Khí hậu thay đổi Bằng chứng nguyên nhân Cập nhật năm 2020 Tổng quan từ Hiệp hội Hoàng gia và Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ LỜI MỞ ĐẦU BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU LÀ MỘT TRONG NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN THIẾT CỦA.
Khíhậu thay đổi Bằng chứng & nguyên nhân Cập nhật năm 2020 Tổng quan từ Hiệp hội Hoàng gia Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ LỜI MỞ ĐẦU BIẾN ĐỔI KHÍHẬU LÀ MỘT TRONG NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN THIẾT CỦA THỜI KỲ CHÚNG TA Hiện nóđược minh chứng hết, dựa nhiều chứng cho thấy người thay đổi khíhậu Trái đất Bầu khíquyển đại dương ấm lên, kéo theo dâng lên mực nước biển, sụt giảm mạnh băng Bắc Cực vànhững thay đổi khác liên quan đến khíhậu Những tác động biến đổi khíhậu người thiên nhiên ngày rõ nét Lũ lụt, sóng nhiệt vàcháy rừng chưa có gây thiệt hại hàng tỷ đồng Môi trường sống trải qua thay đổi nhanh chóng để đáp ứng với thay đổi nhiệt độ lượng mưa Hiệp hội Hoàng gia vàViện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ, với sứ mệnh tương tự nhằm thúc đẩy việc sử dụng khoa học để mang lại lợi í ch cho xãhội vàcung cấp thơng tin cho tranh luận chí nh sách quan trọng, tạo gốc Biến đổi khíhậu: Bằng chứng vàngun nhân vào năm 2014 Nóđược viết vàxem xét đội ngũ nhàkhoa học khíhậu hàng đầu Anh-Mỹ Ấn này, nhóm tác giả chuẩn bị, cập nhật với liệu khíhậu vàphân tích khoa học gần nhất, tất củng cố cho hiểu biết biến đổi khíhậu người gây Bằng chứng làrõràng Tuy nhiên, chất khoa học, chi tiết giải hồn tồn chắn Cũng chưa có câu hỏi thí ch hợp trả lời Các chứng khoa học thu thập khắp giới Một số điều trở nên rõ ràng hiểu biết xuất Vídụ, thời kỳ ấm lên chậm năm 2000 đầu năm 2010 kết thúc với bước nhảy vọt lên nhiệt độ ấm từ năm 2014 đến năm 2015 Mức độ băng biển Nam Cực, vốn tăng lên, bắt đầu giảm vào năm 2014, đạt mức thấp kỷ lục vào năm 2017 điều tồn Những điều vànhững quan sát gần khác đan xen vào thảo luận câu hỏi đề cập tập sách Những lời kêu gọi hành động ngày lớn Khảo sát nhận thức rủi ro toàn cầu năm 2020 Diễn đàn Kinh tế Thế giới xếp hạng biến đổi khíhậu vàcác vấn đề mơi trường liên quan năm rủi ro toàn cầu hàng đầu cókhả xảy vịng mười năm tới Tuy nhiên, cộng đồng quốc tế phải xa việc thể tham vọng gia tăng giảm thiểu, thí ch ứng cách khác để đối phóvới biến đổi khíhậu Thơng tin khoa học làmột thành phần quan trọng để xãhội đa định sáng suốt cách giảm mức độ biến đổi khíhậu vàcách thí ch ứng với tác động Tập sách đóng vai trị tài liệu tham khảo quan trọng cho nhàhoạch định, hoạch định chí nh sách, giáo dục vànhững người khác tìm kiếm câu trả lời cóthẩm quyền trạng khoa học biến đổi khíhậu Chúng tơi biết ơn sáu năm trước, lãnh đạo Tiến Sĩ Ralph J Cicerone, cựu Chủ tịch Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia vàNgài Paul Nurse, cựu Chủ tịch Hiệp hội Hoàng gia, hai tổ chức hợp tác để sản xuất tổng quan khoa học biến đổi khíhậu Với tư cách chủ tịch tổ chức này, vui mừng cung cấp cập nhật cho tài liệu tham khảo quan trọng này, hỗ trợ lịng hảo tâm gia đình Cicerone Marcia McNutt Venki Ramakrishnan Chủ tịch, Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Chủ tịch, Hiệp hội Hoàng gia THAM KHẢO Để thảo luận chi tiết chủ đề đư ợc đề cập tài liệu (bao gồm tham chiếu đến nghiên cứu ban đầu bản), xem: ■ ■ Ủy ban liên chí nh phủ biến đổi khíhậu (IPCC), 2019: Báo cáo đặc biệt Đại dương vàCryosphere điều kiện khí hậu thay đổi [https://www.ipcc.ch/srocc] Học viện Khoa học, Kỹ thuật vàY khoa Quốc gia (NASEM), 2019: Công nghệ khíthải tiêu cực vàkiểm tra trì nh tự đáng tin cậy: Chư ơng trì nh nghiên cứu [https://www.nap.edu/catalog/25259] ■ ■ ■ ■ ■ ■ Chương trì nh Nghiên cứu Biến đổi Toàn cầu Hoa Kỳ (USGCRP), 2018: Tập II Đánh giá Khí hậu Quốc gia lần thứ tư : Tác động, rủi ro thích ứng Hoa Kỳ [https://nca2018.globalchange.gov] ■ IPCC, 2018: Ấm lên toàn cầu 1,5 °C [https://www.ipcc.ch/sr15] ■ https://data.ucar.edu/ https://climatedataguide.ucar.edu https://iridl.ldeo.columbia.edu https://ess-dive.lbl.gov/ ■https://www.ncdc.noaa.gov/ USGCRP, 2017: Đánh giákhíhậu quốc gia lần thứ tư Tập I: Báo cáo đặc biệt Khoa học khíhậu [https://science2017.globalchange.gov] ■ NASEM, 2016: Ghi nhận tượng thời tiết sực đoan ■ https://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/ Bối cảnh biến đổi khíhậu [https://www.nap.edu/catalog/21852] ■ Hiệp hội Hồng gia 2010: Biến đổi khíhậu: Tóm tắt Khoa học[https://royalsociety.org/topicspolicy/publications2010/biến đổi khíhậu-tóm tắtkhoa học] NRC, 2010: Lựa chọn khíhậu Hoa Kỳ: Nâng cao khoa học biến đổi khíhậu [https://www.nap.edu/catalog/12782] Phần lớn liệu gốc làm sở cho phát khoa học thảo luận cósẵn tại: ■ ■ NRC, 2011: Các mục tiêu ổn định Khíhậu: Khíthải, Nồng độ,vàTác động qua nhiều thập kỷ đến Thiên niên kỷ [https://www.nap.edu/catalog/12877] Hiệp hội Hoàng gia, 2018: Loại bỏ khínhàkí nh [https://raeng.org.uk/greenhousegasremoval] ■ ■ NRC, 2013: Tác động đột ngột biến đổi khíhậu: Dự đoán trước bất ngờ [https://www.nap.edu/catalog/18373] ■ http://scrippsco2.ucsd.edu ■ http://hahana.soest.hawaii.edu/hot/ IPCC, 2013: Báo cáo đánh giálần thứ (AR5) Nhóm cơng tác Biến đổi khíhậu 2013: Cơ sở Khoa học Vật lý [https://www.ipcc.ch/report/ar5/wg1] HỌC VIỆN KHOA HỌC QUỐC GIA (NAS) thành lập để tư vấn cho Hoa Kỳ vấn đề khoa học vàkỹ thuật Tổng thống Lincoln ký hiến chương Quốc hội vào năm 1863 Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia, chi nhánh điều hành Học viện Khoa học Quốc gia Học viện Kỹ thuật Quốc gia, ban hành nhiều báo cáo nguyên nhân vàcác ứng phótiềm với biến đổi khíhậu Các nguồn lực biến đổi khíhậu từ Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia cótại nationalacademies.org/climate XÃ HỘI HOÀNG GIA làmột học bổng tự quản nhiều nhàkhoa học xuất sắc giới Các thành viên chọn từ tất lĩnh vực khoa học, kỹ thuật y học Đây làhọc viện khoa học quốc gia Vương quốc Anh Mục tiêu Hội phản ánh Điều lệ thành lập vào năm 1660, làcông nhận, thúc đẩy vàhỗ trợ thúc đẩy khoa học, đồng thời khuyến khích phát triển vàsử dụng khoa học vìlợi í ch nhân loại Thơng tin thêm cơng việc biến đổi khíhậu Hiệp hội cótại royal society.org/policy/climate-change Nội dung Tóm tắt Hỏi đáp biến đổi khíhậu 1.Khíhậu cóđang ấm lên không? 