Doorbraak in overstromingsvoorspelling door jonge promovendus

Keerpunt

Het succes van Dr. Tran Ngoc Vinh is te danken aan zijn moedige beslissing om zijn comfortzone te verlaten en aan de stressvolle ervaringen die hij opdeed tijdens zijn jarenlange studie en werk in Korea en de Verenigde Staten. Zijn reis, van zijn beginjaren als natuurkunde- en wiskundestudent in Vietnam, via Korea naar de Verenigde Staten, is een verhaal over de wil om grenzen te overschrijden en de wens om oplossingen te vinden om de gemeenschap te beschermen tegen natuurrampen.

Na zijn afstuderen aan de Universiteit voor Natuurwetenschappen (VNU) begon Vinh zijn carrière als onderzoeker aan zijn oude school. De beslissing om naar Korea te gaan om onderzoek te doen, was echter een keerpunt. "De culturele en taalverschillen maakten me onzeker en ik twijfelde er vaak aan of ik wel in staat was om verder te studeren. Maar dat was het belangrijkste keerpunt in mijn carrière. Nu ik niet meer bij mijn familie was, moest ik op eigen benen staan: mijn eigen doelen stellen, mijn eigen plannen maken en ernaar streven die te bereiken", aldus Dr. Vinh.

Tran Ngoc Vinh gaf een presentatie over het fenomeen van stedelijke overstromingen aan de Universiteit van Michigan, VS.

Terugkijkend op zijn bijna vijf jaar durende promotietraject aan de Universiteit van Ulsan in Zuid-Korea, realiseert hij zich dat de druk die hij zichzelf oplegde zelfs groter was dan de eisen van zijn begeleiders. "Er was een periode waarin mijn leven bijna uit balans was: tijdens mijn promotie werkte ik vaak meer dan 15 uur per dag, en vaak werkte ik 's nachts door tot 6-7 uur 's ochtends om te kunnen slapen. Maar juist die zware periode hielp me mijn ware passie te ontdekken en het pad te bewandelen dat ik wilde bewandelen. Daarmee legde ik de basis voor baanbrekende projecten die later zouden volgen", herinnert hij zich.

Dr. Vinh studeerde oorspronkelijk aardwetenschappen, met name hydrometeorologie. Tijdens zijn bacheloropleiding aan de Universiteit voor Natuurwetenschappen had hij het geluk deel te nemen aan vele onderzoeksprojecten van zijn docenten en overal ter wereld excursies te maken, met name in de centrale regio van Vietnam, waar hij zich richtte op het fenomeen overstromingen. Excursies naar de centrale provincies, waarbij hij met eigen ogen de hevige overstromingen zag die vele levens, eigendommen en materiële bezittingen van mensen wegvaagden, lieten hem met veel emoties achter. "Tijdens mijn werk worstelde ik altijd met twee vragen: Is het mogelijk om natuurrampen te voorspellen? En wat kunnen we doen om de schade door overstromingen te beperken?", zei hij.

Dr. Tran Ngoc Vinh, onderzoeker aan de Universiteit van Michigan, VS

Hoewel hij van natuurkunde houdt en gepassioneerd is door traditionele modellen voor overstromingsvoorspelling, ziet hij ook de beperkingen ervan: "Menselijke kracht is beperkt en kan niet op grote schaal voorspellen." Integendeel, AI kan enorme hoeveelheden informatie snel en nauwkeurig verwerken, met discipline. Hij gelooft dat de combinatie van AI met fysieke modellen en menselijke ervaring de manier is om de zwakke punten van elke tool te overwinnen.

Vanuit die gedachte voerde het onderzoeksteam onder zijn leiding aan de Universiteit van Michigan (VS) het onderzoeksproject "Kunstmatige intelligentie verbetert de nauwkeurigheid, betrouwbaarheid en economische waarde van middellangetermijnvoorspellingen van overstromingen op continentale schaal" uit. Dit project moet in 2023 worden afgerond. Het onderzoek ontwikkelde een nieuw hybride modelleringskader dat AI combineert met het huidige Amerikaanse model voor overstromingsvoorspellingen - National Water Model (NWM). Dit model kan fouten in de nationale programmering van overstromingsvoorspellingen verminderen en nauwkeurigere voorspellingen bieden over waar overstromingen zullen plaatsvinden.

