Để chẩn đoán sức khỏe của một hành tinh, chúng ta cần những công cụ quan sát từ xa. Vệ tinh khí hậu chính là "đôi mắt" tinh tường trên quỹ đạo, cung cấp những dữ liệu quan trọng giúp chúng ta hiểu và hành động trước cuộc khủng hoảng biến đổi khí hậu.
Vệ tinh khí hậu là gì và cách chúng quan sát trái đất?
Vệ tinh khí hậu là các thiết bị không người lái bay quanh Trái Đất, được trang bị hàng loạt cảm biến công nghệ cao để thực hiện công việc giám sát khí hậu.
Chúng không chỉ chụp ảnh thông thường, mà còn đo đạc các chỉ số quan trọng mà mắt người không thể thấy được.
Hãy tưởng tượng mỗi vệ tinh khí hậu là một chuyên gia y tế trên không gian:
- Có vệ tinh chuyên "đo nhiệt độ" bề mặt đại dương.
- Có vệ tinh chuyên "chụp X-quang" độ dày của các lớp băng.
- Có vệ tinh chuyên "phân tích máu" để xem thành phần hóa học của khí quyển.
Bằng cách bay qua lại liên tục, chúng cung cấp một cái nhìn toàn cảnh và xuyên suốt về sức khỏe của hành tinh chúng ta.
Vệ tinh đo nồng độ khí nhà kính trong khí quyển ra sao?
Đây là một trong những nhiệm vụ quan trọng nhất, giúp chúng ta theo dõi "căn bệnh" chính gây ra biến đổi khí hậu. Vệ tinh không "ngửi" không khí, mà chúng "nhìn" vào ánh sáng bằng một công cụ gọi là máy quang phổ.
Nguyên lý hoạt động khá giống như khi bạn nhìn ánh sáng qua một lăng kính.
- Mỗi loại khí nhà kính (như CO2, Methane) có một "vân tay" độc nhất, chúng hấp thụ một số màu sắc (bước sóng) rất cụ thể của ánh sáng.
- Vệ tinh sẽ quan sát ánh sáng mặt trời phản chiếu từ bề mặt Trái Đất đi ngược lên không gian.
- Máy quang phổ trên vệ tinh sẽ phân tích xem những "màu" nào đã bị khí quyển hấp thụ mất. Bằng cách đo lường chính xác lượng ánh sáng bị thiếu hụt ở "vân tay" của CO2, các nhà khoa học có thể tính toán chính xác nồng độ CO2 trong cột không khí bên dưới.
>>> Cùng tìm hiểu: Ứng dụng công nghệ AI trong mô hình hóa khí hậu
Các vệ tinh khí hậu quan trọng nhất hiện nay là gì?
Có rất nhiều vệ tinh đang làm nhiệm vụ giám sát khí hậu, mỗi chiếc có một chuyên môn riêng. Dưới đây là một số "ngôi sao" quan trọng nhất đang hoạt động.
| Tên Vệ tinh/Chương trình | Cơ quan Vận hành | Nhiệm vụ chính |
| Copernicus Sentinel | ESA (Châu Âu) | Một chùm vệ tinh đa năng, theo dõi toàn diện từ chất lượng không khí, nhiệt độ biển, cho đến độ che phủ của băng và sức khỏe cây trồng. |
| Landsat Series | NASA / USGS (Mỹ) | Chuỗi vệ tinh có lịch sử lâu đời nhất, cung cấp kho dữ liệu vô giá về sự thay đổi của bề mặt Trái Đất (phá rừng, đô thị hóa, xói mòn). |
| OCO-2 / OCO-3 | NASA (Mỹ) | Chuyên đo đạc nồng độ carbon dioxide (CO2) trong khí quyển với độ chính xác cực cao, giúp xác định các nguồn phát thải lớn. |
| GRACE-FO | NASA / GFZ (Mỹ/Đức) | Cặp vệ tinh "song sinh" đo lường những thay đổi cực nhỏ trong trường hấp dẫn của Trái Đất, từ đó suy ra sự tan chảy của băng và thay đổi mực nước ngầm. |
Tương lai của việc giám sát khí hậu từ không gian?
Bên cạnh các vệ tinh lớn và đắt tiền, một xu hướng mới đang định hình tương lai bền vững của ngành quan sát Trái Đất: vệ tinh nano (còn gọi là CubeSats).
Nếu các vệ tinh truyền thống giống như những chiếc xe buýt lớn, thì vệ tinh nano là một đội quân "xe máy" nhỏ gọn, linh hoạt.
Chúng rẻ hơn, có thể được chế tạo và phóng vào không gian nhanh hơn. Việc phóng hàng loạt các vệ tinh nhỏ này cho phép tạo ra một mạng lưới quan sát dày đặc, cung cấp dữ liệu gần như thời gian thực về các hiện tượng cụ thể, ví dụ như theo dõi một vụ rò rỉ khí methane từ một cơ sở công nghiệp.
>>> Mở rộng kiến thức: Giảm thiểu biến đổi khí hậu bằng cách cắt giảm phát thải
Vệ tinh khí hậu là công cụ không thể thiếu, cung cấp những bằng chứng khách quan và toàn diện về tình trạng của hành tinh. Dữ liệu từ chúng là nền tảng cho các mô hình dự báo và là cơ sở để các quốc gia đưa ra chính sách ứng phó.
>>> Đọc để hiểu thêm: Công nghệ blockchain trong theo dõi tín chỉ carbon
