Jungem Doktoranden gelingt Durchbruch in der Hochwasservorhersage

Wendepunkt

Der Erfolg von Dr. Tran Ngoc Vinh beruht auf seiner mutigen Entscheidung, seine Komfortzone zu verlassen, und auf den belastenden Erfahrungen, die er während seiner langjährigen Studien- und Arbeitstätigkeit in Korea und den USA gemacht hat. Seine Reise von den Anfängen seines Physik- und Mathematikstudiums in Vietnam über Korea bis in die USA ist eine Geschichte des Willens, Grenzen zu überwinden und Lösungen zum Schutz der Gemeinschaft vor Naturkatastrophen zu finden.

Nach seinem Abschluss an der University of Natural Sciences (VNU) begann Vinh seine Karriere als Forscher an seiner alten Schule. Die Entscheidung, für seine Forschung nach Korea zu gehen, war jedoch ein echter Wendepunkt. „Die kulturellen und sprachlichen Unterschiede machten mich unsicher, und ich zweifelte oft an meiner Fähigkeit, weiter zu studieren. Aber das war der wichtigste Wendepunkt in meiner Karriere. Getrennt von meiner Familie musste ich auf eigenen Beinen stehen: mir meine eigenen Ziele setzen, meine eigenen Pläne schmieden und danach streben, sie zu erreichen“, erzählte Dr. Vinh.

Tran Ngoc Vinh hielt einen Vortrag über das Phänomen städtischer Überschwemmungen an der University of Michigan, USA

Wenn er heute auf seine fast fünfjährige Promotion an der Universität Ulsan in Südkorea zurückblickt, wird ihm klar, dass der Druck, den er sich selbst auferlegte, sogar größer war als die Anforderungen seiner Betreuer. „Es gab eine Zeit, in der mein Leben fast aus dem Gleichgewicht geraten war: Während meiner Promotion arbeitete ich oft mehr als 15 Stunden am Tag, viele Nächte bis 6 oder 7 Uhr morgens, um schlafen zu gehen. Doch es war diese harte Zeit, die mir half, meine wahre Leidenschaft und den Weg zu erkennen, den ich verfolgen wollte, und die den Grundstein für spätere bahnbrechende Projekte legte“, erinnert er sich.

Dr. Vinhs Hauptfach ist Geowissenschaften, insbesondere Hydrometeorologie. Während seines Studiums an der Universität der Naturwissenschaften hatte er das Glück, an vielen Forschungsprojekten seiner Dozenten teilzunehmen und Exkursionen in alle Welt zu unternehmen, insbesondere in die Zentralregion Vietnams, wo er sich mit dem Phänomen der Überschwemmungen beschäftigte. Die Exkursionen in die Zentralprovinzen, bei denen er die heftigen Überschwemmungen, die viele Menschenleben, Besitztümer und materiellen Besitz wegrissen, hautnah miterlebte, hinterließen bei ihm viele Emotionen. „Während meiner Arbeit beschäftigten mich immer zwei Fragen: Kann man Naturkatastrophen vorhersagen? Und was können wir tun, um die durch Überschwemmungen verursachten Schäden zu minimieren?“, sagte er.

Dr. Tran Ngoc Vinh, Forscher an der University of Michigan, USA

Obwohl er Physik liebt und sich für traditionelle Hochwasservorhersagemodelle begeistert, sieht er auch deren Grenzen: „Die menschliche Leistungsfähigkeit ist begrenzt und kann keine groß angelegten Prognosen erstellen.“ Im Gegensatz dazu kann KI große Informationsmengen schnell, präzise und diszipliniert verarbeiten. Er ist überzeugt, dass die Kombination von KI mit physikalischen Modellen und menschlicher Erfahrung die Schwächen der einzelnen Tools überwinden kann.

Vor diesem Hintergrund führte das von ihm geleitete Forschungsteam an der University of Michigan (USA) das Forschungsprojekt „Künstliche Intelligenz verbessert die Genauigkeit, Zuverlässigkeit und den wirtschaftlichen Wert mittelfristiger Hochwasservorhersagen auf kontinentaler Ebene“ durch, das 2023 abgeschlossen sein soll. Im Rahmen der Forschung wurde ein neues hybrides Modellierungsframework entwickelt, das KI und das aktuelle US-amerikanische Hochwasservorhersagemodell – das National Water Model (NWM) – kombiniert. Dadurch können Fehler in der nationalen Hochwasservorhersageprogrammierung reduziert und genauere Vorhersagen darüber geliefert werden, wo Hochwasser auftreten werden.