2.Làm để nhàkhoa học biết thay đổi khíhậu gần phần lớn làdo hoạt động người? .5 3.CO2 có khíquyển cách tự nhiên, lượng khíthải từ hoạt động người lại đáng kể? 4.Mặt trời có vai trị biến đổi khíhậu thập kỷ gần đây? ……… ….7 5.Điều làm thay đổi cấu trúc thẳng đứng nhiệt độ khíquyển - từ bề mặt tầng bì nh lưu — cho biết nguyên nhân thay đổi khíhậu gần đây? 6.Khíhậu ln thay đổi Tại biến đổi khíhậu quan tâm nay? 7.Hiện mức độ nồng độ CO2 khíquyển cóphải chưa cótrong lịch sử Trái đất? 8.Có điểm màviệc bổ sung thêm CO2 Sẽ khơng gây tượng nóng lên khơng? 10 9.Tốc độ ấm lên có thay đổi từ thập kỷ sang thập kỷ khác không? 11 10.Sự ấm lên cóchậm lại năm 2000 đến đầu năm 2010 khơng nghĩa biến đổi khíhậu khơng cịn xảy nữa? .12 Khái niệm biến đổi khíhậu B1– B8 Hỏi đáp biến đổi khíhậu (tiếp theo) 11.Nếu giới ấm lên, số mùa đông mùa hè lạnh? 13 12.Tại băng biển Bắc Cực ngày giảm băng biển Nam Cực í t thay đổi? 14 13.Biến đổi khíhậu ảnh hưởng đến cường độ vàtần suất lũ lụt, hạn hán, bão lốc xoáy? 15 14 Mực nước biển dâng nhanh nào? 16 15.Axit hóa đại dương nólại quan trọng? 17 16.Các nhàkhoa học tự tin đến mức Trái đất ấm kỷ tới? 18 17.Những thay đổi khíhậu vài độ cóphải ngun nhân đáng lo ngại không? 19 18.Các nhàkhoa học làm để giải bất ổn chí nh hiểu biết hệ thống khíhậu? .19 19.Cóphải kịch thảm họa điểm tới hạn "dừng dịng chảy Vịnh"vàgiải phóng khímê-tan từ Bắc Cực cóphải ngun nhân đáng lo ngại? 21 20.Nếu ngừng khíthải khínhàkí nh, liệu khíhậu cótrở lại điều kiện 200 năm trước không? 22 Kết luận : .23 Lời cảm ơn 24 Bằng chứng & Ngun nhân 20201 TĨM TẮT KHÍNHÀ KÍNH carbon dioxide (CO2) hấp thụ nhiệt (bức xạ hồng ngoại) phát từ bề mặt Trái đất Sự gia tăng nồng độ khíquyển khínày khiến Trái đất ấm lên cách giữ lại nhiều nhiệt Các hoạt động ngư ời đặc biệt đốt nhiên liệu hóa thạch kể từ cách mạng cơng nghiệp bắt đầu làm tăng nồng độ CO2 khíquyển lên 40%, với nửa mức tăng xảy kể từ năm 1970 Kể từ năm 1900, nhiệt độ bề mặt trung bì nh tồn cầu tăng khoảng 1°C (1,8 °F) Điều kèm với ấm lên đại dương, mực nước biển dâng cao, băng biển Bắc Cực suy giảm mạnh, tần suất cường độ đợt nắng nóng gia tăng diện rộng, vànhiều tác động khíhậu liên quan khác Phần lớn ấm lên xảy thập kỷ qua Các phân tí ch chi tiết ấm lên thời kỳ chủ yếu làkết việc tăng nồng độ CO2 vàcác khínhàkí nh khác Việc tiếp tục khíthải khínày gây biến đổi khíhậu nữa, bao gồm gia tăng đáng kể nhiệt độ bề mặt trung bì nh tồn cầu vànhững thay đổi quan trọng khíhậu khu vực Mức độ vàthời gian thay đổi phụ thuộc vào nhiều yếu tố, vàsẽ chậm lại vàgia tốc ấm lên kéo dài thập kỷ tiếp tục xảy Tuy nhiên, biến đổi khíhậu lâu dài nhiều thập kỷ phụ thuộc chủ yếu vào tổng lượng CO2 vàcác khínhàkính khác thải hoạt động người 20202 Biến đổi khíhậu HỎI & ĐÁP Khíhậu cóđang ấm lên khơng? Đúng Nhiệt độ khơng khíbề mặt trung bình Trái đất tăng khoảng 1°C (1,8 °F) kể từ năm 1900, với nửa mức tăng xảy kể từ năm 1970 [Hình 1a] Một loạt quan sát khác (chẳng hạn lượng băng biển Bắc cực giảm vànhiệt độ đại dương tăng lên) dấu hiệu từ giới tự nhiên (chẳng hạn thay đổi cực đoan loài nhạy cảm với nhiệt độ cá, động vật cóvú, trùng, v.v.) cung cấp chứng kiểm chứng nóng lên quy mơhành tinh Bằng chứng rõràng cho nóng lên bề mặt từ ghi chép nhiệt kế, số nơi, kéo dài từ cuối kỷ 19 Ngày nay, nhiệt độ theo dõi hàng nghìn địa điểm, bề mặt đất liền đại dương Các ước tính gián tiếp thay đổi nhiệt độ từ nguồn vành đai lõi băng giúp xác định thay đổi nhiệt độ gần bối cảnh quákhứ Về nhiệt độ bề mặt trung bình Trái đất, ước tí nh gián tiếp cho thấy năm 1989 đến 2019 cóthể làkhoảng thời gian 30 năm ấm 800 năm; thập kỷ gần nhất, 2010-2019, làthập kỷ ấm áp ghi chép lại (kể từ năm 1850) Một loạt quan sát khác cung cấp tranh tồn diện nóng lên tồn hệ thống khíhậu Vídụ, bầu khíquyển thấp lớp đại dương ấm lên, tuyết vàbăng phủ giảm Bắc bán cầu, băng Greenland co lại vàmực nước biển tăng lên [Hình 1b] Các phép đo thực với nhiều hệ thống giám sát đất liền, đại dương không gian, giúp tăng thêm niềm tin vào thực tế ấm lên quy mơtồn cầu khíhậu Trái đất Trung tâm Hadley (Vư ơng quốc Anh Met) NASA (GISS) NOAA (NCEI) Sự khác biệt nhiệt độ trung bình (oC) Hì nh 1A Nhiệt độ bề mặt Nhiệt độ bề mặt toàn cầu hàng năm (1850~ 2019) trung bì nh tồn cầu Trái 1,0 đất tăng lên thể đồ thị kết hợp 0,8 phép đo đất liền đại dương từ năm 1850 đến năm 0,6 nhiệt độ bề mặt trung bì nh 0,4 tồn cầu năm 1961 -1990 Nguồn: NOAA Climate 0,2 gov; liệu từ Trung tâm Hadley Met Office Vư Trung bì nh 1961-1190 ơng quốc Anh (màu hạt dẻ), -0,2 Viện Nghiên cứu Không gian Hàng không Quốc -0,4 gia Hoa Kỳ Goddard (màu đỏ) vàTrung tâm Thông tin -0,6 Môi trường Quốc gia Cơ -0,8 quan Quản lýĐại dư ơng Khí Hoa Kỳ (màu 1890 1910 1850 1930 1870 cam) 1950 1970 1990 2010 Bằng chứng & Nguyên nhân 20203 HỎI & ĐÁP Vídụ, chứng bổ sung xu hướng ấm lên tì m thấy giảm đáng kể phạm vi băng biển Bắc Cực cực tiểu mùa hè(xảy vào tháng 9), giảm tuyết phủ vào tháng Bắc bán cầu, nhiệt độ trung bì nh tồn cầu đại dư ơng (trên 700 m 2300 feet) tăng lên (được thể so với mức trung bình năm 1955– 2006), vàsự gia tăng mực nư ớc biển toàn cầu Nguồn: NOAA Climate.gov 20 20 20 20 Trung bì nh 1981-2010 0 -200 -200 -20 -20 Thấp Tháng Cao Tháng -40 -40 -40 -40 1955 1965 1975 1985 1995 2005 2015 Dữ liệu：NSIDC Bắc bán cầu tháng tuyết phủ (1967~2019) Sự chênh lệch trung bình (Triệu/km2) Hình 1B Một lượng lớn chứng quan sát ghi chép nhiệt độ bề mặt cho thấy khíhậu Trái đất thay đổi Sự chênh lệch trung bình (% ) Mức độ đóng băng biển Bắc Cực vào mùa đông mùa hè (1979-2019) Trung bì nh: 1967- 2019 Khơng códữ liệu 1955 1965 1975 1985 1995 2005 Sự chênh lệch trung bình (1022 joules) Hàm lượng nhiệt đại dương: 1955- 2019 D ữ l i ệ u : R u t g e r S S n O w L a b 1955 1965 1975 2015 Dữ liệu : Phòng thínghiệm tuyết Rutgers Trung bì nh : 1955- 2006 1985 1995 2005 2015 Dữ liệu:NOAA NODC Sự chênh lệch trung bình (mm) Mực nước biển tồn cầu: 1955- 2019 r 5 9 5 9 Trung bì nh: 1993- 2008 1955 1965 1975 1985 1995 2005 2015 Dữ liệu năm: Church & White 2011, UHSLC Biến đổi khíhậu HỎI & ĐÁP Làm để nhàkhoa học biết gần biến đổi khíhậu phần lớn hoạt động ngư ời gây ra? Các nhàkhoa học biết biến đổi khíhậu gần phần lớn làdo hoạt động người từ hiểu biết vật lý bản, so sánh quan sát với mơhình vàlấy dấu vân tay mơhình chi tiết biến đổi khíhậu tác động khác người tự nhiên gây Từ năm 1800, nhà khoa học biết CO2 làmột khínhà kính cótầm quan trọng cân lượng Trái đất Các phép đo trực