Hệ thống WAFS SADIS và việc sử dụng chỉ số EDR trong đánh giá nhiễu động

Hệ thống thu sản phẩm dự báo thời tiết toàn cầu (World Area Forecast System - WAFS) được Tổ chức Hàng không Dân dụng Quốc tế (ICAO) triển khai từ những năm 1980. WAFS được thiết kế như một hệ thống toàn cầu, với hai trung tâm dự báo khu vực thế giới (London và Washington - WAFCs) chuẩn bị và cung cấp dự báo khí tượng trên toàn cầu trực tiếp cho các quốc gia. Hệ thống này được phát triển nhằm cung cấp các dự báo khí tượng cho hoạt động hàng không trên toàn thế giới, đặc biệt là phục vụ các chuyến bay dài qua nhiều khu vực. Việt Nam, một thành viên của ICAO, đã sử dụng hệ thống WAFS thông qua việc nhận và sử dụng các dữ liệu dự báo từ hai trung tâm chính của WAFS. 
Theo khuyến nghị của Hội nghị phối hợp ICAO-WMO được tổ chức tại Montreal vào năm 2014, hệ thống WAFS liên tục được phát triển và cải tiến hơn nữa để đảm bảo rằng nó có thể đáp ứng các yêu cầu trong tương lai do những thay đổi trong ngành hàng không như: sự gia tăng của hoạt động bay và các đường bay, khối lượng dữ liệu cũng như đáp ứng yêu cầu của Hệ thống Quản lý thông tin mở rộng (SWIM).
Hiện nay, Cục HKVN đã cấp Giấy phép khai thác hệ thống thu sản phẩm dự báo thời tiết toàn cầu (WAFS SADIS) cho Tổng công ty Quản lý bay Việt Nam sử dụng.

WAFS SADIS (Secure Aviation Data Information System) được thiết lập để phân phối thông tin dự báo thời tiết thông qua các kênh vệ tinh và mạng lưới truyền dữ liệu, đảm bảo rằng các cơ quan khí tượng hàng không trên toàn thế giới nhận được dữ liệu một cách liên tục và chính xác. Hệ thống này giúp cung cấp dữ liệu khí tượng có độ tin cậy cao và kịp thời, phục vụ cho các hoạt động hàng không dân dụng, đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện chất lượng dự báo và quản lý rủi ro liên quan tới các yếu tố thời tiết cho các chuyến bay quốc tế. 
Hệ thống có phạm vi triển khai tại các miền Bắc, Trung, Nam, thiết kế theo mô hình tập trung bao gồm 02 máy chủ trung tâm hoạt động theo cơ chế chính/dự phòng đặt tại tòa nhà ATCC HAN và 08 máy đầu cuối tại 04 Cơ sở cung cấp dịch vụ thuộc Trung tâm Khí tượng hàng không (kết nối với hệ thống máy chủ). Máy chủ thu các sản phẩm dự báo thời tiết toàn cầu từ hệ thống WAFS SADIS London và gửi dữ liệu sau khi đã xử lý tới các đầu cuối khai thác. Các sản phẩm sau khi thu hoặc được tạo trên máy trạm được truyền về máy chủ CSDL khí tượng qua mạng LAN để xử lý và đưa lên trang Web. Hệ thống này bao gồm các sản phẩm như dự báo khí áp, nhiệt độ, gió, độ ẩm, và các chỉ số đo lường nhiễu động không khí (EDR - Eddy Dissipation Rate).
Trước khi WAFS SADIS được triển khai, hệ thống WAFS cũ đã sử dụng các chỉ số nhiễu động như Min CAT, Max CAT. Tuy nhiên, các chỉ số này gặp phải một số hạn chế trong việc cung cấp dự báo chính xác và kịp thời về nhiễu động trời trong. Một trong những vấn đề lớn nhất là khả năng xử lý và phân tích dữ liệu nhiễu động không khí không đồng đều, dẫn đến việc thiếu thông tin rõ ràng và cụ thể cho phi công. 

Theo lộ trình ASBU, vào khoảng năm 2018 (Bảng 1), ICAO và WMO đã yêu cầu cải tiến các sản phẩm dự báo nhiễu động của WAFS, nhằm cung cấp một thước đo chính xác về nhiễu động không khí - chỉ số tán xoáy EDR (m²/³ s⁻¹). Bên cạnh đó, ICAO và WMO cũng yêu cầu tạo ra các dự báo mang tính xác suất với độ phân giải không gian và thời gian cao hơn, mang lại độ tin cậy hơn trong dự báo và quản lý an toàn hàng không (WMO–ICAO 2014).
Hiện nay, phù hợp với yêu cầu trong kế hoạch nâng cấp WAFS của ICAO-WMO (ASBU), Trung tâm Cảnh báo thời tiết đang sử dụng các sản phẩm dự báo của WAFS SADIS với độ phân giải không gian khoảng 0,25° x 0,25° (tương đương với 25-30km), dữ liệu được cập nhật mỗi 6 giờ, cung cấp các dự báo có các bước thời gian cách nhau 3 giờ. Những cải tiến so với hệ thống WAFS cũ đã giúp dự báo chính xác hơn và hỗ trợ tốt hơn cho hoạt động hàng không, đặc biệt là trong việc dự báo nhiễu động không khí (EDR).

Đặc biệt, việc áp dụng chỉ số EDR trong hệ thống WAFS SADIS đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao chất lượng dự báo thời tiết hàng không. Chỉ số EDR không phụ thuộc vào kích thước hay loại máy bay, và có thể được chuyển đổi thành cường độ nhiễu động thông qua việc sử dụng dữ liệu hiệu suất của từng loại tàu bay (Sharman et al., 2014; Sharman và Pearson, 2017). Đồng thời, chỉ số EDR là tiêu chuẩn chính thức của ICAO cho việc báo cáo nhiễu động từ máy bay thương mại (ICAO, 2001). Dự báo EDR cũng giúp tạo ra các so sánh nhất quán và chính xác hơn với các quan sát EDR thực địa từ tàu bay, qua đó hỗ trợ xác minh các dự báo (Sharman et al., 2006, 2014; Kim et al., 2015; Sharman và Pearson, 2017). 
Theo tài liệu Annex 3, phụ lục 4, ICAO đã phân loại nhiễu động như sau: 
●    Nghiêm trọng : EDR ≥ 0.45 m²/³ s⁻¹; 
●    Trung bình : 0.20 m²/³ s⁻¹ ≤ EDR < 0.45 m²/³ s⁻¹; 
●    Nhẹ : 0.10 m²/³ s⁻¹ < EDR < 0.20 m²/³ s⁻¹; 
●    Không có nhiễu động: EDR ≤ 0.10 m²/³ s⁻¹.

Việc sử dụng chỉ số EDR đã đánh dấu một bước tiến quan trọng trong ngành hàng không. Chỉ số này đã cung cấp thông tin chi tiết về mức độ bất ổn định của không khí và khả năng xảy ra nhiễu động, qua đó hỗ trợ các cơ sở dự báo khí tượng hàng không đưa ra các dự báo chính xác hơn về điều kiện bay. 
 

Lê Quang Hưng