Model ostrzegania przed katastrofami nowej generacji

Synoptycy analizują dane z systemu smartmet, aby tworzyć prognozy pogody i wczesne ostrzeżenia przed klęskami żywiołowymi w Narodowym Centrum Prognoz Meteorologicznych i Hydrologicznych. (Zdjęcie: HOAI LINH)

Dobre wykonanie tych działań nie tylko pomoże zminimalizować szkody wyrządzone ludziom i mieniu, ale także potwierdzi niezależność kraju pod względem nauki i technologii w dziedzinie zapobiegania katastrofom i ich kontroli.

Od wielu lat prowincja Quang Tri konsekwentnie znajduje się w czołówce regionów najbardziej dotkniętych burzami i powodziami. Chociaż rozwiązania inżynieryjne, takie jak zbiorniki, wały przeciwpowodziowe, kontrola powodzi i relokacje ludności, okazały się skuteczne, wymagają one znacznych nakładów finansowych i długich okresów inwestycyjnych, a charakter klęsk żywiołowych dynamicznie się zmienia.

Istnieje pilna potrzeba opracowania narzędzi wczesnego ostrzegania opartych na danych w czasie rzeczywistym, nowoczesnych modelach matematycznych i technologii szybkiego przesyłu informacji.

W oparciu o tę rzeczywistość, Ministerstwo Nauki i Technologii powierzyło Narodowemu Laboratorium Dynamiki Rzek i Wybrzeża realizację projektu „Badania nad zastosowaniem zaawansowanej technologii w celu zbudowania systemu wczesnego ostrzegania o ryzyku klęsk żywiołowych spowodowanych powodziami i podtopieniami w prowincji Quang Tri i okolicach”, kierowanego przez adiunkta dr. Nguyen Thanh Hunga.

Ulewne deszcze spowodowały powódź w mieście Hue. (Zdjęcie: QUANG TIEN)

Projekt ma trzy cele strategiczne: opracowanie mapy ryzyka klęsk żywiołowych (stworzenie szczegółowej mapy ryzyka powodzi i zalania aż do poziomu gminy, bezpośrednio służącej zapobieganiu klęskom żywiołowym); opracowanie technologii ostrzegania w czasie rzeczywistym (stworzenie zaawansowanej technologii do wczesnego ostrzegania o ryzyku powodzi i zalania w czasie rzeczywistym, na podstawie prognoz meteorologicznych i hydrologicznych); oraz udoskonalenie systemu transmisji i reagowania (stworzenie technologii do przekazywania informacji ostrzegawczych i proponowania odpowiednich i skutecznych planów reagowania).

Aby osiągnąć te cele, zespół badawczy wdrożył sześć głównych inicjatyw, koncentrując się na dogłębnym gromadzeniu i analizie danych oraz stosowaniu przełomowych technologii.

Kluczem do skuteczności systemu jest jednoczesne zastosowanie kilku najnowocześniejszych technologii. Przede wszystkim jest to model matematyczny oparty na procesach fizycznych.

Zespół badawczy opracował zestaw narzędzi do symulacji powodzi i oceny ryzyka, wykorzystując podejście fizyczne, czyli symulując rzeczywiste zachowanie się spływu wody, opadów, nachylenia terenu i czynników hydrologicznych w celu stworzenia bardziej realistycznych scenariuszy prognoz.

Ponadto sztuczna inteligencja (AI) i uczenie maszynowe działają jak „rozszerzony mózg”. Profesor nadzwyczajny dr Nguyen Thanh Hung i jego współpracownicy przez wiele lat szkolili system na dużych zbiorach danych, tworząc w ten sposób 282 różne scenariusze ostrzegania przed katastrofami.

Dzięki sztucznej inteligencji (AI) prędkość przetwarzania i prognozowania uległa znacznemu zmniejszeniu, co jest kluczowym czynnikiem w zapobieganiu katastrofom i reagowaniu na nie, które wymagają podejmowania działań w czasie rzeczywistym.

Kolejnym kluczowym filarem jest zintegrowana technologia transmisji informacji. System został zaprojektowany tak, aby wysyłać alerty i instrukcje reagowania bezpośrednio do obywateli za pośrednictwem telefonów komórkowych, stron internetowych i mediów społecznościowych, zapewniając szybkie dostarczanie kluczowych informacji we właściwe miejsce i we właściwym czasie.