tiếp CO2 khíquyển vàtrong khơng khíbị mắc kẹt băng cho thấy CO2 khíquyển tăng 40% từ năm 1800 đến năm 2019 Các phép đo dạng khác cacbon (đồng vị, xem câu 3) cho thấy gia tăng hoạt động người Các khí nhà kính khác (đặc biệt mêtan nitơ oxit) gia tăng hoạt động người Sự gia tăng nhiệt độ bề mặt toàn cầu quan sát kể từ năm 1900 phù hợp với tính toán chi tiết tác động gia tăng khí nhà kính khíquyển quan sát (vànhững thay đổi người gây ra) cân lượng Trái đất Các ảnh hưởng khác khíhậu có đặc điểm khác hồ sơ ghi chép khí hậu Những dấu vân tay độc đáo dễ dàng nhìn thấy cách thăm dị vượt ngồi số (chẳng hạn nhiệt độ trung bình bề mặt Trái đất) vàthay vào cách nhìn vào mơ hình địa lývàtheo mùa biến đổi khíhậu Các mơ hình quan sát ấm lên bề mặt, thay đổi nhiệt độ khíquyển, gia tăng hàm lượng nhiệt đại dương, tăng độ ẩm khíquyển, mực nước biển dâng, vàsự tan chảy băng đất liền vàbiển tăng lên phù hợp với mơ hình màcác nhàkhoa học mong đợi thấy hoạt động người (xem câu hỏi 5) Những thay đổi dự kiến khíhậu dựa hiểu biết cách thức giữ nhiệt khínhàkính Cả việc hiểu biết vật lýcủa khínhàkính vànghiên cứu dấu vân tay dựa mơ hình cho thấy nguyên nhân tự nhiên khơng đủ chứng để giải thích thay đổi quan sát gần khíhậu Các nguyên nhân tự nhiên bao gồm thay đổi lượng Mặt trời vàquỹ đạo Trái đất xung quanh Mặt trời, núi lửa phun trào vànhững biến động bên hệ thống khíhậu (chẳng hạn El Niđo vàLa Niđa) Các tính tốn sử dụng mơhình khíhậu (xem hộp thông tin, trang 20) sử dụng để mơphỏng điều gìsẽ xảy với nhiệt độ tồn cầu có yếu tố tự nhiên ảnh hưởng đến hệ thống khíhậu Những mơphỏng mang lại ấm lên bề mặt í t, chílànguội chút, kỷ 20 vàsang kỷ 21 Chỉ mơhình bao gồm ảnh hưởng người đến thành phần khíquyển thìnhững thay đổi nhiệt độ kết phùhợp với thay đổi quan sát Bằng chứng & Nguyên nhân HỎI & ĐÁP CO2 có khíquyển tự nhiên, lượng khíthải từ hoạt động ngư ời lại đáng kể? Các hoạt động người làm xáo trộn đáng kể chu trì nh carbon tự nhiên việc khai thác nhiên liệu hóa thạch bị chôn vùi lâu ngày đốt chúng để lấy lượng, giải phóng CO2 vào bầu khíquyển Trong tự nhiên, CO2 trao đổi liên tục khíquyển, thực vật động vật thơng qua quang hợp, hơhấp vàphân hủy, vàgiữa khíquyển với đại dương thơng qua trao đổi khí Một lượng nhỏ CO2 (khoảng 1% tỷ lệ khíthải từ q trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch) thải vụ phun trào núi lửa Điều cân lư ợng tương đương loại bỏ qtrì nh phong hóa hóa học đá Mức CO2 năm 2019 cao 40% so với kỷ 19 Phần lớn gia tăng CO2 diễn từ năm 1970, khoảng thời gian màmức tiêu thụ lượng toàn cầu tăng nhanh Sự giảm đo lường thành phần dạng cacbon khác (đồng vị 14C và13C) vàsự giảm nhỏ nồng độ Oxy khíquyển (các quan sát có từ năm 1990) cho thấy gia tăng CO2 phần lớn làdo đốt nhiên liệu hóa thạch (màcóphân Số 13C thấp vàkhơng có14C) Phárừng vàthay đổi cách sử dụng đất giải phóng carbon từ sinh (thế giới sống) nơi thường cư trú nhiều thập kỷ đến nhiều kỷ CO2 bổ sung từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch vàphárừng làm xáo trộn cân chu trì nh carbon, qtrì nh tự nhiên cóthể khôi phục lại cân làquáchậm so với tốc độ màcác hoạt động người bổ sung CO2 vào bầu khíquyển Kết là, phần đáng kể khíCO2 thải từ hoạt động người tí ch tụ khíquyển, nơi số lượng khíCO2 khơng tồn nhiều thập kỷ nhiều kỷ, màcịn hàng nghìn năm So sánh với nồng độ CO2 đo khơng khíchiết xuất từ lõi băng nồng độ cao đáng kể so với mức có í t 800.000 năm (xem câu hỏi 6) C Biến đổi khíhậu Những vấn đề biến đổi khíhậu Nhiều qtrình phức tạp định hình khíhậu Chỉ dựa sở vật lývề lượng lư ợng CO2 hấp thụ vàphát ra, việc tăng gấp đơi nồng độ CO2 khíquyển so với mức tiền công nghiệp (lên đến khoảng 560 ppm) tự nógây gia tăng nhiệt độ trung bình tồn cầu khoảng 1°C (1,8°F) Tuy nhiên, tổng thể hệ thống khí hậu, thứ phức tạp hơn; nóng lên dẫn đến hiệu ứng khác (phản hồi) khuếch đại giảm bớt nóng lên ban đầu Các phản hồi quan trọng liên quan đến nhiều dạng nư ớc khác Một bầu không khíấm thường chứa nhiều nư ớc Hơi nước làmột khínhàkí nh mạnh, gây tượng nóng lên nhiều hơn; thời gian tồn ngắn ngủi nótrong bầu khíquyển giữ cho gia tăng nóphần lớn với ấm lên Do đó, nước coi chất khuếch đại, khơng phải làtác nhân gây biến đổi khíhậu Nhiệt độ cao vùng cực làm tan chảy băng biển vàgiảm tuyết phủ theo mùa, làm lộ bề mặt đại dương vàđất liền tối cóthể hấp thụ nhiều nhiệt hơn, gây tượng ấm lên thêm Một phản hồi quan trọng không chắn khác liên quan đến thay đổi đám mây ấm lên vàsự gia tăng nước với cóthể làm tăng giảm độ che phủ mây, điều khuếch đại làm giảm thay đổi nhiệt độ tùy thuộc vào thay đổi mức độ ngang, độ cao vàtính chất đám mây Đánh giámới ngành khoa học tác động tồn cầu rịng tổng thể thay đổi đám mây có khả khuếch đại ấm lên Đại dương điều chỉnh thay đổi khíhậu Đại dương bể chứa nhiệt khổng lồ, khó để làm nóng hết độ sâu nóvìnư ớc ấm cóxu hư ớng gần bề mặt Do đó, tốc độ truyền nhiệt xuống đại dương sâu làchậm; nóthay đổi theo năm vàtừ thập kỷ sang thập kỷ khác, giúp xác định tốc độ ấm lên bề mặt Các quan sát đại dương bề mặt bị hạn chế trước khoảng năm 1970, kể từ ấm lên độ cao 700 m (2.300 feet) làrõràng, vàsự ấm lên sâu đư ợc quan sát thấy rõràng kể từ khoảng năm1990 Nhiệt độ bề mặt lượng mưa hầu hết khu vực khác nhiều so với mức trung bì nh tồn cầu vị trí địa lý, đặc biệt vĩ độ vàvị trílục địa Cả giátrị trung bì nh nhiệt độ, lượng mưa cực trị chúng (thường có tác động lớn đến hệ thống tự nhiên sở hạ tầng người), bị ảnh hưởng mạnh mẽ kiểu giócục Việc ước tí nh tác động qtrì nh phản hồi, tốc độ nóng lên vàbiến đổi khíhậu khu vực địi hỏi phải sử dụng mơhì nh tốn học khíquyển, đại dương, đất băng (tầng đông lạnh) xây dựng dựa định luật vật lýđã đư ợc thiết lập vàhiểu biết vật lý, qtrì nh hóa học vàsinh học ảnh hưởng đến khíhậu vàchạy máy tí nh mạnh Các mơ hình khác dự đoán chúng mức độ ấm lên dự kiến tăng thêm (tùy thuộc vào loại mơhình vàcác giả định sử dụng việc mơphỏng qtrì nh khíhậu định, đặc biệt làsự hì nh thành mây vàhịa trộn đại dương), tất mơ đồng ýrằng tác động ròng tổng thể phản hồi để khuếch đại nóng lên B6 Biến đổi khíhậu Những vấn đề biến đổi khíhậu Các hoạt động người làm thay đổi khíhậu Phân tí ch chặt chẽ tất liệu vàdòng chứng cho thấy hầu hết nóng lên tồn cầu quan sát 50 năm qua khơng thể giải thích làdo ngun nhân tự nhiên vàthay vào địi hỏi vai tròquan trọng ảnh hưởng hoạt động người Để phân biệt