Vậy ngành KTTV đã chuyển đổi số như thế nào để giải quyết những thách thức đặt ra trong bối cảnh thiên tai, biến đổi khí hậu diễn ra khắc nghiệt?. Để biết được những bước tiến trong công tác chuyển đổi số ngành Khí tượng Thủy văn và những thách thức với Ngành hiện nay như thế nào, phóng viên Tạp chí Tài nguyên và Môi trường điện tử đã có cuộc gặp gỡ TS. Hoàng Đức Cường, Phó Tổng cục trưởng Tổng cục Khí tượng Thủy văn (Bộ TN&MT). Những thông tin cụ thể được Tạp chí giới thiệu ngay sau đây:

TS. Hoàng Đức Cường

PV: Xin ông cho biết khái quát tình hình công tác chuyển đổi số của ngành Khí tượng Thủy văn hiện nay?

TS. Hoàng Đức Cường:

Trong những năm gần đây, được sự quan tâm của Đảng và Chính phủ, ngành KTTV đang từng bước làm chủ các công nghệ hiện đại, ứng dụng chuyển đổi số một cách toàn diện vào trong các lĩnh vực của ngành từ khâu quan trắc, truyền tin, cơ sở dữ liệu và cảnh báo dự báo. Việc ứng dụng khoa học công nghệ tiên tiến hiện đại đang từng bước thay đổi đáng kể năng lực dự báo cảnh báo KTTV, đưa Việt Nam là một trong những quốc gia có nền KTTV mạnh trong khu vực Đông Nam Á.

Lĩnh vực quan trắc: Mạng lưới quan trắc KTTV đã được đầu tư nâng cấp hiện đại, đồng bộ, chuyển dần từ đo thủ công sang tự động. Trong 5 năm trở lại đây, mạng lưới radar thời tiết đã được nâng cấp và lắp mới bao gồm 10 trạm radar hiện đại trải khắp mọi miền đất nước, cùng với mạng lưới đo mưa tự động với hơn 2000 trạm là một trong những bước tiến rõ rệt của ngành KTTV khi áp dụng thành tựu khoa học công nghệ mới, chuyển đổi số. Năm 2019, ngành KTTV Việt Nam đã triển khai hệ thống siêu máy tính đầu tiên tại Việt Nam (CrayXC40), cho phép đạt năng lực tính toán đạt xấp xỉ 80TFLOPS và thực hiện bài toán dự báo thời tiết ở quy mô 2-3 km cho toàn bộ lãnh thổ Việt Nam và Biển Đông, dự báo 03 ngày trong thời gian 30-40 phút. Đây là một trong những hệ thống tính toán mạnh trong khu vực Đông Nam Á, tương đương với hệ thống CrayXC40 của Cơ quan khí tượng Singapore. Với hệ thống siêu máy tính này, ngành KTTV Việt Nam 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,… đưa ra các tính toán, phân tích dự báo các hiện tượng thời tiết cực đoan trong tương lai, từ ngày, tuần đến tháng với độ chính xác cao hơn.

Lĩnh vực thông tin và dữ liệu: Hệ thống thông tin KTTV hiện nay đã được đầu tư hiện đại và khá đồng bộ, từ hệ thống máy chủ, các hệ thống thông tin chuyên ngành; hệ thống kênh thông tin quốc tế (GTS và WIS); hệ thống mạng riêng luôn đảm bảo sự hoạt động ổn định, thông suốt trong mọi tình huống, nhất là trong khi có tình hình thời tiết nguy hiểm, phục vụ tốt yêu cầu của công tác dự báo, cảnh báo bão, lũ cũng như truyền tin kịp thời tới các bộ, ngành, địa phương theo quy định; thực hiện phát báo quốc tế số liệu KTTV thời gian thực qua hệ thống viễn thông toàn cầu đảm bảo đúng quy định của Tổ chức Khí tượng thế giới (WMO); cơ sở dữ liệu thông tin KTTV đã lưu trữ được nhiều tài liệu mang tính lịch sử, khẳng định chủ quyền đất nước.

