Trong danh sách các nhà khoa học được đề cử Giải thưởng trẻ, Giải thưởng Tạ Quang Bửu năm 2021, chúng tôi bị thu hútvới đề tài đến từ một ngành khoa học khá “lặng lẽ” và ít được biết đến, ngành Khí tượng học. Đề tài nghiên cứu về “Biến động của mưa trong chu kì dao động từ 10-90 ngày ở Việt Nam” của TS. Bùi Minh Tuân. Từ thông tin đánh giá của các chuyên gia, đây là đề tài có tính ứng dụng rất cao, có giá trị về mặt thực tiễn và khoa học khi mà đối tượng nghiên cứu (mưa) và hạn nghiên cứu đều là những vấn đề rất thách thức của ngành khí tượng thời điểm hiện tại.

Chúng tôi hẹn gặp TS. Bùi Minh Tuân tại Khoa Khí tượng Thủy văn và Hải dương học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, tác giả của đề tài ngay sau khi danh sách đề cử Giải thưởng Tạ Quang Bửu 2021 được công bố. Điều ấn tượng đó là một tiến sĩ thế hệ 8X- TS Bùi Minh Tuân (sinh năm 1988) rất năng động và đầy nhiệt huyết. Ở anh toát lên sự chân thành của một thầy giáo, sôi nổi của tuổi trẻ nhưng nghiêm túc của một nhà khoa học. Anh thú thực, nghiên cứu khoa học chưa bao giờ là con đường dễ dàng, và ngay từ đầu, cần có sự kiên trì, đam mê theo đuổi đến cùng. Nghe câu chuyện anh kể vềhành trình nghiên cứucủa mình, chúng tôi thấy thật sự ngưỡng mộ và càng thêm niềm tin vào tương lai khoa học nước nhà. Cùng chúng tôi lắng nghe câu chuyện mà anh chia sẻ:

Bổ sung cơ sở khoa học để có thể dự báo mưa hạn trong thời gian dài hơn

PV: Thưa anh, dự báo khí tượng thủy văn nói chung và đặc biệt là dự báo mưa hiện nay đã có những bước tiến bộ rất rõ mà bằng chứng là công tác dự báo 3- 5 ngày đã có độ tin cậy cao. Tuy nhiên, với công tác dự báo dài hạn hơn (10-90 ngày) được xếp vào dự báo hạn vừa và là hạn dự báo thách thức nhất đối với các nhà khoa học, vậy tại sao anh lại chọn hướng nghiên cứu này?

TS. Bùi Minh Tuân: Cùng với sự phát triển của kinh tế xã hội, nhu cầu các bản tin dự báo càng phải có độ chính xác hơn và hạn dự báo dài hơn.Các thông tin dự báo hạn vừa (từ 2 tuần tới 3 tháng) và hạn dài (từ 3 tháng trở lên) ngày càng có vai trò quan trọng đối với việc lên kế hoạch cho các hoạt động sản xuất, dự báo bệnh dịch và phòng tránh thiên tai. Đặc biệt, sự xuất hiện của các hiện tượng cực đoan như mưa lớn, nắng nóng, rét đậm rét hại… có sự liên hệ chặt chẽ với các dao động khí quyển trong quy mô thời gian này. Tuy nhiên, như chị nói, đâyvẫn đang là một thách thức lớn đối với ngành khí tượng cả ở Việt Nam và trên thế giới.

Mặc dù ngành khí tượng đã có sự phát triển vượt bậc trong những thập kỉ qua, tuy nhiên mưa vẫn là yếu tố khó dự báo nhất. Trong giai đoạn đầu phát triển, dự báo thời tiết nói chung và mưa nói riêng chủ yếu dựa vào kinh nghiệm chủ quan của dự báo viên nên độ chính xác không cao. Từ những năm 1950, nhờ sự phát triển của hệ thống siêu máy tính, các mô hình thời tiết được đưa vào sử dụng. Các mô hình này dựa trên các phương trình toán học mô tả định luật khí quyển, giúp tính toán đưa ra các dự báo trạng thái khí quyển trong tương lai. Do tính khoa học và khách quan, các mô hình số đã giúp cải thiện đáng kể độ chính xác của bản tin dự báo. Ở thời điểm hiện tại, những mô hình thời tiết đã được chạy trên những siêu máy tính lớn dự báo nghiệp vụ, độ chính xác của các bản tin dự báo là tương đối cao với hầu hết các biến khí quyển, tuy nhiên khả năng dự báo mưa của mô hình vẫn còn rất hạn chế.