ảnh hưởng ngư ời khíhậu, nhà khoa học phải xem xét nhiều biến thể tự nhiên ảnh hưởng đến nhiệt độ, lượng mưa vàcác khía cạnh khác khíhậu từ quy mơ địa phương đến tồn cầu, theo khoảng thời gian từ vài ngày đến nhiều thập kỷ lâu Một biến thể tự nhiên làdao động phương Nam El Niño (ENSO), luân phiên bất thường ấm lên vàlạnh (kéo dài khoảng hai đến bảy năm) xích đạo Thái Bình Dương, gây thay đổi đáng kể khu vực vàtoàn cầu hàng năm nhiệt độ vàlượng mưa Các vụ phun trào núi lửa làm thay đổi khíhậu, phần làm tăng số lượng hạt nhỏ (sol khí) tầng bình lưu phản xạ hấp thụ ánh sáng mặt trời, dẫn đến việc làm mát bề mặt thời gian ngắn, thường kéo dài khoảng hai đến ba năm Trải qua hàng trăm nghìn năm, biến thể chậm, lặp lại quỹ đạo Trái đất quanh Mặt trời, làm thay đổi phân bố lượng Mặt trời màTrái đất nhận được, đủ để kích hoạt chu kỳ kỷ băng hàtrong 800.000 năm qua Dấu vân tay làmột cách hiệu để nghiên cứu nguyên nhân biến đổi khíhậu Các ảnh hưởng khác đến khí hậu dẫn đến mơ hình khác thấy hồ sơ khíhậu Điều trở nên rõ ràng nhàkhoa học thăm dịbên ngồi thay đổi nhiệt độ trung bình hành tinh vàxem xét kỹ mơ hình địa lý thời gian biến đổi khíhậu Vídụ, gia tăng nhiệt lượng lượng Mặt trời dẫn đến kiểu thay đổi nhiệt độ khác (trên bề mặt Trái đất vàtheo phương thẳng đứng khíquyển) so với gia tăng nồng độ CO2 Những thay đổi nhiệt độ khíquyển quan sát cho thấy dấu vân tay nhiều Cịn tiếp Tì m hiểu thêm nguyên nhân khác người gây biến đổi khíhậu: Ngồi việc thải khínhàkí nh, hoạt động người làm thay đổi cân lượng Trái đất, chẳng hạn : ■ Thay đổi sử dụng đất Những thay đổi cách người sử dụng đất - vídụ, rừng, trang trại thành phố dẫn đến tác động làm ấm làm mát cục cách thay đổi hệ số Các bề mặt Trái đất (ảnh hưởng đến lượng ánh sáng mặt trời đưa trở lại không gian) vàbằng cách thay đổi mức độ ẩm ướt vùng Khíthải chất ơnhiễm (trừ khínhàkí nh) Một số q trì nh cơng nghiệp nơng nghiệp thải chất ơnhiễm tạo sol khí (các giọt nhỏ hạt lơ lửng khí quyển) Hầu hết sol khílàm mát trái đất phản xạ ánh sáng mặt trời trở lại không gian Một số sol khícũng ảnh hưởng đến hì nh thành đám mây, cótác dụng làm ấm làm mát tùy thuộc vào loại vàvị trícủa chúng Các hạt cacbon đen (hay “bồ hóng”) tạo đốt cháy nhiên liệu hóa thạch thảm thực vật thường cótác dụng làm ấm lên vìchúng hấp thụ xạ mặt trời tới phản xạ Bằng chứng & Nguyên nhân 2020 B7 Những vấn đề biến đổi khíhậu gần với gia tăng CO2 thời gian dài so với dao động riêng Mặt trời Các nhàkhoa học thường xuyên kiểm tra xem liệu thay đổi hoàn toàn tự nhiên Mặt trời, hoạt động núi lửa biến đổi khíhậu bên cóthể giải thí ch hợp lýcác mơ hình thay đổi màhọ quan sát nhiều khí a cạnh khác hệ thống khíhậu hay khơng Những phân tí ch thay đổi khíhậu quan sát nhiều thập kỷ qua khơng thể giải thí ch yếu tố tự nhiên Khíhậu thay đổi tư ơng lai? Các nhàkhoa học đạt tiến lớn quan sát, lýthuyết vàmơhì nh hóa hệ thống khíhậu Trái đất, vànhững tiến cho phép họ dự báo biến đổi khíhậu tư ơng lai với tự tin ngày cao Tuy nhiên, số vấn đề lớn khiến khơng thể đư a ước tí nh chí nh xác xu hướng nhiệt độ tồn cầu khu vực phát triển qua thập kỷ tương lai Thứ nhất, khơng thể dự đốn hoạt động người thải CO2, điều phụ thuộc vào yếu tố kinh tế toàn cầu phát triển vàsản xuất vàtiêu thụ lượng xãhội thay đổi thập kỷ tới Thứ hai, với hiểu biết phức tạp cách vận hành phản hồi khíhậu, cómột loạt kết cóthể xảy ra, kịch cụ thể khíthải CO2 Cuối cùng, khoảng thời gian thập kỷ lâu hơn, biến thiên tự nhiên cóthể điều chỉnh tác động xu hướng nhiệt độ Tổng hợp lại, tất dự báo mơ hình Trái đất tiếp tục ấm lên đáng kể vài thập kỷ tới hàng kỷ tới Nếu không cónhững thay đổi cơng nghệ sách để giảm khíthải khỏi quỹ đạo chúng, thìsự ấm lên trung bì nh tồn cầu tăng thêm từ 2,6 đến 4,8°C (4,7 đến 8,6°F) bên cạnh mức xảy kỷ 21 [Hì nh B5] Dự đốn phạm vi cóýnghĩa gìđối với khíhậu trải qua địa điểm cụ thể làmột vấn đề khoa học đầy thách thức, ước tí nh tiếp tục cải thiện mơ hì nh quy mơkhu vực vàđịa phương ngày tiến Hình B5 Số lư ợng vàtỷ lệ Sự ấm lên dự kiến kỷ 21 phụ thuộc vào tổng lượng khínhàkí nh màlồi ngư ời thải Các mơ hình dự báo gia tăng nhiệt độ cho doanh Thay đổi nhiệt độ bề mặt trung bì nh tồn cầu nghiệp thư ờng lệ kịch khíthải (màu đỏ) giảm khíthải tí ch cực, giảm gần 50 6.0 năm kể từ (màu xanh lam) Màu đen ớc Mỗi đư ờng liền nét thể giá trị trung bì nh lần chạy mơhì nh khác sử dụng kịch khíthải vàcác vùng bóng mờ cung cấp thư n đ ( C h ộ ° ) i ệ t ớc đo mức độ chênh lệch (một độ lệch chuẩn) khác Tất liệu liên quan đến tham chiếu giai đoạn (đặt thành 0) năm 1986-2005.Nguồn: Dựa IPCC S k b S v m t b ự h i O ứ r ì ệ i c u n c t n h g thay đổi nhiệt độ đư ợc dự báo mơhì nh nh (0C) Sự khác từ nhiệt độ trung bì tính đư ợc mơ hình hóa ấm lên quákhứ Sự nóng lên quákhứ đư ợc mơ hì nh hóa 4.0 Giảm khíthải tích cực Lư ợng khíthải “kinh doanh bình thư ờn g” 2.0 0,0 AR5 2.0 1950 B8 Biến đổi khíhậu 2000 2050 2100 HỎI & ĐÁP Nếu giới ấm lên, số mùa đông vàmùa hèvẫn lạnh? 11 Trái đất nóng lên làmột xu hướng lâu dài, ng điều khơng cónghĩa lànăm ấm năm trước Sự thay đổi hàng ngày vàhàng năm kiểu thời tiết tiếp tục tạo số ngày vàđêm lạnh bất thường vàmùa đơng vàmùa hè, khíhậu ấm lên Biến đổi khíhậu khơng cóýnghĩa lànhững thay đổi nhiệt độ bề mặt trung bình tồn cầu, màcịn lànhững thay đổi hồn lưu khíquyển, quy mơ vàcác kiểu biến đổi khíhậu tự nhiên vàthời tiết địa phương Các tượng La Niđa làm thay đổi mơ hình thời tiết khiến số vùng trở nên ẩm ướt vàmùa hèẩm ướt thường mát mẻ Gió mạnh từ vùng cực góp phần khiến mùa đông lạnh Theo cách tương tự, tồn dai dẳng giai đoạn hì nh thái hồn lưu khíquyển gọi làchu kỳ Oscilla Bắc Đại Tây Dương góp phần vào số mùa đông lạnh giágần châu Âu, đông Bắc Mỹ vàbắc Á Các mơ hình hồn lưu khí đại dương phát triển Trái đất ấm lên vàsẽ ảnh hưởng đến đường bão nhiều khí a cạnh khác thời tiết Sự nóng lên tồn cầu nghiêng tỷ lệ thuận với ngày vàmùa ấm vàí t ngày vàmùa lạnh Vídụ, khắp lục địa Hoa Kỳ năm 1960 cónhiều nhiệt độ thấp kỷ lục hàng ngày mức cao kỷ lục, ng năm 2000, số lượng nhiệt độ cao kỷ lục nhiều gấp đôi so với mức thấp kỷ lục Một vídụ quan trọng khác việc nghiêng tỷ lệ cược làtrong thập kỷ gần đây, đợt nắng nóng gia tăng tần suất khu vực lớn châu Âu, châu Á, Nam Mỹ vàÚc Các đợt nắng nóng biển ngày gia tăng Bằng chứng & Nguyên nhân 202013 HỎI & ĐÁP 12 Tại băng biển Bắc Cực ngày giảm băng biển Nam