Luận văn Mô hình WRF và quy trình đồng hóa số liệu xoáy giả phục vụ dự báo bão

LUẬN VĂN THẠC SỸ Mễ HèNH WRF VÀ QUY TRèNH ĐỒNG HểA SỐ LIỆU XOÁY GIẢ PHỤC VỤ DỰ BÁO BÃO i Lời cảm ơn Tr−ớc hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS. TS. Trần Tân Tiến, là ng−ời đã tận tình chỉ bảo, h−ớng dẫn và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn này. Tôi xin cảm ơn các Thầy cô và các cán bộ trong khoa Khí t−ợng - Thủy văn - Hải d−ơng học đã cung cấp cho tôi những kiến thức chuyên môn quý giá, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi về cơ sở vật chất trong suốt thời gian tôi học tập và làm việc ở Khoa. Tôi cũng xin cảm ơn Phòng sau đại học, Tr−ờng Đại học Khoa học Tự nhiên đã tạo điều kiện cho tôi có thời gian hoàn thành luận văn. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, ng−ời thân và bạn bè, những ng−ời đã luôn ở bên cạnh cổ vũ, động viên và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt thời gian học tập tại tr−ờng. Lê Thị Hồng Vân ii Mục lục Mở đầu............................................................................................................................ 1 CHƯƠNG 1: TổNG QUAN Về BãO Đổ Bộ Và ĐồNG HóA Số LIệU XOáY GIả...... 3 1.1. Tổng quan về bão đổ bộ....................................................................................... 3 1.1.1. Các nghiên cứu về bão đổ bộ ........................................................................ 3 1.1.2. Sai số bão đổ bộ ........................................................................................... 7 1.2 Tổng quan về đồng hóa số liệu xoáy giả. ............................................................. 8 1.3 Các mô hình dự báo bão trong và ngoài n−ớc .................................................... 12 CHƯƠNG 2: MÔ HìNH WRF Và QUY TRìNH ĐồNG HóA Số LIệU XOáY GIả phục vụ dự báo bão .............................................................................................. 16 2.1. Mô hình WRF sử dụng trong dự báo bão .......................................................... 16 2.1.1. Hệ tọa độ thẳng đứng và các biến thông l−ợng........................................... 17 2.1.2. Hệ ph−ơng trình cơ bản............................................................................... 17 2.1.3. Tham số hóa vật lý ...................................................................................... 21 2.1.4. Cấu hình miền tính và nguồn số liệu .......................................................... 22 2.2.Mô hình xây dựng xoáy giả................................................................................ 23 2.2.1. Cơ sở lý thuyết ............................................................................................ 23 2.2.2. Xây dựng xoáy giả ...................................................................................... 26 2.3. Đồng hóa số liệu tr−ờng cài xoáy giả trong mô hình WRF .............................. 