Lỗ hổng ở Bắc Cực và cách vệ tinh nhìn xuyên mây để đo băng biển

Trong những bản đồ băng biển Bắc Cực, có một chi tiết ít được chú ý: một vòng tròn trắng nằm ngay giữa vùng cực. Đó là “lỗ vùng cực”, nơi một số cảm biến vệ tinh trước đây không thu được dữ liệu; khi ước tính băng, các nhà khoa học giả định phần này được băng phủ. Chi tiết ấy nhắc rằng bức tranh nhìn từ không gian không đơn thuần là một tấm ảnh. Vệ tinh theo dõi băng xuyên qua mây bằng cách đo năng lượng vi ba tự nhiên phát ra từ bề mặt, rồi dựa vào sự khác biệt giữa băng và nước biển để nhận diện vùng đóng băng. Nhờ phép đo lặp lại liên tục, điều khó thấy trong từng mùa riêng lẻ trở nên rõ ràng trên chuỗi dữ liệu dài hạn. [1]

Vì sao ảnh chụp thông thường chưa đủ?

Băng biển Bắc Cực vận động theo một nhịp mùa rõ rệt. Nó hình thành và mở rộng trong mùa đông vùng cực, thường đạt mức lớn nhất vào tháng 3, sau đó tan dần trong mùa hè và xuống mức thấp nhất hằng năm vào tháng 9. Muốn theo dõi quá trình này, vệ tinh phải quan sát thường xuyên đúng vào những thời điểm thời tiết không thuận lợi. Mây có thể che khuất bề mặt trong ảnh sử dụng ánh sáng nhìn thấy, khiến một khoảng trắng trên ảnh chưa chắc đã cho biết bên dưới là băng, nước hay chỉ là mây dày. [1]

Cảm biến vi ba thụ động giải quyết trở ngại ấy bằng một tín hiệu khác. Thay vì dựa vào ánh sáng phản xạ mà mắt người có thể nhìn thấy, nó đo năng lượng vi ba do Trái Đất tự nhiên phát ra. Băng biển phát ra nhiều năng lượng vi ba hơn mặt nước thoáng, vì vậy hai loại bề mặt hiện lên khác nhau trong dữ liệu. Sóng vi ba còn có thể đi qua mây, cho phép vệ tinh tiếp tục quan sát trong nhiều điều kiện thời tiết. “Thụ động” ở đây có nghĩa cảm biến tiếp nhận năng lượng có sẵn từ bề mặt, chứ không phải chiếu sáng Bắc Cực như một chiếc đèn khổng lồ. [1]

Từ tín hiệu vi ba đến phạm vi băng

Sự tương phản giữa băng và nước giúp các nhà khoa học xác định phần đại dương đang được băng che phủ và theo dõi ranh giới ấy thay đổi ra sao. Một lần quan sát chỉ cho biết trạng thái tại một thời điểm; giá trị lớn hơn nằm ở việc lặp lại phép đo theo cùng chu kỳ tăng trưởng và tan chảy. Qua từng tháng 3 và tháng 9, chuỗi ảnh cho phép so sánh mức cực đại mùa đông với mức cực tiểu mùa hè, đồng thời tách một mùa bất thường khỏi xu thế kéo dài nhiều thập niên. [1]

Chuỗi quan sát liên tục bắt đầu từ cuối năm 1978 với Nimbus-7 của NASA. Các vệ tinh thuộc Defense Meteorological Satellite Program tiếp nối từ năm 1987, còn Aqua của NASA đóng góp dữ liệu trong giai đoạn 2002–2011. Từ năm 2025, giới nghiên cứu bắt đầu sử dụng quan sát của GCOM-W thuộc Cơ quan Thám hiểm Hàng không Vũ trụ Nhật Bản. Việc nhiều vệ tinh kế tiếp nhau mới tạo nên hồ sơ dài hạn; không một thiết bị đơn lẻ nào đã bay suốt toàn bộ khoảng thời gian đó. [1]

“Lỗ vùng cực” nói gì về giới hạn phép đo?

