Chuyển đổi số - cú hích cho ngành khí tượng thủy văn

Những bước chuyển đổi số đầu tiên
Trong bối cảnh 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 nâng cao chất lượng dự báo.
Trong nhiều cuộc họp, Tổng cục Trưởng Tổng cục Khí tượng thủy văn, GS, TS. Trần Hồng Thái luôn đau đáu điều này, ông luôn tìm cách thúc đẩy quá trình chuyển đổi số, hiện đại hóa các hoạt động quan trắc, truyền tin, dự báo khí tượng thủy văn.
Có thể nói, điểm nhấn thành công đầu tiên của công cuộc chuyển đổi số tại Tổng cục Khí tượng thủy văn là ứng dụng hệ thống trực quan hóa và biên tập dữ liệu dự báo khí tượng (SmartMet) từ năm 2019.

Điểm hỗ trợ quan trắc viên đắc lực nhất là 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 cho các thông số dự báo theo mục đích sử dụng cũng như việc thêm 2 - 3 thông số dự báo khác nhau trên cùng bản đồ làm việc. Ngoài ra, dự báo viên có thể sử dụng kinh nghiệm của mình trong quá trình thực hiện các sản phẩm dự báo.
GS, TS. Trần Hồng Thái chia sẻ, để thực hiện các bài toán dự báo khí tượng thủy văn, ngành phải sử dụng các siêu máy tính với tốc độ tính toán cực lớn và cực nhanh. Trước đây, Tổng cục sử dụng các máy tính bó song song còn một số hạn chế thì nay 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.
“Đây cũng là hệ thống ứng dụng công nghệ “Xanh” để đảm bảo tiết kiệm năng lượng và ít tạo ra các nguồn độc hại cho môi trường làm việc” - GS.TS Trần Hồng Thái cho biết.
Hướng tới tương lai
Với những ứng dụng công nghệ hiệu quả, có trọng điểm, ngành khí tượng thủy văn Việt Nam đang dần rút ngắn thời gian dự báo, nâng độ tin cậy của bản tin.
Hiện ngành đang thực hiện cảnh báo bão sớm trước 5 ngày, dự báo, cảnh báo áp thấp nhiệt đới trước 3 ngày. Dự báo, cảnh báo mưa lớn trước 2 - 3 ngày với độ tin cậy khoảng 75%; cảnh báo rét đậm, rét hại trước 2 - 3 ngày với độ tin cậy 80 - 90%; cảnh báo lũ trên các sông khu vực miền Trung, Tây Nguyên trước 1 - 2 ngày, các sông khu vực Bắc Bộ, Nam Bộ trước 3 - 5 ngày thường đạt 70 - 80%; cảnh báo các đợt nắng nóng diện rộng trước từ 2 - 3 ngày có độ tin cậy 70%.
Chất lượng dự báo được nâng lên đã mang đến hiệu quả rõ ràng trong giảm thiểu thiệt hại thiên tai. Sự góp sức của ngành khí tượng thủy văn đã góp phần giảm khoảng 2/3 thiệt hại do thiên tai gây ra so với năm 2017, tương ứng với 40.000 tỷ đồng. Năm 2019, hạn hán và xâm nhập mặn xảy ra với quy mô lớn và mức độ khốc liệt nghiêm trọng nhất trong lịch sử, song nhờ dự báo sớm, mức độ thiệt hại về sản xuất nông nghiệp chỉ bằng khoảng 9% so với năm 2016.
Tiếp nối những kết quả đó, ngành khí tượng thủy văn đang tiếp tục có những bước đi mạnh mẽ trên con đường ứng dụng công nghệ tiên tiến vào hoạt động.

Tổng cục Trưởng Trần Hồng Thái khẳng định, thời gian tới, để hoàn thiện mục tiêu đề ra, ngành khí tượng thủy văn sẽ thực hiện đầu tư thiết bị, công nghệ quan trắc, thu thập và xử lý số liệu tự động đối với mạng lưới trạm khí tượng bề mặt, khí tượng trên cao, thủy văn, hải văn; bổ sung mạng lưới trạm đo mưa tự động, đặc biệt tại những nơi thường xảy ra lũ quét, sạt lở đất, ngập lụt như miền núi phía Bắc, miền Trung và Tây Nguyên thông qua đầu tư từ ngân sách Nhà nước, xã hội hóa và thuê dịch vụ; ứng dụng phương tiện bay không người lái, số liệu vệ tinh quan trắc trái đất, công nghệ siêu âm, công nghệ ra đa, công nghệ laser, camera kỹ thuật số trong lĩnh vực khí tượng thủy văn.
Ngành sẽ tiếp tục tích hợp, lồng ghép giữa mạng lưới trạm khí tượng thủy văn quốc gia với các trạm quan trắc của ngành TN&MT và các Bộ, ngành, địa phương khác. Đẩy mạnh nghiên cứu, ứng dụng công nghệ số, tự động hóa, viễn thám; từng bước làm chủ công nghệ thám sát bằng phương tiện bay, vệ tinh khí tượng, mô hình tính toán toàn cầu về khí tượng, mô hình thủy văn hiện đại; triển khai các đề án, dự án và các chương trình khoa học công nghệ trọng điểm về khí tượng thủy văn.
Để bước vào hành trình chuyển đổi số một cách mạnh mẽ và chuyên nghiệp, tháng 3/2021, Tổng cục Khí tượng thủy văn đã ký kết với Tập đoàn Công nghiệp - Viễn thông Quân đội (Viettel) nhằm ứng dụng công nghệ thông tin, điện tử viễn thông cho ngành, thực hiện cuộc cách mạng 4.0 và hiện thực hóa Chiến lược phát triển ngành đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2045.
Ông Phạm Anh Đức, Phó Tổng Giám đốc Tổng Công ty Giải pháp doanh nghiệp Viettel (Tập đoàn Viettel) cho rằng, ngành khí tượng thủy văn cần triển khai giải pháp hệ thống mạng kết nối vạn vật (IoT) trong việc thu thập, quan trắc môi trường như đo mưa, không khí, nhiệt độ, độ ẩm, gió… giúp tự động hóa, rút ngắn thời gian quan trắc, nâng cao độ chính xác trong thu thập dữ liệu. Đồng thời, ứng dụng công nghệ Big Data để xây dựng kho dữ liệu; Áp dụng công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) trong phân tích, áp dụng các mô hình tiên tiến trên thế giới….
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.