Cực thay đổi? Mức độ băng biển bị ảnh hưởng gió vàcác dòng hải lưu nhiệt độ Băng biển Bắc Băng Dương bao bọc phần dường phản ứng trực tiếp với ấm lên, thay đổi gióvàđại dương dường chi phối mơhình khí hậu vàthay đổi băng biển đại dương xung quanh Nam Cực Một số khác biệt lượng băng biển theo mùa Bắc Cực vàNam Cực làdo địa lýcơ vàảnh hưởng nóđối với hồn lưu khíquyển vàđại dương Bắc Cực làmột lưu vực đại dương bao quanh phần lớn khối lục địa miền núi, vàNam Cực lục địa bao quanh đại dương Ở Bắc Cực, phạm vi băng biển bị giới hạn khối đất xung quanh Vào mùa đông Nam Đại Dương, băng biển mở rộng tự đại dương xung quanh, với ranh giới phía nam nóđư ợc thiết lập đường bờ biển Nam Cực Bởi vìbiển Nam Cực hình thành vĩ độ xa từ Nam Cực (vàgần xích đạo hơn), nên í t băng tồn mùa hè Lượng băng biển hai cực thay đổi theo mùa; nhiên, biến đổi dài hạn mức độ băng vào mùa hèvàmùa đông làkhác bán cầu, phần làdo khác biệt địa lýnày Băng biển Bắc Cực giảm đáng kể kể từ cuối năm 1970, đặc biệt làvào mùa hè vàmùa thu Kể từ ghi chép vệ tinh bắt đầu vào năm 1978, lượng băng biển Bắc Cực tối thiểu hàng năm (xảy vào tháng 9) giảm khoảng 40% [Hì nh 5] Lớp phủ băng lại mở rộng vào mùa đông Bắc Cực, lớp băng mỏng trước Các ước tí nh mức độ băng biển quákhứ cho thấy sụt giảm cóthể làchưa cótrong í t 1.450 năm qua Do băng biển cótí nh phản xạ cao, nên tượng ấm lên khuếch đại băng giảm vànhiều ánh nắng mặt trời hấp thụ bề mặt đại dương tối bên hống băng biển Những thay đổi mơhình gióbề mặt xung quanh lục địa góp phần vào thay đổi mơhình băng biển Nam Cực; yếu tố đại dương bổ sung nước mát từ thềm băng tan đóng vai trị Tuy nhiên, sau năm 2014, lư ợng băng Nam Cực bắt đầu giảm xuống, đạt mức thấp kỷ lục (trong vòng 40 năm theo liệu vệ tinh) vào năm 2017, vàtiếp tục mức thấp hai năm sau 202014 Biến đổi khíhậu HỎI & ĐÁP 13 Biến đổi khíhậu ảnh hưởng đến cường độv vàtần suất lũ lụt, hạn hán, bão vàlốc xốy? Bầu khíquyển thấp Trái đất trở nên ấm ẩm khíthải khínhàkí nh người gây Điều mang lại khả cung cấp nhiều lượng cho bão vàcác tượng thời tiết khắc nghiệt định Phù hợp với kỳ vọng lý thuyết, loại tượng liên quan chặt chẽ đến nhiệt độ, chẳng hạn sóng nhiệt vànhững ngày nóng, ngày có xu hướng xảy Lượng mưa lớn vàcác tượng tuyết rơi (làm tăng nguy lũ lụt) nhìn chung trở nên thư ờng xuyên Khi khíhậu Trái đất ấm lên, tượng thời tiết thường xuyên khốc liệt quan sát thấy khắp giới Các nhàkhoa học thường xác định tượng thời tiết là"cực đoan" chúng không giống 90% 95% tượng thời tiết tương tự xảy trước khu vực Nhiều yếu tố góp phần vào tượng thời tiết khắc nghiệt — bao gồm kiểu biến đổi khíhậu tự nhiên, chẳng hạn tượng El Niño vàLa Niña— khiến việc quy kết tượng cực đoan cụ thể làdo người gây làmột thách thức Tuy nhiên, nghiên cứu cóthể cho thấy liệu khíhậu ấm lên cólàm cho tượng nghiêm trọng hay có nhiều khả xảy hay khơng Khíhậu ấm lên cóthể góp phần làm tăng cường độ đợt nắng nóng cách làm tăng khả xảy ngày đêm nóng Sự nóng lên khíhậu làm tăng lượng bốc đất liền, cóthể làm trầm trọng thêm tình trạng hạn hán vàtạo điều kiện dễ xảy cháy rừng vàmùa cháy rừng kéo dài Bầu khíquyển ấm lên có liên quan đến tượng lượng mưa lớn (mưa vàbão tuyết) thông qua việc tăng khả giữ ẩm khơng khí Các tượng El Niño gây hạn hán nhiều vùng đất nhiệt đới vàcận nhiệt đới, tượng La Niña thúc đẩy điều kiện ẩm ướt nhiều nơi Những thay đổi ngắn hạn vàkhu vực dự kiến trở nên cực đoan khíhậu ấm lên Bầu khíquyển ấm ẩm Trái đất đại dương ấm khiến bão mạnh cóthể dội hơn, tạo nhiều mưa hơn, ảnh hưởng đến khu vực vàcóthể lớn vàtồn lâu Điều hỗ trợ chứng quan sát sẵn cóở Bắc Đại Tây Dương Ngồi ra, mực nước biển dâng (xem câu 14) làm tăng lượng nư ớc biển bị đẩy vào bờ bão ven biển, với lượng mưa bão tạo nhiều hơn, gây lũ lụt nước dâng bão tàn phá Trong tượng ấm lên tồn cầu cókhả làm cho bão dội hơn, thay đổi số lượng bão năm không chắn Đây làmột chủ đề cần phải nghiên cứu thêm Một số điều kiện thuận lợi cho giông bão mạnh sinh lốc xoáy dự kiến tăng lên ấm lên, không chắn tồn yếu tố khác ảnh hưởng đến hì nh thành lốc xoáy, chẳng hạn thay đổi giótheo chiều dọc vàchiều ngang Bằng chứng & Nguyên nhân 202015 HỎI & ĐÁP Mực nư ớc biển dâng nhanh nào? 14 Các phép đo dài hạn máy đo thủy triều vàdữ liệu vệ tinh gần cho thấy mực nước biển toàn cầu tăng lên, với ước tí nh tốt tốc độ tăng trung bình tồn cầu thập kỷ qua là3,6mm năm (0,14 inch năm) Tốc độ dâng mực nước biển tăng lên kể từ phép đo sử dụng phương pháp đo độ cao từ không gian bắt đầu vào năm 1992; Yếu tố chi phối mực nước biển dâng trung bình tồn cầu kể từ năm 1970 ấm lên người gây Mức tăng tổng thể quan sát kể từ năm 1902 làkhoảng 16 cm (6 inch) [Hì nh 6] Sự gia tăng mực nước biển thúc đẩy mở rộng lượng nư ớc đại dương ấm lên, tan chảy sông băng núi tất khu vực giới vàsự mát hàng loạt từ tảng băng Greenland vàNam Cực Tất điều làkết khí hậu ấm lên Sự dao động mực nước biển xảy thay đổi lượng nước tí ch trữ đất liền Mức độ thay đổi mực nước biển vị trínhất định phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác, bao gồm quátrì nh địa chất khu vực vàsự phục hồi đất d tảng băng trước đè lên khiến đất tự tăng lên hay chìm xuống, vàliệu thay đổi gióvàdịng chảy dồn nước đại dương vào số bờ biển di chuyển nước xa Hì nh Các quan sát cho thấy mực nư ớc biển trung bình tồn cầu tăng khoảng 16 cm (6 inch) kể từ cuối kỷ 19 Mực nước biển tăng nhanh thập kỷ gần đây; phép đo từ máy đo thủy triều (màu xanh lam) vàvệ tinh (màu đỏ) ớc tí nh tốt cho mực nước biển dâng trung bì nh thập kỷ qua tập trung vào 3,6 mm năm (0,14 inch năm) Khu vực bóng mờ thể độ không chắn mực nước biển, giảm xuống số lư ợng vị trí đo sử dụng để tí nh giátrị trung bì nh toàn cầu vàsố lưng điểm liệu tăng lên Nguồn: Shum vàKuo (2011) 202016 Biến đổi khíhậu Tác động mực nước biển dâng cao cảm nhận cách rõnét tần suất cường độ gia tăng đợt triều cường không thường xuyên Nếu CO2 vàcác khínhàkính khác tiếp tục tăng theo quỹ đạo chúng, người ta dự đoán mực nước biển cóthể tăng lên, tối thiểu, thêm 0,4 đến 0,8 m (1,3 đến 2,6 feet) vào năm 2100, mặc dùsự tan chảy tảng băng tương lai làm cho giátrị cao đáng kể Hơn nữa, mực nước biển dâng cao không dừng lại vào năm 2100; mực nước biển cao nhiều kỷ nước biển tiếp tục tăng nhiệt vàcác sông băng tiếp tục rút lui Vẫn cịn khódự đốn chi tiết cách lớp băng Greenland Nam Cực phản ứng với ấm lên liên tục, người