Ứng dụng ảnh vệ tinh theo dõi chặt chẽ nước biển dâng

TMO - Trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng phức tạp, những tác động từ nước biển dâng gây ảnh hưởng không nhỏ tới đời sống con người. Do đó các nhà khoa học tại Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã triển khai ứng dụng dữ liệu ảnh vệ tinh để theo dõi tình trạng nước biển dâng.

Ứng dụng ảnh vệ tinh trong theo dõi nước biển dâng đang trở thành một công cụ quan trọng giúp các nhà khoa học và cơ quan quản lý môi trường nắm bắt kịp thời những biến động về mực nước biển trên toàn cầu. Với độ phủ rộng, khả năng quan trắc liên tục và độ chính xác cao, ảnh vệ tinh cung cấp dữ liệu quý giá về thay đổi đường bờ biển, tình trạng xâm nhập mặn và mức độ sạt lở bờ biển theo thời gian.

Thông qua công nghệ viễn thám kết hợp với trí tuệ nhân tạo và phân tích dữ liệu lớn, các hệ thống giám sát hiện đại có thể phát hiện những khu vực có nguy cơ cao do nước biển dâng, từ đó hỗ trợ các địa phương chủ động xây dựng kế hoạch ứng phó và quy hoạch sử dụng đất ven biển phù hợp.

Tại Việt Nam, một số chương trình nghiên cứu đã tích hợp ảnh vệ tinh từ các cơ quan vũ trụ quốc tế để theo dõi tình hình nước biển dâng tại Đồng bằng sông Cửu Long và ven biển miền Trung. Việc sử dụng ảnh vệ tinh không chỉ góp phần nâng cao năng lực cảnh báo sớm mà còn là nền tảng quan trọng trong xây dựng chiến lược thích ứng với biến đổi khí hậu trong dài hạn.

Việc nghiên cứu về xu thế dâng cao của mực nước biển có ý nghĩa khoa học và thực tiễn quan trọng. Tuy nhiên, dữ liệu đo mực nước tại hệ thống các trạm hải văn ven biển và đảo ở nước ta hiện nay vẫn còn rất nhiều hạn chế về không gian (thưa thớt) và thời gian đo (chỉ số ít trạm đo từng giờ). Do đó, nhiệm vụ “Nghiên cứu sử dụng dữ liệu ảnh vệ tinh, đánh giá mực nước dâng do biến đổi khí hậu ở vùng biển phía Bắc Vịnh Bắc Bộ” được triển khai trong khuôn khổ chương trình hợp tác khoa học công nghệ giữa Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam (Viện Hàn lâm) và Viện Nghiên cứu Phát triển Pháp (IRD) do TS Vũ Duy Vĩnh - Viện Tài nguyên và Môi trường biển (nay là Viện Khoa học công nghệ Năng lượng và Môi trường) làm chủ nhiệm phía Việt Nam.

Cụ thể, nhóm nghiên cứu đã phối hợp chặt chẽ với các nhà khoa học của IRD và Phòng thí nghiệm Không gian Địa vật lý và Hải dương học (LEGOS), đơn vị đồng phát triển hệ thống dữ liệu ảnh vệ tinh AVISO. Nhờ hợp tác này, các cán bộ của Viện Khoa học công nghệ Năng lượng và Môi trường đã có cơ hội trao đổi, thảo luận và làm việc trực tiếp với các chuyên gia hàng đầu trong lĩnh vực viễn thám hải dương, làm cơ sở cho việc khai thác/sử dụng nguồn dữ liệu vệ tinh khổng lồ cho nghiên cứu các quá trình vật lý hải dương tại Viện Hàn lâm.

Nhóm đã phân tích xu thế dâng cao mực nước biển tại một số trạm đo ở khu vực Vịnh Bắc Bộ như Cô Tô, Hòn Dấu, Bạch Long Vỹ và Hòn Ngư và so sánh với kết quả phân tích từ dữ liệu ảnh vệ tinh (AVISO và Copernicus) giai đoạn 1993 - 2022. Qua phân tích cho thấy, số liệu mực nước dị thường tại các trạm Hòn Dấu và Bạch Long Vỹ có mức độ tương đồng cao với dữ liệu ảnh vệ tinh, với hệ số tương quan R² dao động từ 0,743 - 0,837.

