Tiến sĩ người Việt sinh năm 1991, ‘gây sốt’ trên tạp chí hàng đầu của Mỹ với dự báo lũ lụt, là chủ nhân của giải Quả cầu Vàng

Tối 29/10, tại Hà Nội, lễ trao giải Quả cầu vàng năm 2025 đã diễn ra. Giải thưởng nhằm tôn vinh những trí tuệ trẻ tiêu biểu trong lĩnh vực khoa học - công nghệ, TS Trần Ngọc Vĩnh là một trong những cái tên đoạt giải.

Không chỉ là cái tên nổi bật trong nước, Trần Ngọc Vĩnh còn là nhà khoa học ghi dấu ấn ở quốc tế khi có nghiên cứu đột phá liên quan đến dự báo lũ lụt.

TS Trần Ngọc Vĩnh, 34 tuổi, quê Bắc Giang cũ, nay thuộc tỉnh Bắc Ninh, là một trong những nhà khoa học trẻ nổi tiếng của Việt Nam.

TS Trần Ngọc Vĩnh là cựu sinh viên trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội. Năm đó, anh đăng ký ngành Toán - Tin nhưng trượt, được xếp vào khoa Khí tượng Thủy văn và Hải dương học. Quá lạ lẫm với ngành học mới, anh định thi lại. Nhưng sau đó, với suy nghĩ "ngành ít người học, biết đâu cơ hội việc làm cao", anh quyết định tiếp tục theo học.

Đến năm thứ 2, khi đăng ký chuyên ngành, anh thấy lớp Khí tượng có số lượng đông nên chọn lớp Thủy văn. Trong quá trình học tập, anh được đi khảo sát thực địa nhiều nơi, đặc biệt là miền Trung - nơi thường xuyên xảy ra những trận lũ lớn. Anh không ngừng trăn trở về cách dự báo thiên tai và giảm thiểu thiệt hại.

Sau khi tốt nghiệp vào năm 2014, anh công tác tại Trung tâm Động lực học Thủy khí Môi trường của trường. Tại đây, anh tiếp tục theo đuổi đam mê nghiên cứu khoa học.

3 năm sau, anh nhận được học bổng toàn phần của Đại học Ulsan (Hàn Quốc) và trở thành nghiên cứu sinh ngành Xây dựng dân dụng.

Trong suốt 5 năm tại Hàn Quốc, anh không ngừng học tập, nghiên cứu. Mỗi ngày anh làm việc 14 - 15 tiếng liên tục. Những khó khăn, thử thách khắc nghiệt ấy đã tôi luyện nên một Trần Ngọc Vĩnh vững vàng hơn, có kiến thức cơ bản tốt hơn để sẵn sàng chinh phục “ngọn núi” cao hơn.

Năm 2022, anh tiếp tục hành trình học thuật, nộp hồ sơ xin nghiên cứu sau tiến sĩ tại Mỹ. Trong gần 20 bộ hồ sơ gửi đi, hơn 10 trường đại học danh tiếng đã chấp nhận anh. Sau khi cân nhắc, anh chọn Đại học Michigan - một trong những trường công lập hàng đầu tại Mỹ.

Tại đây, anh đảm nhận vai trò trưởng nhóm nghiên cứu thuộc Khoa Kỹ thuật Xây dựng và Môi trường. Nhóm anh thực hiện đề tài “Ứng dụng trí tuệ nhân tạo nhằm nâng cao độ chính xác, độ tin cậy và giá trị kinh tế của các dự báo lũ lụt trung hạn quy mô lục địa”, hoàn thành vào năm 2023.

Nghiên cứu này đã phát triển khung mô hình mới kết hợp giữa trí tuệ nhân tạo (AI) với mô hình dự báo lũ quốc gia của Mỹ (National Water Model - NWM), giúp giảm sai số trong quá trình mô phỏng và nâng cao độ chính xác của các dự báo lũ.

Là trưởng nhóm và tác giả chính, anh Vĩnh phụ trách việc thu thập và xử lý dữ liệu đầu vào như thông tin khí tượng (mưa, nhiệt độ, gió…), dữ liệu dòng chảy và mô phỏng từ NWM.

Anh thiết kế khung nghiên cứu tổng thể, xây dựng các kịch bản mô phỏng để kiểm chứng hiệu quả của mô hình, đồng thời chủ trì biên soạn bản thảo và tham gia phản biện khoa học. Ngoài ra, anh cũng trực tiếp lập trình, huấn luyện mô hình AI thử nghiệm trên phạm vi toàn nước Mỹ, với hơn 42.000 sự kiện lũ được ghi nhận.

Nghiên cứu được đánh giá có bước đột phá ấn tượng. Kết quả được công bố trên 33 tạp chí quốc tế uy tín, phần lớn thuộc nhóm Q1, trong đó có AGU Advances - tạp chí hàng đầu của Liên hiệp hội Địa vật lý Mỹ.

Mô hình này có khả năng dự báo lũ trung hạn (từ 1 - 10 ngày) với độ chính xác cao, góp phần nâng cao hiệu quả lập kế hoạch, ứng phó và giảm thiểu thiệt hại do lũ lụt gây ra. Nhờ tốc độ tính toán nhanh và yêu cầu tài nguyên thấp, hệ thống có thể đưa ra dự báo cho khoảng 5.500 điểm chỉ trong vài phút. Mô hình này cũng có thể vận hành trên máy tính phổ thông mà không cần đến siêu máy tính, đồng thời cung cấp các kịch bản dự báo xác suất - yếu tố then chốt trong quá trình ra quyết định khi đối mặt với rủi ro cao.

TS Trần Ngọc Vĩnh còn có các nghiên cứu khác nhằm kiểm soát ngập lụt đô thị, được công bố trên Nature Cities. Công trình này chỉ ra rằng hệ thống thoát nước hiện nay chưa được thiết kế tối ưu, khiến việc giảm ngập tại các đô thị chưa đạt hiệu quả mong muốn.

Anh phân tích, hệ thống cống tiêu thoát nước chưa tối ưu nên khi xảy ra ngập, tốc độ thoát nước chậm. Đây không chỉ là vấn đề ở Việt Nam mà các nước tiên tiến trên thế giới cũng mắc phải. Các thành phố lớn có tốc độ phát triển cực nhanh nhưng hệ thống cống được xây dựng từ nhiều thập kỷ trước nên bị lỗi thời.

Dù vậy, để giải quyết vấn đề này không chỉ đơn giản là đào lại cống, khơi thống rác hay nâng cao đường mà cần tính đến bài toán liên ngành, các giải pháp đồng bộ.

Anh đồng thời là đồng tác giả của 8 bằng sáng chế độc quyền tại Hàn Quốc, sở hữu hàng chục bài báo đăng trên các tạp chí thuộc danh mục Q1, cùng nhiều công trình khoa học và sách chuyên ngành về thủy văn.

Chủ nhân giải Quả cầu Vàng 2025 hy vọng những kết quả nghiên cứu này có thể sớm được ứng dụng tại Việt Nam, nhằm hỗ trợ công tác dự báo lũ, phòng chống thiên tai, cũng như tối ưu hóa hệ thống thoát nước tại các đô thị lớn như Hà Nội và TP. Hồ Chí Minh.

Hiện nay, anh tập trung vào hai hướng nghiên cứu chính là dự báo lũ sông và lũ đô thị.

Nguồn: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội