Đẩy mạnh chuyển đổi số trong ngành quan trắc khí tượng

Diễn biến phức tạp của khí hậu những năm gần đây cho thấy vai trò quan trọng của công tác dự báo. Việc cảnh báo sớm giúp con người chủ động xây dựng các phương án ứng phó hiệu quả cũng như hạn chế thiệt hại. Thực tiễn nước ta chịu nhiều ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, vì thế yêu cầu ứng dụng khoa học-công nghệ hiện đại trong dự báo là vô cùng cần thiết.

Nâng cao chất lượng bản tin dự báo

Trung tâm Dự báo khí tượng thủy văn quốc gia, Cục Khí tượng thủy văn (Bộ Nông nghiệp và Môi trường) là một trong những đơn vị đi đầu thực hiện chuyển đổi số. Ông Mai Văn Khiêm, Giám đốc Trung tâm cho biết: Trí tuệ nhân tạo (AI), dữ liệu lớn (Big Data) đã được Trung tâm sử dụng cho công tác dự báo ở cả kỹ thuật chuyên môn và kỹ thuật vận hành. Khi xảy ra thiên tai khẩn cấp như bão, áp thấp, mưa lớn… cần chạy đua về thời gian, AI được sử dụng để hỗ trợ chuẩn hóa thuật ngữ chuyên môn, rà soát các lỗi. Việc sử dụng AI khi đó giúp dự báo viên hạn chế sai sót kỹ thuật, nâng cao tính chuyên nghiệp và thống nhất của hệ thống tin trước khi bản tin được phát hành.

Bên cạnh đó, AI cũng hỗ trợ lập trình và tự động hóa xử lý dữ liệu. Thay vì thực hiện nhiều bước trung gian, dự báo viên có thể sử dụng AI để viết nhanh các đoạn mã kết nối cơ sở dữ liệu. AI cũng giúp kết hợp các nền tảng đồ họa, chuyển dữ liệu số từ mô hình dự báo thành bản đồ tương tác, biểu đồ trực quan trong thời gian ngắn. AI cũng được ứng dụng để tự động trích xuất nội dung từ bản tin tổng hợp, tạo ra các sản phẩm chuyên biệt cho từng khu vực hoặc từng nhóm đối tượng.

Quan trọng hơn, AI hỗ trợ phân tích đồng thời hàng chục kịch bản từ các mô hình quốc tế khác nhau như IFS (Intergrated Forecasting System - là mô hình dự báo thời tiết số toàn cầu độ phân giải cao do Trung tâm dự báo thời tiết tầm trung châu Âu (ECMWF) phát triển); hay GFS (Global Forecast System - là hệ thống dự báo thời tiết toàn cầu) đánh giá xác suất và đề xuất kịch bản có khả năng cao nhất để dự báo viên tham khảo khi ra quyết định. Thậm chí, AI còn được dự báo viên sử dụng để nhận dạng các xoáy thuận nhiệt đới tương tự trong quá khứ để xây dựng kịch bản tác động, cũng như trong dự báo mưa cực ngắn (nowcasting) nhằm nâng cao khả năng cảnh báo sớm…

Bên cạnh AI, thời gian qua, việc tích hợp dữ liệu radar, vệ tinh và Internet vạn vật (IoT) đã được ứng dụng nhiều trong các bản tin dự báo. “Các ứng dụng khoa học-công nghệ tiên tiến giúp dự báo viên rút ngắn thời gian dự báo, cảnh báo, tăng khả năng phát hiện thiên tai cục bộ, giảm rủi ro thiệt hại”, ông Nguyễn Văn Hưởng, Trưởng phòng Dự báo Thời tiết (Trung tâm Dự báo khí tượng thủy văn quốc gia) khẳng định.

Ông Hưởng dẫn thực tế, với số lượng các trạm sử dụng thiết bị IoT (trạm đo mưa tự động, cảm biến độ ẩm đất, trạm quan trắc mực nước…) được lắp dày đặc thì các thông tin sẽ được chuyển đến dự báo viên để phân tích và xử lý. Ngay khi IoT đo được thông tin dữ liệu khí tượng thì radar và vệ tinh là thị giác giúp dự báo viên nhìn được các khối mây, cấu trúc mắt bão hay các dòng xiết trên cao một cách sắc nét, mạng lưới radar giúp theo dõi sự di chuyển của các ổ mây đối lưu theo không gian và thời gian.