Toàn bộ dữ liệu KTTV trong và ngoài nước hiện nay được tích hợp, tổ chức xử lý, lưu trữ, khai thác và cung cấp theo hướng tập trung, đồng bộ (dữ liệu được tập trung tại Trung tâm Thông tin và Dữ liệu  KTTV). Hiện nay, ngành KTTV đang xây dựng và phát triển hệ thống quản lý dữ liệu dùng chung (CDH) cho toàn ngành. Các công tác nghiệp vụ dự báo, cảnh báo KTTV đều sử dụng dữ liệu tại hệ thống CDH này; dữ liệu được chia sẻ đến các đơn vị cấp trên phục vụ công tác điều hành, chỉ đạo về phòng chống thiên tai như Cục Đê điều và  Phòng chống thiên tai; Văn phòng thường trực Ban chỉ đạo Quốc gia về Phòng, chống thiên tai.

Lĩnh vực dự báo cảnh báo thời tiết, thiên tai: Hệ thống dự báo, cảnh báo KTTV từ trung ương đến địa phương được tổ chức theo 3 cấp dự báo, công nghệ dự báo, cảnh báo KTTV không ngừng được đổi mới, phát triển. Công nghệ dự báo số đã được nghiên cứu và triển khai ứng dụng nghiệp vụ tại Trung tâm Dự báo KTTV quốc gia và một số Đài KTTV khu vực. Một số mô hình khu vực phân giải cao như mô hình HRM của Đức, WRF của Mỹ, ECMWF của Châu Âu,… cùng với các hệ thống dự báo tổ hợp hạn ngắn và hạn vừa đã và đang được vận hành hiệu quả tại Trung tâm Dự báo KTTV quốc gia. Với việc ứng dụng hệ thống mô hình dự báo thời tiết số trị, các đơn vị dự báo nghiệp vụ trực thuộc Tổng cục KTTV đã tiến hành dự báo tới các địa điểm cụ thể như thị trấn, thị xã, thành phố, với khoảng 600 điểm; phát hành bản tin dự báo KTTV đa dạng hơn, thông tin dự báo chi tiết hơn và từng bước nâng cao chất lượng dự báo, cảnh báo các hiện tượng thời tiết nguy hiểm như bão, áp thấp nhiệt đới, mưa lớn, không khí lạnh; theo dõi cảnh báo đối với các thiên tai như: Lũ quét, sạt lở,

dông, lốc, sét... đồng thời tăng cường các bản tin dự báo KTTV biển, đặc biệt là thời tiết biển khu vực quần đảo Hoàng Sa và quần đảo Trường Sa, góp phần bảo vệ chủ quyền biển, đảo của đất nước và phục vụ hiệu quả việc phát triển kinh tế biển.

Nhờ có ứng dụng chuyển đổi số, đặc biệt ứng dụng các công cụ dự báo cảnh báo thông minh Smartmet, Hệ thống cảnh báo lũ quét sạt lở đất khu vực Đông Nam Á, ngành KTTV đã tiến hành cải tiến, thay đổi, điều chỉnh cả về hình thức và nội dung các bản tin dự báo, cảnh báo theo hướng rõ hơn, chi tiết hơn về ảnh hưởng của bão, mưa, lũ, cụ thể như: Bản đồ dự báo bão dễ tham khảo hơn; đã nhận định rõ hơn về diễn biến mưa, vùng và thời gian có gió mạnh, sóng lớn; khu vực các huyện miền núi có nguy cơ lũ quét, sạt lở đất cao; các bản tin dự báo bão, lũ được phát sớm hơn từ 30 phút đến 01 giờ so với trước đây và chuyển ngay đến các Đài KTTV khu vực, Đài KTTV tỉnh để kịp thời phục vụ địa phương; đưa thông tin dự báo KTTV lên các trang mạng của Tổng cục KTTV, các phương tiện thông tin đại chúng ở Trung ương, địa phương và các cơ quan chỉ đạo phòng chống thiên tai các cấp để góp phần nâng cao hiệu quả phòng chống thiên tai. Đã đưa được cấp độ rủi ro thiên tai vào bản tin qua đó nâng cao hiệu quả phục vụ, và từng bước tiến tới dự báo dựa trên tác động, cảnh báo dựa trên rủi ro. Các nội dung này đã cập nhật, bổ sung kịp thời, đầy đủ nên được các cấp chính quyền ở Trung ương và địa phương ghi nhận, đánh giá cao.

Các ứng dụng công nghệ mới, công nghệ số từ quan trắc, truyền tin, dữ liệu và dự báo KTTV đã góp phần nâng thời gian dự báo bão, áp thấp nhiệt đới từ 24 giờ lên 36 giờ; đối với nhiều cơn bão có quỹ đạo ổn định đã dự báo trước từ 60 -72 giờ, cảnh báo trước 48 -72h các đợt không khí lạnh gây rét đậm, rét hại. 

Công tác nghiên cứu ứng dụng chuyển đổi số và các công nghệ trí tuệ nhân tạo: Các đơn vị trực thuộc Tổng cục KTTV từ trung ương đến địa phương đã tích cực nghiên cứu và từng bước thực hiện ứng dụng AI để hỗ trợ dự báo, cảnh báo KTTV. Có thể kể đến một số nghiên cứu: Nghiên cứu, ứng dụng trí tuệ nhân tạo để nhận dạng, hỗ trợ dự báo và cảnh báo một số hiện tượng khí tượng thủy văn nguy hiểm; Nghiên cứu xây dựng hệ thống trí tuệ nhân tạo ứng dụng trong dự báo xoáy thuận nhiệt đới ở Biển Đông và ảnh hưởng đến Việt Nam hạn đến 3 ngày; Nghiên cứu đổi mới công nghệ dự báo sóng biển, nước dâng do bão thời hạn 24 giờ bằng kỹ thuật xử lý dữ liệu lớn và học máy; Nghiên cứu ứng dụng công nghệ số mới để dự báo định lượng mưa hạn cực ngắn cho khu vực trung du, miền núi Việt Nam; Nghiên cứu xây dựng hệ thống giám sát, dự báo, cảnh báo ngập/triều đô thị dựa trên nền tảng AI tại TP. Hồ Chí Minh (triển khai thử nghiệm tại Thủ Đức); bước đầu nghiên cứu, ứng dụng AI phục vụ dự báo mặn và thí điểm cho Sóc Trăng,…

Bên cạnh đó, Tổng cục KTTV cũng 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 tính tự động hóa trong việc thiết lập các loại hình bản tin dự báo KTTV và đã bước đầu mang lại hiệu quả nhất định.

PV: Vâng thưa ông, đây là một trong những minh chứng về việc khẳng định ngành KTTV Việt Nam đã làm chủ các công nghệ hiện đại. Tuy nhiên, với một lĩnh vực chuyên môn đặc thù, lại liên quan đến trực tiếp đến thiên tai, an toàn sinh mạng con người, trên hành trình chuyển đổi số, ông nhận thấy hiện lĩnh vực KTTV Việt Nam đang có những thách thức gì đặt ra thưa ông?

TS. Hoàng Đức Cường:

Chuyển đổi số trong lĩnh vực KTTV là một trong những định hướng ưu tiên chiến lược của Đảng và nhà nước ta và đây cũng là xu thế tất yếu của thế giới. Tuy nhiên, chuyển đổi số là hướng đi mới, nhiều công cụ chuyển đổi số mới dần được tiếp cận, phát triển và ứng dụng tại Việt Nam. Bởi vậy, trong những chặng đường tiếp theo, tôi nghĩ việc ứng dụng chuyển đổi số của ngành KTTV chắc chắn sẽ gặp không ít các thách thức, vì tại một số địa phương việc nhìn nhận về chuyển đổi số chưa toàn diện, đồng đều trong cơ quan, đơn vị trong hệ thống chính trị. Ngành KTTV cũng không phải ngoại lệ, mặc dù công tác chuyển đổi số đã được Bộ TN&MT, Tổng cục KTTV đề cập và đẩy mạnh tuyên truyền, hướng dẫn nhưng vẫn chưa đạt được như kỳ vọng. Tôi nghĩ, nhận thức về chuyển đổi số, ứng dụng chuyển đổi số, văn hóa chuyển đổi số cần thêm thời gian để cán bộ KTTV địa phương tiếp thu và thực hiện.

