uocmo_kchodoi
Moderator
- Xu
- 132
Ở bài viết trước, chúng ta đã đi tìm hiểu về biến đổi khí hậu và hậu quả của nó. Đi tìm hiểu nguyên nhân dẫn tới biến đổi khí hậu, ta cần biết tới ba vấn đề lớn mang tính chất toàn cầu đối với môi trường hiện nay là hiệu ứng nhà kính, phá hoại tầng ozôn và mưa axit. Tuy nhiên ở bài viết này butnghien sẽ chỉ nói về hiệu ứng nhà kính và những vấn đề xoay quanh nó nhé!
1. Năng lượng mặt trời
Trái đất ấm áp là nhờ năng lượng mặt trời, nên trước hết xin nói về năng lượng mặt trời. Bức xạ (radiation) là hình thức truyền năng lượng từ chỗ này qua chỗ khác. Bức xạ có thể là sóng (wave) hay hạt (particle). Bức xạ mặt trời truyền theo sóng, một phần là ánh sáng mà ta thấy được, phần khác là tia hồng ngoại (infrared), tia tử ngoại (ultraviolet) và sóng khác mà mắt thường không thấy được.
Bức xạ tử ngoại có độ dài sóng ngắn hơn và mức năng lượng cao hơn độ dài sóng của ánh sáng thường. Trong khi đó thì bức xạ hồng ngoại có độ dài sóng dài hơn và mức năng lượng yếu hơn.
Theo NASA thì 30% bức xạ mặt trời tới trái đất được phản chiếu trở lại không gian do mây, băng đá và những mặt phản chiếu khác, còn lại 70% thì được hấp thụ bởi đại dương, mặt đất và không khí. Khi những vật này được hâm nóng lên thì chúng lại tỏa ra nhiệt theo dạng nhiệt bức xạ hồng ngoại.
2. Nhà kính
Nhà kính là một nhà mà mái và tường chung quanh đều làm bằng kính. Ánh sáng mặt trời chiếu qua kính làm nóng bên trong, nhưng khí nóng lại bị kính chặn lại không thoát ra ngoài được nên bên trong nhà kính nóng hơn bên ngoài rất nhiều.
Bạn có thể tự hỏi sao kính không ngăn chặn mặt trời chiếu vào mà lại ngăn sức nóng thoát ra? Kính ngăn chặn một phần ánh sáng và phản chiếu một phần, nhưng phần lớn năng lượng mặt trời theo dạng ánh sáng và bức xạ tử ngoại đi qua lớp kính dễ dàng và lọt vào trong nhà kính. Những đồ vật và không khí trong nhà kính hấp thụ năng lượng mặt trời và sinh ra nhiệt. Nhưng nhiệt tỏa ra là loại bức xạ hồng ngoại yếu sức nên bị kính chặn lại, vì vậy trong nhà kính nóng hơn ở ngoài. Nói tóm lại là nhà kính chặn giữ sức nóng ở trong nhà.
3. Hiệu ứng nhà kính là gì?
Hiệu ứng nhà kính, xuất phát từ effet de serre trong tiếng Pháp, do nhà toán học người Pháp Jean Baptiste Joseph Fourier lần đầu tiên đặt tên vào năm 1824 thông qua một vụ nổ mạnh trong khí quyển làm nhiệt độ của một vùng tăng lên. Năm 1827, Joseph Fourier đưa ra nguyên lý giải thích hiện tượng Hiệu ứng nhà kính gây được sự quan tâm lớn của giới khoa học. Hiệu ứng nhà kính dùng để chỉ hiệu ứng xảy ra khi năng lượng bức xạ của tia sáng mặt trời, xuyên qua các cửa sổ hoặc mái nhà bằng kính, được hấp thụ và phân tán trở lại thành nhiệt lượng cho bầu không gian bên trong, dẫn đến việc sưởi ấm toàn bộ không gian bên trong chứ không phải chỉ ở những chỗ được chiếu sáng.
Jean Baptiste Joseph Fourier - Nhà toán học, nhà vật lý người Pháp. (1768 - 1830). (Ảnh: univ).
Qua nghiên cứu, các nhà khoa học giải thích: Hiệu ứng nhà kính là hiệu ứng làm cho không khí của Trái đất nóng lên do bức xạ sóng ngắn của Mặt trời có thể xuyên qua tầng khí quyển chiếu xuống mặt đất; mặt đất hấp thu nóng lên lại bức xạ sóng dài vào khí quyển để CO2 hấp thu làm cho không khí nóng lên.
