Ứng dụng AI trong dự báo khí tượng tại Việt Nam

Cục Khí tượng Thủy văn (Bộ Nông nghiệp và Môi trường) vừa có buổi làm việc với đại diện Công ty Cổ phần Weathernews (WNI, Nhật Bản) nhằm trao đổi, thảo luận về định hướng hợp tác trong khuôn khổ dự án ODA của Chính phủ Nhật Bản, tập trung vào ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) trong dự báo khí tượng tại Việt Nam.

Tại buổi làm việc, đại diện phía Weathernews đã chia sẻ về bối cảnh và cơ duyên hình thành đề xuất hợp tác ODA giữa hai bên. Theo đó, trong chuyến thăm Hà Nội của ông Ishiba Shigeru, nguyên Thủ tướng Nhật Bản đã trực tiếp tìm hiểu thực trạng thiên tai tại Việt Nam và nhận thấy Việt Nam là một trong những quốc gia chịu ảnh hưởng nặng nề của biến đổi khí hậu. Trên cơ sở đó, phía Nhật Bản đã bày tỏ mong muốn triển khai các chương trình hỗ trợ ODA nhằm tăng cường năng lực ứng phó với biến đổi khí hậu cho Việt Nam.

Cục trưởng Cục Khí tượng Thủy văn Nguyễn Thượng Hiền phát biểu tại buổi làm việc.

Bên cạnh đó, Đại sứ Nhật Bản tại Việt Nam, ông Ito Naoki cũng đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy các sáng kiến hợp tác. Với sự hiểu biết sâu sắc về năng lực công nghệ của Weathernews cũng như nhu cầu thực tiễn của Việt Nam, ông Ito đã đặt vấn đề về việc phát huy thế mạnh của Weathernews trong các dự án ODA liên quan đến khí tượng, thủy văn và biến đổi khí hậu. Trên cơ sở trao đổi với Đại sứ Ito, Weathernews đã chủ động xây dựng đề xuất hợp tác cụ thể với phía Việt Nam.

Đại diện Weathernews nhấn mạnh rằng lĩnh vực khí tượng thủy văn toàn cầu hiện đang trải qua một cuộc cách mạng lớn với sự xuất hiện và phát triển nhanh chóng của trí tuệ nhân tạo. Trước đây, công tác dự báo chủ yếu dựa trên các mô hình vật lý truyền thống, đòi hỏi hệ thống radar hiện đại, khối lượng dữ liệu lớn, hạ tầng máy tính hiệu năng cao và đội ngũ chuyên gia hàng đầu để phân tích, xử lý.

Tuy nhiên, trong những năm gần đây, AI đã chứng minh khả năng hỗ trợ và thậm chí trong một số trường hợp đạt độ chính xác tương đương, thậm chí cao hơn so với các phương pháp dự báo truyền thống, đặc biệt trong dự báo bão và mưa lớn. AI hoạt động dựa trên việc "học" từ dữ liệu khí tượng trong quá khứ như lượng mưa, nhiệt độ, độ ẩm, áp suất…, từ đó đưa ra dự báo cho tương lai trong thời gian ngắn và trung hạn.

Đại diện Weathernews chia sẻ rằng, ngay cả những người từng hoài nghi về khả năng dự báo của AI cũng đã thay đổi quan điểm khi chứng kiến AI được đưa vào ứng dụng thực tế và vận hành hiệu quả tại Nhật Bản cũng như một số quốc gia phát triển khác.

Phía Weathernews đánh giá cao những nỗ lực của Cục Khí tượng Thủy văn Việt Nam trong việc xây dựng và vận hành mạng lưới trạm quan trắc trên phạm vi toàn quốc. Tuy nhiên, so với Nhật Bản, số lượng trạm quan trắc của Việt Nam hiện chỉ đạt khoảng 1/5 đến 1/6. Nếu tiếp tục triển khai theo phương thức truyền thống để phủ kín mạng lưới trạm quan trắc, Việt Nam sẽ cần nguồn lực rất lớn cả về tài chính, nhân lực chất lượng cao và hạ tầng máy tính. Đây chính là bài toán mà AI và các thiết bị quan trắc thế hệ mới có thể góp phần giải quyết, giúp tối ưu chi phí nhưng vẫn nâng cao hiệu quả thu thập và khai thác dữ liệu khí tượng.

