Hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC – ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN KHOA KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG VÀ TRÁI ĐẤT BÀI TIỂU LUẬN: HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH - ẢNH HƯỞNG CỦA HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH ĐẾN SỰ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ SỰ NÓNG LÊN TOÀN CẦU Nhóm : 1 Giáo viên: 2 HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH I. Hiệu ứng nhà kính là gì? 1. Khí nhà kính là gì? Khí nhà kính bao gồm carbon dioxide, methane, hơi nước và nitrous oxide. Những loại khí này xuất hiện một cách tự nhiên trong môi trường, nhưng cũng do các quá trình sản xuất công nghiệp tạo nên. Khí CFCs là dạng khác của khí nhà kính, loại khí này cũng do quá trình công nghiệp tạo ra. 2. Khái niệm Hiệu ứng nhà kính, xuất phát từ effet de serre trong tiếng Pháp, do Jean Baptiste Joseph Fourier lần đầu tiên đặt tên, 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. Hiệu ứng này đã được sử dụng từ lâu trong các nhà kính trồng cây. Ngoài ra hiệu ứng nhà kính còn được sử dụng trong kiến trúc, dùng năng lượng mặt trời một cách thụ động để tiết kiệm chất đốt sưởi ấm nhà ở. H.1.Sơ đồ mô phỏng hiệu ứng nhà kính 3 Khi bức xạ Mặt Trời chiếu xuống Trái Đất, một phần bức xạ này sẽ phản xạ lại vào vũ trụ tại biên ngoài khí quyển, phần còn lại xuyên qua bầu khí quyển truyền đến bề mặt Trái Đất dưới dạng bước sóng ngắn.Tại đây, một phần bức xạ sóng ngắn phản xạ lại, xuyên qua lớp khí nhà kính vào không gian vũ trụ và một phần đốt nóng Trái Đất. Trái Đất hấp thu phần năng lượng bước sóng ngắn và trở thành vật bức xạ nhiệt vào khí quyển( bức xạ sóng dài). Một phần bức xạ hồng ngoại sóng dài do Trái Đất phát ra được hấp thụ bởi các khí trong khí quyển( hơi nước, CO2, CH4, Nox…)tạo thành một lưới nhiệt bao trùm toàn bộ bề mặt Trái Đất, giữ cho khí quyển và bề mặt Trái Đất ở một nhiệt độ nhất định. Hiệ tượng này giống nhưhiện tượng nhà kính trồng rau khi mà bức xạ Mặt Trời xuyên qua kính bị giữ lại làm cho nhiệt độ của nhà kính tăng lên.Vì vậy, các khí có tính chất trên được gọi là khí nhà kính. Lớp khí bao gồm các khí nhà kính được gọi là lớp khí nhà kính. 3. Định nghĩa “ Hiệu ứng nhà kính là hiện tượng trong khí quyển tầng thấp (tầng đối lưu) tồn tại một lớp khí chỉ cho bức xạ sóng ngắn xuyên qua và giữ lại bức xạ nhiệt của mặt đất dưới dạng sóng dài, nhờ đó bề mặt trái đất luôn có nhiệt độ thích hợp đảm bảo duy trì sự sống trên Trái Đất”. 4. Bản chất của Hiệu ứng nhà kính Nhiệt độ bề mặt trái đất, được tạo nên do sự cân bằng giữa năng lượng mặt trời đến bề mặt trái đất và năng lượng bức xạ của trái đất vào khoảng không gian giữa các hành tinh. Năng lượng mặt trời chủ yếu là các tia sóng ngắn dễ dàng xuyên qua cửa sổ khí quyển. Trong khi đó, bức xạ của trái đất với nhiệt độ bề mặt trung bình 16 0 C là sóng dài có năng lượng thấp, dễ dàng bị khí quyển giữ lại. Các tác nhân gây ra sự hấp thụ bức xạ sóng dài trong khí quyển là khí CO2, bụi, hơi nước, khí mêtan, khí CFC Kết