Giám sát biến đổi khí hậu từ không gian: Tất cả chung tay để cứu Trái đất

• tác giả:
• tên tác giả

  Tầm nhìn lượng tử
• 11 Tháng Mười

Tóm tắt thông tin chi tiết

Các nhà khoa học cần biết những tác động cụ thể của biến đổi khí hậu để tạo ra các chiến lược và công nghệ giảm thiểu tốt hơn. Một số vệ tinh quan sát Trái đất và các công nghệ dựa trên không gian đang được sử dụng để cung cấp dữ liệu dài hạn, đáng tin cậy về mức độ ảnh hưởng của khí nhà kính đến hành tinh. Thông tin này cho phép các nhà nghiên cứu xem các mẫu mới nổi và đưa ra dự báo chính xác hơn.

Giám sát biến đổi khí hậu từ bối cảnh không gian

Giám sát môi trường thông qua các vệ tinh quan sát Trái đất đóng một vai trò quan trọng trong việc tìm hiểu hệ sinh thái và bầu khí quyển của hành tinh chúng ta. Những vệ tinh này rất cần thiết để quan sát các khu vực mà cơ sở hạ tầng trên mặt đất không khả thi. Ví dụ, trong vụ cháy rừng tàn khốc ở Úc vào cuối năm 2019, vệ tinh là công cụ theo dõi tác động của những đám cháy này đến chất lượng không khí ở những khoảng cách rất xa, bao gồm cả cách xa tới 15,000 km ở Mỹ. Ngoài việc theo dõi các hiện tượng trên mặt đất, những vệ tinh này còn rất quan trọng đối với các nghiên cứu về đại dương. Do các đại dương bao phủ khoảng 70% bề mặt Trái đất, chúng là chìa khóa để điều hòa khí hậu, hấp thụ carbon dioxide và hỗ trợ sinh vật biển cung cấp nguồn dinh dưỡng cho các cộng đồng ven biển.

Tương lai của công nghệ vệ tinh sẵn sàng mang lại những tiến bộ đáng kể trong sự hiểu biết của chúng ta về Trái đất. Một trong những sự phát triển như vậy là việc tạo ra một bản song sinh kỹ thuật số chính xác hơn của Trái đất. Mô hình kỹ thuật số này sẽ cho phép các nhà khoa học mô phỏng các kịch bản khác nhau và đánh giá kết quả tiềm năng, nâng cao khả năng dự báo và giảm thiểu các thách thức môi trường. Biên giới tiếp theo trong quan sát dựa trên không gian bao gồm các sứ mệnh khí tượng siêu phổ. Các sứ mệnh này nhằm mục đích cung cấp dữ liệu ba chiều toàn diện về bầu khí quyển Trái đất, vượt qua dữ liệu ở cấp độ bề mặt. Dữ liệu nâng cao này sẽ không chỉ cung cấp những hiểu biết sâu sắc hơn về các hiện tượng khí quyển như di chuyển bằng đường hàng không, ô nhiễm và bão mà còn cải thiện khả năng giám sát chất lượng nước, đa dạng sinh học và các chỉ số môi trường quan trọng khác của chúng ta.

Ý nghĩa của những tiến bộ này trong công nghệ vệ tinh là rất sâu sắc. Với thông tin chi tiết và kịp thời hơn, các nhà nghiên cứu sẽ có thể quan sát các mô hình môi trường toàn cầu với độ chính xác cao hơn. Điều này sẽ cho phép dự đoán chính xác hơn về tác động của biến đổi khí hậu, bao gồm cả sự xuất hiện của hạn hán, sóng nhiệt và cháy rừng. Những quan sát chi tiết như vậy rất quan trọng trong việc đưa ra các chiến lược nhằm giải quyết những thách thức môi trường này. 

