Thông tin Đề tài

Tên đề tài Quan trắc viễn thám và giám sát các thành phần khí quyển bề mặt và vận chuyển xuyên biên giới trên khu vực Châu Á- Châu Âu: xây dựng cơ sở khoa học-kỹ thuật, phương pháp và thông tin để quan sát thường xuyên
Mã số đề tài QTRU05.01/18-20
Cơ quan chủ trì (Cơ quan thực hiện) Viện Vật lý địa cầu
Cơ quan phối hợp - Đơn vị chủ trì phía đối tác Belarus: Viện Vật lý B.I. Stepanov, Viện Hàn lâm khoa học Belarus - Đơn vị chủ trì phía đối tác Nga: Viện Quang học Khí quyển V.E. Zuev - Đơn vị chủ trì phía đối tác Mông Cổ: Viện nghiên cứu và thông tin về Khí tượng, Thủy văn và Môi trường Mông Cổ
Thuộc Danh mục đề tài Nhiệm vụ Hợp tác Quốc tế
Họ và tên TS. Nguyễn Xuân Anh
Thời gian thực hiện 01/06/2018 - 31/12/2021
Tổng kinh phí 300 triệu đồng, trong đó:- Kinh phí đã sử dụng: 177.110.000 đồng (Một trăm bảy mươi bảy triệu một trăm mười nghìn đồng) - Kinh phí trả lại Nhà nước: 122.890.000 đồng (Một trăm hai mươi hai triệu tám trăm chín mươi nghìn đồng). Do ảnh hưởng của dịch bệnh COVID-19, nhiệm vụ không thực hiện được nội dung đoàn ra.
Xếp loại Xuất sắc
Mục tiêu đề tài

-    Học tập và áp dụng được phương pháp quan trắc, nghiên cứu và giám sát sol khí xuyên biên giới, phương pháp đánh giá ảnh hưởng tới nồng độ sol khí trên lãnh thổ Việt Nam sử dụng hệ thống quan trắc mặt đất và viễn thám.
-    Phát triển quan hệ hợp tác trong nghiên cứu khoa học với Belarus, LB Nga và Mông Cổ về các vấn đề liên quan đến chất lượng môi trường không khí và biến đổi khí hậu.

Kết quả chính của đề tài

Kết quả quan trắc sol khí tại Hà Nội từ trạm Aeronet Nghĩa Đô.
Nhóm nghiên cứu đã tiến hành đo đạc sol khí tại trạm Aeronet Nghĩa Đô trong 2 năm 2018 và 2019. Các thông số thu được bao gồm: độ dày quang học sol khí (AOD: Aerosol Optical Depth), lượng hơi nước trong khí quyển, thông số Angstrom, tỉ số sol khí hạt mịn, phân bố kích thước hạt sol khí, albedo tán xạ đơn, hàm pha, ...
Kết quả học tập, trao đổi với Belarus (hoặc Nga) về phương pháp quan trắc, nghiên cứu và giám sát sol khí xuyên biên giới, phương pháp đánh giá ảnh hưởng tới nồng độ sol khí trên lãnh thổ Việt Nam sử dụng hệ thống quan trắc mặt đất và viễn thám
- Phương pháp kết hợp quan trắc bề mặt và vệ tinh quan trắc sol khí
Trong khuôn khổ của nhiệm vụ, chúng tôi cũng đã học tập và trao đổi về phương pháp kết hợp quan trắc bề mặt và vệ tinh về sol khí (LRS) từ các đối tác nước ngoài.  Phương pháp này sử dụng số liệu quan trắc từ hệ thống Lidar và hệ thống Aeronet ở bề mặt để tính toán ra sự phân bố của nồng độ sol khí theo độ cao. Kết quả được so sánh với kết quả tính toán được từ số liệu Lidar đặt trên vệ tinh CALIOP.
- Nghiên cứu hoàn thiện hệ thống Lidar quan trắc sol khí
    Nhóm thực hiện nhiêm vụ đã tiến hành nghiên cứu thiết kế, chế tạo và hoàn thiện hệ Lidar quan trắc sol khí với những mục tiêu chính như sau: Đo tín hiệu Lidar thu được do tán xạ Rayleigh của sol khí đến độ cao 15 km với độ phân giải khoảng 30 m trong điều kiện thời tiết thuận lợi; So sánh số liệu quan trắc sol khí với số liệu đo sol khí của các thiết bị hoặc phương pháp khác; Có bộ số liệu tín hiệu đo mây, sol khí tại khu vực Hà Nội và tính độ cao lớp biên khí quyển (LBKQ) từ số liệu thu được để sử dụng cho tính toán, hiệu chỉnh ảnh hưởng của sol khí tới ảnh vệ tinh và là biến số đầu vào để chạy mô hình vận chuyển sol khí.
- Phương pháp đánh giá ảnh hưởng vận chuyển xuyên biên giới tới nồng độ sol khí sử dụng mô hình.
Để nghiên cứu sự vận chuyển sol khí khu vực và toàn cầu, thì phương pháp hiệu quả nhất là sử dụng mô hình mô phỏng. Trong nhiệm vụ này, chúng tôi và các đối tác nước ngoài đã tiến hành trao đổi kinh nghiệm ứng dụng mô hình đường dòng HYSPLIT (HYbrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory) trong nghiên cứu sự vận chuyển xuyên biên giới của sol khí. HYSPLIT là một trong những mô hình được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu khí quyển.
Kết quả đánh giá ảnh hưởng của sol khí cháy sinh khối khu vực Đông Dương tới độ dày quang học sol khí khu vực Hà Nội thông qua vận chuyển tầm xa.
- Đặc điểm hoạt động cháy khu vực Đông Dương  
Phân bố theo không gian và biến đổi theo thời gian của hoạt động cháy trên khu vực Đông Dương trong khoảng thời gian 2001-2019 đã được nhóm nghiên cứu thực hiện. Kết quả cho thấy, hoạt động cháy trên khu vực Đông Dương bắt đầu xuất hiện trong tháng 12, tăng dần trong tháng 1 và 2, đạt cực đại trong tháng 3, sau đó giảm dần vào tháng 4 và giảm hẳn vào tháng 5 khi mùa mưa bắt đầu.
- Đặc điểm sol khí khu vực Hà Nội
Đặc điểm dị thường của AOD khu vực Hà Nội: Kết quả nghiên cứu dị thường AOD tại Hà Nội cho thấy trong 10 năm quan sát, đã xảy ra 4 đợt dị thường (đợt dị thường là khoảng thời gian 3 ngày liên tiếp quan sát thấy dị thường), vào tháng 3 năm 2012, cuối tháng 3 đầu tháng 4 năm 2014, tháng 4/2016 và tháng 4 năm 2019 (bảng 2).
Biến trình năm của AOD khu vực Hà Nội : Biến trình năm của AOD quan trắc tại trạm AERONET Nghĩa Đô giai đoạn 2010-2019 có 2 cực đại: Cực đại thứ nhất vào các tháng mùa xuân  (tháng 3, 4) cực đại thứ 2 vào cuối mùa thu (tháng 10). Các tháng mùa mưa có AOD thấp trong năm (tháng 6,7,8).
-  Ảnh hưởng hoạt động cháy sinh khối khu vực Đông Dương tới AOD khực vực Hà Nội.
Trong phần này, chúng tôi sử dụng mô hình quỹ đạo đường dòng HYSPLIT để phân tích khả năng vận chuyển chất ô nhiễm của hoàn lưu khu vực Đông Nam Á. Kết quả này cho thấy luồng khí đến Hà Nội (ở độ cao 2500m) chủ yếu từ hướng Tây và Tây-Nam. Trong đó, luồng khí hướng Tây đi qua khu vực Mianma, Thái Lan, Lào, có độ cao trên 2000m, luồng khí hướng Tây-Nam đi qua khu vực giữa của Thái lan và Lào có độ cao trung bình khoảng 1500-2000m và dưới 1500m. Luồng khí này có thể vận chuyển bụi từ cháy sinh khối khu vực Mianma, Thái Lan, Lào đến khu vực Hà Nội làm cho AOD khu vực này tăng cao trong tháng mùa xuân.
Kết quả nghiên cứu biến trình năm của tổng số điểm cháy/ngày khu vực Đông Dương (10-25N, 90-110E) cho thời kỳ 2001-2019 và biến trình năm của AOD trạm AERONET Hà Nội trong khoảng thời gian từ 2010-2019 cho thấy có sự phù hợp giữa biến đổi của hoạt động cháy khu vực Đông Dương và biến đổi của AOD khu vực Hà Nội (với tương quan R=0.77).

Sản phẩm của đề tài:

- Các bài báo đã công bố (liệt kê):
1. Âu Duy Tuấn, Nguyễn Xuân Anh, Trần Phúc Hưng, Thái Quang Vinh 2019: Sol khí và độ cao lớp biên khí quyển tại khu vực Hà Nội qua số liệu Lidar. Tạp chí Công nghiệp mỏ, số 2 trang 76-81.
2. A. P. Chaikovsky, A. I. Bril, A. S. Fedarenka, V. A. Peshcharankou, S. V. Denisov, V. P. Dick, F. P. Asipenka, N. S. Miatselskaya, Yu. S. Balin, G. P. Kokhanenko, I. E. Penner, S. V. Samoilova, M. G. Klemasheva, S. V. Nasonov, G. S. Zhamsueva, A. S. Zayakhanov, V. V. Tsydypov, A. Batbold, D. Azzaya, E. Enkhbat,e D. Oyunchimeg, Nguyen Xuan Anh, Pham Xuan Thanh, Nguyen Van Hiep, Au Duy Tuan, and B. Chen, 2020. Synergy of ground-based and satellite optical remote measurements for studying atmospheric aerosols. Journal of Applied Spectroscopy, Vol. 86, No. 6, January, 2020
- Các sản phẩm (mô tả sản phẩm, nơi lưu giữ):
Các sản phẩn của nhiệm vụ bao gồm: Báo cáo tổng kết nhiệm vụ; Báo cáo tóm tắt bằng tiếng Việt; Báo cáo tóm tắt bằng tiếng Anh và các bài báo đang được lưu giữ tại Viện Vật lý địa cầu.
- Đào tạo: Góp phần đào tạo được 01 Tiễn sĩ

Những đóng góp mới

- Tạo được chuỗi số liệu về sol khí tại khu vực Hà Nội từ trạm AERONET Nghĩa Đô năm 2018-2019.
- Tổng hợp được các phương pháp đo đạc quang phổ từ xa trên mặt đất và vệ tinh để nghiên cứu sol khí trong khí quyển
- Nghiên cứu hoàn thiện được hệ thống Lidar quan trắc sol khí
- Đánh giá được ảnh hưởng của sol khí cháy sinh khối khu vực Đông Dương tới độ dày quang học sol khí khu vực Hà Nội thông qua vận chuyển tầm xa.

Ảnh nổi bật đề tài
1666838493404-92.jpg