Vòng tròn trắng ở tâm một số ảnh không phải một khu vực nước trống khổng lồ, cũng không phải dấu hiệu băng biến mất. Nó biểu thị vùng phía bắc giới hạn quan sát mà các cảm biến vệ tinh trước đây không thể thu dữ liệu. Khi tính toán phạm vi băng biển, phương pháp ước tính giả định vùng trống này có băng. Đây là một quy ước xử lý phần thiếu trong dữ liệu, vì thế không nên đọc màu trắng ấy như một cảnh vật thật trên Bắc Băng Dương. [1]

Chi tiết bị bỏ quên này quan trọng vì nó cho thấy bản đồ vệ tinh là kết quả của cả phép đo lẫn cách diễn giải phép đo. Phần lớn vùng quan sát được phân biệt nhờ tín hiệu vi ba của băng và nước, trong khi khu vực ngoài tầm thu lịch sử phải dựa trên một giả định được nêu rõ. Điều đó không xóa đi giá trị của chuỗi theo dõi: các phép đo lặp lại vẫn cho phép đối chiếu sự tăng giảm của băng qua nhiều mùa. Nhưng nó giúp người đọc hiểu đúng rằng “nhìn xuyên mây” không đồng nghĩa mọi điểm trên bản đồ đều được quan sát trực tiếp như nhau. [1]

Mức cực tiểu năm 2026 nằm ở đâu trong chuỗi dài?

Ngày 12/9/2026, băng biển Bắc Cực đạt mức cực tiểu hằng năm với phạm vi ước tính khoảng 4,6 triệu km², theo NASA và Trung tâm Dữ liệu Băng Tuyết Quốc gia Mỹ. Mức này đồng hạng với các năm 2008, 2010 và 2025 ở vị trí thấp thứ mười trong chuỗi vệ tinh. Nó không phải kỷ lục thấp nhất; vị trí đó thuộc về tháng 9/2012. Tuy nhiên, việc không lập kỷ lục mới trong một năm không có nghĩa băng đã trở lại trạng thái của vài thập niên trước. [1]

Bối cảnh dài hạn mới làm rõ ý nghĩa của con số. Phạm vi băng nhìn chung đã giảm kể từ khi quan sát liên tục bắt đầu, với xu hướng đi xuống mạnh hơn trong thập niên 2000. Hai mươi mùa hè liên tiếp từ 2007 đến 2026 đều nằm trong nhóm 20 mức cực tiểu thấp nhất của hồ sơ vệ tinh. Tháng 3/2026 cũng cho thấy mặt mùa đông của vấn đề: mức cực đại khi ấy đồng hạng về thống kê với năm 2025 ở mức thấp nhất chuỗi quan sát. Băng vì thế không chỉ rút mạnh hơn vào cuối mùa hè mà phạm vi mùa đông cũng đang thu hẹp. [1]

Vì sao vài năm ổn định chưa phải sự đảo chiều?

Trong khoảng một thập niên gần đây, phạm vi băng tháng 9 tương đối ổn định hơn so với giai đoạn giảm mạnh trước đó. Thời tiết có thể làm thay đổi đáng kể lượng băng tan giữa hai mùa hè. Các nhà khoa học NASA cho rằng mây gia tăng trong thời gian này đã che bớt ánh nắng, nhờ đó làm chậm tác động thúc đẩy tan băng của bức xạ Mặt Trời. Mây trong trường hợp này giống một tấm màn tạm thời đối với ánh sáng, nhưng đồng thời không ngăn được cảm biến vi ba tiếp tục theo dõi bề mặt bên dưới. [1]

Sự chững lại ngắn hạn cũng không phản ánh đầy đủ chất lượng của phần băng còn sót lại. Quan sát cho thấy băng nhiều năm, tức băng sống sót qua ít nhất một mùa tan, đã suy giảm; Bắc Cực ngày càng bị chi phối bởi băng năm đầu mỏng hơn. Những dao động tự nhiên như Dao động Bắc Cực có ảnh hưởng đến phạm vi băng, song không thể tự giải thích toàn bộ chiều hướng giảm trong chuỗi vệ tinh. Biến động tự nhiên và nhiệt độ toàn cầu tăng đã cùng tác động, làm lượng băng biển tan nhiều hơn. [1]

Vì vậy, điều đáng nhớ phía sau các bản đồ không chỉ là khả năng “nhìn xuyên mây”. Chính sự kiên trì của một chuỗi thiết bị kế tiếp nhau, cùng cách công khai phần dữ liệu không quan sát được ở lỗ vùng cực, đã biến những tín hiệu vi ba vô hình thành lịch sử biến đổi của Bắc Cực. Một mùa nhiều mây có thể kìm tốc độ tan, một năm có thể không lập kỷ lục, nhưng lớp băng trẻ và mỏng hơn cho thấy trạng thái bên dưới đường ranh trên bản đồ vẫn đang thay đổi. [1]