ta cho Greenland có lẽ Tây Nam Cực tiếp tục bị tan ra, phần lạnh Nam Cực cóthể tăng khối lượng chúng nhận nhiều tuyết rơi từ khơng khíấm cóchứa nhiều độ ẩm Mực nước biển thời kỳ xen kẽ (ấm) cuối vào khoảng 125.000 năm trước, đạt đỉnh cao mực nước biển có lẽ từ đến 10m Trong thời kỳ này, vùng cực ấm ngày Điều cho thấy rằng, nhiều thiên niên kỷ, thời gian dài gia tăng ấm áp dẫn đến tan chảy thành phần băng Greenland vàNam Cực vàdo làm mực nước biển dâng cao HỎI & ĐÁP 15 Axit hóa đại dương làgìvàtại lại quan trọng? Các quan sát trực tiếp hóa học đại dương cân hóa học nư ớc biển đãchuyển sang trạng thái có tính axit (pH thấp hơn) [Hình 7] Một số sinh vật biển (chẳng hạn san hô vàmột số động vật cóvỏ) cóvỏ bao gồm canxi cacbonat, dễ hịa tan axit Khi độ axit nước biển tăng lên, sinh vật trở nên khó khăn việc hì nh thành trìvỏ chúng CO2 hòa tan nước tạo thành axit yếu đại dương hấp thụ khoảng phần ba lượng CO2 từ hoạt động người, dẫn đến nồng độ pH đại dương giảm đặn Với lượng CO2 khíquyển ngày tăng, cân hóa học cịn thay đổi nhiều kỷ tới Phịng thínghiệm vàcác thínghiệm khác cho thấy điều kiện CO2 cao vàtrong vùng nước có tính axit hơn, số lồi sinh vật biển cóvỏ hì nh dạng sai lệch vàtốc độ tăng trưởng thấp hơn, mặc dùảnh hưởng khác lồi Q trình axit hóa làm thay đổi chu trình chất dinh dưỡng vànhiều nguyên tố vàhợp chất khác đại dương, có khả làm thay đổi lợi cạnh tranh loài, với tác động chưa xác định hệ sinh thái biển lưới thức ăn 400 Hình Khi CO2 khơng khítăng lên, làm tăng hàm 390 lư ợng CO2 đại dư ơng 380 bề mặt (hộp trên) giảm pH 370 nước biển (hộp dư ới) 360 Nguồn: theo Dore et al 350 340 330 320 8,11 8.10 8.09 đ p ộ H (2009) vàBateS et al (2012) 8.08 Độ pH bề mặt đại dư ơng 8.07 Bermuda Hawaii 1990 1995 2000 2005 2010 8.06 Năm Bằng chứng & Nguyên nhân 202017 HỎI & ĐÁP 16 Các nhàkhoa học tự tin đến mức nói Trái đất ấm kỷ tới? Rất tự tin Nếu phát sinh khíthải liên tục theo quỹ đạo chúng, màkhơng có kỹ thuật cắt giảm quy định, thìsự nóng lên từ 2,6 đến 4,8°C (4,7 đến 8,6°F) với mức xảy mong đợi kỷ 21 [Hì nh 8] Hình (bên phải) Các khu vực đất liền dự báo ấm lên nhiều khu vực đại dư ơng vàdo nhiều mức trung bình tồn cầu Hì nh bên trái cho thấy dự kiến ấm lên so với việc giảm lượng khí thải tích cực Các số liệu đại diện cho ước tính đa mơ hình nhiệt độ trung bì nh cho năm 2081-2100 so với năm 1986–2005 Nguồn: IPCC AR5 Sự nóng lên bổ sung lượng lớn khínhàkính vào khíquyển cóthể hiểu theo tính chất khínhàkính Đến lượt nó, nósẽ dẫn đến nhiều thay đổi q trì nh khíhậu tự nhiên, với tác động thực làkhuếch đại ấm lên Quy môcủa tượng ấm lên phụ thuộc phần lớn vào lượng khínhàkính tích tụ khíquyển vàdo phụ thuộc vào quỹ đạo khíthải Nếu tổng lượng khíthải tích lũy kể từ năm 1875 giữ khoảng 900 gigatonnes (900 tỷ tấn) carbon, thìcó 2/3 hội giữ cho gia tăng nhiệt độ trung bình tồn cầu kể từ thời kỳ tiền công nghiệp 2°C (3,6°F) Tuy nhiên, 2/3 Số tiền phát hành Mục tiêu giữ mức tăng nhiệt độ trung bình toàn cầu 1,5°C (2,7°F) cho phép tổng lượng khíthải tích lũy chíí t kể từ năm 1875 Chỉ dựa sở vật lýđã thiết lập lượng nhiệt CO2 hấp thụ vàphát ra, việc tăng gấp đơi nồng độ CO2 khíquyển so với mức tiền công nghiệp (lên đến khoảng 560 ppm), màkhông cần khuếch đại hiệu ứng khác, gây gia tăng nhiệt độ trung bình toàn cầu khoảng 1°C (1,8°F) Tuy nhiên, tổng lượng nóng lên từ lượng khíthải định phụ thuộc vào chuỗi tác động (phản hồi) cóthể khuếch đại làm giảm nóng lên ban đầu cách riêng lẻ Phản hồi khuếch đại quan trọng làdo nước, làmột loại khínhàkính mạnh gây Khi CO2 tăng lên vàlàm ấm bầu khíquyển, khơng khíấm cóthể giữ nhiều độ ẩm vàgiữ nhiệt nhiều tầng thấp Ngồi ra, băng vàsơng băng Bắc Cực tan chảy, nhiều ánh sáng mặt trời hấp thụ vào bề mặt đại dương vàđất bên tối hơn, gây tượng ấm lên vàbăng tuyết tan chảy nhiều Sự không chắn lớn hiểu biết phản hồi liên quan đến đám mây (cóthể cócả phản hồi tích cực vàtiêu cực) vàđặc tí nh đám mây thay đổi để ứng phóvới biến đổi khí hậu Sự thay đổi nhiệt độ bề mặt trung bì nh (1986-2005 đến 2081-2100) 202018 Biến đổi khíhậu Các phản hồi quan trọng khác liên quan đến chu trì nh carbon Hiện nay, đất liền đại dương hấp thụ khoảng nửa lượng CO2 thải từ hoạt động người, ng khả lưu trữ cacbon bổ sung đất liền đại dương dự kiến Sẽ giảm với ấm lên bổ sung, dẫn đến gia tăng nhanh CO2 khíquyển ấm lên nhanh Các mơhình khác dự đốn họ mức độ nóng lên dự kiến, ng tất mơhình đồng ýrằng tác động thực tổng thể phản hồi làkhuếch đại nóng lên HỎI & ĐÁP 17 Những thay đổi khíhậu vài độ cóphải làngun nhân đáng lo ngại? Đúng Mặc dù nhiệt độ trung bì nh tồn cầu tăng vài độ khơng nhiều, nhiệt độ trung bình tồn cầu thời kỳ băng hàcuối lạnh khoảng đến 5°C (7 đến 9°F) Sự nóng lên tồn cầu vài độ cóliên quan đến thay đổi diện rộng nhiệt độ lượng mưa khu vực địa phương gia tăng số loại tượng thời tiết cực đoan Những thay đổi thay đổi khác (như mực nước biển dâng vàtriều cường) có tác động nghiêm trọng đến xãhội loài người vàthế giới tự nhiên Cả lýthuyết vàquan sát trực tiếp xác nhận nóng lên tồn cầu cóliên quan đến ấm lên đất liền nhiều đại dương, làm ẩm bầu khíquyển, thay đổi mơhình lượng mưa khu vực, gia tăng tượng thời tiết khắc nghiệt, axit hóa đại dương, sơng băng tan chảy mực nước biển dâng cao (làm tăng nguy ngập lụt ven biển vàtriều cường) Hiện tại, nhiệt độ cao kỷ lục mức trung bình vượt đáng kể so với nhiệt độ thấp kỷ lục, khu vực ẩm ướt trở nên ẩm ướt khu vực khô hạn trở nên khô hơn, mưa bão lớn trở nên nặng vàcác lớp băng tuyết (một nguồn nước quan trọng nhiều vùng) giảm dần Những tác động dự kiến tăng lên ấm lên ngày lớn vàsẽ đe dọa sản xuất lương thực, nguồn cung cấp nước ngọt, sở hạ tầng ven biển, vàđặc biệt làphúc lợi nhóm dân cư khổng lồ sống vùng trũng thấp Mặc dùmột số vùng định cóthể nhận số lợi í ch cục từ ấm lên,như ng hậu lâu dài tổng thể gây xáo trộn Không nhiệt độ trung bình tồn cầu tăng thêm vài độ làđiều đáng lo ngại - tốc độ xảy tượng nóng lên quan trọng (xem câu hỏi 6) Biến đổi khíhậu nhanh chóng người gây có nghĩa làcó thời gian phép biện pháp thích ứng thực để hệ sinh thái thích ứng, gây rủi ro lớn khu vực dễ bị tổn thương tượng thời tiết cực đoan khốc liệt vàmực nước biển dâng cao 18 Các nhàkhoa học làm gìđể giải bất ổn hiểu biết hệ thống khíhậu? Khoa học làmột qtrì nh liên tục quan sát, hiểu biết, mơhình hóa, thử nghiệm vàdự đốn Dự đốn xu hướng dài hạn nóng