4. Các chất khí nhà kính (greenhouse gas)
Có những chất khí cũng chặn giữ sức nóng trong khí quyển như là nhà kính nên được gọi là khí nhà kính. Có bốn chất khí nhà kính chính.
-Cacbon đioxit (Carbon dioxide CO2), đây là chất khí sinh ra khi đốt than, hơi đốt, dầu, các chất thải rắn, gỗ, hay một số phản ứng hóa học. Tuy nhiên cacbon đioxit cũng được cây cối trong quá trình quang hợp (photosynthesis) hấp thu. CO2 trong khí quyển giống như một tầng kính dày bao phủ Trái đất, làm cho Trái đất không khác gì một nhà kính lớn. Theo tính toán, nếu không có lớp khí quyển, nhiệt độ trung bình ở lớp bề mặt Trái đất sẽ xuống tới -23 độ C, nhưng nhiệt độ trung bình thực tế là 15 độ C, có nghĩa là hiệu ứng nhà kính đã làm cho Trái đất nóng lên 38 độ C.
-Mêtan (Methane CH4), chất khí mêtan phát sinh ra trong quá trình sản xuất và chuyên chở than đá, hơi đốt và dầu hỏa. Khí mêtan còn do trâu bò và các chất thải hữu cơ sinh ra.
-Nitơ ôxít (nitrous oxide N2O), chất khí này phát sinh ra trong những quá trình trong nông nghiệp và kỹ nghệ cũng như khi đốt nhiên liệu hóa thạch (fossil fuel) và chất phế thải rắn.
-Chất khí có thêm flo (Flourinated gas), những chất khí này là chất nhân tạo phát sinh ra trong những quá trình kỹ nghệ. Tuy là ít, nhưng những chất này giữ nhiệt rất hữu hiệu.
Ngoài các chất khí trên hơi nước trong khí quyển cũng là một chất hấp thu năng lượng mặt trời và là một chất khí nhà kính. Nhưng hơi nước khác với những chất hóa học kể trên. Phản ứng của những chất hóa học ấy không thay đổi đối với nhiệt độ hay áp suất không khí. Ngược lại, hơi nước có ảnh hưởng tương tác với khí hậu.
Nước ấm bay hơi nhanh hơn nước lạnh. Khi mặt nước biển ấm lên thì hơi nước bốc hơi nhiều hơn và làm tăng hiệu ứng nhà kính. Nhưng khi hơi nước nguội lại thì hóa thành những giọt nước li ti, đó là mây. Mây phản chiếu một phần ánh sáng mặt trời ra ngoài không gian, làm cho bớt hiệu ứng nhà kính. Đó là một vòng luẩn quẩn. Hiện nay các nhà khoa học vẫn không xác định được là nhiều hơi nước hơn trong bầu không khí làm cho khí hậu nóng hơn hay lạnh hơn.
Bức xạ sóng ngắn của Mặt trời có thể xuyên qua tầng khí quyển chiếu xuống mặt đất; mặt đất hấp thu nóng lên lại bức xạ sóng dài vào khí quyển để CO2 hấp thu làm cho không khí nóng lên (Ảnh: climatechange).
5. Những dữ liệu chứng tỏ trái đất nóng hơn:
Theo NASA thì mực nước biển dâng lên khoảng 20 cm trong thế kỷ vừa qua. Nhiệt độ trung bình của toàn cầu tăng khoảng 1.1 độ C kể từ cuối thế kỷ 19. Nhiệt độ nước biển cũng tăng lên, và những tảng băng ở Bắc và Nam Cực thì bị thu nhỏ lại.
6. Những yếu tố làm cho trái đất nóng hơn:
Theo một báo cáo của Hội Đồng Liên Chính Phủ về sự Thay Đổi Khí Hậu (Intergovernment Panel on Climate Change IPCC) thì lượng cacbon đioxit, mêtan và nitơ ôxít đã tăng lên vượt bực trong vòng 150 năm nay. Đó là hệ quả của cuộc cách mạng kỹ nghệ. Con người đã dùng quá nhiều than đá và dầu hỏa. Do đó làm tăng lên những khí nhà kính và làm trái đất nóng hơn.
Nhà máy điện hạt nhân – “khắc tinh” của hiểm họa biến đổi khí hậu toàn cầu. Ảnh: Nguồn www.ecofriend.org.
