Nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám giám sát hạn hán ở Tây Nguyên

Ở Tây Nguyên, trong mùa khô năm 2013, chỉ tính riêng với hai cây trồng cà phê và hồ tiêu, tổng diện tích bị ảnh hưởng do hạn hán đã lên tới 84.887 ha, trong đó diện tích bị mất trắng là 245,3 ha. Việc giám sát hạn hán là rất quan trọng, trong đó, số liệu chính xác để đánh giá những tác động và giám sát quá trình của hạn hán là then chốt. Phương pháp truyền thống trong giám sát và đánh giá hạn hán dựa vào số liệu mưa còn hạn chế vì trong khu vực không có trạm quan trắc mưa, và điều quan trọng là khó thu được số liệu trong thời gian thực. Ngoài ra, hạn hán thường xảy ra trên diện rộng, việc quan trắc bằng các phương pháp truyền thống rất khó khăn, nhất là khi thiếu đầu tư cho hệ thống quan trắc bề mặt. Vì thế, những số liệu vệ tinh quan trắc trái đất (EOS) đang được các nước trên thế giới sử dụng hiệu quả, và rất đáng được quan tâm trong việc đánh giá và giám sát hạn hán ở nước ta.

Nhiều nước trên thế giới đã sử dụng ảnh vệ tinh với các kênh phổ khác nhau để xây dựng một số mô hình giám sát và dự báo hạn hán. Việc làm này dựa trên tính chất vật lý của quá trình bốc thoát hơi và tính chất sinh học của thực vật: chỉ số thực vật có tương quan thuận với độ ẩm đất và tương quan nghịch với nhiệt độ bề mặt. Cụ thể là độ ẩm đất cao cây trồng phát triển tốt, sự bốc thoát hơi cây trồng mạnh, nhiệt độ thảm cây trồng và bề mặt đất giảm.

Bài viết này trình bày kết quả nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám đánh giá hạn hán ở Tây Nguyên dựa trên chỉ số hạn viễn thám LWSI. Đây là một trong các kết quả thu được từ đề tài TN3/T25 "Nghiên cứu điều kiện khí hậu nông nghiệp phục vụ phát triển kinh tế - xã hội và phòng tránh thiên tai vùng Tây Nguyên" do Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường (nay là Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu) chủ trì, bắt đầu thực hiện từ 01/2013 và được Hội đồng KHCN cấp Nhà nước nghiệm thu đạt loại Khá vào tháng 5/2015. TN3/T25 là đề tài thuộc Chương trình Tây Nguyên 3 do Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam chủ trì. Đề tài đã công bố được 4 bài báo trên các tạp chí KHCN chuyên ngành, đào tạo được 1 thạc sỹ  và đang hỗ trợ đào tạo 1 tiến sỹ. 

Chỉ số LSWI được tính từ ảnh viễn thám sẽ được đối chiếu với số liệu đo đạc thực địa để phân ngưỡng (từ thấp đến cao) theo các mức sau: hạn nặng, hạn vừa, hạn nhẹ, bình thường và ẩm.

Trong quá trình nghiên cứu, các nhà khoa học đã cho thấy sự phân bố của giá trị LSWI tương đối phù hợp với sự phân bố của khu vực khô hạn. Vùng Tây Nguyên luôn là khu vực căng thẳng về hạn hán. Các tháng cuối năm 2012 và đầu năm 2013 giá trị LSWI thấp chiếm ưu thế, thể hiện hạn hán xuất hiện trên diện rộng. (Hình 1 và 2 dưới đây là chỉ số LSWI đại diện cho hai tuần mùa khô của năm 2012 và 2013).

Hình 1: Chỉ số hạn LSWI tuần 4 tháng 12 năm 2012	Hình 2: Chỉ số hạn LSWI tuần 3 tháng 2 năm 2013

Kết quả nghiên cứu trên cho thấy việc sử dụng chỉ số khô hạn LSWI là phù hợp với các tỉnh ở Tây Nguyên, vì vừa đảm bảo tính chất sinh- vật lý của quá trình hạn hán đối với cây trồng, vừa đảm bảo tính thực tiễn hạn hán ở Tây Nguyên.

Vì vậy, cùng với các số liệu quan trắc bề mặt, việc tích hợp các thông tin viễn thám với các vệ tinh khác nhau với nhiều độ phân giải không gian và thời gian khác nhau, sử dụng các chỉ tiêu hạn hán phù hợp cho mỗi vùng, mỗi mùa là hoàn toàn có khả năng phục vụ công tác giám sát và theo dõi hạn hán ở nước ta nói chung, ở Tây Nguyên nói riêng.

PGS.TS. Dương Văn Khảm
Trung tâm Nghiên cứu Khí tượng nông nghiệp
Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu
Xử lý tin: Bích Diệp