Mô phỏng chất lượng không khí là giải pháp nhằm xây dựng bộ dữ liệu về phát thải, mô phỏng và dự báo khí tượng và chất lượng không khí, đồng thời xây dựng ứng dụng chia sẻ thông tin trên web và mobile. Ứng dụng này đã và đang được Viện Khoa học và Công nghệ Tính toán (thuộc Sở Khoa học công nghệ TP.HCM) thực hiện.

Ứng dụng có tên gọi: “Xây dựng hệ thống dự báo không khí vùng Thành phố Hồ Chí Minh”, với hướng tiếp cận mới là sử dụng các mô hình quang hóa (CMAQ) kết hợp với mô hình dự báo khí tượng (WRF) để dự báo chất lượng không khí theo thời gian thực ở TP.HCM và một số vùng lân cận.

Phó Giám đốc Sở KHCN TP.HCM, GS.TS Nguyễn Kỳ Phùng cho biết quá trình mô phỏng chất lượng không khí thực hiện theo Hệ thống mô hình Chất lượng Không khí Cộng đồng Đa quy mô (CMAQ) do Trung tâm Hệ thống Mô hình hóa và Phân tích Cộng đồng (CMAS) của Đại học Bắc Carolina (Mỹ) phát triển.

Theo GS.TS Nguyễn Kỳ Phùng, quá trình mô phỏng và tính toán dựa trên dữ liệu phát thải từ các nguồn giao thông và công nghiệp, bởi đây là 2 nguồn chính đóng góp tải lượng phát thải nhiều nhất vào không khí TP.HCM.

Mô hình dự báo được xây dựng tổng hợp từ số liệu khảo sát môi trường tại 473 công ty nằm trong 15 khu nghiệp, 400 doanh nghiệp nằm nằm ngoài khu công nghiệp trên địa bàn Thành phố, kết hợp một số báo cáo giám sát môi trường thuộc quản lý của Ban quản lý các Khu chế xuất - Khu công nghiệp (HEPZA) và Chi cục Bảo vệ môi trường TP.HCM. Số liệu khí tượng được thu thập tại các trạm ở TP.HCM, Bình Dương, Biên Hòa (Đồng Nai).

Về khí thải phát ra từ các phương giao thông, kết hợp giải thuật nhận dạng và đếm lượng xe trích xuất từ hình ảnh từ camera giao thông ở 55/300 địa điểm phân bố đều ở các quận huyện, có chất lượng hình ảnh tốt và góc quan sát rộng.

Việc tiến hành điều tra đầy đủ thông tin sẽ đảm bảo sự chính xác trong quá trình dự báo, giúp mô hình tăng khả năng dự báo chính xác với độ tin cậy cao và sát với hiện trạng thực tế. Trong quá trình điều tra bổ sung, nhóm nghiên cứu còn thực hiện thêm nhiệm vụ đo đạc quan trắc chất lượng ở không khí một số khu vực nhằm thu thập dữ liệu chính cho mô hình hiệu chỉnh và đánh giá kết quả mô phỏng.

Đáng mừng, một số thử nghiệm dự báo được thực hiện cuối năm 2017 và đánh giá so sánh với trạm khí tượng Nhà Bè cho thấy mô hình mô phỏng và dự báo đạt kết quả khá chính xác. Cho thấy nhóm nghiên cứu đã xây dựng thành công quy trình dự báo chất lượng không khí phù hợp với khu vực TP.HCM.

Việc áp dụng dữ liệu camera trong hệ thống giám sát camera giao thông của Thành phố là phương pháp mới, phù hợp với mục tiêu xây dựng bộ dữ liệu giao thông chi tiết và có mức độ phân bố rộng hơn so với các phương pháp truyền thống ngoài thực địa, giúp tiết kiệm đáng kể chi phí, nhân lực và thời gian thực hiện. Ngoài ra, việc áp dụng kết quả dự báo chất lượng không khí toàn cầu vào việc tính toán dự báo địa phương cũng là một yếu tố quan trọng đảm bảo tính đúng đắn trong bài toán mô phỏng chất lượng không khí địa phương khi chịu ảnh hưởng của các khu vực lân cận và xa hơn nữa là vấn đề ô nhiễm xuyên biên giới.

Sắp tới, nhóm nghiên cứu sẽ phát triển thành công loại cảm biến nhỏ gọn (có thể gắn lên xe máy hoặc xe buýt) để thu thập nhanh chóng và chính xác hơn dữ liệu chất lượng không khí theo thời gian thực. Đây là việc làm cần thiết để đẩy nhanh việc chuyển hóa dữ liệu quan trắc thành “đầu vào” cần thiết cho công tác dự báo quy luật phát thải, khả năng phát thải.

Từ thành công của ứng dụng này, nhóm nghiên cứu đang tính toán chế tạo loại sensor có khả năng đo độ mặn nhằm mở rộng tính năng của đề tài sang đo đạc môi trường nước. Viện Khoa học và Công nghệ Tính toán đang tiếp tục triển khai các hệ thống quan trắc tự động, kết hợp những ứng dụng trực tuyến và phần mềm theo dõi tự động chất lượng không khí trên điện thoại di động.

Những hệ thống nói trên được mong đợi sẽ cung cấp nhiều hơn nữa thông tin về chất lượng không khí đồng bộ và giúp quá trình mô phỏng hoạt động chính xác theo thời gian thực, để các cơ quan quản lý kịp thời nắm bắt, ngăn chặn, xử lý kịp thời tình trạng ô nhiễm.

Nguồn monre