27 2.4. Chỉ tiêu đánh giá................................................................................................ 32 CHƯƠNG 3: ĐáNH GIá KếT QUả Dự BáO BãO Đổ Bộ...............................................34 CủA MÔ HìNH WRF.............................................................................................................34 3.1. Tập số liệu nghiên cứu....................................................................................... 34 3.2. Đánh giá vai trò của đồng hóa số liệu tr−ờng cài xoáy giả trong dự báo bão bằng mô hình WRF. ................................................................................................. 38 3.2.1. Lựa chọn yếu tố cấu thành xoáy giả trong đồng hóa số liệu tr−ờng cài xoáy giả................................................................................................................. 38 3.2.2. Vai trò của đồng hóa số liệu xoáy giả đối với lựa chọn TH2 ..................... 44 3.3 Đánh giá kết quả trên bộ mẫu số liệu các cơn bão đổ bộ đ−ợc lựa chọn........... 57 3.3.1. Đánh giá về quỹ đạo ................................................................................... 57 3.3.2. Đánh giá về c−ờng độ ................................................................................. 60 3.4 Đánh giá vị trí và thời điểm đổ bộ ...................................................................... 61 3.4.1. Ph−ơng pháp xác định vị trí và thời điểm đổ bộ ......................................... 61 3.4.2. Đánh giá kết quả ......................................................................................... 63 3.4.2.1. Đánh giá kết quả dự báo vị trí đổ bộ .................................................... 64 3.4.2.2. Đánh giá kết quả dự báo xu h−ớng đổ bộ ............................................ 71 Kết luận ........................................................................................................................ 80 Tài liệu tham khảo ........................................................................................................ 83 1 Mở đầu Bão là một hiện t−ợng thời tiết phức tạp bao gồm nhiều quá trình từ qui mô synop đến qui mô nhỏ t−ơng tác với nhau. Mặc dù bão đã đ−ợc quan tâm nghiên cứu từ nhiều thập kỷ, nh−ng cho đến nay ch−a có một lý thuyết đầy đủ về các cơ chế trong bão. Vì thế, bão và dự báo bão vẫn còn là một bài toán lớn thu hút sự chú ý của nhiều nhà khoa học. Những khía cạnh của bài toán dự báo bão bao gồm: dự báo quỹ đạo, dự báo sự thay đổi c−ờng độ, thời gian tồn tại của hoàn l−u sau khi bão đổ bộ, quá trình và khả năng m−a của vùng bên ngoài và lõi bên trong, dự báo thay đổi cấu trúc trong đó dự báo vị trí và thời điểm đổ bộ của các cơn bão là bài toán có ý nghĩa cả về khoa học và thực tiễn đối với những ng−ời nghiên cứu và những ng−ời làm dự báo. Những năm gần đây, cùng với sự phát triển của khoa học kĩ thuật, nhiều mô hình số khu vực đã đ−ợc đ−a vào nghiên cứu, thử nghiệm dự báo bão tuy nhiên những thành tựu thu đ−ợc mới chỉ ở mức khởi đầu. Do mạng l−ới quan trắc trên vùng biển nhiệt đới rất th−a thớt và do chính cấu trúc toán lý, cũng nh− độ phân giải rất thô, nên trong các mô hình toàn cầu tâm xoáy bão ban đầu th−ờng đ−ợc bị sai lệch vị trí và có c−ờng độ yếu hơn so với xoáy bão thực. Để khắc phục hạn chế này ng−ời ta sử dụng ph−ơng pháp ban đầu hóa xoáy giả, tức là thay thế xoáy phân tích không chính xác trong tr−ờng ban đầu bằng một xoáy nhân tạo mới sao cho có thể mô tả gần đúng nhất với xoáy bão thực về cấu trúc, vị trí và c−ờng