Biến đổi khí hậu đang gây ra những hệ quả khó lường. Một trong số đó là hiệu ứng đảo nhiệt đô thị. Khi nhiệt độ tăng, các tòa nhà trở lên nóng hơn, nhiệt độ tổng thể từ các tòa nhà làm cho nền nhiệt chung của toàn bộ thành phố và thị trấn tăng lên.
Mặc dù điều hòa không khí là một lựa chọn, nhưng nhu cầu năng lượng cho việc làm mát các tòa nhà cũng có thể là quá tải đối với một số khu vực. Thay vì cố gắng làm mát tất cả các tòa nhà trong một khu vực, chính quyền có thể xem xét đến việc tập trung vào các khu vực có cấu trúc nóng nhất.
Đo chỉ số nhiệt của các tòa nhà
Hiện nay, bằng cách sử dụng một hệ thống vệ tinh mới, có thể đo dấu hiệu nhiệt của các tòa nhà từ xa và nhắm mục tiêu nỗ lực vào những khu vực mà nền nhiệt cao đột biến. Công ty khởi nghiệp Satellite Vu gần đây đã phóng vệ tinh đầu tiên trong chùm vệ tinh cho phép đo được các dấu hiệu nhiệt.
Chùm vệ tinh mới Satellite Vu, gồm 08 vệ tinh được gọi là HotSat, hoạt động theo ý tưởng giám sát diện rộng cũng như các tòa nhà riêng lẻ để tìm ra những khu vực có chỉ số nhiệt cao, để từ đó thực hiện lập bản đồ các khu vực có tín hiệu đảo nhiệt đô thị.
Các khu vực đô thị với bề mặt tối hơn và ít thảm thực vật có xu hướng nóng hơn nhiều so với các khu vực nông thôn và tự nhiên. Hình ảnh viễn thám này từ thiết bị ECOSTRESS của NASA cho thấy ảnh hưởng của đảo nhiệt đô thị trong một đợt nắng nóng gần đây ở Ấn Độ. Trong khi các khu vực nông thôn lân cận mát hơn khoảng 40 độ F, thì các “đảo nhiệt” đô thị của Delhi và các thị trấn nhỏ hơn đạt tới 102 độ F (39 độ C) là nhiệt độ cao nhất vào ngày 5 tháng 5 năm 2022. Ảnh: NASA/JPL-Caltech.Các vệ tinh này cũng có thể sử dụng để xác định các khu vực (như bãi đỗ xe) có thể gây ra nhiệt. Từ các phát hiện này, các nhà quản lý sẽ có thể lập các bản đồ chỉ rõ các khu vực, các tòa nhà có chỉ số nhiệt tệ nhất, sau đó có thể xây dựng các giải pháp làm mát để giảm hiệu ứng đảo nhiệt tổng thể trong khu vực đô thị.
HotSat sử dụng ảnh nhiệt để lập bản đồ nhiệt các tòa nhà
HotSat-1, vệ tinh đầu tiên của Satellite Vu được phóng vào tháng 6 năm 2023. Vệ tinh này sử dụng ảnh nhiệt bằng tia hồng ngoại sóng giữa; người dùng có thể đăng ký Satellite Vu để thực hiện giám sát các tòa nhà từ xa. Hồ sơ của các tòa nhà có thể được tạo bằng cách sử dụng hình ảnh 3D để xác định chính xác các khu vực cần quan tâm nhất.
Chùm 08 vệ tinh của SatVu sẽ cung cấp dữ liệu nhiệt có độ phân giải cao hơnBằng cách sử dụng hình ảnh nhiệt, vệ tinh có thể phát hiện sự nóng lên ở cả điều kiện ban đêm và ban ngày; độ phân giải khoảng 3,5 mét. Ngoài việc giám sát các dấu hiệu nhiệt, vệ tinh có thể được sử dụng để giám sát cơ sở hạ tầng và giám sát tình hình sử dụng đất thông qua ảnh nhiệt.
Tăng cường giải pháp “giảm nhiệt” cho các tòa nhà
Với khả năng ứng dụng này, một số nhóm cho rằng hệ thống vệ tinh mới sẽ giúp giám sát các tòa nhà và hệ thống sưởi tổng thể ở những khu vực cần giảm hiệu ứng đảo nhiệt, thì một số nhóm lại cho rằng vệ tinh mới này có thể không giải quyết được mối lo ngại lớn hơn về hệ thống sưởi ở các thành phố.
Cần có kinh phí để cải tiến, trang bị hoặc nâng cấp thêm cho các tòa nhà để giúp chúng trở nên “mát mẻ hơn”. Anh là quốc gia có nguồn cung nhà ở kém hiệu quả nhất trong số các nước phát triển, với phần lớn các ngôi nhà được xây dựng trước năm 1970. Kinh phí để trang bị thêm cho những ngôi nhà cũ này có thể tiêu tốn một khoản tiền khổng lồ và chi phí cho những dự án như vậy có thể được ưu tiên cao hơn so với giám sát từ xa các tòa nhà.
Tuy nhiên, Satellite Vu cho rằng, việc xem xét 20% khu vực có chỉ số nhiệt tệ nhất (khu vực gây ra mạnh mẽ các hiệu ứng đảo nhiệt), sẽ là một cách hiệu quả hơn để giảm nhiệt tổng thể ở các thành phố. Giải pháp này sẽ mang lại các lợi ích về chi phí khi giúp loại bỏ nhu cầu trang bị thêm tất cả hoặc nhiều nhà ở trước năm 1970 tại các khu vực này. Có thể thực hiện giám sát các mái nhà riêng lẻ, thay vì đảo nhiệt thô, bằng cách sử dụng HotSat trong khi các giám sát hiện nay thường chỉ xác định được khu vực rộng có nhiệt độ cao, và không xác định được các tòa nhà cụ thể và cũng như ảnh hưởng của chúng tới hiệu ứng đảo nhiệt chung.
Những giải pháp giảm đảo nhiệt khác cũng tiêu tốn ít chi phí hơn nhiều bằng cách sử dụng kết quả của vệ tinh. Các biện pháp đơn giản như trồng cây hoặc xây vườn quanh các cấu trúc có nền nhiệt cao có thể giúp giải quyết một số vấn đề trong việc phối hợp với các kết quả hình ảnh nhiệt được tạo ra từ HotSat.
Sử dụng HotSat để xác định các chất gây ô nhiễm nước
Ngoài khả năng giám sát chỉ số nhiệt cho các tòa nhà, HotSat còn có thể xác định sự thay đổi nhiệt độ bề mặt trong nước để cho phép các nhà quản lý có thể phản ứng nhanh hơn, ngay cả khi ô nhiễm không có mùi hoặc khó phát hiện trên mặt đất. Sự thay đổi đột ngột nhiệt độ bề mặt nước thường mang nghĩa là nước bị nhiễm bẩn hoặc một chất gây ô nhiễm nào đó vừa được thêm vào nước.
Với thực trạng nhiệt độ gia tăng như những tháng đầu năm 2023, các thành phố sẽ càng dễ dàng trở thành những điểm sống không thoải mái với nhiều người. Giám sát nhiệt độ từ xa sẽ giúp các nhà quản lý đô thị xây dựng những giải pháp làm mát phù hợp với các yêu cầu về tính hiệu quả chi phí như hiện nay.
Mặc dù điều hòa không khí là một lựa chọn, nhưng nhu cầu năng lượng cho việc làm mát các tòa nhà cũng có thể là quá tải đối với một số khu vực. Thay vì cố gắng làm mát tất cả các tòa nhà trong một khu vực, chính quyền có thể xem xét đến việc tập trung vào các khu vực có cấu trúc nóng nhất.
Đo chỉ số nhiệt của các tòa nhà
Hiện nay, bằng cách sử dụng một hệ thống vệ tinh mới, có thể đo dấu hiệu nhiệt của các tòa nhà từ xa và nhắm mục tiêu nỗ lực vào những khu vực mà nền nhiệt cao đột biến. Công ty khởi nghiệp Satellite Vu gần đây đã phóng vệ tinh đầu tiên trong chùm vệ tinh cho phép đo được các dấu hiệu nhiệt.
Chùm vệ tinh mới Satellite Vu, gồm 08 vệ tinh được gọi là HotSat, hoạt động theo ý tưởng giám sát diện rộng cũng như các tòa nhà riêng lẻ để tìm ra những khu vực có chỉ số nhiệt cao, để từ đó thực hiện lập bản đồ các khu vực có tín hiệu đảo nhiệt đô thị.
Các khu vực đô thị với bề mặt tối hơn và ít thảm thực vật có xu hướng nóng hơn nhiều so với các khu vực nông thôn và tự nhiên. Hình ảnh viễn thám này từ thiết bị ECOSTRESS của NASA cho thấy ảnh hưởng của đảo nhiệt đô thị trong một đợt nắng nóng gần đây ở Ấn Độ. Trong khi các khu vực nông thôn lân cận mát hơn khoảng 40 độ F, thì các “đảo nhiệt” đô thị của Delhi và các thị trấn nhỏ hơn đạt tới 102 độ F (39 độ C) là nhiệt độ cao nhất vào ngày 5 tháng 5 năm 2022. Ảnh: NASA/JPL-Caltech.
