יישום מדע וטכנולוגיה, בינה מלאכותית וטרנספורמציה דיגיטלית בתחזית הידרומטורולוגית

בהקשר של שינויי אקלים חמורים יותר ויותר וההתפתחות החזקה של המהפכה התעשייתית הרביעית, חיזוי הידרומטורולוגי (HTS) עומד בפני דרישות חדשות ומאתגרות. מדע וטכנולוגיה, בינה מלאכותית (AI) וטרנספורמציה דיגיטלית לא רק ממלאים תפקיד תומך, אלא הפכו ליסודות המרכזיים, הקובעים את המהירות, האיכות והדיוק של מערכת התרעה מפני אסונות מודרנית.

לחצים חדשים בעידן שינויי האקלים

ברחבי העולם , שיטות חיזוי מסורתיות מוחלפות על ידי מודלים מספריים ברזולוציה גבוהה, מערכות הטמעת נתונים מתקדמות, ובמיוחד פריצות דרך בתחום הבינה המלאכותית ולמידה עמוקה. ארגונים מטאורולוגיים מובילים כמו ECMWF או JMA יישמו בינה מלאכותית כדי לתקן שגיאות, ליצור תחזיות מיידיות ולנצל מחסני נתונים פתוחים עשירים יותר ויותר של הארגון המטאורולוגי העולמי (WMO), ופתחו עידן חדש של חיזוי מטאורולוגי מבוסס נתונים ובינה מלאכותית.

בווייטנאם, השפעות שינויי האקלים ניכרות יותר ויותר באמצעות התדירות והעוצמה המוגברות של סופות חזקות, גשמים עזים מקומיים, שיטפונות פתאומיים ומפולות אדמה. דבר זה גרם לדרישות החיזוי לעבור מתיאור תופעות לחיזוי השפעות; מחיזוי איכותי לחיזוי כמותי, מפורט, בזמן ומקדים, מה שיוצר לחץ רב על המגזר ההידרומטורולוגי להאיץ חדשנות טכנולוגית וטרנספורמציה דיגיטלית.

שיטות חיזוי מסורתיות מוחלפות על ידי יישום של בינה מלאכותית וביג דאטה כדי לנטר, לנתח, לחזות ולהתריע מפני הידרומטורולוגיה.

בשנים האחרונות, גם המגזר ההידרומטורולוגי עמד בפני הזדמנויות חשובות למודרניזציה. הפעלת מחשב העל Cray XC40 יצרה צעד משמעותי קדימה ביכולת המחשוב. עם קיבולת של כמעט 80 TFLOPS, המערכת מסייעת להריץ מודל חיזוי ברזולוציה של 3 ק"מ עבור כל השטח והים המזרחי תוך 30-40 דקות בלבד, מה שמציב את וייטנאם בקבוצת המדינות בעלות תשתית חיזוי חזקה באזור.

יחד, רשת של יותר מ-3,200 תחנות גשם אוטומטיות, 10 מכ"מים מזג אוויר ומערכת מיקום ברקים יצרה מקור נתונים ברזולוציה גבוהה בגודל 1×1 ק"מ המתעדכן באופן רציף, בסיס חשוב למודלים לחיזוי. נתונים אלה הוכחו כיעילים במצבים מעשיים רבים, כגון הגשמים ההיסטוריים באזור המרכז בשנת 2020 או הגשמים העזים בשנת 2024.

וייטנאם הוכרה גם על ידי ארגון העולם המערבית (WMO) כמרכז תמיכה אזורי להתראות מפני מזג אוויר קשה (SWFP-SeA) וכמרכז התרעה אזורי מפני שיטפונות ומפולות קרקע (SeAFFGS), מה שמרחיב את הגישה לטכנולוגיה מתקדמת, סטנדרטיזציה של תהליכים ושיפור שיתוף הפעולה הבינלאומי.

עם זאת, האתגרים נותרים עצומים. תשתית המחשוב למערכות אחסון בינה מלאכותית וביג דאטה טרם עמדה בדרישות הפעלת מודלים של למידה עמוקה. נתונים הידרומטורולוגיים מפוזרים וחסרים סנכרון בין משרדים ומגזרים; אזורים מסוימים כמו גבולות ואיים עדיין חסרים נתונים. עלות הפעלת מערכות ניטור מתקדמות גבוהה, בעוד שמנגנון הסוציאליזציה מוגבל. משאבי אנוש בעלי ידע הן במודלים מספריים, בינה מלאכותית והן בניתוח ביג דאטה טרם עמדו בדרישות הפיתוח. בנוסף, שמירה על תפקיד בתוכניות שיתוף פעולה בינלאומיות דורשת מקור מימון יציב.