Tôi cho rằng, khó khăn của chuyển đổi số trong ngành KTTV chính là thay đổi thói quen từ truyền thống sang sử dụng công nghệ số, dữ liệu số, hoạt động trên môi trường mạng. Các thói quen cũ, vốn đã ăn sâu vào tư duy và cách thức làm việc hiện nay tạo ra sức ì rất lớn. Việc từ bỏ những phương thức làm việc quen thuộc và tiếp cận với các công cụ, quy trình mới đòi hỏi một sự kiên nhẫn và tinh thần sẵn sàng thay đổi mạnh mẽ. Đây không chỉ là vấn đề về kỹ thuật mà còn liên quan đến ý chí và văn hóa của tổ chức.

Thực tế đã cho thấy, ngành KTTV hiện nay có nguồn nhân lực dồi dào, trải dài trên khắp cả nước tuy nhiên nguồn nhân lực về chuyển đổi số còn tương đối hạn chế, đặc biệt nguồn nhân lực liên quan tới công nghệ thông tin, công nghệ mới như IOT, AI, big data còn chưa nhiều. Với đặc thù về các chính sách đãi ngộ của các cơ quan nhà nước cùng với đặc thù của ngành KTTV, việc thu hút được các cán bộ công nghệ thông tin, viễn thông, viễn thám,...có trình độ cao làm việc trong ngành đang là một trong thách thức lớn trong thời gian tới. 

Một trong những yếu tố nền tảng vẫn là cơ sở vật chất trang thiết bị hạ tầng KTTV, mặc dù đã được Nhà nước quan tâm nhưng vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu và các mục tiêu phát triển và chuyển đổi số của ngành để tạo ra các sản phẩm đáp ứng được với nhu cầu của xã hội, công tác giảm nhẹ rủi ro và phát triển bền vững KT-XH của đất nước.

Song song với đó, tỉ lệ tự động hóa của hệ thống khí tượng mới chỉ đạt gần 57% (trừ hệ thống đo mưa gần 100%), các yếu tố thủy văn như đo lưu lượng mới đạt chỉ khoảng 10 %. Hệ thống cơ sở dữ liệu còn thiếu và chưa đảm bảo yêu cầu lưu trữ một lượng dữ liệu tương đối lớn phục vụ việc ứng dụng các công cụ big data hay AI.

Ngoài ra, hệ thống siêu máy tính XCRAY 40 mới được trang bị có hiệu năng tính toán cao, tuy nhiên chỉ tương đương các quốc gia có nền KTTV phát triển như Hàn Quốc cách đây 20 năm. Cơ sở hạ tầng chuyển đổi số là nền tảng quan trọng cho việc chuyển đổi số thành công, bởi vậy phát triển cơ sở hạ tầng chuyển đổi số là một trong những thách thức không nhỏ cho ngành KTTV.

Nhu cầu xã hội ngày càng cao về các sản phẩm thời tiết phục vụ các hoạt động sản xuất sinh hoạt, đồng thời các thông tin dự báo cảnh báo thiên tai chính xác, kịp thời phục vụ công tác giảm nhẹ rủi ro thiên tai  cũng là áp lực đáng kể đối với ngành KTTV trong thời gian tới, đòi hỏi sự nỗ lực thay đổi đột phá của ngành, đặc biệt trong công tác ứng dụng chuyển đổi số. Sự thay đổi, phát triển nhanh chóng của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đòi hỏi ngành KTTV phải đổi mới sáng tạo, tiếp cận và ứng dụng thành thạo các công nghệ mới nếu không muốn tụt hậu phía sau.

PV: Trước những áp lực thiên tai khắc nghiệt, biến đổi khí hậu bất thường, đòi hỏi ngành KTTV phải không ngừng nỗ lực để đáp ứng nhu cầu thực tế cần hiện nay. Ở cương vị hiện tại của mình, xin ông chia sẻ những định hướng và giải pháp của Tổng cục trong thời gian tới?

