ỨNG DỤNG CHUYỂN ĐỔI SỐ TRONG BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG VÀ ỨNG PHÓ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Ở VIỆT NAM
Biến đổi khí hậu (BĐKH) làm gia tăng các hiện tượng thời tiết cực đoan, trong khi ô nhiễm môi trường tại Việt Nam (không khí, nước, đất) tiếp tục diễn biến phức tạp. Trước thực trạng này, chuyển đổi số với các công nghệ như AI, IoT, Big Data, GIS và điện toán đám mây được xem là giải pháp mới, giúp nâng cao năng lực giám sát, cảnh báo sớm, dự báo khí hậu và quản lý tài nguyên hiệu quả.
Bài viết phân tích bối cảnh môi trường và BĐKH ở Việt Nam; làm rõ sự khác biệt giữa chuyển đổi số, công nghệ số và tin học hóa; đồng thời trình bày các nghiên cứu - ứng dụng thực tiễn trong giám sát lũ lụt, cảnh báo cháy rừng, dự báo nhiệt độ, ngập mặn và thoái hóa đất. Cuối cùng, bài viết nêu các thách thức như hạ tầng, nhân lực, tài chính, an ninh mạng, rác thải điện tử và đề xuất giải pháp nhằm thúc đẩy chuyển đổi số hiệu quả trong lĩnh vực môi trường, góp phần vào phát triển bền vững.
1. GIỚI THIỆU
1.1. Bối cảnh nghiên cứu
Biến đổi khí hậu (BĐKH) đã và đang làm gia tăng tần suất, cường độ thiên tai (bão, lũ, hạn hán, nắng nóng), dẫn tới nhiều hệ lụy cho kinh tế - xã hội [1], [2]. Việt Nam, với địa hình và khí hậu đa dạng, lại có bờ biển trải dài, đang nằm trong nhóm các quốc gia chịu ảnh hưởng mạnh của BĐKH, đặc biệt về xâm nhập mặn, lũ lụt vùng ven biển, ven sông [3]. Bên cạnh đó, công nghiệp hóa, đô thị hóa nhanh làm nghiêm trọng thêm ô nhiễm môi trường không khí, nước, đất [4].
Trước tình trạng này, chuyển đổi số (Digital Transformation) nổi lên như một xu thế tất yếu, kết hợp công nghệ số (AI, IoT, Big Data, Cloud) vào quy trình giám sát, đánh giá, cảnh báo sớm, đồng thời tối ưu hóa hoạt động quản trị nhà nước trong lĩnh vực tài nguyên – môi trường [5].
1.2. Mục tiêu, phạm vi và phương pháp
Mục tiêu: Phân tích bức tranh chung về môi trường và BĐKH tại Việt Nam; Trình bày cơ sở lý thuyết về chuyển đổi số, so sánh với công nghệ số và tin học hóa; Minh họa ứng dụng thực tiễn qua loạt bảng, hình ảnh; Đề xuất giải pháp cho những trở ngại hiện nay.
Phạm vi bài báo chủ yếu tập trung vào nội dung giám sát, quản lý môi trường (chất lượng không khí, nước, phòng chống cháy rừng, lũ lụt, xâm nhập mặn,…) và ứng phó BĐKH (dự báo nhiệt độ, mực nước biển dâng).
Phương pháp nghiên cứu gồm: tổng hợp tài liệu (chính phủ, tổ chức quốc tế, địa phương), phân tích định lượng - định tính, nghiên cứu trường hợp (case study) tại Bình Định, Phú Yên, trao đổi chuyên gia.
2. TỔNG QUAN THỰC TRẠNG MÔI TRƯỜNG VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
2.1. Thống kê các hiện tượng thời tiết cực đoan năm 2023 – 2024
Bảng 1 dưới đây trình bày thông tin về bão, nắng nóng, hạn hán, mưa lũ, thiệt hại về người và tài sản trong hai năm 2023 và 2024.
Bảng 1. Thống kê các hiện tượng thời tiết cực đoan ở Việt Nam năm 2023–2024
1. GIỚI THIỆU
1.1. Bối cảnh nghiên cứu
Biến đổi khí hậu (BĐKH) đã và đang làm gia tăng tần suất, cường độ thiên tai (bão, lũ, hạn hán, nắng nóng), dẫn tới nhiều hệ lụy cho kinh tế - xã hội [1], [2]. Việt Nam, với địa hình và khí hậu đa dạng, lại có bờ biển trải dài, đang nằm trong nhóm các quốc gia chịu ảnh hưởng mạnh của BĐKH, đặc biệt về xâm nhập mặn, lũ lụt vùng ven biển, ven sông [3]. Bên cạnh đó, công nghiệp hóa, đô thị hóa nhanh làm nghiêm trọng thêm ô nhiễm môi trường không khí, nước, đất [4].
Trước tình trạng này, chuyển đổi số (Digital Transformation) nổi lên như một xu thế tất yếu, kết hợp công nghệ số (AI, IoT, Big Data, Cloud) vào quy trình giám sát, đánh giá, cảnh báo sớm, đồng thời tối ưu hóa hoạt động quản trị nhà nước trong lĩnh vực tài nguyên – môi trường [5].