Đại diện phía Công ty Weathernews phát biểu tại buổi làm việc.

Weathernews giới thiệu giải pháp kết hợp AI với hệ thống cảm biến khí tượng IoT mặt đất có chi phí thấp hơn rất nhiều so với radar truyền thống. Các cảm biến này có khả năng quan trắc đồng thời nhiều thông số khí tượng như nhiệt độ, độ ẩm, áp suất khí quyển, lượng mưa, tốc độ và hướng gió; dữ liệu được truyền trực tiếp về trung tâm thông qua kết nối internet theo thời gian thực.

Đáng chú ý, thiết bị cảm biến của Weathernews đã được Cục Khí tượng Nhật Bản chứng nhận về chất lượng và độ tin cậy. Với việc sử dụng dữ liệu trong khoảng 5 năm gần đây, AI có thể được huấn luyện và cho ra kết quả dự báo chỉ với hệ thống máy tính quy mô vừa, thậm chí là máy tính cá nhân, mở ra khả năng ứng dụng rộng rãi, linh hoạt và tiết kiệm chi phí.

Weathernews đề xuất dự án ODA gồm ba hợp phần trọng tâm, trong đó lắp đặt khoảng 1.000 cảm biến khí tượng IoT tại các khu vực còn thiếu dữ liệu nhằm bổ sung mạng lưới quan trắc hiện có, tạo nguồn dữ liệu liên tục, chất lượng cao phục vụ huấn luyện AI; trên cơ sở đó, phát triển mô hình dự báo khí tượng AI thế hệ mới bằng cách tích hợp dữ liệu radar hiện có của Cục Khí tượng Thủy văn Việt Nam với dữ liệu quan trắc mật độ cao, cho phép dự báo mưa, bão có độ phân giải cao và theo điểm, đặc biệt hiệu quả với các hiện tượng mưa lớn cục bộ, mưa dông đột ngột; đồng thời xây dựng nền tảng vận hành trực quan (dashboard) và cơ chế chia sẻ sở hữu trí tuệ giữa Việt Nam và Weathernews, giúp các cơ quan phòng chống thiên tai khai thác hiệu quả kết quả dự báo AI, tránh "hộp đen" công nghệ và nâng cao năng lực tự chủ trong phát triển, cải tiến mô hình dự báo trong tương lai.

Ông Nguyễn Thượng Hiền, Cục trưởng Cục Khí tượng Thủy văn nhấn mạnh Luật Khí tượng Thủy văn năm 2015 đã tạo hành lang pháp lý cho việc tiếp nhận và ứng dụng các công nghệ tiên tiến từ các quốc gia phát triển như Nhật Bản. Theo quy định hiện hành, các thiết bị và công nghệ đến từ các nước G7, trong đó có Nhật Bản, có thể được áp dụng trực tiếp tại Việt Nam mà không cần xây dựng lại tiêu chuẩn kỹ thuật riêng, tạo điều kiện thuận lợi cho việc triển khai dự án ODA.

Với hơn 10 năm hợp tác giữa Weathernews và Cục Khí tượng Thủy văn Việt Nam, dự án ODA lần này được kỳ vọng sẽ nâng tầm quan hệ hợp tác song phương, góp phần hiện đại hóa công tác dự báo khí tượng thủy văn, nâng cao năng lực ứng phó thiên tai, giảm thiểu thiệt hại do biến đổi khí hậu gây ra, hướng tới phát triển bền vững cho Việt Nam trong giai đoạn tới.

Lan Tường