פריצת דרך בתחום הטכנולוגיה והבינה המלאכותית

בשנים האחרונות, המגזר ההידרומטורולוגי יישם באופן משמעותי פתרונות למודרניזציה של תהליך החיזוי. מודלים מספריים לתחזית ברזולוציה גבוהה (1-3 ק"מ) שודרגו, תוך הטמעת נתוני תצפית מקומיים ושילוב מוצרים בינלאומיים של ECMWF, מה שסייע בקיצור זמן פרסום התחזית מ-5-8 שעות ל-2-3 שעות. מערכת החיזוי האנסמבל עם 32 רכיבים לטווח קצר ו-51 רכיבים לטווח בינוני תומכת בבניית מפות הסתברות, תחזיות השפעה ומידע מפורט על כמות המשקעים עבור כל קומונה ורובע.

מאז 2019, מערכת SmartMet החליפה בהדרגה את הניתוח הידני, ומסייעת בוויזואליזציה, עריכה וסנכרון של נתוני תחזית בזמן אמת בין הרמות המרכזיות והמקומיות, ובכך מקצרת משמעותית את זמן פרסום הידיעונים.

בינה מלאכותית מתחילה למלא תפקיד חשוב בתחזיות. מודלים של למידה עמוקה מיושמים בזיהוי טייפון, חיזוי גשם לטווח קצר במיוחד, ניתוח תמונות לוויין של הימווארי, זיהוי מוקדם של מיקומי מרכזי סופות ושיפור חיזוי עוצמת הציקלון הטרופי. המקרה של טייפון נורו בשנת 2022 הראה שמודלים של בינה מלאכותית המשלבים נתוני לוויין ומכ"ם יכולים לתמוך בזיהוי מוקדם של התפתחויות סופות בעת הכניסה לים המזרחי, ולסייע בהגדלת זמן ההתרעה המוקדמת ל-72 שעות.

יישומי בינה מלאכותית מיושמים באופן נרחב לקידום עבודות חיזוי.

איכות התחזיות השתפרה משמעותית. לוחות הזמנים של חיזוי הסופות הוארכו מ-24 שעות ל-3 ימים; התראות מוקדמות פורסמו 5 ימים מראש; שגיאות במיקום הסופות במרווחים של 48 שעות קוצרו בחצי. תחזיות לגבי גשם כבד ואזהרות שיטפונות 2-3 ימים מראש הגיעו לאמינות של כ-75%; אזהרות לגבי סופות רעמים מקומיות הגיעו מ-30 דקות עד מספר שעות מראש; תחזיות לגבי קור קשה וחום נרחב הגיעו לאמינות של 70-90%.

שיתוף פעולה בינלאומי ממשיך למלא תפקיד חשוב. וייטנאם מקיימת חילופי נתונים מקצועיים עם JMA (יפן), CMA (סין) וסוכנויות מטאורולוגיות גדולות רבות בתחום שיתוף נתונים, הערכת קונצנזוס והכשרת משאבי אנוש. אפילו בתקופת הקורונה, קורסי ההכשרה של WMO נשמרו באינטרנט, מה שהבטיח פיתוח מקצועי לחזאים במדינה ובאזור.

על פי מחלקת ההידרומטורולוגיה במשרד החקלאות והסביבה , בתקופה 2025-2030, תחום ההידרומטורולוגיה יתפתח על בסיס שלושה עמודי תווך: מודרניזציה של רשת הניטור; שיפור יכולת החיזוי לקראת חיזוי השפעה ובזמן אמת; טרנספורמציה דיגיטלית מקיפה. בפרט, השלמת רשת הניטור האוטומטית והסינכרונית, במיוחד באזורים חסרי נתונים, היא משימה בעדיפות עליונה. המגזר שואף להגדיל את קיבולת המחשוב פי 5-10 בהשוואה לשנת 2020; לפתח מודל היברידי המשלב חיזוי מספרי ובינה מלאכותית; להגדיל את היכולת להתריע מפני שיטפונות ומפולות פתאומיות ב-6-12 שעות ולהתריע מפני סופות 3-5 ימים מראש.

טרנספורמציה דיגיטלית מקיפה דורשת שילוב של 100% מהנתונים במאגר הנתונים ההידרומטורולוגי הלאומי, תוך בניית מנגנון משפטי לקידום הסוציאליזציה והמסחור של שירותים הידרומטורולוגיים. הגורם המרכזי הוא עדיין אנשים, התעשייה מתמקדת בהכשרה מעמיקה בבינה מלאכותית, ביג דאטה, מודלים מודרניים לחיזוי והרחבת שיתוף פעולה בינלאומי, במיוחד עם WMO ומדינות בעלות הידרומטאורולוגיה מתקדמת, כדי לקלוט, לשלוט ולפתח טכנולוגיות חיזוי מהדור החדש.

המרכז לתקשורת מדע וטכנולוגיה

מקור: https://mst.gov.vn/ung-dung-khoa-hoc-cong-nghe-tri-tue-nhan-tao-va-chuyen-doi-so-trong-cong-tac-du-bao-khi-tuong-thuy-van-197251201234112479.htm