Những công nghệ giúp dự báo thời tiết chính xác hơn

Cục Quản lý Khí quyển và Đại dương Quốc gia Hoa Kỳ (National Oceanic and Atmospheric Administration - NOAA) đang sử dụng những công nghệ hiện đại nhằm tăng sự chính xác cho các dự báo thời tiết.

• Báo cáo Việc làm và mức lương ngành công nghệ thông tin năm 2024
• Muốn làm lập trình viên thì học ngành gì và học ở đâu?
• Mentor Trương Đức Lượng: Tận tình, hết mình vì học viên 
• Xu hướng và dự đoán AR/VR trong những năm tới
• 10 Xu hướng tại nơi làm việc công nghệ hàng đầu năm 2024

Với tình trạng biến đổi khí hậu ngày càng nghiêm trọng như hiện nay, bên cạnh các biện pháp bảo vệ môi trường và hệ sinh thái,  việc dự báo các hiện tượng thời tiết cực đoạn đang trở thành một phần rất quan trọng để bảo vệ của cải, tính mạng của con người. Hãy cùng xem các nhà khoa học của Cục Quản lý Khí quyển và Đại dương Quốc gia Hoa Kỳ (National Oceanic and Atmospheric Administration – NOAA) đang sử dụng những công nghệ nào để phục vụ cho công việc dự báo thời tiết. 

1. Radar Doppler

Radar Doppler là một công cụ giúp các nhà khí tượng học quan sát các cơn bão có cường độ lớn. Với 159 tháp radar trên khắp Hoa Kỳ, dịch vụ thời tiết của NOAA có phạm vi phủ sóng tương đối toàn diện đối với lục địa Hoa Kỳ và phủ sóng một phần Alaska, Hawaii, Puerto Rico và đảo Guam. Radar Doppler phát hiện tất cả các loại mưa, sự di chuyển của các đám mây giông bão, các mảnh vụn lốc xoáy trong không khí, cường độ và hướng gió,… 

2. Dữ liệu vệ tinh 

Vệ tinh thời tiết giám sát Trái đất từ không gian, thu thập dữ liệu quan sát mà các nhà khoa học phân tích. NOAA hiện đang vận hành 3 loại vệ tinh thời tiết. Loại 1 – các vệ tinh quay quanh vùng cực quay quanh Trái đất, gần bề mặt, chụp sáu hoăc bảy hình ảnh chi tiết mỗi ngày. Loại 2 – các vệ tinh địa tĩnh ở cùng một vị trí, cách xa bề mặt Trái đất để chụp ảnh toàn bộ hành tinh của chúng ta với tần suất 30s/lần. Loại 3 – các vệ tinh không gian sâu, đối mặt với mặt trời để theo dõi các cơn bão mặt trời mạnh mẽ và thời tiết ở bên ngoài không gian.

Bên cạnh các loại vệ tinh này, NOAA cũng sử dụng dữ liệu từ các vệ tinh do các cơ quan và quốc gia khác vận hành.

3. Hệ thống quan sát bề mặt tự động

ASOS (Automated Surface Observing System) – hệ thống quan sát bề mặt tự động liên tục theo dõi các điều kiện thời tiết trên bề mặt Trái đất. Hơn 900 trạm trên khắp Hoa Kỳ báo cáo dữ liệu về điều kiện thời tiết, lượng mưa, nhiệt độ và sức gió với tần suất 12 lần 1 giờ. Gần 10.000 quan sát viên tình nguyện thu thập và cung cấp cho NOAA dữ liệu để bổ sung về nhiệt độ, lượng tuyết rơi và lượng mưa. Dữ liệu quan sát mà ASOS các các tình nguyện viên thu thập rất cần thiết để cải thiện các dự báo và cảnh báo nguy hiểm. 

4. Siêu máy tính 

Hệ thống siêu máy tính vận hành thời tiết và khí hậu của NOAA là xương sống của dự báo hiện đại. Với khả năng tính toán 5,78 petaflop, nó có thể xử lý hàng triệu tỷ phép tính mỗi giây. Siêu máy tính của NOAA mạnh hơn gần 6 triệu lần so với máy tính để bàn mà mọi người đang sử dụng. Dữ liệu quan sát được bởi Radar Doppler, vệ tinh thời tiết cũng như các thiết bị khác sẽ được đưa vào các mô hình dự báo số được vi tính hoá. Các mô hình sử dụng các phương trình cùng với dữ liệu thời tiết đã thu thập để cung cấp hướng dẫn, dự báo cho các nhà khí tượng học. 

5. AWIPS

AWIPS (NOAA’s Advanced Weather Information Processing Systems) – Hệ thống xử lý thông tin thời tiết nâng cao của NOAA là một hệ thống xử lý máy tính kết hợp dữ liệu từ tất cả các công cụ trước đó vào một giao diện đồ hoạ mà các nhà dự báo của trung tâm sử dụng để phân tích dữ liệu, chuẩn bị và đưa ra các dự báo, theo dõi, cảnh báo nguy hiểm. 

Hệ thống này sử dụng siêu máy tính NOAA để xử lý dữ liệu từ Radar Doppler, vệ tinh thời tiết, hệ thống quan sát bề mặt và các nguồn khác bằng cách sử dụng các mô hình và kết quả dự báo. Sau đó, AWIPS sẽ tạo đồ hoạ thời tiết để làm sinh động các cảnh báo, theo dõi các hiện tượng thời tiết nguy hiểm như hướng di chuyển của bão hay tình trạng lũ lụt. Tất cảc điều này giúp các nàh khí tượng thuỷ văn tạo ra các dự báo chính xác hơn, tốc độ hơn và hạn chế ít nhất thiệt cho người dân. 

Minh Tiến

(Dịch từ: https://www.noaa.gov/stories/6-tools-our-meteorologists-use-to-forecast-weather)

>> AI dự báo thời tiết hoạt động như thế nào?

>> Máy tính mô phỏng và dự báo thời tiết như thế nào?

>> Tìm hiểu ứng dụng thời tiết trên các thiết bị Google Pixel