Dao động nội mùa (các dao động khí quyển có chu kì từ 10-90 ngày) - được coi là “cây cầu nối giữa thời tiết và khí hậu”, là cơ sở lí thuyết quan trọng để chúng ta cải thiện được độ chính xác của bản tin dự báo hạn vừa và hạn dài. Do đó, tôi đã quyết định chọn hướng nghiên cứu các biến động của mưa trong quy mô thời gian này ở Việt Nam.

TS. Bùi Minh Tuân trong ngày nhận bằng tiến sỹ

-  Anh có thể nói rõ hơn về quá trình nghiên cứu đề tài này?

- Đề tài này được tôi bắt đầu tìm hiểu từ năm 2013 và được công bố năm 2019. Ý tưởng nghiên cứu được hình thành sau khi tôi hoàn thành luận văn thạc sĩ năm 2012 với đề tài về các quá trình nhiệt động lực của gió mùa mùa hè Châu Á. Trong quá trình làm luận văn, có 2 vấn đề lớn của gió mùa vẫn chưa được giải thích đầy đủ, bao gồm: Cơ chế nhiệt động lực giải thích cho sự khởi phát đột ngột của gió mùa mùa hè trên khu vực Châu Á; Cơ chế giải thích cho các dao động 10-90 ngày của gió mùa mùa hè.

Để có một bức tranh toàn cảnh về gió mùa mùa hè, sau khi hoàn thành luận văn thạc sĩ với vấn đề thứ nhất, tôi tiếp tục hướng tới nghiên cứu vấn đề quan trọng thứ hai của gió mùa. Ý tưởng ban đầu của tôi xuất phát từ sự phức tạp của hệ thống khí hậu Việt Nam. Trên thế giới, các hệ thống gió mùa lớn như gió mùa Đông Á, gió mùa Nam Á và gió mùa Tây Bắc Thái Bình Dương được nghiên cứu rất nhiều. Tuy nhiên, Việt Nam nằm trong khu vực giao tranh của các hệ thống gió mùa này, các nghiên cứu về mưa ở Việt Nam lại tương đối ít. Những vấn đề về các đặc trưng mưa và cơ chế thực sự gây mưa ở Việt Nam vẫn còn gây ra rất nhiều tranh cãi trong cộng đồng khí tượng. Do đó, tôi hướng đến giải quyết vấn đề này.

- Vậy công trình đã đạt được những kết quả gì đáng ghi nhận nhất, thưa anh?

- Dựa trên phương pháp phân tích tổng hợp (composite), nghiên cứu đã chỉ ra 4 hình thế quy mô lớn liên quan đến sự biến động của mưa chu kì 10-90 ngày ở Việt Nam. Từ những hình thế này, các cơ chế vật lí giải thích cho sự biến động mưa ở Việt Nam cũng được chỉ ra. Việc đưa ra được cơ chế vật lí là cực kì quan trọng để xây dựng các phương pháp dự báo mưa trong tương lai của Việt Nam. Hệ thống lí thuyết này có thể coi là cơ sở để các nhà nghiên cứu và các dự báo viên xem xét các nhân tố tác động tới sự biến động mưa ở Việt Nam trong các chương trình dự báo mưa của mình.

TS. Bùi Minh Tuân cùng các đồng nghiệp nước ngoài

Có nhiều hướng nghiên cứu, nhưng chưa có sự kết nối để chia sẻ thông tin

- Chắc hẳn trong quá trình nghiên cứu của mình anh đã gặp không ít khó khăn, vậy anh có thể chia sẻ về điều đó?

- Khó khăn đầu tiên tôi gặp phải đó là việc lập trình để phân tích một khối lượng dữ liệu lớn. Các phương pháp phân tích được sử dụng đều là các phương pháp mới, dựa trên các thuật toán phức tạp, do đó đòi hỏi thời gian lập trình và tính toán rất lớn. Tôi đã dành toàn bộ 1 năm đầu tiên để đọc hiểu các thuật toán và xây dựng các chương trình tính toán cho bộ số liệu. Sau khi đã có được kết quả tính toán, việc phân tích các quá trình vật lí dựa trên các kết quả đó cũng là một thách thức. Khí hậu Việt Nam chịu tác động bởi nhiều hệ thống hoàn lưu lớn và có sự phân hóa mạnh giữa các vùng miền, việc chọn lựa các khía cạnh quan trọng để phân tích cũng đòi hỏi rất nhiều thời gian. Sau đó, tôi đã dành toàn bộ thời gian năm thứ 2 để phân tích tất cả những kết quả có được trong năm thứ nhất. Sau khi một số vấn đề phức tạp nhất được làm sáng tỏ, nội dung nghiên cứu được định hình. Trong năm thứ 3, tôi hoàn thiện nội dung, viết bài báo và gửi cho tạp chí Journal of Climate, một tạp chí chuyên về khí hậu của Hiệp hội Khí tượng Hoa Kì. Sau khi tiếp nhận ý kiến phản biện tích cực của những nhà khoa học tham gia đánh giá, tác giả tiếp tục chỉnh sửa, hoàn thiện bài báo và sau đó được chấp nhận đăng vào tháng 4 năm 2019.