độ. Xoáy giả có thể đ−ợc cài trực tiếp vào môi tr−ờng một cách hài hòa sao cho không có sự bất liên tục giữa tr−ờng xoáy và tr−ờng môi tr−ờng. Quá trình này cũng có thể đ−ợc thực hiện bằng ph−ơng pháp đồng hóa số liệu, qua đó một số thành phần của xoáy nhân tạo đ−ợc đ−a vào sơ đồ đồng hóa số liệu d−ới dạng các quan trắc giả. Trên thế giới cũng đã có nhiều tác giả nghiên cứu về bài toán ban đầu hóa bằng ph−ơng pháp đồng hóa số liệu cho các mô hình số và đạt đ−ợc những kết quả khả quan trong bài toán dự báo quỹ đạo và c−ờng độ bão. ở Việt Nam, đồng hóa só liệu xoáy giả vẫn còn là vấn đề mới mẻ ch−a có nhiều tác giả nghiên cứu. Chính vì vậy trong luận văn này, tôi sẽ tiến hành tìm hiểu và áp dụng ph−ơng pháp đồng hóa số 2 liệu xoáy giả đối với mô hình WRF, với mong muốn nâng cao hơn chất l−ợng dự báo bão của mô hình WRF, đặc biệt là những cơn bão đổ bộ. Bố cục luận văn gồm các phần: Ch−ơng 1: Tổng quan về bão đổ bộ và đồng hóa số liệu xoáy giả. Ch−ơng 2: Mô hình WRF và quy trình đồng hóa số liệu xoáy giả phục vụ dự báo bão. Ch−ơng 3: Đánh giá kết quả dự báo bão đổ bộ của mô hình WRF. Kết luận. 3 CHƯƠNG 1: TổNG QUAN Về BãO Đổ Bộ Và ĐồNG HóA Số LIệU XOáY GIả 1.1. Tổng quan về bão đổ bộ 1.1.1. Các nghiên cứu về bão đổ bộ Theo quy chế về bão, lũ và thông t− của Việt Nam do Tổng cục Khí t−ợng Thủy văn xuất bản tháng 10/1998: bão đổ bộ là khi tâm bão vào đất liền. Sự đổ bộ của các cơn bão gây ra nhiều những nguy cơ nghiêm trọng đến tính mạng và tài sản của những ng−ời dân đặc biệt là ở các vùng biển. Các cơn bão đổ bộ th−ờng kèm theo thời tiết nguy hiểm, có thể mở rộng ra phía ngoài từ tâm bão. Các vùng gió mạnh, sóng dâng trong bão gây tàn phá và m−a lớn dữ dội th−ờng xảy ra gần mắt bão. Chúng ta th−ờng chỉ nhận ra những nguy cơ này gần tâm bão nh−ng ít thấy thực tế rằng thời tiết nguy hiểm có thể xảy ra cách xa đó, có thể đạt cực đại tại khoảng cách 200- 400 km từ mắt bão trong các dải m−a phía ngoài cơn bão (McCaul 1991) [17]. Do vậy phạm vi gây ảnh h−ởng của bão t−ơng đối lớn dẫn đến nhiều khó khăn trong công tác dự báo. Trên thế giới có nhiều ch−ơng trình nh−: ITCLP ch−ơng trình bão đổ bộ quốc tế, thử nghiệm bão đổ bộ của Trung Quốc - CLAYTEX, ch−ơng trình bão đổ bộ của Hoa Kỳ và cả những nghiên cứu về sự đổ bộ của các cơn bão nhiệt đới bằng các số liệu quan trắc hoặc các mô tả của các mô hình số từ các điều kiện ban đầu lý t−ởng. Những ch−ơng trình và nghiên cứu trên đã b−ớc đầu đặt nền móng để nâng cao sự hiểu biết và độ chính xác của việc dự báo các quá trình đổ bộ của bão để giảm thiểu những tác hại từ những cơn bão đổ bộ này. ở Hồng Kông, Cheng (2000) đã đánh giá các đặc tr−ng các cơn bão đổ bộ vào Hồng Kông năm 1999 bằng việc sử dụng các ảnh vệ tinh và các quan trắc từ các ra đa Doppler của đài Hồng Kông, các profile gió và các trạm thời tiết tự động. Chan (2004) đã đề xuất rằng độ đứt gió giữa các mực 850mb và 200mb có liên quan mật thiết các cấu trúc bất đối xứng đối l−u của các cơn bão đổ bộ dọc bờ biển nam Trung Quốc. Đánh giá này đ−ợc áp dụng đối với tr−ờng hợp cơn bão Kompasu. Sau khi đổ bộ, tâm mực thấp của cơn bão Kompasu đã chỉ ra độ nghiêng thẳng đứng về h−ớng tây. Sự phân bố của vùng đối l−u xung quanh tâm của nó cũng trở nên bất đối xứng. 4 Sự