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