quả của sự trao đổi cân bằng về năng lượng giữa trái đất với không gian xung quanh, tạo nên bề mặt trái đất luôn có một nhiệt độ nhất định.Qúa trình này có bản chất tự nhiên nên vẫn gọi là “ Hiệu ứng nhà kính tự nhiên” Hiệu ứng nhà kính nhân loại : là Hiệu ứng nhà kính xuất hiện do các hoạt động của con người tạo ra từ khoảng 100 năm nay. Sự gia tăng tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch của loài người đang làm cho nồng độ khí CO2 của khí quyển tăng lên. Sự gia tăng khí CO2 và các khí nhà kính khác trong khí quyển trái đất làm nhiệt độ trái đất tăng. Theo tính toán của các nhà khoa học, khi nồng độ CO2 trong khí quyển tăng gấp đôi, thì nhiệt độ bề mặt trái đất tăng lên khoảng 3 0 C. Các số liệu nghiên cứu cho thấy nhiệt độ trái đất đã tăng 0,5 0 C 4 trong khoảng thời gian từ 1885-1940, do thay đổi của nồng độ CO2 trong khí quyển từ 0,027% đến 0,035%. Dự báo, nếu không có biện pháp khắc phục hiệu ứng nhà kính, nhiệt độ trái đất sẽ tăng lên 1,5- 4,5 0 C vào năm 2050. Vai trò gây nên hiệu ứng nhà kính của các chất khí được xếp theo thứ tự CO2, CFC, CH4, O3, NO2. Sự gia tăng nhiệt độ trái đất do hiệu ứng nhà kính có tác động mạnh mẽ tới nhiều mặt của môi trường trái đất. Kể từ những năm 1860, công nghiệp hóa đã tăng và những cánh rừng bị thu hẹp làm mức CO2 trong khí quyển tăng lên tới mức 100 phần triệu và nhiệt độ ở Bắc bán cầu cũng tăng lên. Nhiệt độ và các khí nhà kính gia tăng, thậm chí còn nhanh hơn kể từ những năm 1950. II- Các tác động của Hiệu ứng nhà kính 1. Tác động tích cực Năng lượng của Mặt trời có thể thay đổi, tuy rất ít, nhưng cũng có khả năng ảnh hưởng đến khí hậu trên Trái đất. Nhờ có tầng khí quyển chứa sẵn những khí gây ra hiệu ứng nhà kính bẫy một phần năng lượng Mặt trời, mà nhiệt độ trên Trái đất mới trở nên vừa phải để sinh vật sinh sôi nảy nở và sinh sống thoải mái. Ở nhiệt độ 255 0 K, Trái Đất ở trạng thái đóng băng. Tuy nhiên các phép đo thực tế chỉ ra rằng nhiệt độ trung bình của khí quyển và bề mặt Trái Đất trong cả năm ở tất cả các khu vực là 299 0 K( tương ứng với 16 0 C), lớn hơn 155 0 K. Sự khác biệt này là do sự tồn tại của Hiệu ứng nhà kính mà ta chư tính đến. Nếu giả thử không có hiệu ứng nhà kính thiên nhiên thì nhiệt độ trung bình trên Trái đất, hiện nay khoảng 16 0 C, đã giảm xuống chỉ còn khoảng -18 0 C. Hiệu ứng nhà kính hạn chế sự thay đổi nhiệt độ bề mặt giữa ban ngày và ban đêm, giữa các mùa trong năm, cũng như các vùng khí hậu khác nhau trên Trái Đất. Những tác động đó của Hiệu ứng nhà kính đã làm cho môi trường bề mặt Trái Đất là nơi lí tưởng cho sự tồn tại và phát triển của sinh vật và con người trong hàng triệu năm qua. 2. Tác động tiêu cực Phần lớn các nhà khoa học ủng hộ giả thuyết cho rằng việc tăng nồng độ các khí nhà kính do loài người gây ra, và hậu quả của nó là sự gia tăng hiệu ứng nhà kính đang là mối lo ngại của nhân loại, Sự gia tăng hiệu ứng nhà kính làm tăng nhiệt độ trên toàn cầu và như vậy sẽ làm thay đổi khí hậu trong các thập kỷ và thập niên kế đến. 2.1.Nguyên nhân sự gia tăng Hiệu ứng nhà kính 5 Nguyên