bất đối xứng này liên quan tới độ đứt gió giữa các mực 850 - 200 mb với vùng đối l−u chính đ−ợc tìm thấy ở vùng gió cuốn xuống của vectơ độ đứt [20]. Mô hình ph−ơng trình nguyên thủy nhiều mực quy mô vừa khu vực cũng đã đ−ợc dùng để dự báo sự đổ bộ và cấu trúc của bão nhiệt đới và chỉ ra ba vùng nhạy của mô hình trong việc dự báo các cơn bão đổ bộ là: Độ phân giải ngang - đặc tr−ng cho địa hình đồi núi; tác động của phân bố độ ẩm đất bề mặt đối với vấn đề đổ bộ và độ nhạy của cơn bão đối với các điều kiện biên [12]. Tuleva (1984) đã mô tả sự đổ bộ của các cơn bão nhiệt đới sử dụng mô hình l−ới tinh có thể di chuyển và đ−a ra một vài kết luận đáng quan tâm trong suốt thời kì đổ bộ: có sự thay đổi đáng kể trong quỹ đạo của cơn bão; sự giảm rõ rệt trong dải m−a một vài giờ sau đổ bộ và bão mô hình có c−ờng độ nhỏ hơn nên di chuyển chậm hơn. Nghiên cứu của ông năm 1994 về độ nhạy của sự phát triển và tan rã của cơn bão đến các điều kiện biên bề mặt và nhận thấy: sự giảm l−ợng bốc hơi qua bề mặt đất, gây ra chủ yếu bởi sự giảm nhiệt độ bề mặt đất gần lõi bão, làm bão không thể phát triển mạnh thêm [20], [21]. Jone (1987) đã sử dụng mô hình bão l−ới tinh và nhận thấy rằng l−ợng m−a vùng lõi bên trong, trong suốt thời gian đổ bộ lớn hơn tr−ờng hợp không đổ bộ. Ông cũng đề xuất rằng điều này là do những thay đổi trong các quá trình lớp biên và trong dòng đi vào theo ph−ơng bán kính khi bão đổ bộ [20]. Sự tiếp cận của cơn bão đến vùng có địa hình phức tạp cũng mang lại những thay đổi về cấu trúc và chuyển động. Trạng thái của các cơn bão d−ới ảnh h−ởng của các địa hình núi đ−ợc chứng minh trong một vài nghiên cứu, phần lớn sử dụng số liệu quan trắc và các mô tả mô hình. Chẳng hạn, Brand và Blelloch (1974) và Chang (1982) đã đánh giá trạng thái và ảnh h−ởng của các cơn bão đã gần Taiwan. Địa hình núi mô tả tr−ờng hợp này là vùng đất liền có quy mô ngang 300km và có các độ cao cực đại trên 2000m. Trong số đó các kết quả đáng chú ý nhất đã nhận đ−ợc từ nghiên cứu này đã chứng minh về các dao động quỹ đạo và c−ờng độ khi hoàn l−u bão tiếp cận gần bờ đến vùng đất liền. Nhìn chung, có sự suy giảm của cơn bão về c−ờng độ, sự gia tốc của chuyển động tịnh tiến và độ lệch quỹ đạo bắt đầu từ vùng phía xa vùng đổ bộ [32]. Bender (1987) đã nghiên cứu ảnh h−ởng của địa hình đảo 5 đến các cơn bão và nhận thấy những thay đổi về c−ờng độ liên quan rất lớn đến dự trữ năng l−ợng ẩn nhiệt và sự phù hợp theo ph−ơng thẳng đứng của hệ thống bão. Họ cũng nhận thấy rằng có sự sai lệch theo h−ớng bắc đối với xoáy bão khi tiếp cận với bờ biển Taiwan [23]. Đối với mô hình khu vực quy mô vừa, Dastoor và Krishnamurti (1991) nhấn mạnh tầm quan trọng của việc xử lý các biên bên, độ phân giải và đặc biệt là tham số độ ẩm đất trong việc dự báo bão. Cũng có nhiều tác giả đã nghiên cứu về tác động của độ ẩm đất đến cấu trúc và chuyển động của bão đổ bộ. Dastoor và Krishnamurti (1991) chỉ ra các tham số độ ẩm đất đã cải thiện cấu trúc và chuyển động của các cơn bão đổ bộ. Tuleya (1994) nhận thấy độ ghồ ghề bề mặt và độ ẩm đất giảm sẽ làm tăng sự tan rã của các cơn bão đổ bộ. Shen (2002) đã nghiên cứu các ảnh h−ởng của n−ớc bề mặt đất đến các cơn bão đổ bộ, bao gồm những thay đổi nhiệt độ bề mặt và ảnh h−ởng của chúng đến những thay đổi trong l−ợng nhiệt bề mặt (đốt nóng bề mặt), cấu trúc bão và c−ờng độ bão. Kimbail (2008) nghiên cứu tác động của các đặc tr−ng bề mặt đất khác nhau đối với phân bố m−a bão tr−ớc, trong và sau khi đổ bộ. Sự tan rã của c−ờng độ bão xảy ra là do sự giảm bốc hơi bề mặt và tăng ma sát khi cơn bão vào gần bờ. Các điều kiện bề mặt đất có thể điều khiển các thông l−ợng bề mặt đóng vai trò trong việc mô tả các cơn bão đổ bộ, đặc biệt là dự báo l−ợng m−a liên quan đến bão đổ bộ. Tuy nhiên, các chi tiết của tác động khí quyển- đất đối với sự đổ bộ của các cơn bão vẫn ch−a có những hiểu biết sâu sắc. Các mô tả của các cơn bão đổ bộ sử dụng các mô hình độ phân giải cao thực sự cần thiết để hiểu về những đặc tr−ng đó [12], [30]. Bên cạnh đó Krishnamurti (1994) cũng làm nổi bật việc cải thiện các tham số hóa đối l−u, làm tăng tr−ờng phân tích nhiệt độ mặt biển và sử dụng các quan trắc gió bề mặt bổ sung trong dự báo thành công cơn bão Băngladesh. Để nghiên cứu những đặc điểm đối l−u của bão thì đặc tr−ng của các ảnh h−ởng động lực học và nhiệt động lực đã quan trắc của các đám mây đ−ợc thực hiện trong mô hình giới hạn khu vực BMRC. Đặc tr−ng đối l−u này đ−ợc kiểm nghiệm trong các mô tả của các hiện t−ợng bão AMEX trong đó có số liệu kiểm nghiệm phù hợp trên quy mô synop (Davidson 1995) [20]. Những mô tả số trị với độ phân giải cao gần đây trong cộng 6 đồng những ng−ời làm mô hình đang đ−a ra những hiểu biết sâu sắc, mới mẻ về vai trò của các quá trình đối l−u trong sự tổ chức và tiến triển của cơn bão. Sử dụng các mô hình có độ phân giải quy mô mây theo ph−ơng ngang hiện tại cũng có thể phân tích đ−ợc các yếu tố đối l−u đơn lẻ trong môi tr−ờng bão của chúng [16], [17]. Về việc đánh giá sai số đổ bộ, khi nghiên cứu sự đổ bộ của các cơn bão ở vùng biển Đại Tây D−ơng, Mark D. Powell và Sim D. Aberson cũng đ−a ra định nghĩa các cơn bão đ−ợc coi là đổ bộ nếu vị trí tâm nội suy của mô hình đi qua đ−ờng bờ biển hoặc trong phạm vi bờ biển 75km. Đối với quỹ đạo dự báo song song với đ−ờng bờ biển nh−ng có thể chứa một vài vị trí thỏa mãn điều kiện đổ bộ thì vị trí gần nhất với bờ biển đ−ợc chọn. Nếu các vị trí tại các khoảng cách với đ−ờng bờ biển gần giống nhau thì vị trí sớm nhất đ−ợc chọn. Một vài cơn bão không đổ bộ nh−ng đi qua với khoảng cách đủ gần (bằng một lần bán kính gió cực đại bên trái hoặc hai lần bán kính gió cực đại bên phải so với tâm bão) với đất liền cũng thỏa mãn định nghĩa đổ bộ của NHC. Để đánh giá vị trí và thời điểm đổ bộ của các cơn đổ bộ vào bờ biển Hoa Kỳ, Powell và Aberson đã chia theo các ảnh h−ởng sau :
ảnh h−ởng của h−ớng quỹ đạo liên quan đến đ−ờng bờ biển : Những quỹ đạo đ−ợc phân thành hai loại là những quỹ đạo di chuyển so với đ−ờng bờ biển góc từ 45° - 90 ° và những quỹ đạo có h−ớng di chuyển so với đ−ờng bờ biển góc nhỏ hơn 45°.
Số liệu đ−ợc phân thành các dự báo đối với các cơn bão di chuyển chậm và các cơn bão di chuyển nhanh : liên quan đến tốc độ quan trắc trung bình tại thời điểm đổ bộ (5.2 m/s).
Các cơn bão cũng đ−ợc phân loại theo c−ờng độ tại thời điểm đổ bộ theo bảng gió Saffir Simpson. Các sai số đối với cơn bão yếu (cấp 1) và các cơn bão mạnh (cấp 2 -4) tại thời điểm đổ bộ cũng đ−ợc chỉ ra.