Dr. Vinh und die Wissenschaftler stellten fest, dass das resultierende Hybridmodell vier- bis sechsmal genauer war, wenn die KI in Verbindung mit dem von der US-amerikanischen National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) entwickelten NWM-Modell verwendet wurde. Die KI wurde anhand von NOAA-Daten für die USA trainiert, das System konnte jedoch für jedes Land angepasst werden.

Die Forschungsergebnisse zeigen, dass das Hybridmodell nicht nur NWM, sondern auch ein fortschrittliches KI-Modell von Google übertrifft, insbesondere in extremen Hochwassersituationen. Die Arbeit wurde im Top-Journal der American Geophysical Union (AGU) veröffentlicht, die jährlich weniger als 100 Studien veröffentlicht.

Tests in den gesamten USA

Dr. Tran Ngoc Vinh, Top 20 Golden Globe Science and Technology Awards 2025, besitzt 8 nationale Patente in Korea, 29 wissenschaftliche Artikel, die in internationalen wissenschaftlichen Zeitschriften in der Kategorie Q1 veröffentlicht wurden …

Dr. Vinh erklärte: „Um die Ergebnisse bekannt zu geben, mussten wir viele Stürme überwinden und einen enormen Arbeitsaufwand betreiben. Aber das ist ein Beweis dafür, dass wir ständig nach besseren Lösungen zur Vorhersage von Naturkatastrophen suchen – ein Ziel, das ich seit meinen Anfängen im Beruf hege.“

Als Hauptautor dieses Forschungsprojekts hat er viele Jahre lang unermüdlich gearbeitet, angefangen beim Sammeln und Verarbeiten von Eingabedaten, einschließlich meteorologischer Daten (Regen, Temperatur, Wind usw.), Hochwasserdaten, Simulationsdaten von NWM bis hin zum Entwerfen des allgemeinen Forschungsrahmens, dem Erstellen von Simulationsszenarien zur Bewertung der Wirksamkeit des Modells, dem Vorschlag, die Leitung des Manuskripts zu übernehmen, und der Teilnahme am Überprüfungsprozess des Forschungsprojekts...

„Im Rahmen meiner Forschung werde ich künstliche Intelligenz in das Erdmodellsystem integrieren, um die Simulationsmöglichkeiten und die Berechnungsgeschwindigkeit zu verbessern. Ziel ist es, große Naturkatastrophen wie Stürme für einen längeren Zeitraum, beispielsweise für die nächsten zehn Tage, vorherzusagen. Wenn wir präzise und frühzeitige Prognoseergebnisse haben, sind wir besser vorbereitet und können Schäden an Menschen und Eigentum minimieren.“ Dr. Tran Ngoc Vinh (University of Michigan, USA)

Insbesondere war er direkt verantwortlich für die Entwicklung, Programmierung und Schulung des KI-Modells für Tests in den gesamten USA mit mehr als 42.000 Hochwasserereignissen und einem Prognosezeitraum von 1 bis 10 Tagen. „Es kann probabilistische Prognoseszenarien liefern – ein Schlüsselfaktor für die Entscheidungsfindung in Hochrisikokontexten – und kann auf einem normalen Computer ausgeführt werden, ohne dass ein Supercomputer erforderlich ist“, erklärte Dr. Vinh die überlegenen Eigenschaften des Modells.

Parallel zu seiner Hochwasserforschung veröffentlichte Dr. Tran Ngoc Vinh in der Fachzeitschrift Nature Cities eine Arbeit über städtische Überschwemmungen. Darin weist er auf den „Hochwasserkreislauf – Modernisierung von Abwassersystemen – Überschwemmungen“ hin und warnt, dass der derzeitige Ansatz zur Planung von Entwässerungssystemen nicht optimal sei. Er hofft, diese Forschung in Vietnam in die Praxis umsetzen zu können. Dabei konzentriert er sich nicht nur auf die Hochwasservorhersage, sondern bietet auch Präventionslösungen sowie die Gestaltung von Katastrophenschutzmaßnahmen und die Optimierung von Hochwasserentwässerungssystemen in großen Ballungsräumen wie Hanoi und Ho-Chi-Minh-Stadt.

Quelle: https://tienphong.vn/tien-si-tre-dot-pha-trong-du-bao-lu-post1780398.tpo