TS. Hoàng Đức Cường:

Định hướng, giải pháp chính trong việc phát triển chuyển đổi số ngành KTTV trong giai đoạn tới tiếp tục thúc đẩy ứng dụng chuyển đổi số toàn diện trong 3 nhóm nội dung công việc: Điều hành tác nghiệp,  Nguồn lực, chính sách; Công nghệ và Nhận thức. Ba nhóm nội dung này có mối quan hệ tương hỗ lẫn nhau nên cần được quan tâm phát triển đồng thời. Trong đó: (1) Nhóm điều hành tác nghiệp bao gồm các nhóm công việc về: quản lý, điều hành; quan trắc; thông tin dữ liệu; cảnh báo, dự báo. (2) Nhóm nguồn lực chính sách bao gồm: nguồn nhân lực; quy trình, chính sách; (3) Nhóm công nghệ và nhận thức bao gồm: nghiên cứu và hợp tác quốc tế; nâng cao nhận thức.

Với nhóm điều hành tác nghiệp:

Công tác quản lý, điều hành: Ứng dụng công nghệ vào quản lý, điều hành tác nghiệp KTTV liên thông từ Trung ương đến địa phương; Triển khai các hệ thống hỗ trợ điều hành, quản lý nhân sự, quản lý tài sản, phòng họp không giấy trực tuyến.

Chuyển đổi toàn diện công tác quan trắc thủ công sang phương thức mới theo xu hướng tự động; Ứng dụng các công nghệ quan trắc tiên tiến như Radar, vệ tinh,…, và tăng cường hợp tác chuyên môn để nâng cao năng lực xử lý dữ liệu quan trắc; Ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) vào Camera quan trắc mưa và mực nước; Thiết bị, cảm biến hỗ trợ IoT; Công nghệ truyền dẫn thế hệ mới (5G, LPWAN).

Phát triển hạ tầng số: Hoàn thiện hạ tầng công nghệ thông tin của Tổng cục KTTV ở tất cả các cấp Trung ương và Địa phương; Ảo hóa hạ tầng hướng tới xây dựng các hệ thống cloud cho nghiệp vụ; Tăng cường an toàn, an ninh thông tin, bảo mật dữ liệu, an ninh mạng cho các hệ thống công nghệ thông tin của Tổng cục KTTV; tối ưu hóa hạ tầng công nghệ thông tin hiện có tại Tổng cục KTTV và các Đài KTTV khu vực; Xây dựng phương án dự phòng cho các hoạt động công nghệ thông tin và truyền tin;

Phát triển dữ liệu số: Xây dựng, hoàn thiện và vận hành hệ thống quản lý, chia sẻ dữ liệu tập trung của Ngành KTTV; Quy hoạch Dữ liệu theo hướng phân cấp: Các dữ liệu quan trọng trong và ngoài Ngành KTTV: Lưu trữ và quản lý tại Data Center của Tổng cục KTTV; Các loại dữ liệu có liên quan khác không sử dụng thường xuyên: Sử dụng hạ tầng số của Bộ TN&MT và liên kết với LGST của Bộ TN&MT để khai thác, sử dụng.

Nghiên cứu, đề xuất giải pháp hoàn thiện cơ sở dữ liệu quốc gia về KTTV và số hóa tư liệu giấy khí tượng thủy văn;

Phát triển nền tảng số: Xây dựng cổng thông tin điện tử tích hợp nhiều dịch vụ cho Tổng cục KTTV và phát triển, hoàn thiện ứng dụng di động phổ biến thông tin dự báo, cảnh báo; Tích hợp toàn diện nền tảng số của Tổng cục KTTV với dịch vụ chia sẻ dữ liệu (LGSP) của Bộ TN&MT; Quy hoạch rõ những loại dữ liệu nào chia sẻ qua LGSP; Ứng dụng các công nghệ AI, Bigdata vào quản lý, phân phối dữ liệu trên nền tảng phần mềm mã nguồn mở nổi tiếng.

Bảo đảm an toàn, an ninh mạng: Quy định đảm bảo an toàn, an ninh cho từng nhóm cấp độ tương ứng của Tổng cục KTTV; Đầu tư công nghệ, thiết bị, phần mềm để đáp ứng yêu cầu của từng nhóm cấp độ an toàn an ninh.

