-phươngphápluậnvàỨngdụng- - vncold.vn · khi xác suất xảy ra hạn (p (phdi

Hạn Research CenterJoongBu University

Hạn hán nhìn từ không gian- Phương pháp luận và Ứng dụng-

TS. Joo-Heon Lee.Giáo Sư, Khoa Công trình,

TS. Chanyang Surr, Ô. Seo-Yeon ParkNghiên cứu viên, Viện Nghiên cứu hạn hán

Đại học Joongbu, Hàn Quốc

JoongBu University

Nội dung

Bối cảnh

Vệ tinh & Cảm biến quan trắc hạn hán

Các hình thức quan trắc hạn hán

Dự báo hạn hán

Kết luận

Hạn Research CenterJoongBu University

Phần 2

Các hình thức Quan trắc hạn hánDự báo hạn

Kết luận

JoongBu University

Các hình thức Quan trắc hạn hán

JoongBu University4

Hạn hán dựa trên hình ảnh đa cảm biến - vệ tinh

Chỉ số hạn khí tượng

Chỉ số hạn nông nghiệp Chỉ số hạn thủy văn

• SPI

- Lượng mưa

• VSIA(Vegetation Stress Index Anomaly)

• SDCI(Scaled Drought Condition Index)

- ��������� = �������� −�����������������

• MIDI(Microwave Integrated Drought Index)

• VHI(Chỉ số sức khỏe cây trồng)

- VHI = 0.5(VCI+TCI)

- SDCI = 0.5(VHI) + 0.5(PCI)

- MIDI = 0.3 (SMSI)+0.2(TCI)+0.5(PCI)

• WBDI(Water Budget-based Drought Index)

- WBDI = z(MA(P-E))

• EWDI(Energy-based Water Deficit Index)- EWDI = z(MA(ESI + z(SMSI)))

• ESI(Evaporative Stress Index)

- fPET = AET/PET- ESI = z(fPET)

JoongBu University5

Quan trắc hạn khí tượng

SPI sử dụng dữ liệu lượng mưa theo vệ tinh(PERSIANN, TRMM, GPM IMERG)

Sản phẩm Thời kìĐộ phân

giải khônggian

PERSIANN_CDR 1983.1.1. – 1997.12.31. 0.25 dd

TRMM 3B42 1998.1.1. – 2014.3.11. 0.25 dd

GPM IMERG DAILY (FINAL RUN) 2014.3.12. –2015.12.31.

0.1 dd

GPM IMERG DAILY (LATE RUN) 2016.1.1. – 2016.7.31. 0.1 dd

JoongBu University6

Quan trắc hạn khí tượng

SPI sử dụng dữ liệu lượng mưa theo vệ tinh (PERSIANN, TRMM, GPM IMERG)

JoongBu University7

Quan trắc hạn nông nghiệp

Sự phát triển hạn nông nghiệp năm 2001

(ngày/tháng)

Diện tích trồng lúa(ha)552 (15/5)→3.275 (25/5) →9.362 (17/6) →34 (26/6) →0 (29/6)

Diện tích lúa bị hư hại(ha)1.740 (8/6) →8.817 (12/6) →5.758 (17/6) →0 (25/6)

Diện tích hoa màu bị hư hại(ha)

7.932 (8/6) →10.295 (12/6) →4.279 (17/6) →0 (25/6)

Tỉ lệ lưu trữ nước cho hồthủy lợi (%)

53 (8/6) →49 (12/6) →43 (17/6)→55 (23/6)

JoongBu University8

Quan trắc hạn nông nghiệp

Quan trắc hạn nông nghiệp năm 2001

JoongBu University9

Quan trắc hạn nông nghiệp

Quan trắc hạn nông nghiệp năm 2001

JoongBu University10

Quan trắc hạn nông nghiệp

Diện tích bị hư hại do hạn nông nghiệp (Tháng 6, 2001)

SPI(6)

JoongBu University11

Quan trắc hạn nông nghiệp

Kết quả phân tích không gian ROC sử dụng các chỉ số hạn

VHI 0.70

MIDI 0.69

SDCI 0.68

VSIA 0.63

ESI 0.50

SPI6 0.50

JoongBu University12

Quan trắc hạn thủy văn

Khái niệm chính để xây dựng chỉ số hạn hán thủy văn

JoongBu University13

Quan trắc hạn thủy văn

So sánh quan trắc hạn năm 2001 (Năm hạn mùa xuân)

JoongBu University14

Quan trắc hạn thủy văn So sánh quan trắc hạn năm 2001 (Năm hạn mùa xuân)

JoongBu University15

Quan trắc hạn thủy văn

Quan trắc lũ năm 2003 (Năm lũ lụt)

JoongBu University16

Quan trắc hạn thủy văn

Quan trắc lũ năm 2003 (Năm lũ lụt)

JoongBu University17

Quan trắc hạn thủy văn

Quan trắc hạn thủy văn năm 2014 (Năm cực hạn – Lưu vực sông Hàn)