TS. Bùi Minh Tuân cùng các sinh viên và các đồng nghiệp tại Khoa Khí tượng Thủy văn và Hải dương học, Trường ĐHKHTN-ĐHQGHN

- Những khó khăn đó là đặc thù của lĩnh vực nghiên cứu chuyên sâu của anh, vậy còn những khó khăn chung mà giới khoa học hay gặp phải? Chẳng hạn như điều kiện cơ sở vật chất, tiền lương, môi trường làm việc…?

- (Cười) Thực ra, tất cả những điều đó tôi nghĩ cũng là khó khăn chung của những người làm khoa học tại Việt Nam. Mặc dù còn có những hạn chế, tuy nhiên Khoa Khí tượng Thủy văn và Hải dương học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội, nơi tôi công tác cũng đã tạo điều kiện tối đa về thời gian và cơ sở vật chất để phục vụ nghiên cứu khoa học. Khoa có một hệ thống đào tạo bài bản, đồng thời được trang bị hệ thống siêu máy tính để cán bộ và sinh viên có thể sử dụng (một phòng máy như vậy có giá hàng chục tỷ đồng). Có điều, số lượng người làm khoa học cơ bản trong lĩnh vực nghiên cứu của tôi tương đối ít, nên rất khó để tìm các đồng nghiệp cùng trao đổi học thuật, chia sẻ tài liệu…thông tin về ngành Khí tượng Thủy văn cũng chưa được biết đến rộng rãi trong xã hội. Mọi người thường chưa biết đến ngành hoặc không hiểu đúng về ngành. Số lượng sinh viên hàng năm của Khoa tương đối thấp và chất lượng đầu vào chưa cao. Các em chủ yếu là nguyện vọng 2, nguyện vọng 3 nên không thực sự yêu thích và gắn bó với ngành.

- Có thể gọi đó là sự cô đơn trong nghiên cứu khoa học? 

- Thú thực, đôi lúc bản thân mình cũng cảm thấy mệt mỏi và muốn bỏ cuộc nhưng niềm đam mê với ngành nghề đã giữ tôi ở lại. Có lẽ điều quan trọng nhất là mỗi sáng thức dậy, mình được sống và theo đuổi đam mê của mình.Cuộc sống không phải là chiếc hộp hoàn hảo, nơi mà thành công sẽ luôn đến, nhưng cơ hội sẽ đến với những người cố gắng.

- Anh có thể bật mí về hướng nghiên cứu tiếp theo của anh trong lĩnh vực này là gì?

- Trong thời gian tới, tôi hi vọng có thể đẩy mạnh hợp tác với các nhóm nghiên cứu khác ở Trung tâm Khí tượng Thủy văn và Viện Nghiên cứu Khí tượng Thủy văn để tiếp tục phát triển hướng nghiên cứu về dự báo mưa trong thời gian dài hơn (10-20 ngày chẳng hạn). Cá nhân tôi cũng ấp ủ ý tưởng xây dựng một trang web riêng chuyên về lĩnh vực khí tượng thủy văn, là kênh trao đổi, chia sẻ những kiến thứcvà ứng dụng của khí tượng thủy văn trong lĩnh vực nông nghiệp, du lịch, hàng không… Chắc từ ý tưởng đến hiện thực còn nhiều vấn đề cần giải quyết nhưng cứ nuôi đã, biết đâu đấy (cười lớn).

- Vâng, chúc cho ý tưởng của anh thành hiện thực. Xa hơn nữa, chúc cho lĩnh vực nghiên cứu của anh gặt hái được nhiều thành công, có tính ứng dụng cao trong đời sống. Chúc anh luôn giữ được đam mê nghiên cứu khoa học. Cảm ơn vì cuộc trò chuyện thú vị này.

Minh Châu (thực hiện)