Định hướng phát triển dịch vụ khí tượng hàng không của ICAO: Bầu trời an toàn, tương lai bền vững

Trong lịch sử phát triển của hàng không dân dụng quốc tế, nhu cầu cũng như năng lực vận tải hàng hóa và hành khách trên quy mô toàn cầu liên tục tăng. Cho tới năm 2019 do đại dịch Covid-19, hoạt động hàng không trên quy mô toàn cầu đã bị chững lại. 
Tuy nhiên, tới năm 2024, số lượt hành khách sử dụng dịch vụ hàng không dân dụng trên toàn cầu đã phục hồi lại mức 4,6 tỉ - bằng với lượng hành khách năm 2019. Dự kiến tới năm 2050 con số này sẽ tăng gấp 2,7 lần, lên tới 12,4 triệu lượt hành khách tương đương với mức tăng trên 10 %/năm. 
Bên cạnh lượng hành khách, năng lực vận tải hàng hóa cũng được dự kiến trong giai đoạn 2024-2050 cũng tăng trưởng tương ứng khoảng 2,2 lần: từ 295 tỉ lên 638 tỉ, tính theo kết quả lưu lượng tấn hàng trên km (FTK).

Theo tầm nhìn chung của ICAO trong giai đoạn 2026-2050, hàng không thế giới là một hệ thống hàng không dân dụng quốc tế an toàn, bảo mật và bền vững, kết nối thế giới vì lợi ích của tất cả các quốc gia và người dân; với 3 mục tiêu đầy tham vọng: 
1. Không có trường hợp tử vong nào trong hàng không quốc tế do tai nạn và hành vi can thiệp bất hợp pháp;
2. Đối với hoạt động hàng không dân dụng quốc tế, mục tiêu toàn cầu dài hạn hướng tới mục tiêu phát thải carbon ròng bằng 0 vào năm 2050; 
3. Không quốc gia nào bị tụt hậu trong phát triển kinh tế - xã hội vì hàng không mang lại phương tiện giao thông thịnh vượng, dễ tiếp cận, kết nối và toàn diện.

Với tầm nhìn và những mục tiêu đó, dịch vụ khí tượng đóng vai trò rất quan trọng tới 2 yếu tố “an toàn” và “hiệu quả” của hoạt động hàng không dân dụng. 
Theo báo cáo an toàn thường niên của IATA, 20% tai nạn của tàu bay là do “điều kiện thời tiết bất lợi”. Còn theo FAA thì đó cũng là nguyên nhân chính (75%) gây ra sự chậm trễ của các chuyến bay. Do đó, hiện tượng thời tiết là sự bất định cuối cùng trong quản lý không lưu (ATM) hiện đại, các thành phần khác hầu như đã được định dạng rõ về định hướng và xu thế phát triển.
Theo kế hoạch không vận toàn cầu các dịch vụ khí tượng tiên tiến được định nghĩa là “người hỗ trợ” và theo kế hoạch nâng cấp các khối hệ thống hàng không (ASBU) thì các mô-đun về tin tức khí tượng nâng cao (ASBU AMET) có sự ảnh hưởng tới các lĩnh vực khác như sau: 
Khối 0 - hỗ trợ chuyên dụng cho các trường hợp sử dụng cụ thể, ở định dạng chuyên dụng (bắt đầu tư năm 2013): thông tin khí tượng toàn cầu, khu vực và địa phương nhằm hỗ trợ quản lý không phận linh hoạt, nâng cao nhận thức tình huống, ra quyết định hợp tác và lập kế hoạch quỹ đạo bay được tối ưu hóa động.
Khối 1 - hỗ trợ chính xác hơn cho việc hỗ trợ quyết định ATM (bắt đầu từ năm 2019): thông tin khí tượng hỗ trợ quá trình ra quyết định tự động hoặc hỗ trợ, bao gồm thông tin khí tượng, chuyển đổi thông tin khí tượng, chuyển đổi tác động ATM và hỗ trợ quyết định ATM.
Khối 2 trở lên (bắt đầu từ 2025) - chuyển đổi sang sử dụng tích hợp cho tất cả các giai đoạn của hoạt động bay và ATM. 
Khối AMET 2 (bắt đầu từ 2025): thông tin khí tượng tích hợp hỗ trợ các quy trình ra quyết định hoạt động trên mặt đất và trên không được cải thiện, đặc biệt là trong giai đoạn lập kế hoạch và ngắn hạn. 
Khối AMET 3 ( bắt đầu từ 2031): thông tin khí tượng tích hợp hỗ trợ các quy trình ra quyết định hoạt động trên mặt đất và trên không được cải thiện, cho tất cả các giai đoạn bay và hoạt động quản lý không lưu tương ứng. 
Khối AMET 4 (sau 2037): thông tin khí tượng tích hợp hỗ trợ việc ra quyết định trên không và mặt đất cho tất cả các giai đoạn bay và hoạt động ATM, đặc biệt là để thực hiện các chiến lược giảm thiểu thời tiết tức thời.
Các yêu cầu được đặt ra đòi hỏi dịch vụ khí tượng hàng không phải thay đổi để đáp ứng nhu cầu về các sản phẩm khí tượng tiên tiến, giải quyết nhu cầu không vận ngày càng tăng và tác động của khí hậu: giúp dự báo đường bay chính xác hơn, tích hợp vào hệ thống ra quyết định của người sử dụng, giảm tác động tới biến đổi khí hậu. 
Để đạt được các yêu cầu này, dịch vụ khí tượng đã và đang áp dụng các công nghệ mới về: giám sát toàn cầu bằng vệ tinh khí tượng thế hệ mới (ví dụ Himawari-9, GOES-R, v.v.), mô hình dự báo thời tiết số chính xác sử dụng máy tính hiệu suất cao (HPC), truyền tải nhanh chóng thông tin dạng lưới qua cơ sở hạ tầng mạng IP tốc độ cao.

