Date: 08/11/2025 · Reading time: ~7 minutes

Context & the need for clean technology

According to the WEF 2024 Global Risks outlook (two-year horizon 2024–2026), “extreme weather” ranks #1. In WEF 2025 (horizon 2025–2027), “extreme weather” moved from #1 to #2; however, on the 10-year horizon (2025–2035), it remains #1. This reinforces the need to apply computational science and AI for climate forecasting and clean technologies.

[WEF, 2024, reports.weforum.org] · [WEF, 2025, reports.weforum.org]

Principles of computational science & AI’s role in climate modeling

Computational science blends physics-based models, numerical simulation (HPC/Cloud), and machine learning to shorten the hypothesis → experiment → validation cycle. In meteorology, AI models are augmenting traditional numerical weather prediction (NWP), improving spatio-temporal resolution while reducing compute cost.

• GraphCast (DeepMind): “GraphCast predicts weather up to 10 days more accurately and faster than ECMWF HRES.”
• [DeepMind, 2023, deepmind.com]
• 
  
• GenCast (Nature, 2025): A probabilistic model that outperforms several ECMWF ENS ensemble metrics for medium-range forecasting.
• [Nature, 2025, nature.com]

Limitations & risks

• AI alone still struggles on extremes (e.g., the rapid intensification of Hurricane Otis). Hybrid AI-physics approaches and extreme-event calibration are needed.
• [NOAA/NHC, 2023, nhc.noaa.gov] · [Columbia Climate, 2023, news.columbia.edu] · [FT, 2023, ft.com] · [ECMWF, 2024, ecmwf.int]
• 
  
• AI does not replace physics; coupling with NWP/data-assimilation increases trustworthiness in early-warning systems for natural hazards.
• [FT, 2023, ft.com]

AI applications: climate forecasting, energy, and clean materials

Climate/air forecasting

Next-gen models building on GraphCast/GenCast show improved medium-range skill, supporting high-resolution early warnings for floods, droughts, and wildfires.

[Nature, 2025, nature.com]

Optimizing energy systems (Geospatial AI)

Geospatial AI fuses satellite imagery, weather, and load data to:

+ Forecast wind/solar output on hour-day-week horizons;

+ Optimize dispatch and reduce losses;

+ Map disaster risks along transmission corridors. NASA+IBM introduced Prithvi/Geospatial FMs, trained on HLS (harmonized Landsat-Sentinel) for land-cover classification, change detection, and flood/fire mapping.

[NASA Earthdata, 2023, earthdata.nasa.gov] · [IBM Research, 2024, research.ibm.com] · [Hugging Face Model Card, 2024, huggingface.co]

Additional evidence: Prithvi has been evaluated for post-disaster flood mapping in recent academic work.

[Li et al., 2023, dl.acm.org]

Discovering new materials for clean tech

GNoME (DeepMind/Nature, 2023) reported 2.2 million new crystal structures; about ~381,000 are predicted stable candidates for batteries, photovoltaics, and catalysis-nearly an order-of-magnitude expansion over prior datasets.

[Nature, 2023, nature.com]

Quote: “GNoME found 2.2M crystal structures; 381k are predicted stable candidates.” [DeepMind/Nature, 2023]

Experimental caveat: Synthesis at scale and property verification still require case-by-case confirmation across material families.

[Wired, 2023, wired.com]

International case studies: NASA+IBM, WEF & Nature/Science

• NASA+IBM Prithvi: open foundation models (Hugging Face) using HLS for land-cover, change monitoring, and flood/fire risk; the 2024 update improved accuracy across tasks.
• [NASA Earthdata, 2023] · [IBM Research, 2024]
• WEF 2024: recommends combining AI forecasts with observations to raise accuracy at high resolution.
• [WEF, 2024, reports.weforum.org]
• Quote: “Extreme weather remains the top long-term risk over the next decade.”
• [WEF, 2025, reports.weforum.org]
• Nature/FT: syntheses confirm AI forecasts have surpassed several baselines from traditional systems, yet extreme-event calibration remains essential.
• [Nature, 2025] · [FT, 2023]

Vietnam linkage: grid, data & the green transition

• EVN/NPT - UAV & LiDAR: used to inspect right-of-way corridors, build 3D models, and support safe grid operations.
• [EVN/NPT, 2024-2025, evn.com.vn · npt.com.vn]
• AI in hydropower & operations optimization: EVN sources describe pilots using AI to optimize reservoir operations and hydropower dispatch.
• [EVN CSDL, 2025, cosodulieu.evn.com.vn]
• Data centers & power demand: VnEconomy 2025 notes Vietnam’s data-center market is expanding rapidly amid the GenAI wave-requiring generation, grid planning, and higher efficiency.
• [VnEconomy, 2025, vneconomy.vn]

Careful phrasing: rather than asserting “hourly dashboards,” use “currently applying/piloting forecasting & optimization” per EVN/NPT public sources.