Công tác dự báo, cảnh báo KTTV: Chuyển đổi toàn diện các công cụ phục vụ dự báo sang phương thức điện tử và theo xu hướng tự động; Ứng dụng AI vào các khâu quan trọng của dự báo gồm: (i) chuẩn bị dữ liệu đầu vào cho các công cụ dự báo; (ii) lựa chọn phương thức/kết quả dự báo; (iii) phân tích hành vi người dùng dịch vụ để dự báo hướng đối tượng; Xây dựng nền tảng dự báo trực tuyến cho tất cả các cán bộ dự báo viên có thể thao tác từ xa và linh hoạt.

Với nhóm nguồn lực chính sách:

Phát triển nguồn nhân lực: Xây dựng và triển khai kế hoạch phát triển nguồn nhân lực công nghệ cao về số lượng, chất lượng từ tuyển dụng, đào tạo đến đào tạo lại,..; Kế hoạch phát triển nguồn nhân lực công nghệ cao về số lượng, chất lượng từ tuyển dụng, đào tạo đến đào tạo lại,..; Tuyển dụng chính thức (cần làm từng bước kết hợp với việc cải thiện cơ chế, chính sách đãi ngộ); Tuyển dụng thực tập sinh (từ năm 4) khoa CNTT của các trường Đại học; Chương trình liên kết với các trường Đại học, học viện đào tạo chuyên ngành Công nghệ thông tin và Viễn thông để tạo nguồn nhân lực lâu dài (Tổng cục tham gia vào bước đào tạo thực hành); Thành lập các nhóm công tác cho từng công việc chuyên môn cụ thể và thường xuyên tổ chức các chương trình đào tạo nội bộ và mời các chuyên gia trong lĩnh vực nhóm phụ trách giải đáp các vấn đề phát sinh trong quá trình vận hành. Xây dựng các chính sách đặc thù nhằm thu hút và duy trì đội ngũ cán bộ có trình độ khoa học, công nghệ cao của Tổng cục.

Hoàn thiện quy trình/chính sách: Hoàn thiện hệ thống văn bản quy phạm pháp luật theo hướng hỗ trợ và phù hợp với xu hướng khoa học, công nghệ; Hoàn thiện hệ thống quy trình hướng dẫn vận hành các thiết bị, công nghệ mới được đưa vào sử dụng.

Với nhóm Công nghệ và Nhận thức

Nghiên cứu khoa học và hợp tác quốc tế: Ứng dụng các sản phẩm công nghệ nổi tiếng của thế giới vào các bài toán cụ thể của lĩnh vực KTTV; Nghiên cứu, ứng dụng công nghệ 4.0 như Trí tuệ nhân tại (AI), Dữ liệu lớn (Big Data), Internet vạn vật (IoT) vào các công việc chuyên môn nghiệp vụ cũng như quản lý, điều hành; Tăng cường tuyên truyền, phát động phong trào ứng dụng khoa học, công nghệ trong công việc hàng ngày.

Phát triển các chương trình hợp tác quốc tế về ứng dụng khoa học, công nghệ trong lĩnh vực KTTV; Tìm kiếm các chương trình hợp tác đầu tư song phương, đa phương cho lĩnh vực KTTV và ưu tiên chính cho việc đầu tư công nghệ.

Nâng cao nhận thức: Nâng cao hiểu biết của cán bộ Tổng cục KTTV về Chuyển đổi số, về các công nghệ mới đặc biệt là công nghệ thuộc nhóm 4.0; Tổ chức các hội thảo/buổi trao đổi/phổ biến kiến thức định kỳ cho các đơn vị trong Tổng cục về ứng dụng khoa học công nghệ, đặc biệt là công nghệ 4.0 trong lĩnh vực thông tin dữ liệu; Tổng hợp các tài liệu, video hay về ứng dụng khoa học công nghệ, đặc biệt là công nghệ 4.0 trong lĩnh vực thông tin dữ liệu để thường xuyên phổ biến cho các đơn vị trong Tổng cục KTTV.

PV: Trân trọng cảm ơn ông!

Diệp Anh (thực hiện)