nhân chủ yếu gia tăng Hiệu ứng nhà kính là sự gia tăng nồng độ các khí nhà kính phát thải vào khí quyển từ các ộat động của con người. Theo số liệu năm 1900, nồng độ và các đặc trưng chủ yêu của các loại khí nhà kính được trình bày ở bảng sau: Loại khí nhà kính CO2 CFC CH4 NOx Nồng độ hiện tại trong khí quyển 351 0,00225 1,675 0,31 Mức gia tăng trung bình năm(%) 0,4 5,0 1,0 0,2 Hệ số nhà kính tương đương(so với CO2=1) 1 15000 25 230 Tỷ lệ gây ra Hiệu ứng nhà kính (%) 57 25 12 6 H: Sự gia tăng của một số khí nhà kính *Mêtan trong khí quyển Trái Đất Mêtan trong khí quyển là một khí gây hiệu ứng nhà kính. Mật độ của nó đã tăng khoảng 150% từ năm 1750 và đến năm 1998, mật độ trung bình của nó trên bề mặt Trái Đất là 1745 ppb. Mật độ ở bán cầu Bắc cao hơn vì ở đó có nhiều nguồn mêtan hơn (cả thiên nhiên lẫn nhân tạo). Mật độ của mêtan thay đổi theo mùa, thấp nhất vào cuối mùa hè. *Dioxyt cacbon trong khí quyển Sự thải khí điôxít cacbon toàn cầu từ Nồng độ CO 2 trong khí quyển năm 1751 đến năm 2000 khí quyển Trái Đất chứa khoảng 0,038% theo thể tích (380 µL/L hay ppmv) hoặc 0,053% theo trọng lượng là CO 2 . Nó tương đương với 2,7 × 10 12 tấn CO 2 . Do có nhiều đất 6 đai hơn (và vì thế nhiều thực vật hơn) nên ở bắc bán cầu khi so với nam bán cầu có sự dao động hàng năm vào khoảng 5 µL/L, sự dao động này lên tới đỉnh vào tháng 5 và xuống tối thiểu vào tháng 10 khi kết thúc mùa sinh trưởng ở bắc bán cầu, khi mà khối lượng các chất sinh học trên hành tinh là lớn nhất. Mặc dù nồng độ thấp nhưng CO 2 là một thành phần cực kỳ quan trọng trong khí quyển Trái Đất, do nó hấp thụ bức xạ hồng ngoại và làm tăng hiệu ứng nhà kính. Hà Nội (TTXVN) - Báo cáo do các tổ chức môi trường thế giới cùng soạn thảo được Cục sinh thái toàn cầu thuộc Viện nghiên cứu Canigiê phát hành cho biết lượng khí thải độc hại CO2, nguồn gốc chủ yếu làm cho Trái đất nóng dần lên, đã và đang gia tăng với tốc độ đáng báo động kể từ năm 2000. Theo các tác giả của báo cáo, trong thập kỷ 1990 của thế kỷ trước, lượng khí thải CO2 trên toàn cầu tăng với tốc độ trung bình 1,3% mỗi năm, thế nhưng từ năm 2000 tới nay đã vọt lên mức 3,3%/năm. Năm 2006 lượng khí CO2 do con người thải vào không khí cao hơn 35% so với năm 1990. Phát hiện thêm một chất khí mới gây hiệu ứng nhà kính cực mạnh Các nhà khoa học thuộc Viện Nghiên cứu Không khí Na Uy (NILU) vừa ghi nhận sự gia tăng của một chất khí HFC134a gây hiệu ứng nhà kính cực mạnh. Loại khí HFC134a ngày càng được sử dụng nhiều ở các hệ thống điều hòa không khí trong xe hơi và nhà ở. Dù các nhà sản xuất đảm bảo rằng các hệ thống này đã được thiết kế để tránh mọi rò rỉ, nồng độ HFC134a đã tăng gấp đôi từ nằm 2001 đến năm 2004. Theo các nhà nghiên cứu, chất khí này có tác động gây hiệu ứng nhà kính cực mạnh (gấp 1000 lần so với khí CO 2 ). Do đó, cần phải theo dõi sự tiến triển của nó dù chưa đạt đến nồng độ đủ để tác động trực tiếp đến hiện tượng khí hậu toàn cầu nóng dần. Các hoạt động phát thải khí nhà kính 7 Các hoạt động chính gây nên Hiệu ứng nhà kính 2.2.1 Hoạt động công nghiệp Trong số các hoạt động của con người thì hoạt động công nghiệp là tác nhân quan trọng gây ra sự thải các khí nhà kính. Các ngành công nghiệp là nới sử dụng một lượng lớn nhiên liệu hóa thạch( than, dầu, khí đốt).Ngoài CO2 , các ngành công nghiệp cũng tạo ra các loại khí nhà kính khác như , trong quá trình sản xuất phân bón, hóa chất, khai thác khoáng sản Nhà máy nhiệt diện thải vào không khí một lượng khổng lồ khí CO2, NOx, CH4 vào năm 2005, số lượng kênh thải ra khí gaz gây hiệu ứng nhà kính tại các nước công nghiệp phát triển đã tăng quá cao, gần “đánh đổ” kỷ lục của năm 1990 mặc dù trên phạm vi toàn thế giới, cuộc đấu tranh chống lại sự nóng lên của khí hậu toàn cầu đã bắt đầu có những bước chuyển biến tốt đẹp. Văn phòng phụ trách về sự thay đổi khí hậu toàn cầu thuộc Liên hợp quốc cho biết vào năm 2005, các kênh phát tán khí gaz ô nhiễm của 40 quốc gia công nghiệp phát triển nhất đã lên tới con số 18,2 tỷ tấn, cao hơn so với 18,1 tỷ tấn vào năm trước đó. Cũng 8 theo cơ quan này, mức độ khí ô nhiễm thải ra lên đến mức đỉnh điểm là vào năm 1990 với 18,7 tỷ tấn khí gaz gây hiệu ứng nhà kính thải ra bầu khí quyển. Sự gia tăng lượng khí thải vào năm 2005 khẳng định xu hướng biến động tăng lên của các kênh phát tán khí gaz gây hiệu ứng nhà kính trên thế giới, mặc dù hầu hết các quốc gia đều nỗ lực hành động để cố gắng giảm các kênh này. Phần lớn trong số họ đều nhận thức rõ ràng rằng đây chính là nguyên nhân dẫn đến sự nóng lên của khí hậu toàn cầu – một hiện tượng thiên nhiên không hề được trông đợi. Theo những số liệu Liên hợp quốc thu thập được trong thời gian qua, “kể từ năm 2000, các kênh thải ra khí gaz gây hiệu ứng nhà kính (…) đã tăng thêm 2,6%”. Chỉ trong thời gian từ năm 2004 đến năm 2005, riêng số kênh thải ra khí gaz gây hiệu ứng nhà kính của Mỹ đã vượt qua 7,19 tỷ tấn lên 7,24 tỷ tấn. Mặt khác, cũng theo những điều tra, nghiên cứu của Cơ quan phụ trách vấn đề thay đổi khí hậu thuộc Liên hợp quốc, trong giai đoạn này, sự gia tăng số lượng các kênh thải ra loại khí độc hại này trên phạm vi toàn cầu một phần lớn bắt nguồn từ sự phục hồi kinh tế của các nước thuộc hệ thống Liên bang Xô Viết. Các kênh thải khí gaz ô nhiễm của Nga đã vượt qua 2,09 tỷ tấn vào năm 2004 lên 2,13 tỷ tấn vào năm 2005. Tuy vậy, các kênh phát tán khí độc hại của Nga vẫn còn ở mức độ rất xa so với “kỷ kục” của nước này vào năm 1990 với 3 tỷ tấn khí thải, chính xác là trước khi Nga ra lệnh đóng cửa nhiều nhà máy sản xuất công nghiệp. 2.2.2 Giao thông vận tải Sự phát triển nhanh các phương tiện giao thông vận tải của thế giới là nguyên nhân tiềm tàng gây tăng Hiệu ứng nhà kính . Trong quá trình hoạt động các phương tiện giao thông phát thải vào không khí một khối lượng lớn các loại khói, khí độc như CO, CO2, hydrocacbon, NO2, SO2, khói đen, chì và các dạng hạt khác. Tùy theo loại động cơ và loại nhiên liệu mà khối lượng các chất thải độc hại chiếm tỷ lệ khác nhau trong khí xả. Trong những năm gần đây người ta chú ý nhiều đến giao thông vận tảivì nó góp phần thải ra CO2 – khí nhà kính quan trọng 9 nhất. Trên tòan thế