lên tồn cầu gia tăng khínhàkí nh làrất mạnh mẽ vàđã xác nhận loạt chứng ngày tăng.Tuy nhiên, hiểu biết số khí a cạnh biến đổi khíhậu chưa đầy đủ Các vídụ bao gồm biến đổi khíhậu tự nhiên theo khoảng thời gian từ thập kỷ đến trung niên vàquy môkhông gian vùng vàđịa phương vàphản ứng đám mây biến đổi khíhậu, lànhững lĩnh vực đư ợc nghiên cứu tích cực Cịn tiếp Bằng chứng & Nguyên nhân 202019 HỎI & ĐÁP Tại mơ hì nh máy tính đư ợc sử dụng để nghiên cứu biến đổi khíhậu? Sự tiến hóa tương lai khíhậu Trái đất nóphản ứng với tốc độ gia tăng nhanh chóng CO2 khíquyển khơng có tương đồng xác qkhứ, khơng thể hiểu thơng qua thínghiệm phịng thínghiệm Vìchúng ta khơng thể thực thínghiệm cóchủ ýtrên Trái đất, nên mơhình máy tính làmột cơng cụ quan trọng sử dụng để nghiên cứu hệ thống khí hậu Trái đất Các mơhình khíhậu dựa phương trình tốn học thể hiểu biết tốt quy luật vật lý, hóa học vàsinh học chi phối hành vi khíquyển, đại dương, bề mặt đất,băng phần khác hệ thống khíhậu, tương tác chúng Các mơ hì nh khíhậu tồn diện nhất, mơ hình hệ thống Trái đất, thiết kế để mô hệ thống khíhậu Trái đất với nhiều chi tiết cho phép theo hiểu biết vàbởi siêu máy tính có Khả mơ hình khíhậu đư ợc cải thiện đặn kể từ năm 1960 Sử dụng phương trình dựa vật lý, mơ hình thử nghiệm thành công việc mô loạt biến thể thời tiết vàkhíhậu, vídụ từ bão riêng lẻ, uốn khúc dòng máy bay phản lực, Hiện tượng El Niđo vàkhíhậu kỷ trước Dự đoán họ đặc điểm bật tí n hiệu biến đổikhíhậu ngư ời gây thời gian dài cịn mạnh mẽ, hệ mơ hì nh ngày phức tạp mang lại nhiều chi tiết thay đổi Chúng sử dụng để thực thínghiệm nhằm phân lập nguyên nhân cụ thể biến đổi khíhậu khám phá hậu kịch khác khí thải khí nhà kính tương lai ảnh hưởng khác đến khíhậu 202020 Biến đổi khíhậu So sánh dự đốn mơhình với quan sát xác định gìđược hiểu rõ vàđồng thời, bộc lộ điểm không chắn lỗ hổng hiểu biết Điều giúp thiết lập ưu tiên cho nghiên cứu Do đó, việc giám Sát thận trọng tồn hệ thống khíhậu — bầu khíquyển, đại dương, đất vàbăng — làrất quan trọng, vìhệ thống khíhậu cóthể đầy rẫy bất ngờ Cùng với đó, liệu thực địa vàphịng thínghiệm vàhiểu biết lý thuyết sử dụng để nâng cao mơhì nh hệ thống khíhậu Trái đất vàcải thiện việc biểu diễn qtrì nh quan trọng đó, đặc biệt trình liên quan đến mây, sol khívà vận chuyển nhiệt vào đại dương Điều quan trọng để mơ xác biến đổi khíhậu vànhững thay đổi liên quan đến thời tiết khắc nghiệt, đặc biệt làở quy môkhu vực vàđịa phương, quan trọng định sách Việc mơ cách đám mây thay đổi nóng lên vàđến lượt ảnh hưởng đến ấm lên thách thức lớn mơ hình khíhậu tồn cầu, phần loại mây khác có tác động khác đến khíhậu nhiều q trình đám mây xảy quy mơnhỏ hầu hết mơhình cóthể giải Sức mạnh máy tính lớn cho phép số quátrình giải hệ mơ hì nh Hàng chục nhóm vàtổ chức nghiên cứu làm việc mơhì nh khíhậu vàcác nhàkhoa học cóthể phân tí ch kết từ tất mơhình hệ thống Trái đất chí nh giới vàso sánh chúng với vàvới quan sát Những hội mang lại lợi ích to lớn việc đưa điểm mạnh điểm yếu mơ hình khác vàchẩn đoán nguyên nhân khác biệt mơhì nh, để nghiên cứu cóthể tập trung vào qtrình liên quan Sự khác biệt mơhình cho phép ước tính khơng chắn dự báo biến đổi khíhậu tương lai Ngồi ra, kho lưu trữ lớn kết từ nhiều mơ hình khác giúp nhàkhoa học xác định khía cạnh dự báo biến đổi khíhậu làchính xác vàcó thể đư ợc giải thích theo cơchế vật lýđã biết Nghiên cứu cách khíhậu phản ứng với thay đổi lớn quákhứ làmột cách khác để kiểm tra xem cóhiểu quy trình khác hoạt động vàcác mơhình cókhả hoạt động đáng tin cậy nhiều điều kiện khác hay không HỎI & ĐÁP 19 Những kịch thảm họa điểm tới hạn "dừng dịng chảy Vịnh" vàgiải phóng khímê-tan từ Bắc Cực cóphải lànguyên nhân đáng lo ngại không? Kết từ mơ hình khíhậu tốt khơng dự đốn thay đổi đột ngột (hoặc sụp đổ của) dòng chảy ngược kinh tuyến Đại Tây Dương, bao gồm Dòng chảy Vịnh, tương lai gần Tuy nhiên, điều vànhững thay đổi đột ngột tiềm ẩn nguy cao khác, giải phóng khímê-tan vàcarbon dioxide từ lớp băng vĩnh cửu tan băng, lànhững lĩnh vực nghiên cứu khoa học tí ch cực Một số thay đổi đột ngột vàđang tiến hành, chẳng hạn lượng băng biển Bắc Cực giảm (xem câu hỏi 12), vàkhi ấm lên tăng lên, loại trừ khả xảy thay đổi đột ngột lớn khác Thành phần bầu khíquyển thay đổi theo điều kiện chưa trải qua hàng triệu năm, vìvậy hướng đến vùng lãnh thổ chưa biết đến vàsự không chắn làrất lớn Hệ thống khíhậu bao gồm nhiều qtrình cạnh tranh cóthể chuyển khíhậu sang trạng thái khác vư ợt qngưỡng Một vídụ tiếng làhồn lưu đại dương nam-bắc đảo lộn, trìbởi nước mặn lạnh chìm Bắc Đại Tây Dương vàliên quan đến việc vận chuyển thêm nhiệt đến Bắc Đại Tây Dương qua Dòng chảy Vịnh Trong thời kỳ băng hà cuối cùng, dòng nước từ tảng băng tan chảy Bắc Mỹ làm chậm lại qtrình tuần hồn đảo lộn Điều lại gây thay đổi diện rộng khíhậu quanh Bắc bán cầu Tuy nhiên, việc làm hóa Bắc Đại Tây Dương từ tan chảy tảng băng Greenland diễn vàdo khơng gây thay đổi đột ngột Một mối quan tâm khác liên quan đến Bắc Cực, nơi ấm lên đáng kể cóthể gây ổn định khímê-tan (khínhàkí nh) bị mắc kẹt trầm tí ch đại dương vàlớp băng vĩnh cửu, có khả dẫn đến giải phóng nhanh chóng lượng lớn khímê-tan Nếu giải phóng nhanh chóng xảy ra, thìnhững thay đổi khíhậu lớn vànhanh chóng xảy sau Những thay đổi rủi ro cao coi làkhóxảy kỷ này, ng theo định nghĩa khócóthể dự đốn Do đó, nhàkhoa học tiếp tục nghiên cứu khả vượt quácác điểm giới hạn vậy, vượt quámức màchúng ta cónguy thay đổi lớn đột ngột Ngoài thay đổi đột ngột thân hệ thống khíhậu, thay đổi khíhậu ổn định vư ợt qua ngưỡng gây thay đổi đột ngột hệ thống khác Vídụ, hệ thống người, sở hạ tầng thường xây dựng để thí ch ứng với biến đổi khíhậu thời điểm xây dựng Những thay đổi khíhậu gây thay đổi đột ngột tiện í ch sở hạ tầng — chẳng hạn mực nước biển dâng cao đột ngột vượt qua tường biển lớp băng vĩnh cửu tan gây sụp đổ đột ngột đường ống, tòa nhàhoặc đường xá Trong hệ thống tự nhiên, nhiệt độ khơng khí nư ớc tăng lên, số loài - chẳng hạn núi pika vànhiều loài san hô đại dương - tồn môi trường sống chúng vàsẽ buộc phải di dời (nếu cóthể) thí ch nghi nhanh chóng Các lồi khác hoạt động tốt điều kiện mới, gây thay đổi đột ngột cân hệ sinh thái; vídụ, nhiệt độ ấm cho phép nhiều bọ vỏ sống sót qua mùa đơng số vùng, nơi bùng phát bọ cánh cứng tàn phárừng Bằng chứng & Nguyên nhân 202021 HỎI & ĐÁP 20 Nếu ngừng khíthải khínhàkính, liệu