Dr. Vinh en de wetenschappers ontdekten dat wanneer de AI werd gebruikt in combinatie met het NWM-model, ontwikkeld door de Amerikaanse National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), het resulterende hybride model vier tot zes keer nauwkeuriger was. De AI werd getraind met NOAA-gegevens voor de VS, maar het systeem kon voor elk land worden aangepast.

De onderzoeksresultaten tonen aan dat het hybride model niet alleen beter presteert dan NWM, maar ook beter presteert dan een geavanceerd AI-model ontwikkeld door Google, met name in extreme overstromingssituaties. Het werk werd gepubliceerd in het toonaangevende tijdschrift van de American Geophysical Union (AGU), dat minder dan 100 studies per jaar publiceert.

Testen in de VS

Dr. Tran Ngoc Vinh, Top 20 Golden Globe Science and Technology Awards 2025, is eigenaar van 8 nationale patenten in Korea en 29 wetenschappelijke artikelen gepubliceerd in internationale wetenschappelijke tijdschriften in de categorie Q1.

Dr. Vinh deelde: "Om de resultaten bekend te maken, moesten we vele stormen en een enorme hoeveelheid werk overwinnen. Maar dat is het bewijs van de reis van het constant zoeken naar betere oplossingen om natuurrampen te voorspellen, een doel dat ik koester sinds ik in dit vak ben begonnen."

Als hoofdauteur van dit onderzoeksproject heeft hij jarenlang onvermoeibaar gewerkt, van het verzamelen en verwerken van invoergegevens, waaronder meteorologische gegevens (regen, temperatuur, wind, enz.), gegevens over overstromingsstromen, simulatiegegevens van NWM tot het ontwerpen van het algemene onderzoekskader, het bouwen van simulatiescenario's om de effectiviteit van het model te evalueren, het voorstellen om leiding te geven aan het schrijven van het manuscript en het deelnemen aan het beoordelingsproces van het onderzoeksproject...

"Wat betreft onderzoek zal ik kunstmatige intelligentie integreren in het aardmodelsysteem om de simulatiemogelijkheden en de rekensnelheid te verbeteren. Het doel is om grootschalige natuurrampen zoals stormen over een langere periode te voorspellen, bijvoorbeeld de komende tien dagen. Met nauwkeurige en eerdere voorspellingsresultaten zijn we beter voorbereid en beperken we de schade aan mens en materieel." Dr. Tran Ngoc Vinh (Universiteit van Michigan, VS)

Hij was met name direct verantwoordelijk voor het ontwerp, de programmering en de training van het AI-model, dat in de VS werd getest met meer dan 42.000 overstromingen, met een voorspellingsperiode van 1 tot 10 dagen. "Het kan probabilistische voorspellingsscenario's leveren - een belangrijke factor voor besluitvorming in risicovolle omgevingen - en kan op een gewone computer draaien, zonder dat er een supercomputer nodig is", aldus Dr. Vinh over de superieure eigenschappen van het model.

Parallel aan zijn onderzoek naar overstromingen publiceerde Dr. Tran Ngoc Vinh ook een artikel over stedelijke overstromingen in het tijdschrift Nature Cities, waarin hij wees op de "overstromingslus - verbetering van rioleringssystemen - overstromingen" en waarschuwde dat de huidige aanpak voor het ontwerpen van drainagesystemen niet optimaal is. Hij hoopt dit onderzoek in de praktijk te brengen in Vietnam, waarbij hij zich niet alleen richt op het voorspellen van overstromingen, maar ook preventieve oplossingen biedt en bijdraagt aan het ontwerp van rampenpreventiewerken en het optimaliseren van drainagesystemen in grote stedelijke gebieden zoals Hanoi en Ho Chi Minhstad.

Reactie (0)