Ngành khí tượng thủy văn - Chia sẻ thông tin thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội bền vững

Chủ đề của Việt Nam 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 mỗi 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 (BĐKH), giảm thiểu tác động suy thoái môi trường. Đây cũng là dịp tôn vinh những đóng góp của các cơ quan khí tượng thủy văn (KTTV) 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 (BĐKH).

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 BĐKH, 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. BĐKH làm cho xu hướng nhiệt độ trung bình toàn cầu tăng lên, trong khi đó 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.

BĐKH đã và đang có những ảnh hưởng lớn đến 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.

Trong đó, có thể kể đến các trận mưa đặc biệt lớn vào đầu tháng 8/2015 tại Quảng Ninh. Gần đây nhất, đợt mưa từ ngày 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 20/4/2019, giá trị nhiệt độ cao nhất từ trước đến nay được quan trắc tại Việt Nam tại Trạm khí tượng Hương Khê (Hà Tĩnh) là 43,4 độ C.

Chỉ trong khoảng 5 năm, Việt Nam 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 BĐKH, ngành KTTV thường xuyên giám sát các biểu hiện của BĐKH, 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.

 GS.TS. Trần Hồng Thái, Tổng cục trưởng Tổng cục Khí tượng Thủy văn, Phó Chủ tịch Hiệp hội Khí tượng Châu Á

Các nhiệm vụ trong tâm ngành KTTV đang thực hiện là: phát triển, hiện đại hóa hệ thống trạm KTTV; tích hợp, lồng ghép giữa mạng lưới trạm KTTV quốc gia với các trạm quan trắc trong ngành TN&MT và đồng bộ, liên thông với các trạm KTTV của các bộ, ngành, địa phương, tổ chức, cá nhân; phát triển và hiện đại hóa công nghệ dự báo KTTV, 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.

Ngoài ra, đánh giá tổng thể và phân vùng chi tiết rủi ro thiên tai KTTV; thúc đẩy chuyển đổi số, ứng dụng nền tảng số và dữ liệu số trong công tác của Tổng cục KTTV, quản lý vận hành hệ thống dự báo KTTV quốc gia, mạng lưới quan trắc KTTV quốc gia.

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

Để có thể chia sẻ, cần có thông tin. Thông tin dự báo thời tiết, khí hậu và tài nguyên nước không chỉ giảm thiểu thiệt hại do thiên tai gây ra, mà 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 KTTV ngày càng lớn hơn cũng như mong muốn và mục tiêu của ngành khí tượng thế giới nói chung, ngành KTTV Việt Nam nói riêng trong việc thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội bền vững.

Để các thông tin KTTV 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 KTTV, thông tin, dữ liệu KTTV 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 KTTV ngoài việc tổ chức đào tạo con người, hiện đại hóa, cũng cần đẩy mạnh việc sử dụng công nghệ thông tin, thực hiện chuyển đổi số tạo đột phá trong công tác KTTV. Những người làm trong ngành KTTV chính là những người hiểu rõ nhất BĐKH ngày càng khốc liệt, thiên tai thời tiết diễn biến không theo quy luật, do đó 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. Như vậy, việc chuyển đổi số trong ngành KTTV đang tập trung chính vào phương thức sản xuất ra các bản tin dự báo KTTV và ở 2 khía cạnh gồm ứng dụng được phát triển mạnh của thời kì 4.0 (ví dụ như các công cụ mới dựa trên Big-data, AI) trong quá trình tạo ra bản tin dự báo KTTV và cả việc 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 KTTV 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, hệ thống các máy tính bó song song còn một số hạn chế, nhưng hiện nay, tại Tổng cục KTTV, hệ thống này 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 KTTV 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 KTTV 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 KTTV và đã bước đầu mang lại hiệu quả nhất định.

Trong đó, phải kể đến việc ứng dụng triển khai hệ thống cơ sở dữ liệu dùng chung CDH của ngành, công cụ hiệu chỉnh dự báo số trong hệ thống hỗ trợ dự báo SmartMET để tạo ra các bản tin dự báo điểm. Hay ứng dụng công nghệ WEB-GIS trong việc tạo ra các bản tin cảnh báo cho Trung tâm hỗ trợ dự báo thời tiết nguy hiểm khu vực Đông Nam Á, thiết lập bổ sung các dự báo điểm và cho phép lựa chọn linh hoạt trên nền tảng web cho lãnh thổ nước Lào trong phạm vi của biên bản ghi nhớ giữa Việt Nam và Lào từ năm 2021 đến nay.

 Việc chuyển đổi số trong ngành KTTV tập trung chính vào phương thức sản xuất ra các bản tin dự báo KTTV

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 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 KTTV.

Cụ thể, Tổng cục 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 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.

Ngành KTTV luôn nhận 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 KTTV đáp ứng yêu cầu xây dựng và bảo vệ Tổ quốc và Chiến lược phát triển ngành KTTV đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2045 đều được ban hành vào 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 KTTV. Đây là động lực, yêu cầu mạnh mẽ của Đảng, Nhà nước vào một ngành KTTV hiện đại, tiên tiến trong tương lai không xa.

GS.TS. Trần Hồng Thái - Tổng cục trưởng Tổng cục Khí tượng Thủy văn, Phó Chủ tịch Hiệp hội Khí tượng Châu Á, Đại diện thường trực của Việt Nam tại Tổ chức Khí tượng Thế giới