7. Hậu quả của sự nóng lên của trái đất:
Trước hết là làm cho sinh thái biến đổi lớn. Sa mạc càng mở rộng, đất đai càng bị xói mòn, rừng càng lùi thêm về vùng cực, hạn hán rất nặng, lượng mưa tăng thêm 7-11%. Mùa đông càng ẩm, mùa hè càng khô. Vùng nhiệt đới càng ẩm ướt, vùng khô á nhiệt đới càng hạn, khiến cho các công trình thủy lợi phải điều chỉnh lại. Khu vực ven biển sẽ bị thiên tai đe dọa khủng khiếp. Vì nhiệt độ tăng lên, những tảng băng ở vùng cực sẽ tan chảy làm cho mặt biển tăng cao hơn 1m. Có nhà khoa học cho rằng, vì nhiệt độ tăng lên sẽ làm cho thể tích nước dãn nở, mặt nước biển sẽ dâng cao 0,2-1,4m. Hiện nay có 1/3 dân số thế giới sống ở vùng ven biển, vùng này cũng là nơi phát triển công nông nghiệp, nếu mặt biển dâng cao sẽ tràn ngập nhiều thành phố và bến cảng.
Mới đây một bài báo đăng trên tờ Science Advances tiên đoán, sẽ có những đợt nóng (heat wave) khốc liệt ở Ấn Độ và nâng cao số tử vong vì nóng một cách đáng kể.
8. Chúng ta cần làm gì?
Bởi vậy, khi chúng ta phát triển sản xuất công nghiệp, trước hết cần phải tích cực xử lý ô nhiễm không khí, nghiên cứu công nghệ chuyển hóa CO2 thành chất khác, ngăn chặn các khí metan, halogen, clo, flo,... không cho thải vào không khí.
Hai là bảo vệ tốt cây rừng, tích cực trồng cây gây rừng, làm cho CO2 chuyển hóa thành chất dinh dưỡng thông qua tác dụng quang hợp của cây xanh.
Cuối cùng, bằng mọi cách làm giảm lượng tiêu hóa năng lượng dầu mỏ và than, cố gắng áp dụng năng lượng hạt nhân, năng lượng Mặt trời, năng lượng nước và gió để giảm bớt lượng CO2 thải vào không khí.
Cho tới ngày 8 Tháng Sáu vừa qua đã có 195 quốc gia ký vào Thỏa Thuận Khí Hậu Paris. Chỉ có hai nước không ký, đó là Syria và Nicaragua. Bây giờ Hoa Kỳ là nước sẽ rút khỏi thỏa thuận này. Hậu quả của hành động này không biết sẽ như thế nào.
1. Năng lượng mặt trời
Trái đất ấm áp là nhờ năng lượng mặt trời, nên trước hết xin nói về năng lượng mặt trời. Bức xạ (radiation) là hình thức truyền năng lượng từ chỗ này qua chỗ khác. Bức xạ có thể là sóng (wave) hay hạt (particle). Bức xạ mặt trời truyền theo sóng, một phần là ánh sáng mà ta thấy được, phần khác là tia hồng ngoại (infrared), tia tử ngoại (ultraviolet) và sóng khác mà mắt thường không thấy được.
Bức xạ tử ngoại có độ dài sóng ngắn hơn và mức năng lượng cao hơn độ dài sóng của ánh sáng thường. Trong khi đó thì bức xạ hồng ngoại có độ dài sóng dài hơn và mức năng lượng yếu hơn.
Theo NASA thì 30% bức xạ mặt trời tới trái đất được phản chiếu trở lại không gian do mây, băng đá và những mặt phản chiếu khác, còn lại 70% thì được hấp thụ bởi đại dương, mặt đất và không khí. Khi những vật này được hâm nóng lên thì chúng lại tỏa ra nhiệt theo dạng nhiệt bức xạ hồng ngoại.
2. Nhà kính
Nhà kính là một nhà mà mái và tường chung quanh đều làm bằng kính. Ánh sáng mặt trời chiếu qua kính làm nóng bên trong, nhưng khí nóng lại bị kính chặn lại không thoát ra ngoài được nên bên trong nhà kính nóng hơn bên ngoài rất nhiều.
Bạn có thể tự hỏi sao kính không ngăn chặn mặt trời chiếu vào mà lại ngăn sức nóng thoát ra? Kính ngăn chặn một phần ánh sáng và phản chiếu một phần, nhưng phần lớn năng lượng mặt trời theo dạng ánh sáng và bức xạ tử ngoại đi qua lớp kính dễ dàng và lọt vào trong nhà kính. Những đồ vật và không khí trong nhà kính hấp thụ năng lượng mặt trời và sinh ra nhiệt. Nhưng nhiệt tỏa ra là loại bức xạ hồng ngoại yếu sức nên bị kính chặn lại, vì vậy trong nhà kính nóng hơn ở ngoài. Nói tóm lại là nhà kính chặn giữ sức nóng ở trong nhà.