Wstępne wyniki projektu zostały przetestowane podczas sezonu powodziowego w 2024 roku w Quang Tri. Prognozy i ostrzeżenia w czasie rzeczywistym oparte na nowym modelu zostały wysoko ocenione przez agencje zarządzające i ekspertów za ich kompletność, nowoczesność i zdolność do spełniania pilnych praktycznych potrzeb w tej okolicy.

Nie tylko region centralny, ale i wiele obszarów przybrzeżnych Wietnamu jest narażonych na ryzyko poważnych powodzi na skutek połączenia silnych sztormów, rosnącego poziomu morza i dużych fal.

W odpowiedzi na tę sytuację Narodowe Centrum Prognoz Hydro-Meteorologicznych uruchomiło projekt na szczeblu krajowym zatytułowany „Opracowanie modelu i procesu technologicznego do prognozowania powodzi przybrzeżnych spowodowanych przez fale sztormowe i fale sztormowe”, kierowany przez adiunkta dr. Nguyen Ba Thuy, a realizowany w okresie od grudnia 2022 r. do listopada 2025 r.

Celem było opanowanie zintegrowanego modelu obliczeniowego fal atmosferycznych i sztormów oraz opracowanie procesu prognozowania odpowiedniego dla warunków przybrzeżnych Wietnamu. Zespół badawczy zakończył gromadzenie i przetwarzanie danych meteorologicznych, hydrologicznych, oceanograficznych i topograficznych oraz zintegrował trzy zaawansowane modele: WRF (symulacja wiatru sztormowego), SWAN (symulacja fal) i ADCIRC (symulacja sztormów).

System umożliwia szczegółową symulację interakcji burz z terenem przybrzeżnym, prognozując w ten sposób poziom powodzi w określonych scenariuszach. Model został przetestowany w prowincji Thanh Hoa w skali mapy 1/10 000, oceniając powodzie na podstawie poziomów burz 11-14, z wałami przeciwpowodziowymi i bez nich, z uwzględnieniem różnych okresów pływów.

Produkty zostały przekazane władzom lokalnym w celu opracowania planów ewakuacji, ochrony łodzi, obszarów akwakultury i infrastruktury wałów przeciwpowodziowych. Zestaw narzędzi prognostycznych został przetestowany w sezonie tajfunów w 2025 roku i wykazał wysoki stopień korelacji z rzeczywistymi danymi.

Pan Hoang Duc Cuong, zastępca dyrektora Departamentu Meteorologii i Hydrologii, ocenił, że projekt w istotny sposób przyczynił się do poprawy jakości wczesnego ostrzegania w obszarach przybrzeżnych, zgodnie z celem branży, jakim jest unowocześnienie prognozowania.

Godnym uwagi jest fakt, że model rozdziela proces prognozowania dla dwóch typów terenu: obszarów z wałami i obszarów bez wałów. Wały morskie silnie wpływają na propagację fal i przypływ sztormowy, co wymaga innej metody prognozowania. Dzięki temu model nadaje się do każdej prowincji nadmorskiej o zróżnicowanej strukturze linii brzegowej, od Thanh Hoa i Hue po Khanh Hoa, Vinh Long i Ca Mau.

Według adiunkta, dr. Nguyen Ba Thuy, model ten pomaga również poprawić możliwości prognostyczne zespołu prognozującego. Jednak aby model mógł działać w czasie rzeczywistym w celach profesjonalnych, nadal konieczne są dalsze inwestycje w wydajny system obliczeniowy.

Oba badania dowodzą dojrzałości Wietnamu w rozwijaniu zaawansowanych technologii symulacji i ostrzegania przed katastrofami, które umożliwiają samowystarczalność. Choć trudno je bezpośrednio oszacować w kategoriach ekonomicznych, pośrednie korzyści z łagodzenia skutków szkód są znaczące.

W obliczu coraz poważniejszych klęsk żywiołowych opracowanie zintegrowanych modeli prognostycznych, zastosowanie sztucznej inteligencji, dużych zbiorów danych i technologii szybkiej komunikacji to właściwy kierunek działań Wietnamu zmierzających do udoskonalenia krajowego systemu wczesnego ostrzegania.

Jest to nie tylko cel sektora meteorologicznego i hydrologicznego, ale również podstawowy wymóg zrównoważonego rozwoju społeczno-gospodarczego, zwłaszcza na obszarach wysokiego ryzyka.

RÓŻOWE ŚWIATŁO i ZŁOTY KAWAŁEK

Źródło: https://nhandan.vn/mo-hinh-canh-bao-thien-tai-the-he-moi-post929692.html