Tác động gián đoạn

Vào năm 2021, Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Quốc gia Hoa Kỳ (NASA) và Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) đã công bố quan hệ đối tác để theo dõi mức độ biến đổi khí hậu ảnh hưởng đến Trái đất bằng cách chia sẻ dữ liệu và phân tích vệ tinh. Cả hai cơ quan đều có một số công cụ và nhóm tiên tiến nhất để theo dõi và nghiên cứu không gian. Theo thông cáo báo chí của ESA, thỏa thuận này sẽ đóng vai trò là hình mẫu cho sự hợp tác quốc tế trong tương lai, cung cấp dữ liệu quan trọng để giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu và giải đáp những vấn đề cấp bách nhất trong khoa học Trái đất. Sự hợp tác này nằm trên các dự án chung hiện có như Đài quan sát Hệ thống Trái đất. Dự án đài quan sát tập trung nhiều hơn vào các nhiệm vụ trên Trái đất để cung cấp dữ liệu cần thiết về biến đổi khí hậu, phòng chống thiên tai, cháy rừng và các quy trình nông nghiệp theo thời gian thực. 

Trong khi đó, vào năm 2022, NASA đã công bố kế hoạch khởi động một dự án vệ tinh có tên TROPICS (Quan sát theo thời gian về cấu trúc lượng mưa và cường độ bão với một chòm sao vệ tinh nhỏ). Cơ quan này sẽ phóng sáu vệ tinh nhỏ (smallsats) lên quỹ đạo để hiểu rõ hơn về cách hình thành các cơn bão nhiệt đới vốn rất khó dự đoán. Các thiết bị này được trang bị máy đo bức xạ vi sóng cho phép các nhà dự báo nhìn thấy những sự kiện xảy ra mà mắt thường không thể nhìn thấy được.

Dữ liệu sẽ được truyền trở lại Trái đất cho các mô hình dự báo thời tiết bằng số. Vào năm 2021, một vệ tinh thử nghiệm đã được phóng, cung cấp thông tin quan trọng về Bão Ida. Với việc các cơn bão xuất hiện thường xuyên hơn do biến đổi khí hậu, dữ liệu ngày càng tăng này sẽ giúp các nhà nghiên cứu theo dõi các cơn bão nhiệt đới chính xác hơn.

Ý nghĩa của việc theo dõi biến đổi khí hậu từ không gian

Ý nghĩa rộng hơn của việc giám sát biến đổi khí hậu từ không gian có thể bao gồm: 

• Nhiều công ty hơn, chẳng hạn như SpaceX, tập trung vào việc tạo ra các vệ tinh và máy bay không người lái điều khiển bằng trí tuệ nhân tạo để giám sát không gian.
• Ngày càng có nhiều doanh nghiệp quan sát trái đất cung cấp các công nghệ giám sát khác nhau, chẳng hạn như đo dấu chân nhiệt của các tòa nhà và quản lý ô nhiễm không khí.
• Tăng cường hợp tác giữa các cơ quan vũ trụ khác nhau để chia sẻ thông tin quan trọng. Tuy nhiên, sự hợp tác này sẽ phụ thuộc vào cách phát triển các quy định và chính trị không gian.
• Các công ty khởi nghiệp tạo ra cặp song sinh kỹ thuật số của các thành phố, rừng nhiệt đới, đại dương và sa mạc để theo dõi biến đổi khí hậu.
• Các cuộc tranh luận ngày càng gia tăng về việc số lượng vệ tinh ngày càng tăng, cho cả mục đích giám sát và thương mại, gây khó khăn cho các nhà thiên văn học khi nghiên cứu không gian.
• Các công ty bảo hiểm điều chỉnh chính sách và phí bảo hiểm dựa trên dữ liệu môi trường chính xác hơn, giúp đánh giá rủi ro thiên tai chính xác hơn.
• Các nhà quy hoạch đô thị sử dụng dữ liệu vệ tinh nâng cao để thiết kế các thành phố thích ứng tốt hơn với điều kiện khí hậu thay đổi, mang lại môi trường đô thị linh hoạt hơn.
• Các ngành nông nghiệp áp dụng hệ thống giám sát dựa trên vệ tinh để tối ưu hóa năng suất cây trồng và sử dụng tài nguyên, dẫn đến tăng cường an ninh lương thực và thực hành canh tác bền vững.

Các câu hỏi cần xem xét

• Làm thế nào khác các chính phủ có thể hợp tác để theo dõi biến đổi khí hậu từ không gian?
• Các công nghệ tiềm năng khác có thể giúp các nhà khoa học theo dõi từ ngoài vũ trụ là gì?