Đồng bằng sông Cửu Long là 1 trong số các địa phương hứng chịu nhiều ảnh hưởng của BĐKH và nước biển dâng. (Ảnh minh hoạ). 

 Điều này thể hiện độ tin cậy của nguồn dữ liệu viễn thám trong đánh giá biến động mực nước biển. Tại các trạm Cô Tô và Hòn Ngư, hệ số tương quan thấp hơn (R² từ 0,36 đến 0,39), phản ánh ảnh hưởng của điều kiện địa hình ven bờ và chất lượng của nguồn số liệu đo đạc.

Chủ nhiệm đề tài bên phía Việt Nam cho biết, mặc dù vẫn tồn tại sai khác nhất định giữa dữ liệu đo và dữ liệu ảnh vệ tinh, nhất là ở các khu vực ven bờ do ảnh hưởng của các quá trình tương tác lục địa - biển, nhưng dữ liệu ảnh vệ tinh với các kỹ thuật xử lý ảnh tiên tiến và sự phát triển của công nghệ vệ tinh đã và đang trở thành nguồn dữ liệu bổ sung và thay thế có hiệu quả cho các nguồn dữ liệu đo tại các trạm hải văn ở Việt Nam hiện nay.

Với nền tảng hợp tác sẵn có và năng lực kỹ thuật được củng cố qua nhiệm vụ, nhóm nghiên cứu đề xuất mở rộng phạm vi phân tích ở các vùng biển khác với mức độ chi tiết cao hơn. Hướng đi này sẽ tích hợp dữ liệu từ mạng lưới trạm hải văn quốc gia và dữ liệu ảnh vệ tinh Copernicus - hợp phần Quan sát Trái đất, thuộc Chương trình Không gian của Cộng đồng châu Âu.

Cùng các nguồn dữ liệu ảnh vệ tinh toàn cầu, sẽ góp phần nâng cao độ chính xác trong đánh giá và dự báo xu thế dâng cao mực nước biển. Nhóm cũng kỳ vọng tiếp tục thúc đẩy hợp tác quốc tế với IRD và LEGOS để cập nhật công nghệ mới cũng như mở rộng các hướng nghiên cứu liên ngành hỗ trợ phòng chống thiên tai và các tai biến ở vùng bờ, thích ứng với BĐKH phục vụ phát triển kinh tế biển bền vững trong tương lai.

Ứng dụng ảnh vệ tinh trong theo dõi nước biển dâng đang mở ra hướng tiếp cận mới, khoa học và hiệu quả trong công tác quản lý tài nguyên và ứng phó BĐKH. Dữ liệu ảnh vệ tinh không chỉ phản ánh trực quan những biến đổi của mực nước biển mà còn cho phép phân tích xu hướng lâu dài, phục vụ lập bản đồ rủi ro và xây dựng kịch bản thích ứng cho từng khu vực cụ thể.

 Đặc biệt, trong bối cảnh nhiều vùng ven biển ở Việt Nam, như Đồng bằng sông Cửu Long, đang đối mặt với nguy cơ bị ngập lụt thường xuyên, công nghệ này càng trở nên thiết yếu để theo dõi sát sao những diễn biến có thể gây tổn hại lớn đến người dân và hạ tầng.

Bên cạnh yếu tố kỹ thuật, sự phối hợp giữa các cơ quan trong nước với các tổ chức quốc tế trong chia sẻ dữ liệu và đào tạo nguồn nhân lực cũng đóng vai trò quan trọng nhằm tận dụng tối đa tiềm năng của ảnh vệ tinh. Đây là bước tiến quan trọng giúp Việt Nam chủ động hơn trong việc theo dõi, dự báo và ứng phó với nước biển dâng, góp phần đảm bảo an ninh môi trường và phát triển kinh tế, xã hội vùng ven biển.

Khánh Ngân