Tác động của đại dịch COVID-19 đến hệ thống quan trắc

Tổ chức Khí tượng Thế giới (WMO) lo ngại về tác động ngày càng tăng của đại dịch COVID-19 đối với số lượng và chất lượng thông tin về quan trắc và dự báo thời tiết, cũng như giám sát khí quyển và khí hậu.

Hệ thống quan trắc toàn cầu của WMO đóng vai trò là nền tảng của các sản phẩm dịch vụ thời tiết và khí hậu của 193 thành viên WMO, cung cấp cho cộng đồng của họ. Hệ thống này cung cấp dữ liệu quan trắc về trạng thái của khí quyển và bề mặt đại dương từ các thiết bị quan trắc bề mặt, trên biển và trong vũ trụ. Dữ liệu này được sử dụng để phục vụ cho các hoạt động phân tích, dự báo, tư vấn và cảnh báo về thời tiết và thiên tai. 

Ông Petteri Taalas, Tổng thư ký WMO cho biết: “Các Cơ quan Khí tượng Thủy văn quốc gia vẫn đang ngày đêm thực hiện các nhiệm vụ thiết yếu của mình, trong bối cảnh chính họ cũng đang phải đối mặt với nhiều khó khăn to lớn do Đại dịch mà virus Corona gây ra, đặc biệt là ở các quốc gia đang phát triển. Chúng tôi trân trọng sự cống hiến của họ trong việc bảo vệ tính mạng người dân và tài sản của xã hội, nhưng chúng tôi lo ngại về những hạn chế về nguồn nhận lực và vật lực ngày càng tăng”.

“Tác động của biến đổi khí hậu và số lượng thảm họa liên quan đến thời tiết ngày càng tăng như chúng ta đã chứng kiến cơn Bão nhiệt đới Harold ở Thái Bình Dương và những trận lũ lụt ở Đông Phi. Khi chúng ta đang bước vào mùa bão Đại Tây Dương, đại dịch COVID-19 đặt ra thêm một thách thức và có thể làm trầm trọng thêm các rủi ro đa thiên tai ở mỗi quốc gia. Do đó, việc Chính phủ phải quan tâm hơn nữa đến công tác quan trắc thời tiết và cảnh báo thiên tai của quốc gia họ là hết sức cần thiết”, ông Taalas nói. 

Phần lớn hệ thống quan trắc, ví dụ như các hệ thống vệ tinh và nhiều mạng lưới quan trắc bề mặt là bán tự động hoặc tự động. Do đó, hy vọng rằng những hệ thống này có thể hoạt động bình thường, không bị suy giảm trong khoảng thời gian vài tuần hoặc có thể có thể lâu hơn. Nhưng nếu đại dịch kéo dài thì việc không thể triển khai công việc sửa chữa, bảo trì, bảo dưỡng định kỳ

do ảnh hưởng của COVID-19 sẽ trở thành mối lo ngại ngày càng lớn, ảnh hưởng đến khả năng hoạt động và cung cấp dữ liệu quan trắc một cách ổn định của hệ thống.

Dữ liệu khí tượng từ máy bay

Hệ thống các chuyến bay thương mại cung cấp cho Chương trình dữ liệu khí tượng máy bay (AMDAR) của WMO bằng việc sử dụng các cảm biến trên máy bay, máy tính và hệ thống liên lạc tự động thu thập, xử lý, định dạng và truyền các dữ liệu quan trắc khí tượng đến các trạm quan trắc mặt đất thông qua liên kết vệ tinh hoặc radio.

Hình 1. Bản đồ theo dõi 24h về phạm vi cung cấp dữ liệu quan trắc máy bay ngày 31/01 và ngày 04/5 năm 2020 được cung cấp bởi NOAA/ESRL/GSD AMDAR

Mỗi ngày, hệ thống quan trắc AMDAR tạo ra hơn 800.000 dữ liệu quan trắc chất lượng cao về nhiệt độ không khí, tốc độ và hướng gió theo thời gian và không gian, đồng thời ngày càng cung cấp nhiều hơn số lượng dữ liệu về độ ẩm và nhiễu loạn không khí. Hiện tại, 43 hãng hàng không và hàng nghìn máy bay cung cấp số liệu cho Chương trình AMDAR, dự kiến ​​sẽ được mở rộng hơn trong những năm tới do sự hợp tác chung của Chương trình với IATA. 