1.2. Mục tiêu, phạm vi và phương pháp
Mục tiêu: Phân tích bức tranh chung về môi trường và BĐKH tại Việt Nam; Trình bày cơ sở lý thuyết về chuyển đổi số, so sánh với công nghệ số và tin học hóa; Minh họa ứng dụng thực tiễn qua loạt bảng, hình ảnh; Đề xuất giải pháp cho những trở ngại hiện nay.
Phạm vi bài báo chủ yếu tập trung vào nội dung giám sát, quản lý môi trường (chất lượng không khí, nước, phòng chống cháy rừng, lũ lụt, xâm nhập mặn,…) và ứng phó BĐKH (dự báo nhiệt độ, mực nước biển dâng).
Phương pháp nghiên cứu gồm: tổng hợp tài liệu (chính phủ, tổ chức quốc tế, địa phương), phân tích định lượng - định tính, nghiên cứu trường hợp (case study) tại Bình Định, Phú Yên, trao đổi chuyên gia.
2. TỔNG QUAN THỰC TRẠNG MÔI TRƯỜNG VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
2.1. Thống kê các hiện tượng thời tiết cực đoan năm 2023 – 2024
Bảng 1 dưới đây trình bày thông tin về bão, nắng nóng, hạn hán, mưa lũ, thiệt hại về người và tài sản trong hai năm 2023 và 2024.
Bảng 1. Thống kê các hiện tượng thời tiết cực đoan ở Việt Nam năm 2023–2024
| Loại hiện tượng | Năm 2023 | Năm 2024 |
| Bão và áp thấp nhiệt đới | 5 cơn bão, 2 áp thấp nhiệt đới | 5 cơn bão, 3 áp thấp nhiệt đới |
| Nắng nóng | 20 đợt nắng nóng diện rộng, nhiệt độ cao nhất 44,2°C | Nắng nóng kéo dài, nhiệt độ trung bình cao hơn mọi năm |
| Hạn hán và thiếu nước | Thiếu nước từ 10–80% tại nhiều địa bàn ở Bắc Bộ | Hạn hán nghiêm trọng ở miền Trung và Tây Nguyên |
| Mưa lớn và lũ lụt | 21 đợt mưa lớn, 13 đợt lũ | Mưa lớn gây ngập lụt nghiêm trọng tại Đà Nẵng |
| Thiệt hại về người & tài sản | 98 người chết, 18 người mất tích, 112 người bị thương, 1.130 nhà sập, ~14.000 nhà ảnh hưởng | Chưa có số liệu đầy đủ nhưng thiệt hại tiếp tục gia tăng |
Số liệu trong Bảng 1 cho thấy bão, áp thấp nhiệt đới duy trì tần suất khoảng 5 - 7 cơn, song hậu quả ngày càng phức tạp do mưa lớn và lũ lụt. Riêng đợt nắng nóng năm 2023 đạt mức nhiệt kỷ lục (44,2°C), ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe cộng đồng và sản xuất nông nghiệp. Hạn hán, thiếu nước diễn ra ở cả Bắc Bộ và miền Trung, Tây Nguyên, khiến kinh tế nông nghiệp đứng trước nhiều rủi ro.
2.2. Đặc điểm môi trường và thách thức
Nhìn chung, ô nhiễm không khí (bụi mịn PM2.5), ô nhiễm nước, suy giảm rừng là những vấn đề lớn tại Việt Nam [3][4]. Bảng 2 tóm tắt các ưu điểm, thách thức liên quan đến đa dạng sinh học, chất lượng môi trường, BĐKH và công tác quản lý.
Bảng 2. Tổng hợp đặc điểm môi trường Việt Nam: Ưu điểm - Thách thức - Nghiên cứu điển hình
2.2. Đặc điểm môi trường và thách thức
Nhìn chung, ô nhiễm không khí (bụi mịn PM2.5), ô nhiễm nước, suy giảm rừng là những vấn đề lớn tại Việt Nam [3][4]. Bảng 2 tóm tắt các ưu điểm, thách thức liên quan đến đa dạng sinh học, chất lượng môi trường, BĐKH và công tác quản lý.
