Đại diện các tổ chức, doanh nghiệp nhận Giải thưởng Vietnam Digital Awards 2021

Trăn trở việc nâng cao kết quả dự báo

Theo ông Nguyễn Vinh Thư, Giám đốc Đài Khí tượng Cao không, trong nghiệp vụ dự báo khí tượng thủy văn, chất lượng bản tin dự báo phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng nguồn số liệu khí tượng cao không, đặc biệt là nguồn số liệu ra đa thời tiết phục vụ công tác cảnh báo, dự báo các hiện tượng thời tiết nguy hiểm như dông, tố, lốc, bão, áp thấp nhiệt đới... Những hiện tương thời tiết này cũng là vấn đề khó dự báo chính xác. Đứng trước thực tế đó, dựa trên nguồn thiết bị sẵn có của hệ thống, Đài Khí tượng Cao không đã tập trung xây dựng công nghệ xử lý dữ liệu ra đa thời tiết phục vụ bài toán đồng hóa số liệu vào mô hình dự báo thời tiết số (NWP).

Mặc dù công tác dự báo, cảnh báo thiên tai thời gian qua đã có nhiều tiến bộ, xong biến đổi khí hậu, thiên tai dự báo sẽ ngày càng cực đoan, khó lường. Do đó, để có những bản tin dự báo chính xác hơn, cần tăng cường áp dụng khoa học, công nghệ trong công tác dự báo, nhằm cải thiện chất lượng dự báo, cảnh báo các hiện tượng thời tiết nguy hiểm; đặc biệt là cải thiện chất lượng định lượng mưa, dự báo định lượng mưa trong các trường hợp mưa lớn phục vụ việc theo dõi và giám sát bão và áp thấp nhiệt đới trên khu vực Biển Đông.

Ông Nguyễn Vinh Thư nhấn mạnh, mưa lớn xảy ra trong thời gian ngắn là một loại thiên tai khí tượng nguy hiểm, tuy nhiên do thời gian xảy ra ngắn và cường độ mưa lớn nên độ chính xác của dự báo mưa lớn trong thời gian ngắn vẫn là một thách thức trong công tác dự báo. Hiện tại, các dự báo về lượng mưa lớn trong thời gian ngắn chủ yếu được thực hiện bằng các mô hình số trị quy mô trung bình và quy mô nhỏ, độ chính xác chủ yếu phụ thuộc vào việc cải thiện độ chính xác của trường ban đầu. Đồng hóa dữ liệu là một trong những phương pháp để cải thiện hiệu quả các điều kiện ban đầu trong mô hình dự báo thời tiết số, và ra đa thời tiết Đốp-le là một trong những dữ liệu quan trắc quan trọng cho các hệ thống thời tiết quy mô nhỏ và trung bình. Do đó, việc đồng hóa hiệu quả các quan sát của ra đa thời tiết Đốp-le có ý nghĩa to lớn đối với việc nâng cao độ chính xác của các dự báo lượng mưa lớn trong thời gian ngắn.

Hiện nay tại Việt Nam có tất cả 10 hệ thống ra đa Đốp-le (Pha Đin, Việt Trì, Phù Liễn, Vinh, Đông Hà, Tam Kỳ, Pleiku, Quy Nhơn, Nha Trang, Nhà Bè) với hai nhà sản xuất chính là Phần Lan và Nhật Bản. Trong đó các hệ thống ra đa Pha Đin, Việt Trì, Pleiku, Quy Nhơn, Nha Trang là các hệ thống ra đa phân cực kép; còn lại là các hệ thống ra đa phân cực đơn. 10 hệ thống ra đa này đã bao phủ được gần như toàn bộ khu vực lãnh thổ Việt Nam, ngoại trừ một vài khu vực bị che khuất do núi cao.

Việc khai thác được dữ liệu ra đa của 10 trạm này đưa vào đồng hóa trong mô hình số trị hứa hẹn sẽ đem lại nhiều kết quả khả quan cho việc cải thiện định lượng mưa và dự báo định lượng mưa tại Việt Nam. Việc đồng hóa dữ liệu ra đa có các ưu điểm là có độ phân giải thời gian và không gian cao ở quy mô đối lưu; các quan trắc gió vi vật lý mây đều được ra đa quan trắc tốt; các quan trắc ra đa có độ chính xác; các quan trắc ra đa hầu như diễn ra ở mức thấp của khí quyển.

Hệ thống ra đa có thể ước tính được lượng mưa ít nhất trong vòng bán kính 200-300 km mỗi ra đa cũng như lớp biên bởi sự phản hồi trở lại của mỗi trường không mây trong vòng bán kính 50-120 km. Các phép đo đạc này có độ phân giải thời gian, không gian cao và độ chính xác tốt (sai số ngẫu nhiên của vận tốc xuyên tâm hơn 1 m/s) nhưng chúng cũng có những giới hạn đối với vận tốc xuyên tâm và phản hồi vô tuyến. Các đại lượng này là cần thiết cho việc mô phỏng ban đầu của các mô hình số trị quy mô đối lưu cần khôi phục. Để thu được trường ban đầu cho các mô hình số trị một cách tốt nhất, trước khi đồng hóa dữ liệu ra đa việc cần thiết đầu tiên là thực hiện kiểm soát chất lượng dữ liệu ra đa thật tốt.

