Tấm phiếu Hoàng Sa năm 1950 là một trong nhiều tư liệu lịch sử đang được các nhà khoa học số hóa và khai thác lại trong các nghiên cứu gần đây. Mốc ghi nhận sớm nhất được biết đến là những phép đo khí tượng đầu tiên trên đất Việt Nam được thực hiện ngay tại một bệnh viện quân sự ở Sài Gòn vào năm 1867, theo đúng quy trình chuẩn mà Hải quân Pháp thiết lập từ giữa thế kỷ 19. Đó chỉ là những dòng ghi chép rời rạc, phục vụ cho phạm vi hẹp, chưa có phương thức truyền đi xa.

Phải đến cuối thế kỷ 19, khi Cơ quan Khí tượng Đông Dương ra đời, công tác thu thập dữ liệu mới được mở rộng đáng kể, cùng với một mạng lưới dày đặc các trạm khí tượng, khí hậu và trạm đo mưa được tổ chức có hệ thống dựa trên kinh nghiệm của các tu sĩ Dòng Tên tại Đài thiên văn Zi-Ka-Wei ở Trung Quốc, một trong những trung tâm khí tượng học uy tín bậc nhất châu Á thời bấy giờ. Theo thời gian, mạng lưới này ngày càng phát triển nhưng độ bao phủ về dữ liệu vẫn không đồng đều và tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau: nhật ký viết tay, báo cáo in, bản đồ, bảng biểu¹.

Từ thời Pháp thuộc, hệ thống truyền tin phục vụ khí tượng ở Đông Dương đã bắt đầu được hình thành. Đài Thiên văn Phù Liễn (Hải Phòng) được Toàn quyền Đông Dương Paul Doumer cho xây dựng từ năm 1902 với tên gọi “Sở khí tượng và đài quan trắc trung tâm Đông Dương”, đến năm 1930 đã vận hành một cách truyền tin khá đa dạng: các bản tin thời tiết phục vụ hàng hải hằng ngày được phát bằng vô tuyến điện, điện thoại, thông báo trực tiếp tại cảng và các phòng bưu điện ven biển, thậm chí qua các cột tín hiệu semaphore dọc bờ biển. Đài còn đảm nhận việc thu phát tin dự báo hằng ngày tới các đài khí tượng khác ở Việt Nam, Lào, Campuchia và các trạm quốc tế trong khu vực châu Á – Thái Bình Dương. Đến thời điểm đó, việc trao đổi thông tin khí tượng đã vượt ra ngoài từng trạm và được thực hiện giữa nhiều điểm trong khu vực.

Dù hoạt động khí tượng đã hiện diện ở Việt Nam từ năm 1867 và Trạm Khí tượng đầu tiên được thành lập năm 1891 tại Tòa Công sứ Nam Định, lịch sử ngành khí tượng thủy văn Việt Nam được xác định bắt đầu từ ngày 3/10/1945, khi Chủ tịch Hồ Chí Minh ký Sắc lệnh số 41-SL, đưa Sở Thiên văn và Đài Thiên văn Phù Liễn về trực thuộc Bộ Giao thông Công chính với tên gọi Sở Khí tượng, đánh dấu việc cơ quan khí tượng thủy văn trở thành một cơ quan của Chính phủ Việt Nam Dân chủ Cộng hòa. Từ mốc này, hoạt động khí tượng được tổ chức trong hệ thống cơ quan của Chính phủ Việt Nam Dân chủ Cộng hòa.

Trong nhiều thập kỷ sau đó, việc truyền số liệu từ vài chục trạm (tiếp quản từ thời Pháp, và sau năm 1975 là từ chính quyền Sài Gòn cũ) về trung tâm dự báo chủ yếu dựa vào điện báo (telegraph) và mã Morse qua sóng vô tuyến. Đây là phương thức thu thập số liệu khí tượng trong nước và quốc tế chủ đạo, quyết định trực tiếp đến công tác dự báo và cũng là phương thức đòi hỏi con người mã hóa, phát và giải mã thủ công từng bản tin.

