Ứng dụng công nghệ trong khí tượng thuỷ văn để cảnh báo sớm, giảm thiểu thiệt hại do thiên tai gây ra

Chủ đề của Ngày Khí tượng thế giới năm 2023 là “Thời tiết, khí hậu và nước - Tương lai qua các thế hệ” nhằm phản ánh các vấn đề về biến đổi khí hậu, thời tiết, nhiệt độ và tài nguyên nước đang diễn ra phổ biến và dữ dội trên thế giới. 

Phóng viên Báo Tin tức đã có cuộc trao đổi với ông Trần Hồng Thái - Tổng cục trưởng Tổng cục Khí tượng thuỷ văn xoay quanh chủ đề này.

Thưa ông, Ngày Khí tượng thế giới năm nay được cụ thể hóa cho Việt nam là : "Thông tin thời tiết, khí hậu và tài nguyên nước góp phần phát triển kinh tế - xã hội bền vững cho hôm nay và mai sau". Xin ông cho biết ý nghĩa của chủ đề này?

Ngày Khí tượng thế giới năm nay, chủ đề tuyên truyền của Việt Nam “Thông tin thời tiết, khí hậu và tài nguyên nước góp phần phát triển kinh tế - xã hội bền vững cho hôm nay và mai sau” có ý nghĩa khẳng định giá trị của thông tin, thời tiết, khí hậu và tài nguyên nước đối với xã hội đồng thời kêu gọi trách nhiệm của mỗi một cá nhân trên thế giới cần thể hiện vai trò và trách nhiệm trước cuộc sống hiện tại và tương lai nhằm chủ động thích ứng với biến đổi khí hậu, giảm thiểu tác động suy thoái môi trường. Đây cũng là dịp tôn vinh những đóng góp của các cơ quan khí tượng thuỷ văn trên khắp thế giới đối với việc bảo vệ tính mạng và tài sản của con người trước tác động của thiên tai, biến đổi khí hậu.

Hiện nay, các tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu đến thời tiết và tài nguyên nước đang diễn ra phổ biến trên toàn cầu. Theo ông, các vấn đề này có mối quan hệ với nhau hay không và thời gian qua, ngành khí tượng thuỷ văn đã và đang thực hiện những công việc gì để giải quyết các vấn đề này?

Khí hậu, thời tiết và tài nguyên nước là một vòng tuần hoàn, trong đó khí hậu là vòng tuần hoàn lớn bao trùm, với sự biến đổi của khí hậu, kéo theo sự biến đổi của thời tiết mà nhiệt độ và phân bố mưa hay nguồn tài nguyên nước mặt là những hệ quả trực tiếp; sự biến đổi khí hậu làm cho xu hướng nhiệt độ trung bình toàn cầu tăng lên, tuy nhiên các nghiên cứu còn cho thấy sự gia tăng của nhiệt độ cực trị, số ngày nắng nóng, đồng thời số ngày rét đậm, rét hại giảm, nhưng lại xuất hiện các đợt rét dị thường; phân bố lượng mưa có sự thay đổi theo không gian và thời gian.

Biến đổi khí hậu hiện đã và đang có những ảnh hưởng lớn tới tài nguyên nước ở Việt Nam. Mưa lớn và đặc biệt lớn xảy ra thường xuyên trên diện rộng và cục bộ đã gây lũ lớn, ngập lụt, lũ quét, sạt lở đất nghiêm trọng tại nhiều khu vực trên phạm vi toàn quốc, có thể kể đến trận mưa đặc biệt lớn kéo dài 5 ngày cuối tháng 7, đầu tháng 8/2015 tại Quảng Ninh. Năm 2019, đợt mưa lớn kỷ lục ở đảo Phú Quốc từ ngày 2/8 đến ngày 9/8 (8 ngày) đã lên tới 1158mm (chiếm 40% tổng lượng mưa năm) hay gần đây nhất đợt mưa từ 14-16/10/2022 tại Huế và Đà Nẵng với lượng mưa ngày trên 700mm ghi nhận tại Đà Nẵng gây ngập úng nghiêm trọng. Lũ quét và sạt lở đất cũng xảy ra nhiều hơn, khốc liệt hơn ở vùng núi Bắc Bộ, Tây Nguyên và Trung Bộ, nắng nóng gay gắt hơn.

Ngày 20 tháng 4 năm 2019, nhiệt độ quan trắc được tại trạm khí tượng Hương Khê (Hà Tĩnh) là 43,4 độ C, là giá trị nhiệt độ cao nhất từ trước đến nay được quan trắc tại Việt Nam. Chỉ trong khoảng 5 năm chúng ta đã phải đối mặt với hai mùa khô hạn hán, xâm nhập mặn đặc biệt nghiêm trọng (2015/2016 và 2019/2020), ảnh hưởng lớn đến kinh tế - xã hội và đời sống nhân dân.