3. Hiệu ứng nhà kính là gì?
Hiệu ứng nhà kính, xuất phát từ effet de serre trong tiếng Pháp, do nhà toán học người Pháp Jean Baptiste Joseph Fourier lần đầu tiên đặt tên vào năm 1824 thông qua một vụ nổ mạnh trong khí quyển làm nhiệt độ của một vùng tăng lên. Năm 1827, Joseph Fourier đưa ra nguyên lý giải thích hiện tượng Hiệu ứng nhà kính gây được sự quan tâm lớn của giới khoa học. Hiệu ứng nhà kính dùng để chỉ hiệu ứng xảy ra khi năng lượng bức xạ của tia sáng mặt trời, xuyên qua các cửa sổ hoặc mái nhà bằng kính, được hấp thụ và phân tán trở lại thành nhiệt lượng cho bầu không gian bên trong, dẫn đến việc sưởi ấm toàn bộ không gian bên trong chứ không phải chỉ ở những chỗ được chiếu sáng.
Jean Baptiste Joseph Fourier - Nhà toán học, nhà vật lý người Pháp. (1768 - 1830). (Ảnh: univ).
Qua nghiên cứu, các nhà khoa học giải thích: Hiệu ứng nhà kính là hiệu ứng làm cho không khí của Trái đất nóng lên do bức xạ sóng ngắn của Mặt trời có thể xuyên qua tầng khí quyển chiếu xuống mặt đất; mặt đất hấp thu nóng lên lại bức xạ sóng dài vào khí quyển để CO2 hấp thu làm cho không khí nóng lên.
4. Các chất khí nhà kính (greenhouse gas)
Có những chất khí cũng chặn giữ sức nóng trong khí quyển như là nhà kính nên được gọi là khí nhà kính. Có bốn chất khí nhà kính chính.
-Cacbon đioxit (Carbon dioxide CO2), đây là chất khí sinh ra khi đốt than, hơi đốt, dầu, các chất thải rắn, gỗ, hay một số phản ứng hóa học. Tuy nhiên cacbon đioxit cũng được cây cối trong quá trình quang hợp (photosynthesis) hấp thu. CO2 trong khí quyển giống như một tầng kính dày bao phủ Trái đất, làm cho Trái đất không khác gì một nhà kính lớn. Theo tính toán, nếu không có lớp khí quyển, nhiệt độ trung bình ở lớp bề mặt Trái đất sẽ xuống tới -23 độ C, nhưng nhiệt độ trung bình thực tế là 15 độ C, có nghĩa là hiệu ứng nhà kính đã làm cho Trái đất nóng lên 38 độ C.
-Mêtan (Methane CH4), chất khí mêtan phát sinh ra trong quá trình sản xuất và chuyên chở than đá, hơi đốt và dầu hỏa. Khí mêtan còn do trâu bò và các chất thải hữu cơ sinh ra.
-Nitơ ôxít (nitrous oxide N2O), chất khí này phát sinh ra trong những quá trình trong nông nghiệp và kỹ nghệ cũng như khi đốt nhiên liệu hóa thạch (fossil fuel) và chất phế thải rắn.
-Chất khí có thêm flo (Flourinated gas), những chất khí này là chất nhân tạo phát sinh ra trong những quá trình kỹ nghệ. Tuy là ít, nhưng những chất này giữ nhiệt rất hữu hiệu.
Ngoài các chất khí trên hơi nước trong khí quyển cũng là một chất hấp thu năng lượng mặt trời và là một chất khí nhà kính. Nhưng hơi nước khác với những chất hóa học kể trên. Phản ứng của những chất hóa học ấy không thay đổi đối với nhiệt độ hay áp suất không khí. Ngược lại, hơi nước có ảnh hưởng tương tác với khí hậu.
Nước ấm bay hơi nhanh hơn nước lạnh. Khi mặt nước biển ấm lên thì hơi nước bốc hơi nhiều hơn và làm tăng hiệu ứng nhà kính. Nhưng khi hơi nước nguội lại thì hóa thành những giọt nước li ti, đó là mây. Mây phản chiếu một phần ánh sáng mặt trời ra ngoài không gian, làm cho bớt hiệu ứng nhà kính. Đó là một vòng luẩn quẩn. Hiện nay các nhà khoa học vẫn không xác định được là nhiều hơi nước hơn trong bầu không khí làm cho khí hậu nóng hơn hay lạnh hơn.