JoongBu University18

Quan trắc hạn thủy văn Quan trắc hạn thủy văn năm 2014 (Năm cực hạn – Lưu vực sông Hàn)

JoongBu University

Dự báo hạn

JoongBu University20

Qui trình dự báo hạn

Loại hạn hánDữ liệu quan sát

từ vệ tinh

Dự báo theo mô hình vật lý

(APCC MME 1~6 tháng)

Mối tương quan giatăng hạn

Hạn khítượng

Lượng mưa

Dự báo hạn khí tượng (SPI)

Hạn thủy văn

Sự gia tăng hạn thủy văn do tác động của hạn khí tượng

Dự báo hạn thủy văn

Lượng mưa

Chỉ số hạnthủy văn

JoongBu University21

Mô hình dự báo hạn dựa trên mạng Bayesian

• Mô hình dự báo hạn thủy văn có xem xét gia tăng hạn dựa trên mạngBayesian

- Mạng Bayesian là một mô hình thống kê dự báo xác suất phản ánh sự chưa chắc chắn.

- Dựa trên mối quan hệ nhân quả giữa các biến, có thể dự đoán một mối tương quan giatăng hạn, từ đó có thể dễ dàng thêm hoặc loại bỏ các yếu tố cần thiết cho việc dự báo.

�����ESI tháng (n-1)

���ESI tháng (n)

Quá khứ Hiện tại

������ESI tháng (n+1) với

APCC MME

Dự báo với MME

������Mối tương quan giữaESI tháng (n+1) và SPI

tháng (n)

Gia tăng hạn

< Dự báo trước 1 tháng>

�����ESI tháng (n+1)

Dự báo

ESI (

n+1

) m

on

th

SPI (n) month

Mối quan hệ giữa ESI tháng (n+1) và SPI tháng (n) được thiết lập,

và ESI tháng (n+1) được ước tính bằngthông tin SPI tháng (n) được sử dụng làm

giá trị của nút gia tăng hạn

JoongBu University22

Dự báo hạn

▼ Dự báo hạn thủy văn 1∼3 tháng ở Seoul

Ví dụ về kết quả dự báo hạn

Palmer Hydrological Drought Index-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

0.2

1 month2 month3 month

(Sử dụng PHDI thay vì ESI)

Khi xác suất xảy ra hạn (P (PHDI <-2.0)) được tính từ phân bố xác suất dự báo hạn 1 tháng, chỉ số hạn được quan sát thực tế là thấp trong giai đoạn có xác suất xảy ra hạn cao.

Date (year/month)2011/012011/06 2011/12 2012/06 2012/12 2013/06 2013/12 2014/06 2014/12 2015/06 2015/12

Pal

mer

Hy d

r olo

g ica

lDr o

ug h

t Ind

e x

-6

-4

-2

0

2

4

6

10 % Uncertainty 50 % Uncertainty Observation

Date (year/month)2011/012011/06 2011/12 2012/06 2012/12 2013/06 2013/12 2014/06 2014/12 2015/06 2015/12

Dro

ught

occu

rre n

cepr

obab

ility

0

0.5

1

▲ Chuỗi thời gian dự báo hạn thuỷ văn 1 tháng ở Seoul

Kết quả dự báo hạn 1 ~ 3 tháng được tạo ra bởi mô hình phân bố xác suất

Kết quả dự báo hạn thủy văn

JoongBu University23

Bản đồ dự báo hạn

• Thể hiện thông tin dự báo hạn

- Giai đoạn dự báo: 1, 3, 6 tháng

- Chỉ số dự báo: Hạn khí tượng (SPI), Hạn thủy văn (WBDI)

- Thông tin dự báo: So sánh giai đoạn hạn hiện tại với giai đoạn hạn tương lai

Kết quả dự kiếnTiêu chí(Giai đoạn hạn)

Thông tin dự báo

Hiện tại = Tương lai Hạn hán kéo dài

Hiện tại < Tương laiHạn hán tăng mạnh/

Có khả năng phát triển hạn

Hiện tại > Tương laiCó khả năng loại bỏ hạn/

Hạn hán chấm dứt

• Bản đồ dự báo hạn cung cấp thông tin mà chuyên gia quyết định, dựa trên việc tổng hợpthông tin từ dự báo thời tiết, khí hậu và thông tin quan trắc

<Dự báo hạn (Điểm)> <Dự báo hạn (lưu vực)>

Thông tin dự báo hạn thủy văn dựa trên chỉ số hạn vệ tinh

JoongBu University

Kết luận

JoongBu University25

Quan trắc hạn toàn cầu

Source : http://www.apcc21.org/

Quan trắc hạn sử dụng SPI

JoongBu University26

Quan trắc hạn toàn cầu Quan trắc hạn tại Việt Nam với điều kiện thảm thực vật (2015 – 2016)

EPSG:3405(VN-2000/UTM zone

48N )

Source : http://www.gosat.nies.go.jp/

EVI (2015 – 2016)

NDVI (2015 – 2016)

JoongBu University27

Một thế giới đang chống chọi với hạn hán

JoongBu University