Challenges & solutions: data, compute cost, policy

• Data & open standards: need open datasets, consistent labeling, clear metadata (FAIR), plus ethical/fairness principles for climate-AI.
• [Columbia/Bezos Earth Fund, 2024, rockefellerfoundation.org]
• Compute & energy costs: AI weather reduces cost vs. traditional NWP, but GPU/power needs remain high; AI-physics hybrids help balance accuracy vs. cost. The FT notes AI-assisted radiation/wind variables aiding power markets.
• [FT, 2025, ft.com]
• Policy & talent: encourage geospatial-AI sandboxes, green-compute credits, open learning resources; train in climate AI, MLOps, and data governance through industry–university–institute alliances.
• [WEF, 2024]

2025-2030 outlook & action recommendations

• Environmental digital twins: The EU’s Destination Earth began in 2024 with twins for extremes and climate adaptation, expanding through 2024-2026.
• [European Commission, 2024, digital-strategy.ec.europa.eu]
• Multimodal models: fuse satellite, radar, IoT, and text; publish model cards for transparency.
• [IBM Research, 2024]
• Automated labs: robotics + AI compress material-optimization cycles-bridging GNoME-style prediction to synthesis.
• [Nature, 2023]
• Priorities: AI+physics pipelines, uncertainty quantification, FAIR compliance; collaborate with NASA-IBM teams to leverage geospatial FMs for Vietnam.
• [NASA/IBM, 2023-2024]
• For enterprises & regulators: invest in climate-model AI for energy dispatch and disaster warnings; require energy/carbon reporting for AI compute; expand international cooperation on data & HPC.
• [WEF, 2024]

Why computational science matters

Computational science lets us see earlier (better forecasts), decide faster (smarter energy dispatch), and build greener (clean materials). Combining climate-AI with open data/compute infrastructure will narrow the technology gap and strengthen Vietnam’s climate resilience. Start environmental-AI pilots today.

Khoa học tính toán & môi trường: AI khí hậu & vật liệu sạch

Ngày: 11/08/2025 · Thời gian đọc: ~7 phút

Bối cảnh & nhu cầu công nghệ sách hiện na theo “WEF 2024 ( ở khung 2 năm 2024-2026) xếp ‘thời tiết cực đoan’ là top #1. WEF 2025 (2025-2027) đã thay đổi từ top #1, ‘thời tiết cực đoan’ xuống top #2; nhưng ở khung 10 năm (2025-2035) ‘thời tiết cực đoan’ vẫn là top  #1. Điều này củng cố nhu cầu áp dụng khoa học tính toán và AI cho dự báo khí hậu và công nghệ sạch.”[WEF, 2024, reports.weforum.org] · [WEF, 2025, reports.weforum.org]

Nguyên lý khoa học tính toán & vai trò AI mô hình khí hậu

Khoa học tính toán kết hợp mô hình vật lý, mô phỏng số (HPC/Cloud) và machine learning để rút ngắn vòng lặp giả thuyết → thử nghiệm → kiểm chứng. Trong khí tượng, mô hình AI đang bổ sung cho dự báo số truyền thống (NWP), giúp tăng độ phân giải không-thời gian và giảm chi phí tính toán.

• GraphCast (DeepMind): “GraphCast predicts weather up to 10 days more accurately and faster than ECMWF HRES.” [DeepMind, 2023, deepmind.com]
• GenCast (Nature, 2025): mô hình xác suất vượt nhiều chỉ số của ensemble ENS (ECMWF) trong dự báo trung hạn. [Nature, 2025, nature.com]

Hạn chế & rủi ro

• AI đơn thuần còn hạn chế với hiện tượng cực đoan (ví dụ rapid intensification của bão Otis). Cần lai ghép AI-vật lý và hiệu chỉnh cực đoan. [NOAA/NHC, 2023, nhc.noaa.gov] · [Columbia Climate, 2023, news.columbia.edu] · [FT, 2023, ft.com] · [ECMWF, 2024, ecmwf.int]

AI không thay thế vật lý, mà kết hợp NWP/assimilation để tăng độ tin cậy trong cảnh báo sớm thiên tai. [FT, 2023, ft.com]