Hệ thống truyền dữ liệu này vận hành theo một quy trình tương đối chặt chẽ. Từ phía các trạm, với những trạm không có máy vô tuyến, số liệu được gửi qua điện báo của bưu điện: quan trắc viên đi bộ đến bưu điện gần nhất (thường mất khoảng 5–10 phút, tùy khoảng cách), rồi thảo mã (khoảng 5 phút). Ở trung tâm, Phòng Thông tin Vô tuyến điện trực thuộc Cục Dự báo, Tổng cục Khí tượng Thủy văn (số 4 Đặng Thái Thân, Hà Nội) đóng vai trò đài trưởng mạng (đài chủ của mạng), kết nối trực tiếp với 15 đài tỉnh. Khi vào phiên liên lạc, đài trưởng mạng phát tín hiệu gọi chung toàn mạng, dùng tín hiệu để giữ trật tự, tránh các đài đè sóng nhau; quá trình nhận mã, giải mã của 15 đài mất khoảng 15 phút. Như vậy toàn bộ quá trình truyền tải thông tin từ các bản chép tay đến trung tâm dự báo mất khoảng 20–30 phút.

Giai đoạn kháng chiến chống Mỹ là thử thách khắc nghiệt nhất đối với hệ thống quan trắc và truyền tin này. Trong 8 năm chiến tranh phá hoại ác liệt ở miền Bắc, gần 40% số trạm KTTV đã bị bắn phá, có trạm thậm chí bị bắn phá hàng chục lần nhưng không trạm nào bị gián đoạn quan trắc. Chuỗi số liệu quan trắc hằng ngày, hằng giờ vẫn được truyền kịp thời tới các trung tâm dự báo để phục vụ phòng chống thiên tai và nhu cầu cấp bách của sản xuất và chiến đấu. Trong giai đoạn này, 20 quan trắc viên KTTV đã hy sinh khi làm nhiệm vụ dưới bom đạn của không quân Hoa Kỳ².

Sau ngày thống nhất đất nước, Việt Nam chính thức gia nhập Tổ chức Khí tượng Thế giới (WMO) vào ngày 8/7/1975 và ngay trong hai năm 1975, 1976 đã đăng ký 22 trạm khí tượng vào mạng lưới quan trắc cơ bản toàn cầu để phát báo quốc tế (trong đó có cả hai trạm đảo Trường Sa và Hoàng Sa). Sau năm 1985, với sự tài trợ của UNDP qua dự án VIE/80/051, ba trạm thu ảnh mây vệ tinh địa tĩnh độ phân giải thấp cùng hệ thống thông tin điền đồ tự động lần đầu tiên được đưa vào sử dụng. Việc đưa các trạm thu ảnh mây vệ tinh và hệ thống điền đồ tự động vào sử dụng đánh dấu một bước chuyển về công nghệ thu nhận và xử lý dữ liệu.

Đến khoảng năm 1990, mạng lưới đã mở rộng lên 500 trạm KTTV trên toàn quốc, được trang bị bổ sung hàng loạt máy vô tuyến đàm thoại và máy thu facsimile để nhận bản đồ synop từ các trung tâm khu vực, và phương thức truyền tin bằng mã Morse – A1 chính thức ngừng lại. Nhờ đó, một hệ thống thông tin chuyên ngành được thiết lập với ba cụm chủ chốt: các trạm ven biển, hải đảo phục vụ dự báo bão và không khí lạnh; các trạm thủy văn đầu nguồn phục vụ dự báo lũ; và cụm trạm phát báo quốc tế. Đài trưởng mạng thu nhận dữ liệu vô tuyến điện quốc tế từ Bắc Kinh, từ WMO, các nước Đông Âu, Tây Âu, Ấn Độ… để kỹ thuật viên vẽ bản đồ thời tiết cho cả khu vực Âu – Á. Từ khoảng những năm 2000, tự động hóa, cơ sở dữ liệu tập trung, tính toán hiệu năng cao, internet, truyền tin di động và vệ tinh được ứng dụng ngày càng rộng trong ngành.

Truyền tin bằng điện báo, vô tuyến và facsimile trong giai đoạn này đã duy trì được nguồn dữ liệu phục vụ công tác dự báo nhưng cũng gặp khá nhiều hạn chế. Vô tuyến sóng ngắn có thể bị nhiễu hoặc suy giảm tín hiệu; facsimile có thể gặp lỗi đồng bộ, chất lượng đường truyền hoặc sự cố cơ khí; tại các trạm xa còn có những khó khăn về điện, ắc quy, máy phát và ăng-ten. Một bản tin có thể chỉ mất một số phút để phát, nhưng tính cả quan trắc, mã hóa, chờ phiên truyền, tiếp nhận và đưa đến người sử dụng thì có thể mất hàng chục phút, thậm chí lâu hơn khi điều kiện truyền sóng không thuận lợi.

