- báo cáo giám sát môi trường định kỳ
- xu ly nuoc thai sinh hoat
Năng lƣợng bức xạ ròng Mặt Trời trung bình ngày trên bề Mặt Đất, Rnd (W/m2/d) (gọi tắt là bức xạ ròng trung bình ngày), là một trong những tham số quan trọng trong nghiên cứu mô hình biến đổi khí hậu toàn cầu. Bức xạ ròng có nhiều ứng dụng trong nhiều lĩnh vực nhƣ năng lƣợng tái tạo, nƣớc, nông nghiệp vv. Các nghiên cứu trên thế giới đang từng bƣớc ứng dụng công nghệ viễn thám để chiết xuất bức xạ ròng, giảm đáng kể về chi phí và công sức cho công tác quan trắc ngoại nghiệp. Bài báo khảo sát ba mô hình xác định bức xạ ròng trung bình ngày: 1) mô hình FAO56-PM của tổ chức Nông - Lƣơng Liên hợp quốc sử dụng số liệu quan trắc khí tƣợng. 2) mô hình hàm hồi quy bội của Irmak ở Viện Môi trƣờng và Tài nguyên nƣớc (EWRI) thuộc Hội Khoa học Công trình Dân dụng Mỹ (ASCE) và 3) mô hình chiết xuất từ ảnh vệ tinh dựa trên nguyên lí về cân bằng năng lƣợng bề mặt. Kết quả thu đƣợc: sử dụng ảnh MODIS, bức xạ ròng trong ngày đƣợc chiết xuất so với kết quả tính từ mô hình FAO56-PM có sai số tuyệt đối trung bình (MAE) trên 14 trạm khí tƣợng là 5,06 %; sai số trung phƣơng (RMSE) bằng 80,97 (W/m2/d), tƣơng đƣơng là 6.79 %. Số trạm quan trắc khí tƣợng có sai số thực MAE giao động nhỏ hơn 10 % chiếm tới 85,71 %. Sau khi loại bỏ sai số thô, từ ảnh MODIS có thể chiết xuất bức xạ ròng với MAE bằng 3,52 %; và RMSE bằng 46,54 (W/m2/d), tƣơng đƣơng là 3,90 %. Những sai số khảo sát trên đây cho thấy chúng ta có thể sử dụng tƣ liệu ảnh viễn thám để chiết xuất bức xạ ròng trong ngày, một khi thiếu số liệu quan trắc khí tƣợng.
Đất, nƣớc và không khí là ba nguồn tài nguyên thiên nhiên vô cùng quý giá mà vũ trụ ban tặng cho chúng ta, quyết định sự sinh tồn và phát triển của xã hội loài ngƣời, cũng nhƣ các hệ sinh thái khác trên hành tinh xanh của quả đất. Trƣớc áp lực về biến đổi khí hậu, BĐKH, nguồn tài nguyên nƣớc ngọt, cũng nhƣ các nguồn tài nguyên thiên nhiên khác, đứng trƣớc nguy cơ ngày càng cạn kiệt, chúng ta cần có chiến lƣợc bảo vệ các nguồn tài nguyên này. Nói tới nguồn tài nguyên nƣớc, trƣớc hết chúng ta cần quan tâm tới chu trình vận động nƣớc trong thiên nhiên nhằm xác định biến động trữ lƣợng nƣớc cho mỗi vùng, khu vực, lƣu vực. Đồng thời cũng cần quan tới ba hệ thống sử dụng nƣớc trong lĩnh vực sinh hoạt, sản xuất nông nghiệp và sản xuất công nghiệp nhằm đƣa ra chiến lƣợc sử dụng nƣớc có hiệu quả. Thủy lợi là lĩnh vực sử dụng lớn nhất nguồn nƣớc ngọt cho nông nghiệp. Bastiaanssen (1998) ƣớc tính rằng khoảng 70 % lƣợng nƣớc sử dụng mỗi năm vào sản xuất từ 30 % đến 40 % cây lƣơng thực của trên tổng số 17 % đất canh tác trên toàn thế giới. Tình trạng khan hiếm nƣớc trở nên cấp thiết và mang tính cạnh tranh khốc liệt về nƣớc ngọt trên các hạ lƣu sông chảy qua các quốc gia. Hiện tƣợng bốc thoát hơi nƣớc (ET) đã từ lâu đƣợc công nhận là quá trình quan trọng và đóng một vai trò thiết yếu trong việc trao đổi năng lƣợng và khối lƣợng giữa thủy quyển, khí quyển và sinh quyển. Bốc thoát hơi nƣớc bề mặt đất ET (evapotranspiration) là quá trình chuyển đổi khối lƣợng nƣớc từ bề mặt (đất) thành hơi nƣớc (bốc hơi) và từ thảm thực vật (thải hơi nƣớc) vào bầu không khí. Ƣớc tính ET thực tế rất quan trọng trong mô hình cân bằng nƣớc ở các lƣu vực sông, phục vụ công tác quản lí tƣới tiêu trong nông nghiệp và trong dự báo thời tiết. Nhƣng, rất khó để đo lường ET trực tiếp; và trong hầu hết các ứng dụng, ET được ước tính bằng cách sử dụng các mô hình lí thuyết - thực nghiệm. Độ tin cậy định lƣợng ET không chỉ là một nhiệm vụ quan trọng cho các nhà quản lí nguồn tài nguyên nƣớc, mà còn là một thách thức đối với các nhà khoa