Vệ tinh 'soi' điểm nóng phát thải mê-tan trên đồng ruộng

Công nghệ vệ tinh giúp "nhìn thấy" khí mê-tan từ không gian

Biến đổi khí hậu đang trở thành thách thức toàn cầu khi nhiệt độ trung bình của trái đất liên tục gia tăng, kéo theo hàng loạt hiện tượng thời tiết cực đoan như nắng nóng kéo dài, hạn hán, mưa lớn bất thường, lũ lụt và xâm nhập mặn. Trong số các loại khí nhà kính, bên cạnh carbon dioxide (CO₂), khí mê-tan đang nhận được sự quan tâm đặc biệt. Loại khí này có khả năng giữ nhiệt cao gấp khoảng 80 lần CO₂ trong 20 năm đầu sau khi phát thải và phát sinh từ nhiều lĩnh vực như khai thác dầu khí, bãi chôn lấp rác, chăn nuôi gia súc và đặc biệt là canh tác lúa nước.

Ruộng lúa liên tục ngập nước là nguồn phát thải nhiều khí mê-tan.

Trồng lúa nước đòi hỏi ruộng liên tục ngập nước, khiến oxy gần như bị loại bỏ khỏi môi trường đất, tạo điều kiện thuận lợi cho các vi khuẩn kỵ khí phát triển. Những vi sinh vật này sẽ phân hủy các chất hữu cơ có trong đất và gốc rạ sau thu hoạch để tạo ra khí mê-tan. Sau đó, khí mê-tan thoát lên khí quyển thông qua mặt nước hoặc theo thân cây lúa.

Trong bối cảnh Việt Nam là một trong những quốc gia sản xuất lúa gạo hàng đầu thế giới, việc theo dõi lượng phát thải từ hàng triệu hecta đất trồng lúa là nhiệm vụ rất phức tạp. Trước đây, việc kiểm kê phát thải chủ yếu dựa vào các điểm đo thực địa, sử dụng buồng đo khí hoặc lấy mẫu để phân tích trong phòng thí nghiệm. Tuy nhiên, phương pháp này tốn nhiều thời gian, nhân lực và chỉ phản ánh tình hình trong phạm vi nhỏ.

Sự phát triển của công nghệ vệ tinh đã tạo ra bước ngoặt trong giám sát phát thải khí nhà kính. Nhiều vệ tinh quan sát Trái đất được trang bị cảm biến quang phổ hiện đại có khả năng phát hiện nồng độ khí mê-tan trong khí quyển. Từ đó, các nhà khoa học có thể xác định vị trí, quy mô cũng như mức độ phát thải của từng khu vực.

Nhờ dữ liệu được thu thập liên tục, các "điểm nóng" phát thải mê-tan có thể được phát hiện nhanh chóng trên phạm vi rất rộng, từ các mỏ dầu khí, bãi rác cho đến các vùng sản xuất nông nghiệp. Đối với lĩnh vực trồng lúa, hình ảnh vệ tinh kết hợp với dữ liệu thời tiết, loại đất, mực nước và lịch thời vụ giúp xây dựng bản đồ phát thải chi tiết. Qua đó, cơ quan quản lý không chỉ biết nơi nào phát thải cao mà còn có thể phân tích nguyên nhân để đưa ra giải pháp phù hợp.

Vệ tinh sẽ cung cấp dữ liệu khi thấy một khu vực có lượng phát thải mê-tan cao bất thường.

Hướng tới nền nông nghiệp phát thải thấp nhờ dữ liệu số

Các chuyên gia cho rằng, ứng dụng công nghệ vệ tinh sẽ góp phần thay đổi phương thức quản lý phát thải từ "ứng phó" sang "chủ động phòng ngừa". Thay vì chỉ tổng hợp số liệu sau mỗi vụ sản xuất, cơ quan quản lý có thể theo dõi diễn biến phát thải gần như theo thời gian thực, từ đó kịp thời khuyến cáo người dân điều chỉnh phương thức canh tác.

Ví dụ, khi dữ liệu vệ tinh cho thấy một khu vực có lượng phát thải mê-tan cao bất thường, ngành nông nghiệp có thể kiểm tra chế độ tưới tiêu, lượng rơm rạ tồn dư hoặc phương pháp bón phân để đưa ra giải pháp khắc phục. Đây cũng là cơ sở quan trọng để đánh giá hiệu quả của các mô hình canh tác phát thải thấp như tưới ngập - khô xen kẽ, sử dụng phân bón tan chậm, xử lý rơm rạ ngoài đồng hoặc luân canh lúa - tôm.

Ngoài ra, dữ liệu phát thải còn giúp các địa phương xây dựng kế hoạch giảm phát thải phù hợp với điều kiện sản xuất, đồng thời hỗ trợ doanh nghiệp và hợp tác xã tham gia thị trường tín chỉ các-bon trong tương lai. Khi đó, nông dân không chỉ nhận được khuyến cáo về lượng nước tưới hay thời điểm bón phân mà còn biết được các biện pháp giúp giảm phát thải mê-tan mà vẫn bảo đảm năng suất.

Không chỉ phục vụ quản lý trong nước, dữ liệu vệ tinh còn góp phần nâng cao tính minh bạch trong kiểm kê khí nhà kính theo các yêu cầu quốc tế. Việt Nam đã cam kết tại Hội nghị COP26 đưa phát thải ròng về mức "0" vào năm 2050, đồng thời tham gia Cam kết giảm phát thải khí mê-tan toàn cầu với mục tiêu cắt giảm ít nhất 30% lượng phát thải mê-tan vào năm 2030 so với mức của năm 2020.

Để thực hiện các mục tiêu này, việc xây dựng hệ thống đo đạc, báo cáo và thẩm định (MRV) minh bạch là yêu cầu quan trọng. Trong đó, công nghệ vệ tinh được xem là công cụ hỗ trợ đắc lực khi cung cấp nguồn dữ liệu khách quan, liên tục và có thể kiểm chứng.

Có thể nói, công nghệ vệ tinh không chỉ giúp "nhìn thấy" những dòng khí mê-tan vô hình mà còn mở ra phương thức quản lý phát thải khoa học, chính xác và hiệu quả hơn. Khi dữ liệu trở thành nền tảng cho các quyết định quản lý, ngành nông nghiệp sẽ có thêm công cụ để giảm phát thải, nâng cao giá trị hạt gạo Việt Nam và từng bước hiện thực hóa các cam kết khí hậu quốc tế, góp phần xây dựng nền nông nghiệp hiện đại, phát thải thấp và phát triển bền vững.