Năm 2023: Tăng cường sử dụng AI để dự báo nắng mưa, bão lũ

Theo GS-TS Trần Hồng Thái, 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”, ông Thái cho biết.

Tổng Cục trưởng Tổng cục Khí tượng - thủy văn cho rằng, 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.

Điển hình như 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 KT-XH và đời sống nhân dân.

Theo ông Trần Hồng Thái, 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 trong việc thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội bền vững.

Trước sự bùng nổ về công nghệ thông tin, đối với ngành khí tượng thủy văn (KTTV) 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.

Nói rõ hơn về chuyển đổi số và tăng cường ứng dụng công nghệ thông tin, ông Thái cho biết, Tổng cục Khí tượng - thủy văn đã thay, đầu tư 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”, ông Thái cho biết.

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.

Về việc 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 Khí tượng - thủy văn 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 và 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 này cũng khai thác sử dụng 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.