học. Có tới gần 50 phƣơng pháp và mô hình khác nhau để tính lƣợng bốc thoát hơi nƣớc tiềm năng PET bề mặt địa hình. Trong các nhóm phƣơng pháp ứng dụng thì nhóm phƣơng pháp sử dụng bức xạ mặt trời đƣợc các nhà nghiên cứu đặc biệt quan tâm [1, 2, 3, 4]; nhất là sử dụng bức xạ mặt trời chiết xuất từ tƣ liệu ảnh vệ tinh. Đây là giải pháp sử dụng công nghệ tiên tiến về giám sát nguồn tài nguyên nƣớc, chu trình vận động của nƣớc trên phƣơng diện toàn cầu, miền và khu vực rộng. Bức xạ ròng mặt trời trên bề mặt đất Rn đƣợc hiểu là hiệu số giữa tổng bức xạ mặt trời đi tới (gồm cả bƣớc sóng dài và bƣớc sóng ngắn) bề mặt đất và tổng bức xạ phản xạ, phát xạ từ bề mặt đất đi lên bầu khí quyển. Bức xạ ròng (Rn) là lƣợng năng lƣợng mặt trời mà thảm thực vật và mặt đất, mặt nƣớc hấp thụ, và là động lực chính cho quá trình bốc hơi nƣớc khi nƣớc không hạn chế. Do đó, tính chính xác của trị Rn ảnh hƣởng đến độ tin cậy xác định bốc thoát hơi nƣớc từ các mô hình khác nhau, ví dụ mô hình kết hợp FAO-56 Penman-Mantein [5, 6, 4]; và các mô hình cân bằng năng lƣợng bề mặt khác. Không giống nhƣ các biến khí hậu nhƣ nhiệt độ không khí, lƣợng mƣa, độ ẩm tƣơng đối và tốc độ gió, Rn thông thƣờng không đƣợc đo trực tiếp tại các trạm khí tƣợng (thời tiết) do những hạn chế về kinh tế và kĩ thuật. Thiết bị phổ kế (radiometer) dùng để đo trực tiếp Rn có giá thành rất cao, dễ vỡ hỏng, và đòi hỏi cần đƣợc hiệu chuẩn và bảo trì thƣờng xuyên vì tính ổn định không cao. Do những hạn chế trên, Rn chủ yếu là ƣớc tính từ phƣơng trình lí thuyết - thực nghiệm [6, 4]. Các phƣơng trình có sự khác nhau đáng kể về các yêu cầu đầu vào của chúng nhƣ các thông số hiệu chuẩn, và các phƣơng pháp sử dụng để tính toán tham số độ đục khí quyển, hệ số phát xạ, và bức xạ ròng sóng dài (Rnl). Các biến khí hậu thƣờng đƣợc sử dụng trong các mô hình Rn bao gồm: bức xạ sóng ngắn năng lƣợng mặt trời (Rs), nhiệt độ không khí (Ta), áp suất hơi nƣớc thực tế (ea), và tỉ phần mây che phủ (f). Việc ứng dụng viễn thám vệ tinh để ƣớc tính ET hiện nay đang đƣợc phát triển theo hai giải pháp: 1/ Cân bằng năng lƣợng bề mặt đất EB (energy balance), đây là giải pháp sử dụng phản xạ bề mặt đất trên ảnh viễn thám ở dải phổ nhìn thấy (VIS) và phần cận hồng ngoại (NIR) của quang phổ điện từ và nhiệt độ bề mặt (bức xạ ) từ kênh ảnh nhiệt hồng ngoại (IR). 2/ Phản xạ dựa trên hệ số cây trồng Kc và phƣơng pháp ET tham chiếu (ETo), trong đó hệ số cây trồng (Kc) liên quan đến chỉ số thực vật bắt nguồn từ trị phản xạ tán lá [7]. Ở Việt Nam, vấn đề tính lƣợng bốc thoát hơi nƣớc từ ảnh vệ tinh, trƣớc hết chiết xuất bức xạ Mặt Trời đi tới bề mặt đất, bức xạ ròng từ ảnh vệ tinh mới là những nghiên cứu ban đầu [8, 9, 7, 10, 11]. Bài báo so sánh khảo sát ba mô hình xác định bức xạ ròng trung bình ngày Rnd: 1) mô hình FAO56-PM của tổ chức Nông-Lương Liên hợp quốc sử dụng số liệu quan trắc khí tượng. 2) mô hình hàm hồi quy bội của Irmak ở Viện Môi trường và Tài nguyên nước (EWRI) thuộc Hội các nhà khoa học xây dựng Mỹ (ASCE) và 3) mô hình chiết xuất từ ảnh vệ tinh dựa trên nguyên lí về cân bằng năng lượng bề mặt. Kết quả thu đƣợc: sử dụng ảnh MODIS, bức xạ ròng trong ngày đƣợc chiết xuất so với kết quả tính từ mô hình FAO56-PM có sai số tuyệt đối trung bình (MAE) trên 14 trạm khí tƣợng là 5,06 %; sai số trung phƣơng (RMSE) bằng 80,97 (W/m2/d), tƣơng đƣơng là 6,79 %. Số trạm quan trắc khí tƣợng có sai số thực MAE giao động nhỏ hơn 10 % chiếm tới 85,71 %. Sau khi loại bỏ sai số thô, từ ảnh MODIS có thể chiết xuất bức xạ ròng với MAE bằng 3,52 %; và RMSE bằng 46,54 (W/m2/d), tƣơng đƣơng là 3,90 %.
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét