Thả thử nghiệm thiết bị Radiosonde Pilot - sản phẩm của đề tài VT/CN.04/17-20, tại Đài Khí tượng Cao không, Tổng cục Khí tượng Thủy văn

Việc thu thập các dữ liệu khí tượng trên cao là rất quan trọng để hệ thống dự báo thời tiết đưa ra cảnh báo chính xác sớm về các hiện tượng thời tiết nguy hiểm như mưa đá, gió lốc, mưa bão,… Trong mạng lưới Khí tượng thủy văn hiện nay, các thiết bị thu thập dữ liệu cao không là radiosonde đang hoàn toàn nhập ngoại với chi phí rất cao, Việt Nam hiện nay chỉ có 6 trạm thả thiết bị radiosonde với 3 trạm 1 ngày 2 ca và 3 trạm 1 ngày 1 ca. Ngoài ra, với 8 trạm đo gió trên cao (chỉ thả bóng và quan sát bằng kính vĩ quang học - pilot) (gọi là pilot) (Hình 1, 2). Do đó, số liệu đo đạc thu nhận được là rất thưa theo lưới không gian, thời gian, và những ca pilot thường bị ảnh hưởng bởi yếu tố con người và không thực hiện được việc thu thập  dữ liệu khi có mưa hoặc mây thấp, dầy.

pilot.1 pilot.2
Hình 1: Quan trắc viên quan sát qua kính quang vĩ tại trạm Nha Trang Hình 2: Quan trắc viên ghi lại các thông số đo đạc quan sát được qua kính quang vĩ tại trạm Nha Trang

Thực hiện Công văn số 6992/VPCP-NN truyền đạt ý kiến của Thủ tướng Chính phủ và Công văn số 4805/NTNMT-KHCN của Bộ Tài nguyên và Môi trường về việc nghiên cứu và có ý kiến đối với đề xuất Dự án khoa học và công nghệ cấp Nhà nước: “Hệ thống thông tin tích hợp thu thập dữ liệu môi trường, cảnh báo thiên tai, cứu hộ cứu nạn, thám không và giám sát hành trình dẫn đường ở biển Đông, các vùng rừng núi biên giới, hải đảo”, do PGS.TS. Phạm Hồng Quang – Chủ tịch Hội đồng Khoa học, Trung tâm Tin học và Tính toán làm chủ nhiệm; Đài Khí tượng Cao không thuộc Tổng cục Khí tượng Thủy văn đã tiến hành thả thử nghiệm thiết bị Radiosonde Pilot trong 10 ngày (12/10/2020 – 21/10/2020) để đánh giá tính khả thi, hiệu quả của thiết bị khi triển khai ứng dụng trong thực tế, từ đó có cơ sở nghiên cứu và cho ý kiến đối với đề xuất Dự án KHCN cấp nhà nước.

pilot.5

Hình 3: Thả thử nghiệm Radiosonde Pilot(1) tại Đài khí tượng cao không trưa ngày 13/10/2020 thay thế ca Pilot nghiệp vụ hàng ngày

(1)Sử dụng Radiosonde (đối với thám không có nhiệt ẩm, áp) hoặc Pilotsonde (nếu chỉ đo gió)

pilot.4

Hình 4: Thông tin đường bay theo thời gian thực của khí cầu thả trưa ngày 13/10/2020

Thiết bị Radiosonde Pilot là sản phẩm của đề tài “Nghiên cứu tiếp cận công nghệ sử dụng khinh khí cầu tầng bình lưu tích hợp công nghệ thu phát thông tin để giám sát, dẫn đường, tìm kiếm cứu hộ và đo đạc thông số vật lý môi trường tầng khí quyển”, thuộc chương trình KHCN vũ trụ, mã số VT.CN.04/17-20, do PGS.TS. Phạm Hồng Quang, Trung tâm Tin học và Tính toán làm chủ nhiệm, đã được nghiệm thu cấp Nhà nước. Thiết bị Radiosonde Pilot cỡ siêu nhỏ nhẹ (dưới 50 gram, sử dụng bóng thám không 350 gram), thay thế cho các thám không vô tuyến nhập ngoại (radiosonde) và quan trắc gió trên cao (pilot) hiện đang thực hiện hàng ngày bởi mạng lưới trạm của Đài Khí tượng cao không để thu thập thông tin dự báo thời tiết và khí hậu. Thiết bị cung cấp đầy đủ các thông số đo đạc như một radiosonde tiêu chuẩn (nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, điểm sương, hướng và tốc độ gió), có khả năng bay lên ở tốc độ tiêu chuẩn 5m/s đến 8m/s, đạt tới độ cao trên 30km, chịu được điều kiện khắc nghiệt về nhiệt độ (-90oC ~ 80oC) và bức xạ mặt trời. Đồng thời ở độ cao 20km thiết bị có khả năng liên lạc với Trạm thu phát cao không cố định ở khoảng cách đến 400km, trạm thu phát di động ở khoảng cách đến 250km, với các thiết bị PLB và EPIRB ở khoảng cách tương ứng đến 100km, 250km, với các thiết bị IoT từ khoảng cách 100 đến 150km. Thời gian hoạt động trên không (có điều khiển) của Radiosonde Pilot có thể đến 6 giờ (thời gian giữa các lần thả thám không tiêu chuẩn của khí tượng cao không).

pilot.7

pilot.6

Hình 5: Hình ảnh và Thông số kỹ thuật của hệ thống thiết bị được tích hợp trên HAPS, có khả năng hoạt động ổn định trong điều kiện môi trường tầng bình lưu

Dữ liệu về các thông số đo đạc cao không thu được sẽ truyền về thông qua trạm thu phát mặt đất, dữ liệu được hiển thị trên phần mềm theo dõi theo thời gian thực và người dùng có thể truy cập ở bất kỳ đâu có internet và dễ dàng trích xuất dữ liệu.

Sau thời gian thả thử nghiệm, Ông Đỗ Trung Trực – Trưởng phòng quản lý mạng lưới trạm, Đài Khí tượng cao không cho biết: Từ kết quả quan trắc các yếu tố khí tượng trên cao được chuyển giao từ Trung tâm Tin học và Tính toán cho thấy khả năng ứng dụng vào thực tế nghiệp vụ khí tượng cao không là rất khả thi. Đối với thiết bị quan trắc gió trên cao có khả năng quan trắc rất tốt, thiết kế gọn nhẹ, thể hiện tính năng ưu việt hơn hẳn so với quan trắc đo gió trên cao truyền thống mà hiện nay đang sử dụng, độ cao lớn hơn, độ chính xác cao hơn, quan trắc được trong điều kiện thời tiết mưa, sương mù và có thể tích hợp vào các mô hình dự báo.

Đối với thiết bị quan trắc thám không vô tuyến, từ kết quả quan trắc cho thấy khả năng tiếp cận công nghệ quốc tế khá cao, khả năng quan trắc, độ nhạy của thiết bị khi đo các yếu tố quan trắc và khả năng điều khiển đường bay trong quá trình quan trắc của bóng tốt. Mặt khác, với công nghệ mới được áp dụng, thiết bị không bị ảnh hưởng bởi các can nhiễu về tần số. Đồng thời thiết bị được phát triển và trích xuất theo yêu cầu; được sản xuất trong nước vừa phát huy được nội lực công nghệ Việt, vừa tiết kiệm chi phí.

Bên cạnh đó, Đài Khí tượng cao không cũng đã đóng góp nhiều ý kiến bổ ích để thiết bị được hoàn thiện hơn theo các tiêu chuẩn của ngành khí tượng và phù hợp với các yêu cầu từ thực tế sử dụng.

Nguồn tin: Phòng Công nghệ tính toán và Ứng dụng
Xử lý tin: Thanh Hà