Ứng dụng AI: dự báo khí hậu, năng lượng & vật liệu sạch

Dự báo khí hậu/không khí

Các mô hình kế thừa GraphCast/GenCast cho thấy độ chính xác trung hạn được cải thiện, hỗ trợ cảnh báo sớm lũ, hạn, cháy rừng ở độ phân giải cao. [Nature, 2025, nature.com]

Tối ưu hệ thống năng lượng (Geospatial AI)

Geospatial AI kết hợp ảnh vệ tinh, dữ liệu khí tượng và phụ tải để: (i) dự báo sản lượng gió/mặt trời theo giờ-ngày-tuần; (ii) tối ưu điều độ, giảm tổn thất; (iii) lập bản đồ rủi ro thiên tai dọc tuyến lưới. NASA+IBM giới thiệu Prithvi/Geospatial FM huấn luyện trên HLS (Landsat-Sentinel hài hòa) phục vụ phân loại lớp phủ đất, phát hiện biến động, bản đồ lũ/cháy. [NASA Earthdata, 2023, earthdata.nasa.gov] · [IBM Research, 2024, research.ibm.com] · [Hugging Face Model Card, 2024, huggingface.co]

Bổ sung minh chứng: Prithvi được đánh giá cho bản đồ ngập sau thiên tai trong nghiên cứu học thuật gần đây. [Li et al., 2023, dl.acm.org]

Khám phá vật liệu mới cho công nghệ sạch

GNoME (DeepMind/Nature, 2023) báo cáo 2,2 triệu cấu trúc tinh thể mới; khoảng ~381.000 ứng viên ổn định tiềm năng cho pin, quang điện, xúc tác-mở rộng gần một bậc độ lớn so với trước đây. [Nature, 2023, nature.com]

Trích dẫn: “GNoME found 2.2M crystal structures; 381k are predicted stable candidates.” [DeepMind/Nature, 2023]

Lưu ý thực nghiệm: Khả năng tổng hợp ở quy mô và xác minh thuộc tính vẫn cần kiểm chứng theo từng hệ vật liệu. [Wired, 2023, wired.com]

Case study quốc tế: NASA+IBM, WEF & Nature/Science

• NASA+IBM Prithvi: mô hình nền mở (Hugging Face), dùng HLS để phân loại lớp phủ, giám sát biến động, đánh giá rủi ro lũ/cháy; bản cập nhật 2024 tăng độ chính xác nhiều tác vụ. [NASA Earthdata, 2023] · [IBM Research, 2024]
• WEF 2024: khuyến nghị kết hợp dự báo AI với quan trắc để tăng độ chính xác ở độ phân giải cao. [WEF, 2024, reports.weforum.org]

Trích dẫn: “Extreme weather remains the top long‑term risk over the next decade.” [WEF, 2025, reports.weforum.org]

• Nature/FT: tổng thuật xác nhận AI dự báo đã vượt nhiều tuyến đo so với hệ truyền thống nhưng cần hiệu chỉnh cực đoan. [Nature, 2025] · [FT, 2023]

Liên hệ Việt Nam: lưới điện, dữ liệu & chuyển dịch xanh

• EVN/NPT – UAV & LiDAR: sử dụng để kiểm tra hành lang, dựng mô hình 3D, hỗ trợ vận hành an toàn lưới. [EVN/NPT, 2024-2025, evn.com.vn · npt.com.vn]
• AI trong thủy điện & tối ưu vận hành: các tài liệu EVN đề cập thử nghiệm thuật toán AI tối ưu nguồn nước, thủy điện. [EVN CSDL, 2025, cosodulieu.evn.com.vn]
• Data center & nhu cầu điện: VnEconomy 2025 ghi nhận thị trường trung tâm dữ liệu Việt Nam tăng nhanh thời AI tạo sinh-đòi hỏi quy hoạch nguồn-lưới và hiệu suất cao. [VnEconomy, 2025, vneconomy.vn]

Diễn đạt thận trọng: thay vì khẳng định “dashboard theo giờ”, bài viết dùng “đang ứng dụng/thử nghiệm dự báo & tối ưu” theo nguồn công khai của EVN/NPT.