Bảng 2. Tổng hợp đặc điểm môi trường Việt Nam: Ưu điểm - Thách thức - Nghiên cứu điển hình
| Đặc điểm | Ưu điểm | Thách thức | Nghiên cứu điển hình |
| Đa dạng sinh học và tài nguyên | Hệ sinh thái phong phú, nhiều loài quý hiếm; Chính sách bảo tồn; Hợp tác quốc tế | Suy giảm rừng, khai thác tài nguyên quá mức, săn bắn; Ô nhiễm môi trường, BĐKH; Còn hạn chế trong thực thi và giám sát | [1], [2] |
| Chất lượng đất, nước, không khí | Tăng cường giám sát, áp dụng công nghệ xử lý ô nhiễm ở một số địa phương | Ô nhiễm bụi mịn đô thị, xả thải công nghiệp; Kim loại nặng, hóa chất trong nước; Thiếu hạ tầng quản lý nhất quán | [3], [4], [5] |
| Biến đổi khí hậu, thiên tai | Đã đầu tư năng lượng tái tạo, thử nghiệm cảnh báo sớm, tăng cường nâng cao nhận thức cộng đồng | Bão, lũ lụt, xâm nhập mặn, hạn hán vẫn nghiêm trọng; Thiếu vốn, công nghệ, phối hợp liên ngành; Hạn chế nhân lực chất lượng cao | [2], [7], [8] |
| Quản lý, bảo vệ môi trường | Có Luật Bảo vệ Môi trường 2020, một số dự án năng lượng tái tạo khởi sắc; Nhiều nghiên cứu đề xuất cải tiến | Thực thi luật chưa đồng bộ, rào cản pháp lý cho năng lượng sạch; Hệ thống giám sát ô nhiễm công nghiệp chưa hiệu quả; Thiếu nguồn lực về kinh phí | [10], [11], [12] |
Bảng 2 cho thấy Việt Nam đã quan tâm bảo tồn đa dạng sinh học, phát triển năng lượng tái tạo, nhưng ô nhiễm công nghiệp, giao thông vẫn ở mức cao. Sự phối hợp liên ngành (nông nghiệp, tài nguyên môi trường, công thương) còn hạn chế, trong khi nguồn lực và công nghệ chưa đủ, gây khó cho việc ứng phó BĐKH và bảo vệ môi trường một cách toàn diện.
3. CHUYỂN ĐỔI SỐ – CÔNG NGHỆ SỐ – TIN HỌC HÓA: NỘI DUNG VÀ PHẠM VI
Bảng 3 dưới đây so sánh ba khái niệm: Chuyển đổi số (Digital Transformation), Công nghệ số (Digital Technology) và Tin học hóa (Computerization).
Bảng 3. So sánh Chuyển đổi số, Công nghệ số và Tin học hóa
3. CHUYỂN ĐỔI SỐ – CÔNG NGHỆ SỐ – TIN HỌC HÓA: NỘI DUNG VÀ PHẠM VI
Bảng 3 dưới đây so sánh ba khái niệm: Chuyển đổi số (Digital Transformation), Công nghệ số (Digital Technology) và Tin học hóa (Computerization).
Bảng 3. So sánh Chuyển đổi số, Công nghệ số và Tin học hóa
| Khía cạnh | Chuyển đổi số (Digital Transformation) | Công nghệ số (Digital Technology) | Tin học hóa (Computerization) |
| Khái niệm | Quá trình ứng dụng công nghệ số thay đổi mô hình hoạt động, tạo giá trị mới | Các công nghệ xử lý, lưu trữ, truyền tải dữ liệu (AI, IoT, Big Data...) | Sử dụng máy tính, phần mềm để tự động hóa quy trình thủ công |
| Mục tiêu | Thay đổi cách quản lý, kinh doanh, dịch vụ ở quy mô toàn tổ chức | Cung cấp nền tảng, công cụ cho số hóa, tối ưu từng khâu | Giảm lao động thủ công, tăng năng suất cục bộ |
| Phạm vi | Toàn diện: cấp tổ chức, doanh nghiệp, xã hội | Một phần của quá trình chuyển đổi số, tập trung vào giải pháp công nghệ cụ thể | Từng bộ phận hoặc quy trình trong cơ quan |
| Ví dụ ứng dụng | Chuyển sang thương mại điện tử, sử dụng AI cá nhân hóa trải nghiệm | Sử dụng IoT đo chất lượng không khí, Big Data phân tích dữ liệu thị trường | Áp dụng phần mềm kế toán, quản lý hồ sơ bằng máy tính thay cho sổ sách giấy |
| Mức độ thay đổi | Thay đổi căn bản mô hình, văn hóa tổ chức, tạo mô hình mới | Công cụ hỗ trợ, đòn bẩy kỹ thuật, số hóa thủ công | Cải tiến từng khâu, không ảnh hưởng mô hình tổng thể |
Chuyển đổi số là một quá trình toàn diện, đòi hỏi sự thay đổi sâu sắc về mô hình kinh doanh, phương thức quản lý và cả văn hóa tổ chức. Công nghệ số là nền tảng kỹ thuật cho việc thực hiện số hóa. Tin học hóa chỉ đơn thuần là việc ứng dụng máy tính và phần mềm để thay thế các thao tác thủ công trong một quy trình nhất định.