Trong thời kỳ chiến tranh, cán bộ truyền tin vừa phải duy trì nhiệm vụ chuyên môn, vừa bảo đảm an toàn trong điều kiện cơ sở vật chất và thông tin liên lạc nhiều hạn chế. Một nghịch lý của truyền tin KTTV là khi thời tiết càng nguy hiểm, nhu cầu số liệu càng cao, nhưng hệ thống quan trắc và truyền tin tại khu vực chịu ảnh hưởng cũng dễ gặp sự cố hơn.

Đến nay, quy mô và mức độ tự động hóa của mạng lưới KTTV đã khác căn bản so với thời kỳ điện báo và vô tuyến thủ công. Tính đến năm 2026, mạng lưới đã có 2.850 trạm, điểm đo phủ khắp cả nước, tăng tới 63% so với giai đoạn 2016–2020, với hơn 1.100 trạm mới tập trung ở những vùng núi cao, lũ quét mà thời trước gần như “trắng” thông tin.

Vẫn còn một số trạm thủ công, nhưng tỷ lệ tự động hóa đã tăng mạnh trong thời gian qua.

Về hạ tầng, hệ thống thông tin KTTV hiện nay gồm hệ thống máy chủ, các hệ thống thông tin chuyên ngành, kênh thông tin quốc tế (GTS và WIS) và hệ thống mạng riêng, được thiết kế để duy trì hoạt động ổn định, thông suốt trong mọi tình huống, kể cả khi có thời tiết nguy hiểm. Độ trễ truyền phát hiện nay cũng đã được quy định cụ thể: trạm KTTV tự động phải truyền số liệu với tần suất ít nhất 10 phút/lần và không được chậm hơn 2 phút kể từ thời điểm có số liệu³. So với độ trễ khoảng 20–30 phút của thời kỳ Morse, yêu cầu truyền hiện nay đã rút ngắn xuống mức gần thời gian thực.

Số liệu từ các trạm tự động và cảm biến giờ được truyền qua mạng di động, vệ tinh và hệ thống mạng chuyên dụng, không còn cảnh người trực đọc số, mã hóa Morse như xưa. Việt Nam hiện tham gia mạng trao đổi dữ liệu toàn cầu do WMO điều phối, đồng thời gửi dữ liệu trong nước và tiếp nhận dữ liệu quốc tế phục vụ nghiệp vụ.

Hệ thống Viễn thông Toàn cầu (GTS) của WMO lâu nay là hạ tầng trao đổi số liệu KTTV giữa các quốc gia. Từ ngày 1/1/2025, WIS 2.0 bước vào giai đoạn vận hành; trong thời kỳ chuyển tiếp, GTS vẫn được duy trì song song.

Để khắc phục những bất cập về truyền tin khi có thiên tai, định hướng sắp tới là xây dựng mạng truyền tin dự phòng đa phương thức: vô tuyến sóng ngắn HF, cáp quang, vệ tinh VSAT, điện thoại vệ tinh, mạng truyền dẫn thế hệ mới tại các địa điểm trọng yếu như đảo, biên giới, ven biển và vùng thường xuyên xảy ra thiên tai, đồng thời tăng cường an ninh thông tin theo mô hình giám sát 4 lớp.

Cùng với hiện đại hóa quan trắc và truyền tin, sản phẩm dự báo được phát hành đa dạng và chi tiết hơn. Theo số liệu trong báo cáo của Cục KTTV, bản tin bão, lũ được phát hành sớm hơn 30 phút đến 1 giờ; độ tin cậy đối với một số hiện tượng cực đoan đạt 70–80%; thiệt hại về người và tài sản giảm lần lượt 54% và 78% so với 10 năm trước.

Giai đoạn 2021 đến giữa 2025, ngành đã theo dõi và dự báo 46 cơn bão, 114 đợt không khí lạnh và 111 đợt mưa lớn trên cả nước. Khối lượng và tần suất cập nhật như vậy khó có thể thực hiện bằng phương thức điện báo, vô tuyến thủ công trước đây.

Nếu trước đây số liệu phải trải qua nhiều khâu từ quan trắc, ghi chép, mã hóa, chờ phiên truyền đến tiếp nhận, thì ngày nay dữ liệu từ nhiều trạm tự động có thể được truyền về hệ thống trung tâm với tần suất cao và độ trễ rất thấp. Tuy nhiên, tốc độ không phải giá trị quan trọng nhất, nhanh mà không chính xác thì không có ý nghĩa. Điều quan trọng vẫn là số liệu phải chính xác, liên tục, được kiểm soát chất lượng, có khả năng truy xuất nguồn gốc và được lưu giữ tốt.

Theo Chiến lược phát triển ngành KTTV đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2045⁴, mục tiêu đến năm 2030 là phát triển ngành KTTV Việt Nam đạt trình độ khoa học công nghệ tiên tiến của khu vực châu Á, đủ năng lực cung cấp thông tin, dữ liệu KTTV đầy đủ, tin cậy, kịp thời; còn đến năm 2045, ngành đặt mục tiêu có trình độ, năng lực tương đương các nước phát triển trên thế giới.

Dữ liệu lớn và trí tuệ nhân tạo đang trở thành lớp công nghệ tiếp theo trong hệ thống KTTV. Thế giới đang chứng kiến xu thế quan trắc tự động và ứng dụng AI ngày càng sâu rộng trong lĩnh vực này; nhiều trung tâm khí tượng hàng đầu như ECMWF (châu Âu), JMA (Nhật Bản) đã đưa AI và học sâu vào vận hành để hiệu chỉnh sai số mô hình và dự báo tức thời (nowcasting).

Tại Việt Nam, dữ liệu lớn đã có nền tảng hạ tầng khá cụ thể: mạng lưới hơn 3.200 trạm đo mưa tự động, 10 radar thời tiết và hệ thống định vị sét tạo ra nguồn dữ liệu độ phân giải cao lưới 1×1 km, cập nhật liên tục; mô hình dự báo số trị chạy trên siêu máy tính có thể cung cấp dữ liệu chi tiết tới lưới 3×3 km. Theo ông Nguyễn Xuân Hiển, Phó Giám đốc Trung tâm Dự báo KTTV quốc gia, việc tích hợp AI vào dự báo bão và thời tiết nguy hiểm đã giúp cải thiện độ chính xác dự báo cường độ bão từ 10–20% trong ngắn hạn, đồng thời cho phép nhận dạng tự động vị trí và cường độ bão từ dữ liệu vệ tinh với độ chính xác trên 90%.

Ngành đặt mục tiêu cụ thể: giảm sai số dự báo cường độ bão xuống dưới 7 m/s trong hạn 1–3 ngày, phát triển các mô hình AI có khả năng dự báo lũ và nhận diện sớm các hiện tượng thời tiết nguy hiểm trước 2–5 ngày và nâng tỷ lệ dự báo mưa đạt trên 60% với các ngưỡng quan trọng, dù hiện tại độ chính xác dự báo mưa lớn vẫn còn thấp, đặc biệt ở các ngưỡng nguy hiểm⁵.

Dữ liệu KTTV ngày càng được sử dụng không chỉ cho phòng, chống thiên tai mà còn cho quy hoạch đô thị, nông nghiệp và năng lượng. Việc vận hành các hệ thống cảnh báo sớm đa thiên tai cho thấy truyền tin KTTV đang chuyển từ mục tiêu chuyển số liệu nhanh sang cung cấp thông tin cảnh báo kịp thời cho người sử dụng.

Về AI/big data, Cục KTTV đang xây dựng Chương trình nghiên cứu phát triển, ứng dụng KHCN và đổi mới sáng tạo giai đoạn 2026–2030 (theo tinh thần Nghị quyết số 57-NQ/TW), tập trung vào trí tuệ nhân tạo, mô hình số trị thế hệ mới, mô phỏng số (Digital Twin), hạ tầng tính toán đám mây và quản trị dữ liệu mở.

Hình 4. GS.TS. Trần Thục (thứ hai từ trái), Chủ tịch Hội Khí tượng Thủy văn Việt Nam, cùng đoàn công tác tại Trạm Thủy văn Mường Xén, tháng 9/2026.

Từ Morse đến truyền dữ liệu gần thời gian thực và AI, phương thức truyền tin KTTV đã thay đổi căn bản. Mạng lưới hiện nay gồm 2.850 trạm, điểm đo và được kết nối với hệ thống trao đổi dữ liệu của WMO. Trong thời gian tới, yêu cầu không chỉ là truyền nhanh hơn mà còn phải bảo đảm dữ liệu chính xác, liên tục, an toàn và đủ chất lượng để phục vụ dự báo, cảnh báo; các nhu cầu phát triển kinh tế – xã hội và vì tương lai bền vững. ■