khíhậu cótrở lại điều kiện 200 năm trư ớc không? Không Ngay việc phát sinh khíthải khínhàkính đột ngột dừng lại, nhiệt độ bề mặt Trái đất cần hàng nghìn năm để nguội vàtrở lại mức thời kỳ tiền công nghiệp Nếu việc xả thải CO2 hoàn toàn ngừng lại, hàng nghìn năm để CO2 khíquyển trở lại mức “tiền cơng nghiệp” chuyển chậm vào đại dương sâu vàchôn vùi cuối trầm tích đại dương Nhiệt độ bề mặt trìở mức cao nghìn năm, ngụ ýcam kết lâu dài hành tinh ấm lượng khíthải qkhứ vàhiện Mực nước biển tiếp tục tăng nhiều kỷ nhiệt độ ngừng tăng [Hình 9] Cần phải làm mát đáng kể để đảo ngược tan chảy sơng băng băng Greenland, vốn hình thành thời kỳ khíhậu lạnh giátrước Do đó, ấm lên CO2 Trái đất làkhông thể đảo ngược theo mốc thời gian người Số lượng vàtốc độ nóng lên phụ thuộc gần hoàn toàn vào lượng CO2 nhiều loài người phát Các kịch biến đổi khíhậu tương lai ngày giả định việc sử dụng cơng nghệ loại bỏ khínhàxanh khỏi bầu khíquyển Trong kịch “khíthải âm” vậy, giả định vào thời điểm Hình Nếu lượng khíthải tồn cầu đột dài để nhiệt độ khơng khíbề mặt vàđại dư ơng bắt đầu lạnh vìlư ợng CO2 dư thừa khíquyển tồn thời gian dài vàsẽ tiếp tục gây hiệu ứng ấm lên Các dự báo mơ hì nh cho Khíquyển CO2 (ppmv) ngột dừng lại, thìsẽ thời gian vàsự giãn nở nhiệt đại dương (c) Sẽ phản ứng sau kịch ngừng khíthải thơng thường kinh doanh vào năm 2300 (màu đỏ), kịch giảm khíthải tích cực , giảm gần 50 năm kể từ (màu cam), hai kịch khí thải trung gian (xanh xanh lam) Nhiệt độ giảm nhỏ 2300 làdo loại bỏ khíthải nhàkính tồn thời gian ngắn, bao gồm mêtan Nguồn: Zickfeld cộng sự,2013 202022 Biến đổi khíhậu Sự giãn nở nhiệt đại dương (m) (a), nhiệt độ khơng khíbề mặt (b) Thay đổi nhiệt độ khơng khíbề mặt(0C) thấy nồng độ CO2 khíquyển tương lai, nỗ lực rộng rãi thực để sử dụng công nghệ để loại bỏ CO2 khỏi khí hạ thấp độ đồng tâm khíquyển, bắt đầu đảo ngược nóng lên CO2 khoảng thời gian dài Việc triển khai công nghệ quy mô lớn địi hỏi chi phícủa chúng phải giảm nhiều Ngay việc sửa chữa công nghệ thực tế giảm đáng kể lượng khíthải CO2 làđiều cần thiết KẾT LUẬN Tài liệu giải thí ch chế vật lýđã hiểu rõ, thay đổi lượng khínhàkí nh gây thay đổi khíhậu Nóthảo luận chứng cho thấy nồng độ khínày khíquyển tăng lên vàvẫn tăng nhanh, thay đổi khí hậu xảy ra, vàphần lớn thay đổi gần gần chắn làdo phát sinh khí thải khínhàkí nh hoạt động người gây Biến đổi khíhậu làkhơng thể tránh khỏi; lượng khíthải khínhàkí nh tiếp tục khơng suy giảm, thìnhững thay đổi tương lai vượt xa thay đổi xảy Vẫn loạt ước tí nh mức độ vàbiểu khu vực thay đổi tương lai, gia tăng khíhậu cóthể ảnh hưởng xấu đến hệ sinh thái tự nhiên hoạt động ngư ời vàcơ sở hạ tầng Người dân vàchính phủ cóthể lựa chọn số số phương án (hoặc kết hợp phương án đó) để phản ứng với thơng tin này: họ cóthể thay đổi mơhì nh sản xuất vàsử dụng lượng để hạn chế khíthải khínhàkính vàdo làmức độ biến đổi khíhậu; họ cóthể chờ đợi thay đổi xảy vàchấp nhận mát, thiệt hại vàđau khổ phát sinh; họ thí ch ứng với thay đổi thực tế vàdự kiến nhiều tốt; họ cóthể tì m kiếm giải pháp “kỹ thuật địa lý” chưa chứng minh để chống lại số thay đổi khí hậu khơng xảy Mỗi lựa chọn córủi ro, điểm hấp dẫn vàchi phí , vànhững gìthực thực cóthể làsự kết hợp lựa chọn khác Các quốc gia vàcộng đồng khác khác mức độ dễ bị tổn thư ơng vàkhả thí ch ứng họ Có tranh luận quan trọng lựa chọn số lựa chọn này, để định điều gìlàtốt cho nhóm quốc gia, vàquan trọng làcho toàn dân số toàn cầu Các phương án phải thảo luận quy mơ tồn cầu vìtrong nhiều trường hợp, cộng đồng dễ bị tổn thươngnhất kiểm sốt lượng khíthải, qkhứ tương lai Mơ tả chúng tơi khoa học biến đổi khíhậu, với thực tế vàsự khơng chắn nó, đưa sở để cung cấp thơng tin cho tranh luận sách Bằng chứng & Nguyên nhân 202023 LỜI CẢM ƠN Các tác giả Các cánhân sau lànhóm viết chí nh cho ấn năm 2014 và2020 tài liệu này: ■ ■ ■ ■ Eric Wolff FRS, (Trưởng nhóm Vương quốc Anh), Đại học Cambridge Inez Fung (NAS, Hoa Kỳ dẫn đầu), Đại học California, Berkeley Brian Hoskins FRS, Viện Grantham cho Khíhậu thay đổi John FB Mitchell FRS, UK Met Office ■ John Shepherd FRS, Đại học Southampton ■ Keith Shine FRS, Đại học Reading ■ Susan Solomon (NAS), Massachusetts Viện công nghệ ■ Kevin Trenberth, Trung tâm Quốc gia Nghiên cứu khíquyển ■ Tim Palmer FRS, Đại học Oxford ■ John Walsh, Đại học Alaska, Fairbanks ■ Benjamin Santer (NAS), Lawrence Livermore ■ Don Wuebbles, Đại học Illinois Phịng thínghiệm quốc gia Sự hỗ trợ tác giả cho sửa đổi năm 2020 Richard Walker, Amanda Purcell, Nancy Huddleston MichaelHudson cung cấp Chúng đặc biệt cảm ơn Rebecca Lindsey NOAA Climate.gov cung cấp liệu vàcập nhật số liệu Người kiểm duyệt Các cá nhân sau ngư ời kiểm duyệt tài liệu năm 2014 theo quy trình Hiệp hội Hồng gia vàViện Hàn lâm Khoa học Quốc gia phêduyệt: ■ Richard Alley (NAS), Bộ phận Khoa học địa chất, Đại học Bang PennSylvania ■ Alec Broers FRS, Cựu Chủ tịch Hoàng gia học viện kỹ thuật ■ ■ Harry Elderfield FRS, Bộ Trái đất khoa học, Đại học Cambridge ■ Joanna Haigh FRS, Giáo Sư Khíquyển vật lý, Đại học Hồng gia London ■ Isaac Held (NAS), Chất lỏng địa vật lýphòng thínghiệm Động lực học NOAA ■ ■ ■ JOhn Kutzbach (NAS), Trung tâm Khíhậu Nghiên cứu, Đại học Wisconsin ■ Jerry Meehl, Nhàkhoa học cấp cao, Trung tâm Nghiên cứu Khíquyển Quốc gia John Pendry FRS, Đại học Hồng gia Ln Đơn John Pyle FRS, Khoa Hóa học,đại học Cambridge Gavin Schmidt, Chuyến bay vũ trụ Goddard Trung tâm NASA ■ Emily Shuckburgh, Khảo Sát Nam Cực Anh ■ Gabrielle Walker, Nhàbáo ■ Andrew Watson FRS, Đại học East Anglia Hỗ trợ Hỗ trợ cho phiên 2014 đư ợc cung cấp NAS Endowment Fund Chúng gửi lời cảm ơn chân thành đến Ralph J vàCarol M Cicerone Endowment for NAS Missions hỗ trợ sản xuất phiên 2020 202024 Biến đổi khíhậu ... hầu hết mơ hình Biến đổi kh? ?hậu HỎI & ĐÁP Kh? ?hậu ln thay đổi Tại biến đổi kh? ?hậu quan tâm nay? Tất thay đổi lớn kh? ?hậu, bao gồm thay đổi tự nhiên, gây rối loạn Những thay đổi kh? ?hậu quákhứ dẫn... 2010: Biến đổi kh? ?hậu: Tóm tắt Khoa học[https://royalsociety.org/topicspolicy/publications2010 /biến đổi kh? ?hậu- tóm tắtkhoa học] NRC, 2010: Lựa chọn kh? ?hậu Hoa Kỳ: Nâng cao khoa học biến đổi kh? ?hậu. .. thay đổi Chúng sử dụng để thực thínghiệm nhằm phân lập nguyên nhân cụ thể biến đổi kh? ?hậu khám phá hậu kịch khác khí thải khí nhà kính tương lai ảnh hưởng khác đến kh? ?hậu 202020 Biến đổi khíhậu