4. ỨNG DỤNG CHUYỂN ĐỔI SỐ TRONG QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG, ỨNG PHÓ BĐKH
4.1. Phân tích không gian và đánh giá mức độ lũ lụt trên lưu vực sông Kôn (Bình Định)
4.2. Hệ thống cảnh báo sớm lũ lụt trên lưu vực sông Kôn (Bình Định)
4.3. Bản đồ trọng điểm cháy rừng Phú Yên bằng công nghệ GIS
4.4. Ứng dụng công nghệ số trong dự báo nhiệt độ ở tỉnh Bình Định
4.5. Dự báo mức ngập mặn năm 2035 ở tỉnh Bình Định theo kịch bản BĐKH RCP4.5
4.6. Phân vùng thoái hóa đất bằng công nghệ GIS
5. THÁCH THỨC, CƠ HỘI VÀ GIẢI PHÁP
5.1. Thách thức
Về hạ tầng công nghệ: Dù một số khu vực đã có bước tiến về hạ tầng công nghệ, những nhiều vùng vẫn thiếu kết nối Internet ổn định để triển khai hiệu quả các giải pháp IoT và quản lý môi trường. Hạ tầng yếu kém là rào cản lớn, hạn chế khả năng triển khai và vận hành các dự án công nghệ môi trường, đặc biệt là ở nông thôn và vùng hẻo lánh. Bên cạnh đó, chi phí đầu tư và duy trì hạ tầng rất cao, đặc biệt là khi phải vận hành các thiết bị và mạng lưới quan trắc môi trường liên tục. Từ đó, đặt ra bài toán về tính bền vững và khả năng phát triển lâu dài của các dự án công nghệ môi trường.
Về nhân lực: Việc thiếu hụt nguồn nhân lực chuyên gia đa ngành như AI, IoT, GIS, quản lý môi trường và thủy văn là một vấn đề nghiêm trọng. Đặc biệt là ở cấp độ địa phương, nơi nhu cầu về kiến thức chuyên môn cao nhưng nguồn cung lại hạn chế, gây khó khăn trong việc thúc đẩy và áp dụng các công nghệ mới.
Về tài chính: Chi phí lắp đặt và duy trì hệ thống giám sát môi trường và biến đổi khí hậu là rất cao, thường phụ thuộc vào các nguồn viện trợ quốc tế hoặc các dự án ngắn hạn. Việc này đặt ra thách thức lớn đối với tính bền vững của các dự án, đặc biệt là trong bối cảnh tài nguyên ngân sách của các tổ chức địa phương hạn chế.
Về an ninh dữ liệu: Nguy cơ cao về an ninh mạng liên quan đến việc tấn công và xâm nhập dữ liệu quan trọng về môi trường và khí hậu đang ngày càng gia tăng. Việc xử lý và bảo vệ các dữ liệu này đòi hỏi các biện pháp bảo mật nghiêm ngặt và liên tục để đảm bảo tính toàn vẹn và an toàn.
Về rác thải điện tử: Cần thiết lập các quy trình và cơ chế hiệu quả để thu gom, xử lý và tái chế an toàn các thiết bị IoT, pin và mạch điện tử. Điều này là cần thiết để giảm thiểu tác động tiêu cực của rác thải điện tử đến môi trường và sức khỏe con người.
5.2. Cơ hội
Cảnh báo thiên tai chính xác hơn: Áp dụng công nghệ IoT và học máy để cải thiện đáng kể khả năng dự báo và cảnh báo sớm các hiện tượng thiên tai như bão, lũ lụt, và hạn hán. Điều này giúp giảm thiểu thiệt hại về người và tài sản bằng cách cung cấp thông tin cảnh báo chính xác và kịp thời, từ đó nâng cao sự phòng ngừa và ứng phó của cộng đồng.
Giám sát ô nhiễm liên tục: Sử dụng các thiết bị IoT để giám sát liên tục chất lượng không khí, nước và đất. Công nghệ Big Data và AI hỗ trợ phân tích dữ liệu lớn, cung cấp thông tin chi tiết và đáng tin cậy cho các quyết định quản lý môi trường, từ đó giảm thiểu tác động tiêu cực lên sức khỏe cộng đồng và môi trường sống.
Minh bạch thông tin: Xây dựng nền tảng công nghệ số hóa để công khai và minh bạch hóa thông tin liên quan đến môi trường và biến đổi khí hậu. Công dân và các doanh nghiệp có thể dễ dàng truy cập và tham gia vào quá trình giám sát, đánh giá hiệu quả và cải thiện chất lượng môi trường.
Hợp tác công - tư: Tạo cơ hội cho các startup công nghệ môi trường để thu hút vốn đầu tư và sáng tạo từ khu vực tư. Đây cũng là một cơ hội để các doanh nghiệp và tổ chức phi chính phủ hợp tác để phát triển các giải pháp sáng tạo và hiệu quả hơn cho quản lý và bảo vệ môi trường.
5.3. Giải pháp đề xuất
Một là, hoàn thiện chính sách và hệ thống pháp lý
- Ban hành Chiến lược và Quy hoạch Chuyển đổi số trong bảo vệ môi trường và ứng phó với biến đổi khí hậu.
- Thiết lập các tiêu chuẩn quốc gia về kết nối IoT và chuẩn dữ liệu mở trong quản lý môi trường.
- Phát triển các chính sách khuyến khích doanh nghiệp áp dụng công nghệ AI, Big Data trong giám sát và dự báo môi trường.
- Đầu tư vào hạ tầng số, thúc đẩy cơ quan địa phương sử dụng GIS và IoT trong quản lý tài nguyên.
Hai là, phát triển hệ thống giám sát và cảnh báo sớm
- Triển khai mạng lưới IoT để thu thập dữ liệu thời gian thực về chất lượng nước, không khí, và các hiện tượng thiên tai.