HotSat sử dụng ảnh nhiệt để lập bản đồ nhiệt các tòa nhà
HotSat-1, vệ tinh đầu tiên của Satellite Vu được phóng vào tháng 6 năm 2023. Vệ tinh này sử dụng ảnh nhiệt bằng tia hồng ngoại sóng giữa; người dùng có thể đăng ký Satellite Vu để thực hiện giám sát các tòa nhà từ xa. Hồ sơ của các tòa nhà có thể được tạo bằng cách sử dụng hình ảnh 3D để xác định chính xác các khu vực cần quan tâm nhất.
Chùm 08 vệ tinh của SatVu sẽ cung cấp dữ liệu nhiệt có độ phân giải cao hơn
Tăng cường giải pháp “giảm nhiệt” cho các tòa nhà
Với khả năng ứng dụng này, một số nhóm cho rằng hệ thống vệ tinh mới sẽ giúp giám sát các tòa nhà và hệ thống sưởi tổng thể ở những khu vực cần giảm hiệu ứng đảo nhiệt, thì một số nhóm lại cho rằng vệ tinh mới này có thể không giải quyết được mối lo ngại lớn hơn về hệ thống sưởi ở các thành phố.
Cần có kinh phí để cải tiến, trang bị hoặc nâng cấp thêm cho các tòa nhà để giúp chúng trở nên “mát mẻ hơn”. Anh là quốc gia có nguồn cung nhà ở kém hiệu quả nhất trong số các nước phát triển, với phần lớn các ngôi nhà được xây dựng trước năm 1970. Kinh phí để trang bị thêm cho những ngôi nhà cũ này có thể tiêu tốn một khoản tiền khổng lồ và chi phí cho những dự án như vậy có thể được ưu tiên cao hơn so với giám sát từ xa các tòa nhà.
Tuy nhiên, Satellite Vu cho rằng, việc xem xét 20% khu vực có chỉ số nhiệt tệ nhất (khu vực gây ra mạnh mẽ các hiệu ứng đảo nhiệt), sẽ là một cách hiệu quả hơn để giảm nhiệt tổng thể ở các thành phố. Giải pháp này sẽ mang lại các lợi ích về chi phí khi giúp loại bỏ nhu cầu trang bị thêm tất cả hoặc nhiều nhà ở trước năm 1970 tại các khu vực này. Có thể thực hiện giám sát các mái nhà riêng lẻ, thay vì đảo nhiệt thô, bằng cách sử dụng HotSat trong khi các giám sát hiện nay thường chỉ xác định được khu vực rộng có nhiệt độ cao, và không xác định được các tòa nhà cụ thể và cũng như ảnh hưởng của chúng tới hiệu ứng đảo nhiệt chung.
Những giải pháp giảm đảo nhiệt khác cũng tiêu tốn ít chi phí hơn nhiều bằng cách sử dụng kết quả của vệ tinh. Các biện pháp đơn giản như trồng cây hoặc xây vườn quanh các cấu trúc có nền nhiệt cao có thể giúp giải quyết một số vấn đề trong việc phối hợp với các kết quả hình ảnh nhiệt được tạo ra từ HotSat.
Sử dụng HotSat để xác định các chất gây ô nhiễm nước
Ngoài khả năng giám sát chỉ số nhiệt cho các tòa nhà, HotSat còn có thể xác định sự thay đổi nhiệt độ bề mặt trong nước để cho phép các nhà quản lý có thể phản ứng nhanh hơn, ngay cả khi ô nhiễm không có mùi hoặc khó phát hiện trên mặt đất. Sự thay đổi đột ngột nhiệt độ bề mặt nước thường mang nghĩa là nước bị nhiễm bẩn hoặc một chất gây ô nhiễm nào đó vừa được thêm vào nước.
Với thực trạng nhiệt độ gia tăng như những tháng đầu năm 2023, các thành phố sẽ càng dễ dàng trở thành những điểm sống không thoải mái với nhiều người. Giám sát nhiệt độ từ xa sẽ giúp các nhà quản lý đô thị xây dựng những giải pháp làm mát phù hợp với các yêu cầu về tính hiệu quả chi phí như hiện nay.