Một bản dự báo thời tiết được làm qua ba bước: thu thập số liệu quan trắc từ trạm mặt đất, phao biển, bóng thám không, ra-đa, vệ tinh trên khắp thế giới; đưa vào các mô hình số chạy trên siêu máy tính để tính trạng thái khí quyển những ngày tới; rồi dự báo viên phân tích, so sánh nhiều mô hình, hiệu chỉnh theo kinh nghiệm địa phương và viết thành bản tin. Không có "một máy tính đoán trời" duy nhất; bản tin là kết quả của một chuỗi khoa học – kỹ thuật – con người kéo dài nhiều giờ, lặp lại nhiều lần mỗi ngày.
Bước 1: quan sát khí quyển
Muốn đoán ngày mai, trước hết phải biết chính xác hôm nay. Tổ chức Khí tượng Thế giới (WMO) điều phối một hệ thống quan trắc toàn cầu, trong đó mỗi quốc gia đóng góp số liệu và được dùng chung số liệu của các nước khác.
| Nguồn số liệu | Đo cái gì |
|---|---|
| Trạm khí tượng mặt đất | Nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, gió, mưa, mây, tầm nhìn — theo các giờ chuẩn |
| Bóng thám không | Thả bóng mang thiết bị lên cao 20–30 km, đo nhiệt, ẩm, gió theo độ cao; thường thả hai lần mỗi ngày ở các trạm cao không |
| Phao biển, tàu biển | Thời tiết và nhiệt độ nước trên đại dương |
| Máy bay thương mại | Gió và nhiệt độ dọc đường bay |
| Ra-đa thời tiết | Vị trí, cường độ mưa trong bán kính vài trăm km |
| Vệ tinh | Mây, nhiệt độ đỉnh mây, hơi nước, gió trên biển, nhiệt độ theo độ cao trên toàn cầu |
Việt Nam có mạng lưới trạm khí tượng bề mặt, trạm cao không, trạm ra-đa và trạm hải văn trên đất liền, ven biển, hải đảo, cùng với số liệu vệ tinh của các nước như Nhật Bản (vệ tinh địa tĩnh Himawari), châu Âu, Mỹ, Trung Quốc.
Bước 2: mô hình số tính toán tương lai
Khí quyển tuân theo các định luật vật lý về chuyển động, nhiệt, nước. Các nhà khoa học viết những định luật này thành hệ phương trình, chia khí quyển thành hàng triệu "ô lưới" ba chiều, rồi cho siêu máy tính tính từng bước thời gian xem trong mỗi ô gió, nhiệt, ẩm thay đổi thế nào. Kết quả là bản đồ dự báo cho vài giờ đến vài tuần tới.
Trước khi tính, có một bước quan trọng gọi là đồng hoá số liệu: trộn hàng triệu số liệu quan trắc (vốn rời rạc, có sai số) với kết quả mô hình trước đó để tạo bức tranh khí quyển "ban đầu" tốt nhất có thể. Bước này chiếm phần lớn công sức của các trung tâm dự báo lớn.
Bước 3: dự báo viên ra quyết định
Mô hình không phải lời phán cuối cùng. Dự báo viên:
- So sánh kết quả của nhiều mô hình (của Việt Nam và các trung tâm quốc tế).
- Xem dự báo tổ hợp — nhiều lần chạy mô hình với điều kiện ban đầu hơi khác nhau — để biết mức độ chắc chắn.
- Hiệu chỉnh theo hiểu biết địa phương: mô hình hay đánh giá thấp mưa sườn núi chỗ này, hay đoán sai nhiệt độ thung lũng chỗ kia.
- Theo dõi ảnh vệ tinh, ra-đa thời gian thực để cập nhật dự báo ngắn hạn.
- Viết bản tin bằng ngôn ngữ dễ hiểu, ra cảnh báo khi cần.
Các loại dự báo theo thời hạn
| Loại | Thời hạn | Dùng để |
|---|---|---|
| Dự báo cực ngắn | Vài giờ tới | Mưa dông, lốc, sét — dựa nhiều vào ra-đa, vệ tinh |
| Dự báo ngắn | 1–3 ngày | Bản tin hằng ngày, bão, không khí lạnh |
| Dự báo hạn vừa | 3–10 ngày | Xu hướng thời tiết tuần tới |
| Dự báo hạn dài, khí hậu | Tháng, mùa | Nắng nóng, rét, mưa nhiều hay ít hơn trung bình |
Vì sao dự báo vẫn có lúc sai
- Khí quyển là hệ hỗn loạn: sai số nhỏ ban đầu lớn dần theo thời gian.
- Ô lưới mô hình có kích thước hữu hạn, không mô tả hết từng đám mây dông, từng ngọn đồi.
- Ở vùng biển, vùng núi ít trạm đo, bức tranh ban đầu kém chính xác.
- Mưa dông mùa hè rất cục bộ: dự báo "có mưa vài nơi" đúng cho cả vùng nhưng có thể không đúng cho nhà bạn.
Dù vậy, các trung tâm lớn ghi nhận độ chính xác dự báo đã tăng đều đặn qua các thập niên — nhiều đánh giá cho rằng dự báo 5 ngày hiện nay tốt tương đương dự báo 3 ngày của vài thập niên trước.
Góc nhìn hôm nay: dùng dự báo cho khéo
- Xem bản tin mới nhất, vì dự báo được cập nhật nhiều lần mỗi ngày.
- Với việc trong vài giờ tới, xem thêm ảnh ra-đa.
- Với việc xa hơn một tuần, chỉ xem xu hướng.
- Khi có thiên tai, theo bản tin chính thức của cơ quan khí tượng quốc gia.
Câu hỏi thường gặp
Dự báo thời tiết được làm như thế nào?
Qua ba bước: thu thập số liệu quan trắc toàn cầu, chạy mô hình số trên siêu máy tính để tính khí quyển những ngày tới, rồi dự báo viên phân tích, hiệu chỉnh và viết bản tin.
Mô hình dự báo thời tiết là gì?
Là chương trình máy tính giải các phương trình vật lý của khí quyển trên lưới ô ba chiều, tính trước gió, nhiệt độ, độ ẩm, mưa trong tương lai.
Bóng thám không dùng để làm gì?
Bóng thám không mang thiết bị lên cao 20–30 km, đo nhiệt độ, độ ẩm, gió theo độ cao. Số liệu này rất quan trọng để mô hình biết trạng thái khí quyển tầng cao.
Vì sao dự báo thời tiết vẫn có lúc sai?
Vì khí quyển là hệ hỗn loạn, sai số nhỏ ban đầu lớn dần; mô hình không mô tả hết từng đám mây; một số vùng thiếu số liệu đo; và mưa dông mùa hè rất cục bộ.
Dự báo viên còn cần thiết không khi đã có máy tính?
Có. Dự báo viên so sánh nhiều mô hình, hiệu chỉnh theo kinh nghiệm địa phương, theo dõi ra-đa vệ tinh thời gian thực và quyết định cảnh báo thiên tai.