- Sử dụng công nghệ AI và học máy để dự báo nhanh môi trường và ứng phó với các tình huống khẩn cấp.
- Tạo ra các bản đồ GIS dự báo nguy cơ xâm nhập mặn, thoái hóa đất để giúp chính quyền địa phương đưa ra biện pháp ngăn chặn.
Ba là, phát triển nguồn nhân lực và nâng cao nhận thức
- Triển khai chương trình đào tạo đa ngành về AI - GIS - IoT - Quản lý môi trường để đáp ứng nhu cầu của thị trường lao động.
- Xây dựng môi trường hợp tác giữa trường đại học, doanh nghiệp và cơ quan nhà nước để thúc đẩy nghiên cứu và ứng dụng công nghệ vào bảo vệ môi trường.
- Khuyến khích các dự án nghiên cứu ứng dụng công nghệ số vào quản lý môi trường.
Bốn là, hợp tác công - tư và tận dụng nguồn lực
- Khuyến khích hợp tác công - tư thông qua mô hình PPP trong triển khai hệ thống giám sát điện tử.
- Thu hút vốn đầu tư từ các tổ chức tài chính quốc tế (WB, ADB, GCF) để nâng cấp hạ tầng công nghệ.
- Tổ chức các hội thảo quốc tế, tăng cường trao đổi kinh nghiệm với các quốc gia tiên tiến về công nghệ môi trường và an ninh dữ liệu.
Năm là, bảo mật dữ liệu và xử lý rác thải điện tử
- Xây dựng các quy trình bảo mật dữ liệu và kiểm soát an ninh mạng chặt chẽ.
- Đề xuất cơ chế trách nhiệm mở rộng (EPR) đối với các doanh nghiệp sản xuất thiết bị điện tử.
- Phát triển cơ sở thu gom và tái chế an toàn cho IoT, pin, và mạch điện tử.
6. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
6.1. Kết luận
Bài báo đã trình bày một cách toàn diện về tình trạng môi trường và ứng phó với biến đổi khí hậu tại Việt Nam, đặc biệt là vai trò của chuyển đổi số trong việc nâng cao khả năng giám sát, cảnh báo, dự báo và quản lý tài nguyên. Các minh chứng thực tế như phân tích lũ lụt, cảnh báo cháy rừng, dự báo nhiệt độ, xâm nhập mặn và thoái hóa đất đã chỉ ra rằng việc áp dụng AI, IoT, Big Data và GIS mang lại hiệu quả đáng kể.
Tuy nhiên, để chuyển đổi số thành công và bền vững, Việt Nam cần vượt qua hàng loạt thách thức như hạ tầng mạng lưới, nguồn nhân lực chất lượng cao, tài chính đầu tư, an ninh dữ liệu và rác thải điện tử. Điều này đòi hỏi sự hợp tác chặt chẽ giữa các bên liên quan từ Chính phủ, địa phương, doanh nghiệp, cộng đồng và các tổ chức quốc tế, với một tầm nhìn và cam kết dài hạn.
6.2. Kiến nghị
Đối với Chính phủ: Nên sớm ban hành và triển khai Chiến lược và Quy hoạch Chuyển đổi số trong bảo vệ môi trường và ứng phó biến đổi khí hậu, đồng thời khuyến khích việc chuẩn bị sẵn sàng cho các chương trình hỗ trợ BĐKH.
Đối với các địa phương: Nên tích cực triển khai các hệ thống giám sát IoT và cập nhật dữ liệu lên nền tảng số chung, đồng thời khuyến khích hợp tác công - tư để tối ưu hóa nguồn lực.
Đối với các doanh nghiệp: Cần đầu tư và phát triển các giải pháp số hóa trong quản lý môi trường, đồng thời hợp tác với chính phủ để giải quyết các vấn đề kỹ thuật, tài chính và vận hành.
Đối với cộng đồng: Cần nâng cao nhận thức và tham gia đóng góp dữ liệu để hỗ trợ quá trình giám sát và thực thi.
Đối với quan hệ quốc tế: Nên tăng cường hợp tác quốc tế, chia sẻ kinh nghiệm và hỗ trợ tài chính để Việt Nam có thể nâng cao năng lực ứng phó với biến đổi khí hậu và bảo vệ môi trường.