Thách thức & giải pháp: dữ liệu, chi phí tính toán, chính sách

• Dữ liệu & chuẩn mở: cần dữ liệu mở, gán nhãn nhất quán, metadata rõ (chuẩn FAIR), cùng nguyên tắc đạo đức-công bằng cho AI khí hậu. [Columbia/Bezos Earth Fund, 2024, rockefellerfoundation.org]
• Chi phí & năng lượng tính toán: AI thời tiết giảm chi phí so với NWP, nhưng nhu cầu GPU/điện vẫn lớn; lai AI-vật lý giúp cân bằng độ chính xác-chi phí. FT ghi nhận AI hỗ trợ biến số bức xạ/gió hữu ích cho thị trường điện. [FT, 2025, ft.com]
• Chính sách & nhân lực: khuyến khích sandbox cho geospatial AI, tín dụng điện toán xanh, và học liệu mở; đào tạo AI khí hậu, MLOps, quản trị dữ liệu qua liên minh doanh nghiệp-trường-viện. [WEF, 2024]

Tương lai 2025-2030 & khuyến nghị hành động

• Digital twins môi trường: chương trình Destination Earth (EU) đã khởi chạy giai đoạn 2024 với twin về cực đoan & thích ứng khí hậu, mở rộng 2024-2026. [European Commission, 2024, digital-strategy.ec.europa.eu]
• Mô hình đa phương thức: kết hợp vệ tinh, radar, IoT, văn bản; công bố dưới dạng model cards để tăng tính minh bạch. [IBM Research, 2024]
• Phòng thí nghiệm tự động: robotics + AI rút ngắn vòng đời tối ưu vật liệu, nối từ dự đoán (GNoME) tới tổng hợp. [Nature, 2023]

Ưu tiên pipeline AI + vật lý, đánh giá bất định, tuân thủ FAIR; hợp tác với nhóm NASA-IBM để khai thác geospatial FM cho Việt Nam. [NASA/IBM, 2023-2024] Doanh nghiệp & quản lý: đầu tư AI mô hình khí hậu cho điều độ năng lượng, cảnh báo thiên tai; yêu cầu báo cáo năng lượng-carbon cho hạ tầng tính toán AI; mở rộng hợp tác quốc tế về dữ liệu & HPC. [WEF, 2024]

Vì sao khoa học tính toán quan trọng?

Khoa học tính toán giúp chúng ta nhìn sớm hơn (dự báo tốt hơn), quyết định nhanh hơn (điều độ năng lượng) và chế tạo xanh hơn (vật liệu sạch). Kết hợp AI mô hình khí hậu với hạ tầng dữ liệu–tính toán mở sẽ rút ngắn khoảng cách công nghệ và nâng sức chống chịu khí hậu cho Việt Nam. Hãy bắt đầu các dự án thí điểm “AI môi trường” ngay hôm nay.



Source / Tài liệu tham khảo · Truy cập 11/08/2025 :

• [DeepMind, 2023] GraphCast: https://www.deepmind.com/blog/graphcast-weather-forecasting 
• [Science/Nature summary, 2025] GenCast: https://www.nature.com/  (từ khóa “GenCast probabilistic weather model”)
• [Financial Times, 2023] AI vs. NWP & cực đoan: https://www.ft.com/ 
• [Financial Times, 2025] AI cho thị trường điện (bức xạ/gió): https://www.ft.com/ 
• [ECMWF, 2024] AI + NWP hướng lai ghép: https://www.ecmwf.int/ 
• [NOAA/NHC, 2023] Bão Otis & rapid intensification: https://www.nhc.noaa.gov/ 
• [Columbia Climate, 2023] Bài học cực đoan & dự báo: https://news.columbia.edu/ 
• [NASA Earthdata, 2023] Prithvi/Geospatial FM: https://earthdata.nasa.gov/ 
• [IBM Research, 2024] Geospatial FM:  https://research.ibm.com/blog/geospatial-foundation-model-nasa 
• [Hugging Face, 2024] Model card Prithvi: https://huggingface.co/ 
• [Li et al., 2023] Bản đồ ngập sau thiên tai (ACM): https://dl.acm.org/ 
• [Nature/DeepMind, 2023] GNoME materials discovery: https://www.nature.com/articles/s41586-023-06735-9 
• [Wired, 2023] A-Lab & tổng hợp vật liệu nhanh: https://www.wired.com/ 
• [WEF, 2024] Global Risks: https://reports.weforum.org/ 
• [WEF, 2025] Global Risks update: https://reports.weforum.org/ 
• [EVN/NPT, 2024–2025] UAV–LiDAR & ứng dụng AI: https://evn.com.vn/ · https://npt.com.vn/ 
• [EVN CSDL, 2025] AI tối ưu thủy điện: https://cosodulieu.evn.com.vn/ 
• [VnEconomy, 2025] Data center & nhu cầu điện: https://vneconomy.vn/ 

[European Commission, 2024] Destination Earth (DestinE): https://digital-strategy.ec.europa.eu/