Sự kết hợp các dữ liệu này như chồng lớp mây vệ tinh lên lớp phản hồi radar, kết hợp với lượng mưa thực tế từ trạm IoT giúp dự báo viên có thể phát hiện và đưa ra những cảnh báo sớm hơn, chính xác hơn…

Đối với mảng dự báo thủy văn, việc ứng dụng chuyển đổi số giúp cho kỹ thuật viên giảm đáng kể thời gian xử lý, hạn chế nhiều sai sót. Sức mạnh số có khả năng xử lý dữ liệu cực nhanh, phân tích khối lượng thông tin khổng lồ từ mô hình số, vệ tinh, radar; tối ưu hóa đầu ra mô hình; phát hiện mẫu hình thời tiết; hỗ trợ dự báo ngắn hạn; nhận diện nguy cơ thiên tai sớm…

Trong nhiều tình huống, AI cho kết quả rất nhanh và độ chính xác cao, nhất là khi có dữ liệu lịch sử lớn và các quy luật lặp lại tương đối rõ ràng. Điều này cực kỳ quan trọng trong việc đưa ra bản tin dự báo bão hoặc mưa lớn sớm hơn nhiều so với trước đây.

“Chuyển đổi số giúp giảm bớt áp lực trong khi hiệu quả làm việc tăng gấp nhiều lần. Nó đã thay đổi thực chất cách chúng tôi làm dự báo hằng ngày”, Trưởng phòng Dự báo thủy văn (Trung tâm Dự báo khí tượng thủy văn quốc gia) Phùng Tiến Dũng chia sẻ.

"Cộng sự ảo" của dự báo viên

Để hiểu vai trò quan trọng của chuyển đổi số đối với công tác dự báo, có thể “nhìn” cường độ làm việc mỗi ngày ở Trung tâm Dự báo khí tượng thủy văn quốc gia. Thực hiện yêu cầu có những bản tin cụ thể, cập nhật cho hàng trăm đối tượng, khu vực, thời điểm khác nhau, chỉ riêng mạng lưới trạm khí tượng thủy văn quốc gia hiện có 2.871 trạm, bao gồm 215 trạm khí tượng bề mặt; gần 4.000 trạm đo mưa tự động, 437 trạm thủy văn; 29 trạm hải văn; hàng trăm bóng thám không, radar thời tiết, ảnh mây vệ tinh; hàng nghìn mô hình dự báo số trị khí tượng toàn cầu và khu vực, các sản phẩm dự báo tổ hợp; các sản phẩm dự báo thủy văn, hải văn…

Chuyển đổi số trong công tác dự báo đã mang lại những kết quả tích cực. Ở trong nước, các ứng dụng khoa học-kỹ thuật đã cung cấp các dữ liệu tổng hợp, các dự kiến phương án… để gợi ý nội dung bản tin dự báo kịp thời, có tính chính xác cao. Trong hợp tác quốc tế, chuyển đổi số thông qua mạng lưới thông tin đồng bộ, thông minh và tích hợp nguồn dữ liệu lớn còn đóng góp và chia sẻ nhiều thông tin quan trắc cùng Tổ chức Khí tượng thế giới (WMO) cũng như các nước trong khu vực để nâng cao chất lượng cho mỗi bản tin hằng ngày.

AI, IoT… đối với ngành dự báo thời tiết giống như trợ lý ảo, chúng chưa thể thay thế con người bởi nhiều yếu tố, nhất là kinh nghiệm và kỹ năng phân tích, xử lý tình huống khẩn cấp, chưa có tiền lệ.

Giám đốc Trung tâm Dự báo khí tượng thủy văn quốc gia Mai Văn Khiêm cho biết: “Thời gian tới, trước diễn biến phức tạp của thời tiết, cũng như tiến bộ của khoa học-kỹ thuật thế giới, ngành dự báo thời tiết cần liên tục đổi mới, triệt để thực hiện chuyển đổi số, nâng cấp trang thiết bị đồng thời với đầu tư nâng cao năng lực, trình độ của dự báo viên để có thể làm chủ công nghệ nhằm tiếp tục nâng cao hiệu quả công tác dự báo, đáp ứng yêu cầu đặt ra”.