Những kiến nghị này, nếu được thực hiện một cách hiệu quả, sẽ giúp Việt Nam đạt được tiến bộ đáng kể trong việc ứng phó với thách thức môi trường và biến đổi khí hậu, từ đó góp phần vào sự phát triển bền vững của đất nước.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
4. ỨNG DỤNG CHUYỂN ĐỔI SỐ TRONG QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG, ỨNG PHÓ BĐKH
4.1. Phân tích không gian và đánh giá mức độ lũ lụt trên lưu vực sông Kôn (Bình Định)
Hình 1. Phân tích không gian và đánh giá mức độ lũ lụt trên lưu vực sông Kôn
Hình 1 cho thấy khu vực trung - hạ lưu sông Kôn (địa bàn An Nhơn, Tuy Phước, Quy Nhơn) có độ ngập trung bình 0,5-2 m trong các đợt lũ lớn. Việc phân tích bằng GIS và mô hình thủy văn giúp xác định nguy cơ, số hộ dân bị ảnh hưởng, hỗ trợ lập kế hoạch sơ tán.4.2. Hệ thống cảnh báo sớm lũ lụt trên lưu vực sông Kôn (Bình Định)
Hình 2. Hệ thống cảnh báo sớm lũ lụt theo dữ liệu thời gian quan trắc
Hình 2 mô tả hệ thống IoT thu thập mực nước, lượng mưa, kết hợp dữ liệu radar mưa, thông tin quá khứ. AI (học máy) phân tích và cảnh báo trước 6 - 24 giờ. Theo báo cáo địa phương, thiệt hại do lũ giảm rõ rệt nhờ cảnh báo sớm, giúp người dân chủ động di dời tài sản [9][15].4.3. Bản đồ trọng điểm cháy rừng Phú Yên bằng công nghệ GIS
Hình 3. Bản đồ trọng điểm cháy rừng Phú Yên bằng công nghệ GIS
Hình 3 hiển thị phân vùng nguy cơ cháy dựa trên ảnh Landsat 8, Sentinel-2, chỉ số thực vật NDVI, dữ liệu khí tượng (nhiệt độ, độ ẩm). Kết quả hỗ trợ lực lượng kiểm lâm xác định trọng điểm để tăng cường giám sát, phòng cháy chữa cháy hiệu quả hơn [10].4.4. Ứng dụng công nghệ số trong dự báo nhiệt độ ở tỉnh Bình Định
Hình 4. Dự báo nhiệt độ ở tỉnh Bình Định đến năm 2035
Hình 4 phản ánh xu hướng nhiệt độ tăng 0,5 - 1°C so với hiện tại, kèm gia tăng số ngày nắng nóng (>35°C) trong năm. Dựa trên mô hình AI xử lý dữ liệu 30 năm qua, Bình Định có thể hoạch định giải pháp giảm thiểu tác động (quy hoạch cây trồng, mở rộng năng lượng tái tạo,...).4.5. Dự báo mức ngập mặn năm 2035 ở tỉnh Bình Định theo kịch bản BĐKH RCP4.5
Hình 5. Dự báo ngập mặn năm 2035 ở Bình Định (kịch bản RCP4.5)
Hình 5 cho thấy xâm nhập mặn có thể vào sâu thêm 3 - 5 km so với hiện nay, đe dọa canh tác lúa, thủy sản nước ngọt. Chính quyền địa phương đã nghiên cứu xây dựng hệ thống cống ngăn mặn, chuyển dịch giống lúa ngắn ngày, kết hợp IoT đo độ mặn liên tục [18].4.6. Phân vùng thoái hóa đất bằng công nghệ GIS
Hình 6. Phân vùng thoái hóa đất bằng công nghệ GIS
Hình 6 phản ánh các khu vực dễ bị xói mòn, thoái hóa, cần duy trì rừng phòng hộ, cây trồng che phủ. Giải pháp canh tác bền vững, trồng rừng, quản lý phân bón hợp lý được khuyến nghị để cải thiện chất lượng đất lâu dài.5. THÁCH THỨC, CƠ HỘI VÀ GIẢI PHÁP
5.1. Thách thức
Về hạ tầng công nghệ: Dù một số khu vực đã có bước tiến về hạ tầng công nghệ, những nhiều vùng vẫn thiếu kết nối Internet ổn định để triển khai hiệu quả các giải pháp IoT và quản lý môi trường. Hạ tầng yếu kém là rào cản lớn, hạn chế khả năng triển khai và vận hành các dự án công nghệ môi trường, đặc biệt là ở nông thôn và vùng hẻo lánh. Bên cạnh đó, chi phí đầu tư và duy trì hạ tầng rất cao, đặc biệt là khi phải vận hành các thiết bị và mạng lưới quan trắc môi trường liên tục. Từ đó, đặt ra bài toán về tính bền vững và khả năng phát triển lâu dài của các dự án công nghệ môi trường.
Về nhân lực: Việc thiếu hụt nguồn nhân lực chuyên gia đa ngành như AI, IoT, GIS, quản lý môi trường và thủy văn là một vấn đề nghiêm trọng. Đặc biệt là ở cấp độ địa phương, nơi nhu cầu về kiến thức chuyên môn cao nhưng nguồn cung lại hạn chế, gây khó khăn trong việc thúc đẩy và áp dụng các công nghệ mới.
Về tài chính: Chi phí lắp đặt và duy trì hệ thống giám sát môi trường và biến đổi khí hậu là rất cao, thường phụ thuộc vào các nguồn viện trợ quốc tế hoặc các dự án ngắn hạn. Việc này đặt ra thách thức lớn đối với tính bền vững của các dự án, đặc biệt là trong bối cảnh tài nguyên ngân sách của các tổ chức địa phương hạn chế.
