hoạt động của bão trên biển đông khi có ảnh hưởng của gió mùa

Chu Thị Thu Hường^1*, Trần Đình Linh¹, Nguyễn Bình Phong¹, Đoàn Thị Thanh Thanh Huyền¹, Thào Thị Dợ¹

¹Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội; ctthuong@hunre.edu.vn; tdlinh@hunre.edu.vn; nbphong@hunre.edu.vn; doanhuyen2209@gmai.com; dohunre.160300@gmail.com

*Tác giả liên hệ: ctthuong@hunre.edu.vn; Tel.: +84–981244579

Tóm tắt: Những đặc điểm về tần suất, cường độ, quỹ đạo bão hoạt động trên biển Đông khi chịu tác động của các hệ thống gió mùa đã được xác định dựa trên bộ số liệu bão trong thời kỳ 1981–2020 được cung cấp bởi Cơ quan khí tượng Nhật Bản (JMA). Qua đó thấy rằng, bão trên Biển Đông thường hoạt động kết hợp với gió mùa mùa hè (GMMH) trong các tháng tháng chính hè (chiếm 45,3%); hay kết hợp với KKL trong các tháng mùa đông (chiếm 30,3%); còn trong các tháng đầu và cuối đông thì kết hợp đồng thời với cả hai hệ thống GMMH và KKL (chiếm 24,4%). Các cơn bão chỉ chịu tác động của riêng KKL hoặc GMMH thường có cường độ yếu hơn (cấp 8, cấp 9). Song khi bão chịu tác động đồng thời của cả KKL và GMMH thì cường độ bão tăng lên với nhiều cơn bão đạt cấp siêu bão. Bão thường di chuyển theo hướng tây bắc (khi chịu ảnh hưởng của các hệ thống gió mùa, nhất là GMMH) và di chuyển theo hướng tây và tây nam (khi bão hoạt động kết hợp với KKL hoặc đồng thời cả KKL và GMMH). Sau một thời gian hoạt động trên biển Đông, bão thường đổi hướng di chuyển xuống phía nam (khi chịu ảnh hưởng của KKL), nhưng lại đổi hướng đi lên phía bắc (khi chịu ảnh hưởng của GMMH hoặc kết hợp cả KKL và GMMH).

Từ khóa: Bão; Không khí lạnh; Gió mùa mùa hè; Cường độ và quỹ đạo bão.

61

7

Nghiên cứu khoanh vùng khu vực dễ bị tổn thương do xâm nhập mặn tại tỉnh Vĩnh Long trong bối cảnh nước biển dâng

Lê Ngọc Tuấn^1*, Đậu Văn Hùng², Nguyễn Thế Hùng³, Lê Quang Toại⁴

¹Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – ĐHQG TpHCM; lntuan@hcmus.edu.vn

²Phân viện Khoa học KTTV và BĐKH; vanhung0494@gmail.com

³Trường Đại học Xây dựng miền Trung; nguyenthehung@muce.edu.vn

⁴Viện Khí tượng Thuỷ văn Hải văn và Môi trường; lqtoaihd@gmail.com

*Tác giả liên hệ: lntuan@hcmus.edu.vn; Tel.: +84–098371379

Tóm tắt: Bằng phương pháp chỉ số, nghiên cứu nhằm mục tiêu khoanh vùng các khu vực dễ bị tổn thương (DBTT) do xâm nhập mặn (XNM) trên cơ sở đánh giá sự phơi nhiễm, tính nhạy cảm và khả năng thích ứng (KNTU) với XNM tại tỉnh Vĩnh Long đến năm 2030, chỉ ra các khía cạnh, nguồn lực, đối tượng, khu vực đáng quan tâm, các nguyên nhân chi phối (các mắt xích khiếm khuyết) của hệ thống–đóng góp cơ sở quan trọng để xây dựng các giải pháp ứng phó phù hợp. Chỉ số DBTT do XNM (V) hiện ở mức trung bình, chi phối chủ yếu bởi chỉ số KNTU (AC), chỉ số nhạy cảm (S) trong mối quan hệ với chỉ số phơi nhiễm (E) khác nhau giữa các khu vực, đồng thời phản ánh tính ưu tiên trong hoạch định các giải pháp ứng phó. Đến năm 2030, trong bối cảnh gia tăng chỉ số E do nước biển dâng (NBD), việc quy hoạch hợp lý kinh tế–xã hội (KTXH), đặc biệt trong phát triển nông nghiệp góp phần đáng kể trong giảm thiểu chỉ số S; cùng với sự tăng cường chỉ số AC thông qua đầu tư, cải thiện các nguồn lực về con người, tài chính, vật chất và xã hội ở cấp cộng đồng cũng như chính quyền địa phương… đóng góp tích cực cho mục tiêu giảm thiểu chỉ số V–kỳ vọng đạt mức thấp.

Từ khóa: Tính dễ bị tổn thương; Khả năng thích ứng; Xâm nhập mặn; Nước biển dâng.

71

8

Nghiên cứu ảnh hưởng tương tác đại dương–khí quyển trong mô phỏng bão trên khu vực Biển Đông

Vũ Hải Đăng¹, Nguyễn Thị Thanh^2*, Phạm Văn Tiến², Nguyễn Bá Thủy³, Đỗ Ngọc Thực¹

¹Viện Địa chất và Địa vật lý biển, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam; vuhaidang@hotmail.com; dothuc.vn@gmail.com

²Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu; thanhnt.met@gmail.com; phamvantienbn@gmail.com

³Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn Quốc gia; thuybanguyen@gmail.com

*Tác giả liên hệ: thanhnt.met@gmail.com; Tel.: +84–974042757

Tóm tắt: Tương tác đại dương–khí quyển ảnh hưởng rất lớn đến sự hình thành và phát triển của bão thông qua việc cung cấp năng lượng cho bão dưới dạng thông lượng hiển nhiệt và ẩn nhiệt. Nhằm nghiên cứu ảnh hưởng tương tác đại dương–khí quyển đến mô phỏng bão trên khu vực Biển Đông, nghiên cứu tiến hành mô phỏng cơn bão Conson (2021) và siêu bão Noru (2022) bằng mô hình kết hợp WRF và 3DPWP. Kết quả nghiên cứu cho thấy tương tác đại dương–khí quyển làm giảm đáng kể SST tại khu vực tâm bão, dẫn đến giảm cường độ bão khi so sánh với trường hợp không tính đến tương tác đại dương–khí quyển. Kết hợp mô hình WRF và mô hình 3DPWP làm làm giảm sai số mô phỏng cường độ ở cơn bão Conson từ 1–2,4 m/s nhưng làm tăng sai số mô phỏng cường độ bão ở cơn bão Noru từ 1–4 m/s khi so sánh với trường hợp sử dụng mô hình WRF riêng lẻ. Việc đưa hiệu ứng tương tác đại dương khí quyển vào mô hình WRF cải thiện sai số trung bình khoảng cách khoảng 42 km ở hạn dự báo đến 30 giờ đối với cơn bão Conson, tuy nhiên gia tăng sai số trung bình khoảng cách đến 50 km đối với cơn bão Noru do làm lệch hướng của quỹ đạo hoặc làm bão di chuyển chậm hơn so với trường hợp không tính đến tương tác đại dương–khí quyển.

Từ khóa: Bão; Biển Đông; Tương tác đại dương–khí quyển; WRF; 3DPWP.

84