Trước khi máy tính ra đời, dự báo khí tượng thủy văn nói chung và dự báo lũ nói riêng chủ yếu dựa trên các phương pháp thống kê và kinh nghiệm của dự báo viên nên độ chính xác còn khá hạn chế. Sự ra đời và phát triển vượt bậc của hệ thống máy tính, các mô hình số mô tả quá trình vật lý xảy ra trong khí quyển, trên bề mặt lưu vực sông và trong đất nhanh chóng được phát triển và đưa vào sử dụng để dự báo lũ.

Qua đó, mô phỏng được bản chất của các quá trình khí tượng thủy văn cùng với mô hình số đã giúp nâng cao đáng kể độ chính xác dự báo lũ. Tuy nhiên, do sự phức tạp của các quá trình vật lý trong khí quyển và trên lưu vực, khả năng dự báo lũ vẫn còn rất hạn chế và gặp nhiều khó khăn.

Tiến sĩ Nguyễn Hoàng Minh, Chủ nhiệm đề tài nghiên cứu đã chỉ ra rằng, có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác dự báo lũ như: Độ chính xác của dự báo lượng mưa; bộ thông số mô hình mưa - dòng chảy không tối ưu; các mô hình mưa - dòng chảy không mô tả được hết các quá trình vật lý; các hoạt động của con người như xây dựng hồ chứa, đập tràn, khai thác, sử dụng nước và các yếu tố tự nhiên, khó xác định như vỡ đập, sạt lở đất làm chặn dòng chảy.

Trong các yếu tố trên, độ chính xác của dự báo lượng mưa có vai trò quyết định đến độ chính xác dự báo lũ do hầu hết mô hình mưa - dòng chảy có khả năng mô phỏng dòng chảy lũ với độ chính xác khá cao. Hiện khả năng dự báo mưa từ các mô hình số đã liên tục được cải thiện trong những năm qua nhưng độ chính xác vẫn còn rất hạn chế là bài toán lớn chưa có lời giải ở ngay cả các nước phát triển nhất.

Hiện, dự báo dài hạn mưa tại Việt Nam vẫn đang là những vấn đề thách thức của ngành khí tượng thời điểm hiện tại. Nghiên cứu và dự báo mưa luôn là vấn đề được quan tâm hàng đầu của các nhà khí tượng trên thế giới bởi mưa là yếu tố cực kì quan trọng đối với sự phát triển hầu hết các quốc gia trên thế giới, trong đó có Việt Nam. Tuy nhiên, lượng mưa quá lớn dẫn đến lũ lụt, có thể gây thiệt hại nghiêm trọng về con người và vật chất.

Ngược lại, lượng mưa quá ít có thể gây hạn hán, thiếu nước sinh hoạt và phá hủy mùa màng. Vì vậy, dự báo mưa hạn vừa và hạn dài rất quan trọng trong kế hoạch hoạt động sản xuất, dự báo bệnh dịch và phòng tránh thiên tai bởi dự báo mưa có ảnh hưởng và tầm quan trọng đến dự báo lũ, lụt...

TS Nguyễn Hoàng Minh nhận giải thưởng dành cho các nhà khoa học trẻ của WMO. 

Với đề tài nghiên cứu "Đề xuất phương pháp mới để nâng cao năng lực dự báo mưa, lũ của mô hình tích hợp khí tượng thủy văn", TS Nguyễn Hoàng Minh đã nhận được giải thưởng nghiên cứu của WMO dành cho các nhà khoa học trẻ năm 2021. Đây là lần đầu tiên một tiến sĩ thủy văn ở Việt Nam nhận được giải thưởng nghiên cứu của WMO (Tổ chức khí tượng thế giới) dành cho các nhà khoa học trẻ.

Nghiên cứu này đề xuất phương pháp mới để nâng cao độ chính xác dự báo lũ hạn ngắn, giải quyết được nhiều yếu điểm của các phương pháp đang được sử dụng phổ biến trên thế giới.

Công trình nghiên cứu của TS Nguyễn Hoàng Minh được các chuyên gia trên thế giới đánh giá rất cao và nhanh chóng được đăng trên tạp chí quốc tế uy tín nhất ngành thủy văn. Đối tượng nghiên cứu là những vấn đề thách thức của ngành khí tượng thủy văn ở thời điểm hiện tại, do đó, đòi hỏi rất nhiều thời gian nghiên cứu, kỹ năng phân tích. Hiện TS Nguyễn Hoàng Minh đang triển khai áp dụng phương pháp tại Việt Nam.

Trước những khó khăn và hạn chế trong dự báo bão lũ, TS Nguyễn Hoàng Minh đã nghiên cứu phát triển phương pháp mới nhằm giải quyết nhược điểm và với độ chính xác dự báo được nâng cao rõ rệt so với những phương pháp trước. Phương pháp đề xuất mới là sự kết hợp của một loạt phương pháp, kỹ thuật phức tạp được phát triển riêng cho mục đích hiệu chỉnh mưa phục vụ dự báo lũ như mô phỏng Monte - Carlo, kỹ thuật tích hợp lượng mưa dự báo từ mô hình số với lượng mưa dự báo dựa trên radar, hiệu chỉnh thủy văn và kỹ thuật lọc Kalman.

TS Minh cho biết, trong quá trình nghiên cứu anh cũng gặp những khó khăn khi xác định các phương pháp, kỹ thuật sử dụng và làm thế nào để phát triển và liên kết được các phương pháp, kỹ thuật đó với nhau phục vụ cho mục đích cuối cùng là nâng cao độ chính xác dự báo lũ.

TS Nguyễn Hoàng Minh chia sẻ: "Đã từng có thời điểm, tôi và giáo sư hướng dẫn phải họp, trao đổi với nhau để xử lý những vấn đề này đến hai, ba giờ sáng trong một tuần liên tiếp. Đến khi thống nhất được, tôi phải làm việc 20 giờ một ngày, thậm chí có những ngày thức trắng trong hai tuần liên tiếp để kịp tiến độ bảo vệ luận án tiến sĩ. Ngoài ra, các phương pháp, kỹ thuật sử dụng đều là những phương pháp rất phức tạp, đòi hỏi người sử dụng phải hiểu rất sâu vấn đề cùng với khả năng lập trình tốt để đưa ra được những kết quả tính toán nhanh chóng và chính xác".