Về an ninh dữ liệu: Nguy cơ cao về an ninh mạng liên quan đến việc tấn công và xâm nhập dữ liệu quan trọng về môi trường và khí hậu đang ngày càng gia tăng. Việc xử lý và bảo vệ các dữ liệu này đòi hỏi các biện pháp bảo mật nghiêm ngặt và liên tục để đảm bảo tính toàn vẹn và an toàn.
Về rác thải điện tử: Cần thiết lập các quy trình và cơ chế hiệu quả để thu gom, xử lý và tái chế an toàn các thiết bị IoT, pin và mạch điện tử. Điều này là cần thiết để giảm thiểu tác động tiêu cực của rác thải điện tử đến môi trường và sức khỏe con người.
5.2. Cơ hội
Cảnh báo thiên tai chính xác hơn: Áp dụng công nghệ IoT và học máy để cải thiện đáng kể khả năng dự báo và cảnh báo sớm các hiện tượng thiên tai như bão, lũ lụt, và hạn hán. Điều này giúp giảm thiểu thiệt hại về người và tài sản bằng cách cung cấp thông tin cảnh báo chính xác và kịp thời, từ đó nâng cao sự phòng ngừa và ứng phó của cộng đồng.
Giám sát ô nhiễm liên tục: Sử dụng các thiết bị IoT để giám sát liên tục chất lượng không khí, nước và đất. Công nghệ Big Data và AI hỗ trợ phân tích dữ liệu lớn, cung cấp thông tin chi tiết và đáng tin cậy cho các quyết định quản lý môi trường, từ đó giảm thiểu tác động tiêu cực lên sức khỏe cộng đồng và môi trường sống.
Minh bạch thông tin: Xây dựng nền tảng công nghệ số hóa để công khai và minh bạch hóa thông tin liên quan đến môi trường và biến đổi khí hậu. Công dân và các doanh nghiệp có thể dễ dàng truy cập và tham gia vào quá trình giám sát, đánh giá hiệu quả và cải thiện chất lượng môi trường.
Hợp tác công - tư: Tạo cơ hội cho các startup công nghệ môi trường để thu hút vốn đầu tư và sáng tạo từ khu vực tư. Đây cũng là một cơ hội để các doanh nghiệp và tổ chức phi chính phủ hợp tác để phát triển các giải pháp sáng tạo và hiệu quả hơn cho quản lý và bảo vệ môi trường.
5.3. Giải pháp đề xuất
Một là, hoàn thiện chính sách và hệ thống pháp lý
- Ban hành Chiến lược và Quy hoạch Chuyển đổi số trong bảo vệ môi trường và ứng phó với biến đổi khí hậu.
- Thiết lập các tiêu chuẩn quốc gia về kết nối IoT và chuẩn dữ liệu mở trong quản lý môi trường.
- Phát triển các chính sách khuyến khích doanh nghiệp áp dụng công nghệ AI, Big Data trong giám sát và dự báo môi trường.
- Đầu tư vào hạ tầng số, thúc đẩy cơ quan địa phương sử dụng GIS và IoT trong quản lý tài nguyên.
Hai là, phát triển hệ thống giám sát và cảnh báo sớm
- Triển khai mạng lưới IoT để thu thập dữ liệu thời gian thực về chất lượng nước, không khí, và các hiện tượng thiên tai.
- Sử dụng công nghệ AI và học máy để dự báo nhanh môi trường và ứng phó với các tình huống khẩn cấp.
- Tạo ra các bản đồ GIS dự báo nguy cơ xâm nhập mặn, thoái hóa đất để giúp chính quyền địa phương đưa ra biện pháp ngăn chặn.
Ba là, phát triển nguồn nhân lực và nâng cao nhận thức
- Triển khai chương trình đào tạo đa ngành về AI - GIS - IoT - Quản lý môi trường để đáp ứng nhu cầu của thị trường lao động.
- Xây dựng môi trường hợp tác giữa trường đại học, doanh nghiệp và cơ quan nhà nước để thúc đẩy nghiên cứu và ứng dụng công nghệ vào bảo vệ môi trường.
- Khuyến khích các dự án nghiên cứu ứng dụng công nghệ số vào quản lý môi trường.
Bốn là, hợp tác công - tư và tận dụng nguồn lực
- Khuyến khích hợp tác công - tư thông qua mô hình PPP trong triển khai hệ thống giám sát điện tử.
- Thu hút vốn đầu tư từ các tổ chức tài chính quốc tế (WB, ADB, GCF) để nâng cấp hạ tầng công nghệ.
- Tổ chức các hội thảo quốc tế, tăng cường trao đổi kinh nghiệm với các quốc gia tiên tiến về công nghệ môi trường và an ninh dữ liệu.
Năm là, bảo mật dữ liệu và xử lý rác thải điện tử
- Xây dựng các quy trình bảo mật dữ liệu và kiểm soát an ninh mạng chặt chẽ.
- Đề xuất cơ chế trách nhiệm mở rộng (EPR) đối với các doanh nghiệp sản xuất thiết bị điện tử.
- Phát triển cơ sở thu gom và tái chế an toàn cho IoT, pin, và mạch điện tử.
6. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
6.1. Kết luận
Bài báo đã trình bày một cách toàn diện về tình trạng môi trường và ứng phó với biến đổi khí hậu tại Việt Nam, đặc biệt là vai trò của chuyển đổi số trong việc nâng cao khả năng giám sát, cảnh báo, dự báo và quản lý tài nguyên. Các minh chứng thực tế như phân tích lũ lụt, cảnh báo cháy rừng, dự báo nhiệt độ, xâm nhập mặn và thoái hóa đất đã chỉ ra rằng việc áp dụng AI, IoT, Big Data và GIS mang lại hiệu quả đáng kể.
Tuy nhiên, để chuyển đổi số thành công và bền vững, Việt Nam cần vượt qua hàng loạt thách thức như hạ tầng mạng lưới, nguồn nhân lực chất lượng cao, tài chính đầu tư, an ninh dữ liệu và rác thải điện tử. Điều này đòi hỏi sự hợp tác chặt chẽ giữa các bên liên quan từ Chính phủ, địa phương, doanh nghiệp, cộng đồng và các tổ chức quốc tế, với một tầm nhìn và cam kết dài hạn.
6.2. Kiến nghị
Đối với Chính phủ: Nên sớm ban hành và triển khai Chiến lược và Quy hoạch Chuyển đổi số trong bảo vệ môi trường và ứng phó biến đổi khí hậu, đồng thời khuyến khích việc chuẩn bị sẵn sàng cho các chương trình hỗ trợ BĐKH.
Đối với các địa phương: Nên tích cực triển khai các hệ thống giám sát IoT và cập nhật dữ liệu lên nền tảng số chung, đồng thời khuyến khích hợp tác công - tư để tối ưu hóa nguồn lực.
Đối với các doanh nghiệp: Cần đầu tư và phát triển các giải pháp số hóa trong quản lý môi trường, đồng thời hợp tác với chính phủ để giải quyết các vấn đề kỹ thuật, tài chính và vận hành.
Đối với cộng đồng: Cần nâng cao nhận thức và tham gia đóng góp dữ liệu để hỗ trợ quá trình giám sát và thực thi.
Đối với quan hệ quốc tế: Nên tăng cường hợp tác quốc tế, chia sẻ kinh nghiệm và hỗ trợ tài chính để Việt Nam có thể nâng cao năng lực ứng phó với biến đổi khí hậu và bảo vệ môi trường.
Những kiến nghị này, nếu được thực hiện một cách hiệu quả, sẽ giúp Việt Nam đạt được tiến bộ đáng kể trong việc ứng phó với thách thức môi trường và biến đổi khí hậu, từ đó góp phần vào sự phát triển bền vững của đất nước.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
- IPCC (2021). Sixth Assessment Report (AR6). Intergovernmental Panel on Climate Change.
- WMO (2022). State of the Global Climate 2022.
- Bộ Tài nguyên và Môi trường (2021). Kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng cho Việt Nam.
- WHO (2023). Ambient Air Pollution and Health.
- Bộ Thông tin và Truyền thông (2021). Cẩm nang Chuyển đổi số.
- Ngân hàng Thế giới (2022). Báo cáo Phát triển Khí hậu và Môi trường bền vững cho Việt Nam.
- UNEP (2020). Global Environment Outlook – GEO 6: Healthy Planet, Healthy People.
- Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn Quốc gia (2023). “Báo cáo Thống kê hiện tượng thời tiết cực đoan giai đoạn 2023–2024.”
- Đề tài NCKH tỉnh Bình Định (2022). “Hệ thống cảnh báo lũ sớm trên lưu vực sông Kôn: Kết hợp IoT và AI.”
- Sở NN&PTNT Phú Yên (2021). “Bản đồ trọng điểm cháy rừng bằng công nghệ GIS.”
- Báo cáo quốc gia về “Chính sách môi trường ở Việt Nam” (2022).
- Nghiên cứu đổi mới hệ thống cơ quan quản lý nhà nước về môi trường ở Việt Nam, 2021.
- LoRa Alliance (2020). LoRaWAN for IoT Applications in Environmental Monitoring.
- Camilo, T., Martinez, L., & Dias, P. (2021). “Green Data Centers: A Systematic Literature Review.” Sustainable Computing: Informatics and Systems, 31, 100589.
- PWC (2020). The State of Cybersecurity in the Digital Age.
- IQAIR (2024). World Air Quality Report.
- Demir, E., Huang, Y., Scholts, S., & Van Woensel, T. (2020). “A Selected Review on the Negative Impacts of ICT on the Environment.” Environmental Impact Assessment Review, 84, 106387.
- Báo cáo của Sở TN&MT Bình Định (2022). “Dự báo mức ngập mặn năm 2035 theo kịch bản RCP4.5.”
- UNEP (2021). “E-waste Management and the Circular Economy.”
- WWF (2020). Living Planet Report 2020.
Tác giả bài viết: PGS. TS. Trần Thị Cẩm Thanh và Cộng sự
Ý kiến bạn đọc
Bạn cần đăng nhập với tư cách là Thành viên chính thức để có thể bình luận
Những tin mới hơn
Những tin cũ hơn