Nhìn chung, việc giảm số lượng các chuyến bay thương mại đã dẫn đến việc giảm khoảng 75-80% dữ liệu quan trắc khí tượng từ máy bay. Giảm gần 90% ở một số khu vực dễ bị tổn thương nhất, nơi mà các dữ liệu quan trắc bề mặt từ các nguồn khác là rất ít, ví dụ nhưvùng nhiệt đới và Nam bán cầu. 

 Một số quốc gia đang sử dụng thêm các dữ liệu vô tuyến thám không, bổ sung cho phần dữ liệu quan trắc từ máy bay bị thiếu hụt. Điều này đã được thực hiện cho khu vực châu Âu, dưới sự điều phối của Mạng lưới cơ quan khí tượng châu Âu (EUMETNET). Thiết bị quan trắc thám không vô tuyến được gắn trên bóng thám không thời tiết và truyền dữ liệu khí tượng quan trọng đo được trở lại mặt đất trong quá trình bay từ bề mặt lên đến độ cao từ 20 đến 30 km.

Thêm vào đó, WMO, EUMETNET và các đối tác Chương trình AMDAR đã hợp tác với Công ty điện tử hàng không FLYHT để đảm bảo bất cứ dữ liệu quan trắc từ máy bay trong mạng lưới hàng không của họ đều được cung cấp cho WMO và các quốc gia thành viên trong giai đoạn ứng phó khẩn cấp với dịch  COVID-19.  

Quan trắc bề mặt

Ở hầu hết các nước phát triển, quan trắc khí tượng bề mặt gần như hoàn toàn tự động. Tuy nhiên, ở nhiều nước đang phát triển, quá trình chuyển đổi từ quan trắc thủ công sang quan trắc tự động vẫn đang được tiến hành, cơ quan khí tượng vẫn phải dựa vào dữ liệu quan trắc được thực hiện bởi các quan trắc viên thời tiết truyền vào mạng lưới quốc tế để sử dụng trong các mô hình thời tiết và khí hậu toàn cầu.

Ông Lars Peter Riishojgaard, Giám đốc Chi nhánh hệ thống trái đất thuộc Ban cơ sở hạ tầng của WMO cho biết: “Trong hoạt động quan trắc và chia sẻ chuỗi dữ liệu, sự kết nối do con người thực hiện rất dễ bị ảnh hưởng bởi các chính sách bắt buộc làm việc từ xa do các yêu cầu thực hiện cách ly xã hội hiện nay. Chúng tôi đã thấy sự giảm đáng kể về khả năng quan trắc khí áp bề mặt hiện tại so với thời gian trước dịch COVID-19 (tháng 1 năm 2020), đặc biệt là ở khu vực châu Phi và một phần Trung và Nam Mỹ”.

Hình 2. Bản đồ do WMO cung cấp thể hiện các quốc gia hiển thị màu đậm hơn cung cấp ít quan trắc hơn trong tuần trước so với trung bình cho tháng 1 năm 2020 (trước COVID-19); các quốc gia hiển thị màu đen hiện không gửi bất kỳ dữ liệu nào.

Ông Riishojgaard nói rằng “Đại dịch do virus Corona gây ra cũng cho thấy rõ tầm quan trọng của việc bảo dưỡng hệ thống quan trắc. Ảnh hưởng của dịch COVID-19 đối với việc dữ liệu quan trắc bị thiếu có lẽ sẽ chưa thể đánh giá và hiểu một cách đầy đủ cho đến khi dịch COVID-19 kết thúc. Tuy nhiên, tại thời điểm này, chưa có Trung tâm dự báo thời tiết số trị toàn cầu (NWP) nào có báo cáo vể những tổn thất nặng nề về năng lực dự báo/cảnh báo của mình do thiếu dữ liệu quan trắc”.

Ông Riishojgaard cũng cho biết, “Quan trắc từ máy bay là một minh họa rõ về điều này. Dữ liệu này được coi là một trong những nguồn đóng góp quan trọng nhất cho năng lực dự báo/cảnh báo của các mô hình số trị toàn cầu NWP. Tuy nhiên, cuộc khủng hoảng do dịch COVID-19 hiện nay nhắc nhở chúng ta rằng các quan trắc máy bay không phải là dữ liệu luôn có sẵn, có thể bị mất đi do các tình huống nằm ngoài sự kiểm soát của WMO. Việc nghiên cứu và xây dựng các hệ thống quan trắc phụ trợ cũng như luôn duy trì khả năng chủ động giảm nhẹ ảnh hưởng của việc thiếu dữ liệu quan trắc cũng sẽ rất quan trọng trong thời gian này cũng như thời gian tới, khi dịch COVID-19  sẽ kết thúc trong tương lai không xa.

Quan trắc hải văn

WMO cũng đang theo dõi việc trao đổi dữ liệu quan trắc từ các hệ thống quan trắc hải văn, nơi cung cấp thông tin quan trọng do 2/3 bề mặt trái đất được bao phủ bởi các đại dương.

Các hệ thống quan trắc hải văn cũng dựa vào mức độ tự động hóa, và hầu hết các hệ thống này dự kiến ​​sẽ tiếp tục hoạt động tốt trong khoảng thời gian vài tháng tới. Tuy nhiên, các trạm quan trắc trên phao trôi và phao neo sẽ cần phải được kiểm tra và duy tu, các neo đậu sẽ cần được bảo dưỡng và hệ thống quan trắc trên tàu cũng sẽ cần được bảo trì, hiệu chỉnh và thay thế. Theo thời gian, số lượng dữ liệu quan trắc dự kiến sẽ bị giảm dần ​​và điều này sẽ tiếp tục xảy ra cho đến khi các hoạt động bảo trì bảo dưỡng cần thiết có thể được tiếp tục thực hiện trở lại khi các chính sách yêu cầu giãn cách xã hội hết hiệu lực. Tại thời điểm này, tác động đáng kể nhất là dữ liệu quan trắc từ Chương trình tàu quan trắc tự nguyện (VOS) đã giảm khoảng 20% ​​so với điều kiện bình thường.

Quan trắc từ vũ trụ

Một tín hiệu đáng mừng là hiện tại cho thấy tầm quan trọng và sự ổn định của hệ thống quan trắc từ vũ trụ, đây là hệ thống quan trắc mà các thành viên WMO đang trông cậy rất nhiều. Hiện tại, có 30 vệ tinh khí tượng và 200 vệ tinh nghiên cứu, cung cấp dữ liệu quan trắc liên tục và tự động. Các vệ tinh được vận hành bởi các thành viên của Nhóm điều phối vệ tinh khí tượng (CGMS) và Ủy ban vệ tinh quan trắc Trái đất (CEOS). Trước mắt, hệ thống quan trắc từ vũ trụ này dự kiến ​​sẽ không bị ảnh hưởng và hoạt động đầy đủ, WMO đã liên hệ với các nhà khai thác vệ tinh khí tượng để đánh giá tác động lâu dài có thể có do dịch COVID-19.

Ngoài ra, có hơn 10.000 trạm thời tiết mặt đất tự động và thủ công, 1.000 trạm khí tượng cao không, 7.000 tàu, 100 phao neo và 1.000 phao trôi, hàng trăm radar thời tiết và 3.000 máy bay thương mại được trang bị đặc biệt để đo các thông số chính khí quyển, mặt đất và mặt biển mỗi ngày. 

Thông tin cần tìm hiểu thêm tại các trang web sau:

Hệ thống quan trắc toàn cầu của WMO:

https://public.wmo.int/en/programmes/global-observing-system

Chương trình dữ liệu khí tượng máy bay (AMDAR):

https://public.wmo.int/en/programmes/global-observing-system/amdar-observing-system

Công ty điện tử hàng không FLYHT:

http://flyht.com/flyht-distribute-complimentary-tamdar-data-covid-19-national-emergency/

Vụ Khoa học Công nghệ và Hợp tác quốc tế tổng hợp và biên dịch