Các sai số liên quan đến đ−ờng bờ biển (Các sai số theo từng vùng) : Để hiển thị các sai số và sai số hệ thống sao cho chúng hiệu quả nhất đối với các dự báo viên và các cơ quan phòng chống bão lụt thì đ−ờng bờ biển đ−ợc chia thành các 7 vùng nhỏ khoảng 5° vĩ . Thời điểm dự báo trung bình và các sai số vị trí đổ bộ đ−ợc tính toán cho mỗi vùng [24]. 1.1.2. Sai số bão đổ bộ Khi một cơn bão có khả năng đổ bộ thì một yếu tố quan trọng của quá trình cảnh báo là đánh giá các sai số quỹ đạo mô hình có khả năng xảy ra của các dự báo viên. Vì vậy khi các dự báo viên tự tin hơn trong h−ớng dẫn khách quan đ−ợc cải thiện của họ thì cảnh báo càng chính xác hơn.  Định nghĩa sai số đổ bộ: Sai số đổ bộ bao gồm sai số về vị trí và thời điểm đổ bộ. Chúng đ−ợc xác định là vị trí và thời điểm tại đó tâm bão đi qua bờ biển dựa vào các thông tin chỉ thị bão đ−ợc cung cấp bởi các trung tâm dự báo. Mặc dù những ảnh h−ởng của sự tàn phá có thể xảy ra cách đó tr−ớc và sau thời điểm đổ bộ vài giờ và mở rộng vài trăm km từ điểm đổ bộ. Có bốn loại sai số đổ bộ có thể đ−ợc định nghĩa nh− sau:
Sai số vị trí tại thời điểm đổ bộ quan trắc (định nghĩa 1): Sai số vị trí đ−ợc định nghĩa nh− khoảng cách giữa vị trí quan trắc và dự báo tại thời điểm đổ bộ thực tế. Tại thời điểm đổ bộ đã quan trắc, vị trí dự báo của mô hình đ−ợc nội suy. Định nghĩa 1 giống với các đánh giá sai số truyền thống đ−ợc thực hiện tại các thời kì xác định 12 giờ, 24 giờ, 36 giờ, 48 giờ và 72 giờ nh−ng đ−ợc áp dụng qua phép nội suy của quỹ đạo dự báo và không cho phép tính toán sai số thời điểm đổ bộ.
Vị trí và thời điểm gần nhất đối với điểm đổ bộ (định nghĩa 2): Đ−ợc tính bằng khoảng cách ngắn nhất giữa vị trí và thời điểm đổ bộ quan trắc với vị trí và thời điểm nội suy của mô hình dự báo. Định nghĩa 2 cho phép tính toán cho các tr−ờng hợp bão không bao giờ đổ bộ. Tuy nhiên, khó xác định đ−ợc điểm dự báo gần nhất này.
Sai số vị trí tại thời điểm đổ bộ dự báo (định nghĩa 3): là khoảng cách giữa vị trí của quan trắc và dự báo tại thời điểm đổ bộ dự báo. Vị trí tâm quan trắc tại thời điểm đổ bộ dự báo đ−ợc tính bằng phép nội suy. Định nghĩa này bỏ qua các sai số thời điểm và cũng không cho phép xem xét các tr−ờng hợp có khả năng 8 xảy ra đổ bộ nh−ng không dự báo. Tuy nhiên, định nghĩa này cũng bao gồm các tr−ờng hợp dự báo vị trí đổ bộ nh−ng không xảy ra.
Các sai số vị trí và thời điểm đổ bộ giữa quan trắc và dự báo (định nghĩa 4): Các sai số vị trí và thời điểm có thể đ−ợc tính toán dựa vào các vị trí và thời điểm đổ bộ đã quan trắc và đã dự báo. Tuy nhiên, định nghĩa này không cho phép xem xét các tr−ờng hợp dự báo đổ bộ nh−ng không xảy ra [24]. Trong khuôn khổ luận văn này, tác giả sử dụng định nghĩa 4 để đánh giá sai số vị trí và thời điểm đổ bộ của các cơn bão đổ bộ vào bờ biển Việt Nam trong các mùa bão từ năm 2004 đến 2007. 1.2 Tổng quan về đồng hóa số liệu xoáy giả. Do bão hình thành và hoạt động trên các vùng đại d−ơng nhiệt đới, nơi có mạng l−ới quan trắc truyền thống hết sức th−a thớt, nên hầu hết các cơn bão đ−ợc biểu diễn không rõ và sai lệch vị trí trên tr−ờng phân tích (Weber và Smith, 1995). Những sai lệch ban đầu về vị trí và cấu trúc sẽ dẫn đến những sai số lớn hơn trong các b−ớc thời gian tích phân tiếp theo. Để nâng cao chất l−ợng dự bão báo, tr−ờng ban đầu cần biểu diễn tốt hơn vị trí, cấu trúc và c−ờng độ. Bài toán thực hiện quá trình này đ−ợc gọi là ban đầu hóa xoáy bão (hay ban đầu hóa xoáy). Ban đầu hóa xoáy là một bài toán phức tạp, và có thể sử dụng nhiều ph−ơng