Để giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu, ngành khí tượng thuỷ văn thực hiện theo đúng chức năng nhiệm vụ được giao đó là thường xuyên giám sát các biểu hiện của biến đổi khí hậu, mà quan trọng nhất là các đợt thiên tai thông qua hoàn thiện thể chế, quản lý công tác quan trắc, dự báo và truyền tin. Mục tiêu chung là phục vụ hiệu quả công tác phòng, chống thiên tai, phát triển bền vững kinh tế - xã hội, đảm bảo quốc phòng, an ninh trên phạm vi cả nước. 

Các nhiệm vụ trong tâm ngành khí tượng thuỷ văn đang thực hiện là phát triển, hiện đại hóa hệ thống trạm khí tượng thuỷ văn; tích hợp, lồng ghép giữa mạng lưới trạm khí tượng thuỷ văn quốc gia với các trạm quan trắc trong ngành tài nguyên và môi trường và đồng bộ, liên thông với các trạm khí tượng thuỷ văn của các bộ, ngành, địa phương, tổ chức, cá nhân; phát triển và hiện đại hóa công nghệ dự báo khí tượng thuỷ văn, nghiên cứu ứng dụng giải pháp công nghệ hiện đại trong dự báo, cảnh báo bão, mưa lớn, dông, lốc, sét, lũ, lũ quét, sạt lở đất; đánh giá tổng thể và phân vùng chi tiết rủi ro thiên tai khí tượng thuỷ văn; thúc đẩy chuyển đổi số, ứng dụng nền tảng số và dữ liệu số trong công tác của Tổng cục Khí tượng thuỷ văn, quản lý vận hành hệ thống dự báo, mạng lưới quan trắc khí tượng thuỷ văn quốc gia.

Một trong những giải pháp để thực hiện nhiệm vụ nêu trên là tăng cường hợp tác quốc tế nhằm chia sẻ nguồn dữ liệu khí tượng thuỷ văn, tài nguyên nước, tiếp cận khoa học công nghệ hiện đại để nâng cao năng lực dự báo, cảnh báo khí tượng thuỷ văn, đảm bảo an ninh nguồn nước.

Tổng cục Khí tượng thuỷ văn đã ứng dụng mạnh mẽ công nghệ thông tin, thực hiện chuyển đổi số tạo đột phá trong công tác khí tượng thuỷ văn để đáp ứng yêu cầu thực tiễn hiện nay như thế nào, thưa ông?

Thông tin dự báo thời tiết, khí hậu và tài nguyên nước ngoài mục đích giảm thiểu thiệt hại do thiên tai gây ra, còn là tiền đề để góp phần phát triển kinh tế xã hội bền vững cho hôm nay và mai sau. Điều này thể hiện vai trò, trách nhiệm của khí tượng thủy văn ngày càng lớn hơn cũng như mong muốn và mục tiêu của ngành khí tượng thế giới nói riêng, ngành khí tượng thủy văn Việt Nam nói chung trong việc thúc đẩy phát triển kinh tế-xã hội bền vững.

Để các thông tin khí tượng thủy văn đi vào cuộc sống cần có sự chung tay của các cấp, các ngành trong việc đẩy mạnh công tác tuyên truyền, giáo dục, nâng cao nhận thức và trách nhiệm của cán bộ, đảng viên, các tầng lớp nhân dân, nhất là người đứng đầu các cơ quan, tổ chức, doanh nghiệp về vai trò, vị trí, tầm quan trọng của công tác khí tượng thuỷ văn, thông tin, dữ liệu khí tượng thuỷ văn phải được xác định là cơ sở quan trọng trong quá trình xây dựng và thực hiện các quy hoạch, chiến lược, kế hoạch phát triển kinh tế-xã hội, quốc phòng, an ninh của các cấp, các ngành.

Trước sự bùng nổ về công nghệ thông tin, đối với ngành khí tượng thuỷ văn ngoài việc tổ chức đào tạo con người, hiện đại hóa thì ngành khí tượng thủy văn cũng đẩy mạnh việc sử dụng công nghệ thông tin, thực hiện chuyển đổi số tạo đột phá trong công tác khí tượng thủy văn, vì chúng tôi là người hiểu rõ nhất sự biến đổi khí hậu ngày càng khốc liệt, thiên tai thời tiết diễn biến không theo quy luật, việc ứng dụng công nghệ cao là một trong những giải pháp đột phá nhằm tăng cường giám sát và nâng cao chất lượng dự báo thiên tai.

Chuyển đổi số là quá trình thay đổi tổng thể và toàn diện của các cá nhân, tổ chức về cách sống, cách làm việc và phương thức sản xuất dựa trên các công nghệ số. Việc chuyển đổi số trong ngành khí tượng thuỷ văn đang tập trung chính vào phương thức sản xuất ra các bản tin dự báo và ở 2 khía cạnh gồm ứng dụng được phát triển mạnh của thời kì 4.0 trong quá trình tạo ra bản tin dự báo khí tượng thuỷ văn, tiếp cận cập nhật, hỗ trợ các sản phẩm cốt lõi để dự báo viên tạo ra các sản phẩm dự báo – là dữ liệu dự báo từ các mô hình số trị, dữ liệu viễn thám trong giám sát và cảnh báo-dự báo cực ngắn. 