Tuy nhiên các công nghệ trên vẫn chưa đủ, tương lai của dịch vụ khí tượng cần đạt các yêu cầu như “định lượng hơn”, “phù hợp với mục đích hơn”, “hài hòa hơn” và “số hóa hơn nữa”. 
Về định lượng: hệ thống WAFS thế hệ tiếp theo cần dự báo cho các yếu tố khí tượng trên cao với độ phân giải cao và hạn dự báo dài hơn (48 giờ) với khả năng dự báo nhiễu động, dự báo xác suất (11/2028); bên cạnh đó thông tin định lượng về tro bụi núi lửa (QVA) cũng cần Dự báo dạng lưới cho khả năng vượt quá tiêu chí “nồng độ VA”, đồng thời hỗ trợ mạnh mẽ việc đánh giá rủi ro an toàn chính xác và lập kế hoạch tuyến đường tối ưu chống ô nhiễm VA (dự kiến hoạt động ban đầu của QVA sẽ bắt đầu vào tháng 11/2025). 
Dịch vụ quan sát giám sát sân bay/dự báo sân bay sẽ cung cấp dữ liệu quan sát và dự báo khí tượng có độ trung thực cao tại sân bay, vượt quá thông số kỹ thuật của các sản phẩm hiện tại (METAR/SPECI, TAF) cho phép người dùng sử dụng thông tin khí tượng “phù hợp với mục đích” hơn khi kết hợp với các ngưỡng hoạt động khác (năng lực hoạt động ban đầu này dự kiến được triểnkhai trong khoảng thời gian 2027-2030). 

Để đảm bảo yêu cầu “hài hòa hơn”, dịch vụ Thông tin thời tiết vũ trụ (SWIS) và dịch vụ Thông tin thời tiết nguy hiểm (HWIS) đã và đang được phát triển.
SWIS đã được vận hành từ tháng 11/2019 là dịch vụ nguồn đơn được phối hợp bởi 4 SWXC toàn cầu và 1 SWXC khu vực do hội đồng chỉ định, đánh giá tác động của thời tiết vũ trụ đến hàng không (GNSS, HF COM, SATCOM, phơi nhiễm bức xạ).
HWIS dự kiến bắt đầu được sử dụng từ tháng 11/2027, là thông tin dạng lưới được thống nhất đa quốc gia về hiện tượng thời tiết trên đường bay (tức là CB, Turb, đóng băng), cho phép người dùng trích xuất dữ liệu HWIS để sử dụng phù hợp với mục đích của họ trong các hệ thống ra quyết định.

Hệ thống MET-SWIM được phát triển nhằm đảm bảo yêu cầu “số hóa hơn nữa” với nhiệm vụ: nhận thông tin có độ trung thực cao bằng cách loại bỏ các hạn chế từ định dạng TAC cũ, thúc đẩy trao đổi thông tin MET trong IWXXM và thông tin dạng lưới, cho phép sử dụng và trực quan hóa thông tin MET "phù hợp với mục đích" trong hệ thống vận hành của người dùng cuối (11/2027).

Như vậy, ưu điểm của dịch vụ thông tin khí tượng trong tương lai so với các “sản phẩm” hiện tại là độ phân giải không gian và thời gian tăng lên và hỗ trợ tích hợp, “phù hợp với mục đích”: mô hình dự báo/quan sát thời tiết có sẵn theo chu kỳ cập nhật thường xuyên hơn nhiều, khả năng tương lai cho các dịch vụ thông tin “phát trực tuyến” với độ trễ rất thấp, dự báo thời tiết số quy mô toàn cầu với độ phân giải rất cao (ví dụ: lưới nhỏ hơn 10km), có thể nắm bắt chính xác hơn các điều kiện thời tiết bất lợi không sử dụng đa giác mà ở dạng lưới, dịch vụ thông tin MET-SWIM có thể được triển khai cùng với thông tin khác, linh hoạt hơn trong việc đáp ứng nhu cầu cụ thể của người dùng cho các kịch bản hoạt động trong mọi giai đoạn theo thời gian thực. 
Nguồn: ICAO perspectives on the development of meteorological service for international air navigation (Peter Dunda,2024)
 

TT11