Khẳng định sự năng động, sáng tạo của đội ngũ làm nghề

Theo ông Nguyễn Vinh Thư, nhận thức đúng đắn vai trò, vị trí của Đài trong công tác phục vụ dự báo thời tiết giảm nhẹ thiên tai, Đài Khí tượng Cao không đã từng bước áp dụng và chuyển đổi số hóa các nhiệm vụ chính trị được giao, đặc biệt trong việc xây dựng “Công nghệ xử lý dữ liệu ra da thời tiết phục vụ bài toán đồng hóa số liệu vào mô hình dự báo thời tiết số tại Tổng cục Khí tượng Thủy văn” phục vụ bài toán dự báo cũng như cung cấp đầu vào cho các sản phẩm chạy trên Website của Đài, Tổng cục Khí tượng Thủy văn phục vụ cộng đồng. Hiện nay, các sản phẩm này đang hỗ trợ tốt cho công tác dự báo thời tiết, cảnh báo lũ quét và sạt lở đất tại Tổng cục Khí tượng Thủy văn nói riêng và Bộ Tài nguyên và Môi trường nói chung.

Kết quả nổi bật của sản phẩm là việc số hóa công tác xử lý, tạo lập bộ dữ liệu khí tượng cao không cũng như tạo ra các sản phẩm thời tiết để cung cấp cho các đơn vị dự báo trực thuộc Tổng cục Khí tượng Thủy văn tạo được cơ sở số liệu đồng nhất, lưu trữ khoa học giúp cho các đơn vị khai thác một cách thuận lợi và hiệu quả nhất, tận dụng được tất cả các nguồn số liệu vào công tác phục vụ dự báo, cảnh báo thời tiết. Các sản phẩm ước lượng, dự báo định lượng mưa từ 1-3 giờ, sản phẩm tổ hợp các ảnh ra đa thời tiết là các sản phẩm được số hóa từ những nguồn số liệu, chủng loại ra đa khác nhau phục vụ hữu ích trong việc cung cấp nguồn thông tin số hóa chất lượng cao trong nghiệp vụ dự báo.

Khẳng định sự nổi trội, tính năng sáng tạo và đột phá trong hoạt động chuyển đổi số của sản phẩm hiện tại so với trước khi chưa áp dụng việc chuyển đổi số, ông Nguyễn Vinh Thư cho biết, đó là xây dựng được phần mềm xử lý các loại dữ liệu ra đa khác nhau trong mạng lưới ra da của Tổng cục Khí tượng Thủy văn; xử lý được nhiều loại dữ liệu gây sai số của dữ liệu ra đa; tạo ra được trường dữ liệu ra đa bao gồm dữ liệu phản hồi vô tuyến và vận tốc gió dốp-le làm trường nền ban đầu cho mô hình nghiên cứu và dự báo thời tiết (WRF); tính toán tạo lập được trường sai số nền đồng bộ với dữ liệu ra đa trước khi đưa vào đồng hóa.

Đồng thời, cải thiện chất lượng dự báo, cảnh báo các hiện tượng thời tiết nguy hiểm như dông, tố, lốc, bão, áp thấp nhiệt đới... đặc biệt là cải thiện chất lượng định lượng mưa, dự báo định lượng mưa trong các trường hợp mưa lớn; làm dày trường gió của các cơn bão, áp thấp nhiệt đới phục vụ việc theo dõi và giám sát các hiện tượng này trên khu vực Biển Đông.

Các sản phẩm dữ liệu đã được số hóa của Đài Khí tượng Cao không đã nhận được phản ánh tích cực của người sử dụng, đem lại hiệu quả cao như: giúp giảm tải thời gian khai thác số liệu, tăng độ chính xác đáng kể trong khâu thu thập và xử lý số liệu thủ công trước đây; tạo được công cụ xử lý và hiển thị sản phẩm đồng nhất, thuận tiện khai thác, mặt khác tăng thêm sản phẩm hỗ trợ cho công tác dự báo thời tiết, đặc biệt là dự báo bão, áp thấp nhiệt đới và mưa lớn, cùng các hiện tượng thời tiết nguy hiểm khác. Bên cạnh đó, sản phẩm ảnh mây ra đa, vệ tinh, định vị sét và các sản phẩm định lượng mưa đã giúp cải thiện được vấn đề phải dùng nhiều phần mềm, hoặc không có công cụ khai thác số liệu khí tượng cao không của các đơn vị dự báo, cũng như các đối tượng có nhu cầu sử dụng nguồn số liệu khí tượng cao không, do phải mua bản quyền hiển thị và khai thác số liệu của nhà cung cấp nước ngoài.

Trong tương lai, Đài Khí tượng Cao không sẽ tiếp tục nghiên cứu công tác xử lý số hóa và áp dụng công nghệ tiên tiến để hoàn thiện các sản phẩm hiện nay Đài đang cung cấp và sẽ phát triển thêm các sản phẩm cảnh báo, dự báo thời tiết theo hướng dễ khai thác, thân thiện với người sử dụng và mang lại hiệu quả cao. Đây cũng là mục tiêu phấn đấu của đơn vị để góp phần đẩy mạnh công cuộc ứng dụng và phát triển nền tảng công nghệ số trong tương lai phục vụ công tác cảnh báo, dự báo phục vụ phòng chống và giảm thiểu thiệt hại do thiên tai gây ra.

Theo monre.gov.vn