Sản phẩm cuối cùng của những sự thay đổi này chính là một cơ sở dữ liệu dự báo khí tượng thuỷ văn dạng số sẵn sàng ứng dụng một cách linh hoạt cho mọi nền tảng và làm đầu vào cho các loại mô hình cảnh báo dự báo khác (dự báo tác động, tài chính dựa trên dự báo…)

Trong những năm qua  ngoài hệ thống các máy tính bó song song còn một số hạn chế thì nay tại Tổng cục khí tượng thủy văn đã được thay bằng hệ thống siêu máy tính CrayXC40 - hệ thống tính toán dành cho bài toán dự báo khí tượng mạnh trong khu vực Đông Nam Á. Hệ thống này được đánh giá tương đương với hệ thống CrayXC40 của Cơ quan khí tượng Singapore. Hệ thống CrayXC40 của Việt Nam được trang bị 56 máy chủ tính toán với trên 2.100 bộ vi xử lý, cho phép đạt năng lực tính toán đạt xấp xỉ 80TFLOPS và thực hiện bài toán dự báo thời tiết ở quy mô 2- 3km cho toàn bộ lãnh thổ Việt Nam và Biển Đông, dự báo 3 ngày trong thời gian 30 - 40 phút.

Với hệ thống siêu máy tính này, ngành khí tượng thủy văn đã và đang thực hiện đồng hóa số liệu, tích hợp toàn bộ các hệ thống quan trắc thời gian thực, bao gồm vệ tinh, radar, quan trắc bề mặt, đo mưa tự động, trên cơ sở đó đưa ra các tính toán, phân tích dự báo các hiện tượng thời tiết cực đoan trong tương lai, từ ngày, tuần đến tháng.

Tổng cục đã phối hợp với các viện nghiên cứu, các trung tâm nghiên cứu toán, AI cập nhật, đưa vào các công cụ mới để tăng cường được tính tự động hóa, số hóa trong việc thiết lập các loại hình bản tin dự báo khí tượng thuỷ văn và đã bước đầu mang lại hiệu quả nhất định.

Ông Trần Hồng Thái chia sẻ nhân ngày khí tượng thế giới 2023:

Tổng cục cũng bổ sung tăng cường chất lượng của các dự báo từ mô hình số trị (như dự báo định lượng mưa, dự báo cường độ bão, dự báo thời tiết tới 10 ngày), Tổng cục đang tiếp cận theo định hướng hợp tác, phát triển liên ngành giữa các cơ quan, đơn vị có kinh nghiệm trong việc áp dụng các công nghệ mới để cùng nhau giải quyết bài toán dự báo khí tượng thuỷ văn. Cụ thể là việc đã thiết lập các đề tài, dự án từ cấp bộ đến cấp nhà nước về ứng dụng AI trong dự báo các hiện tượng khí tượng-thủy văn-hải văn nguy hiểm (cảnh báo dông cực ngắn, nhận dạng bão/áp thấp nhiệt đới hoạt động trên Biển Đông, hậu xử lý mô hình, dự báo dị thường dòng chảy thủy văn, dự báo nước biển dâng-sóng lớn).

Tổng cục cũng khai thác sử dụng hệ thống hệ thống trực quan hóa và biên tập dữ liệu dự báo khí tượng (SmartMet) từ năm 2019. SmartMet tích hợp nhiều loại số liệu quan trắc và số liệu của nhiều mô hình, có thể mở được cùng lúc trên một bản đồ làm việc, dễ dàng cho việc so sánh. Với SmartMet, dự báo viên có thể tùy chỉnh hiển thị, phân tích các thông số đặc trưng khí quyển tùy theo mục đích dự báo. Ngoài ra, dự báo viên có thể sử dụng kinh nghiệm của mình trong quá trình thực hiện hiệu chỉnh các sản phẩm dự báo.

Được sự quan tâm của Đảng, chính phủ thể hiện thông qua Chỉ thị số 10-CT/TW của Ban Bí thư về tăng cường sự lãnh đạo của Đảng đối với công tác khí tượng thủy văn đáp ứng yêu cầu xây dựng và bảo vệ Tổ quốc và Chiến lược phát triển ngành khí tượng thủy văn đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2045 đều được ban hành vào thời điểm cuối năm 2021. Hai văn bản pháp lý quan trọng này đều khẳng định tầm quan trọng của đổi mới sáng tạo, chuyển đổi số, ứng dụng khoa học - công nghệ tiên tiến trong hoạt động khí tượng thủy văn. Đây là động lực, yêu cầu mạnh mẽ của Đảng, Nhà nước vào một ngành khí tượng thủy văn hiện đại, tiên tiến trong tương lai không xa.

Trân trọng cảm ơn ông!