Bức xạ sóng ngắn của Mặt trời có thể xuyên qua tầng khí quyển chiếu xuống mặt đất; mặt đất hấp thu nóng lên lại bức xạ sóng dài vào khí quyển để CO2 hấp thu làm cho không khí nóng lên (Ảnh: climatechange).
5. Những dữ liệu chứng tỏ trái đất nóng hơn:
Theo NASA thì mực nước biển dâng lên khoảng 20 cm trong thế kỷ vừa qua. Nhiệt độ trung bình của toàn cầu tăng khoảng 1.1 độ C kể từ cuối thế kỷ 19. Nhiệt độ nước biển cũng tăng lên, và những tảng băng ở Bắc và Nam Cực thì bị thu nhỏ lại.
6. Những yếu tố làm cho trái đất nóng hơn:
Theo một báo cáo của Hội Đồng Liên Chính Phủ về sự Thay Đổi Khí Hậu (Intergovernment Panel on Climate Change IPCC) thì lượng cacbon đioxit, mêtan và nitơ ôxít đã tăng lên vượt bực trong vòng 150 năm nay. Đó là hệ quả của cuộc cách mạng kỹ nghệ. Con người đã dùng quá nhiều than đá và dầu hỏa. Do đó làm tăng lên những khí nhà kính và làm trái đất nóng hơn.
Nhà máy điện hạt nhân – “khắc tinh” của hiểm họa biến đổi khí hậu toàn cầu. Ảnh: Nguồn www.ecofriend.org.
7. Hậu quả của sự nóng lên của trái đất:
Trước hết là làm cho sinh thái biến đổi lớn. Sa mạc càng mở rộng, đất đai càng bị xói mòn, rừng càng lùi thêm về vùng cực, hạn hán rất nặng, lượng mưa tăng thêm 7-11%. Mùa đông càng ẩm, mùa hè càng khô. Vùng nhiệt đới càng ẩm ướt, vùng khô á nhiệt đới càng hạn, khiến cho các công trình thủy lợi phải điều chỉnh lại. Khu vực ven biển sẽ bị thiên tai đe dọa khủng khiếp. Vì nhiệt độ tăng lên, những tảng băng ở vùng cực sẽ tan chảy làm cho mặt biển tăng cao hơn 1m. Có nhà khoa học cho rằng, vì nhiệt độ tăng lên sẽ làm cho thể tích nước dãn nở, mặt nước biển sẽ dâng cao 0,2-1,4m. Hiện nay có 1/3 dân số thế giới sống ở vùng ven biển, vùng này cũng là nơi phát triển công nông nghiệp, nếu mặt biển dâng cao sẽ tràn ngập nhiều thành phố và bến cảng.
Mới đây một bài báo đăng trên tờ Science Advances tiên đoán, sẽ có những đợt nóng (heat wave) khốc liệt ở Ấn Độ và nâng cao số tử vong vì nóng một cách đáng kể.
8. Chúng ta cần làm gì?
Bởi vậy, khi chúng ta phát triển sản xuất công nghiệp, trước hết cần phải tích cực xử lý ô nhiễm không khí, nghiên cứu công nghệ chuyển hóa CO2 thành chất khác, ngăn chặn các khí metan, halogen, clo, flo,... không cho thải vào không khí.
Hai là bảo vệ tốt cây rừng, tích cực trồng cây gây rừng, làm cho CO2 chuyển hóa thành chất dinh dưỡng thông qua tác dụng quang hợp của cây xanh.
Cuối cùng, bằng mọi cách làm giảm lượng tiêu hóa năng lượng dầu mỏ và than, cố gắng áp dụng năng lượng hạt nhân, năng lượng Mặt trời, năng lượng nước và gió để giảm bớt lượng CO2 thải vào không khí.
Cho tới ngày 8 Tháng Sáu vừa qua đã có 195 quốc gia ký vào Thỏa Thuận Khí Hậu Paris. Chỉ có hai nước không ký, đó là Syria và Nicaragua. Bây giờ Hoa Kỳ là nước sẽ rút khỏi thỏa thuận này. Hậu quả của hành động này không biết sẽ như thế nào.
Nguồn: Sưu tầm, tổng hợp