giới khỏang 15% CO2 trong không khí là do các phương tiện giao thông vận tải thải ra. Khi dòng xe lưu thông trên đường, đặc biệt là khi hãm phanh, các lốp xe sẽ ma sát mạnh với mặt đường làm mòn đường, mòn các lốp xe và tạo ra bụi đá, bụi cao su và bụi sợi. Các bộ phận ma sátcủa phanh bị mòn cũng thải ra bụi kẽm, đồng, niken, crom, sắt và cadmi. Ngoài ra quá trình cháy không hết nhiên liệu cũng thải ra bụi ccacbon. Bên cạnh các nguồn bụi sinh ra từ xe, còn có bụi đất đá, cát tồn đọng trên đường do chất lượng đường kém, do đường bẩn và do chuyên chở các vật liệu xây dựng, chuyên chở rác. 2.2.3 Khai thác rừng Việc gia tăng khai thác gỗ và ô nhiễm môi trường không khí ở các nước đang phát triển là cho diện tích rừng suy giảm nhanh chóng. Tính trung bình, tốc độ mất rừng hàng năm của thế giới vào khoảng 20 triệu ha.Bên cạnh suy giảm về diện tích, chất lượng rừng cũng bị suy giảm.Những nguyên nhân trên đang làm giảm khả năng hấp thụ khí C02 của rừng thế giới theo thời gian. Sự mất rừng: chủ yếu là do chuyển đổi đất rừng sang đất nông nghiệp, vẫn ở một tốc độ nhanh: khỏang 13 triệu ha mỗi năm. Trong giai đoạn 2000-2005 thì tỉ lệ mất rừng toàn cầu giảm còn 7,3 triệu ha mỗi năm (so sánh với tỉ lệ mất 8,9 triệu ha mỗi năm trong giai đoạn 1990 -2000). 10 [...]... 2% khí nhà kính 11 Sự hoạt động của các ngọn núi lửa và các loài vi khuẩn sống trong không khí cũng là nguyên nhân gây ô nhiễm không khí Theo ước tính thì lượng CO 2 do núi lửa hoạt động phun ra cao gấp 40.000 lần so với lượng CO2 hiện có trong khí quyển III Sự gia tăng Hiệu ứng nhà kính tác động đến sự biến đổi khí hậu- nóng lên toàn cầu 1 .Biến đổi khí hậu Trước tiên, cần hiểu khí hậu là gì? Khí hậu. .. của hiệu ứng nhà kính và tác động của con người gây ra biến đổi khí hậu là một điều cực kỳ nguy hiểm đe doạ đến vấn đề tồn tại của con người Biểu đồ nhiệt độ trung bình trên bề mặt Trái đất đã tăng lên trong vòng 140 năm qua Ảnh minh họa về hiện tượng Trái đất nóng lên do biến đổi khí hậu Biến đổi khí hậu gây nguy hiểm do nó làm cho Trái đất nóng lên, nước biển dâng lên Trái đất có 7 tỷ người và hiện... xác hơn Hiệu ứng nhà kính làm ngày dài ra Khí thải gây hiệu ứng nhà kính (nhất là CO2) không những làm nhiệt độ toàn cầu nóng lên, mà nó còn kéo dài ngày, dù chỉ vài phần giây Nguyên nhân là CO2 làm tăng khối lượng của nước và đất liền, khiến trái đất quay chậm hơn Băng tan làm các dòng hải lưu thay đổi Hiệu ứng nhà kính làm áp suất không khí tác dụng lên lục địa và biển giảm đi, dẫn tới sự biến thiên... gặm nhấm và côn trùng Ngoài ra sự biến đổi khí hậu còn ảnh hưởng tới các đặc tính sau:  Các nguồn nước: Chất lượng và số lượng của nước uống, nước tưới tiêu, nước cho kỹ nghệ và cho các máy phát điện, và sức khỏe của các loài thủy sản có thể bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi sự thay đổi của các trận mưa rào và bởi sự tăng khí bốc hơi Mưa tăng có thể gây lụt lội thường xuyên hơn Khí hậu thay đổi có thể... bắt đầu thải vào bầu khí quyển một lượng khí CO2, nitơ ôxít, mêtan khiến cho nhiệt độ bề mặt Trái đất nóng lên Hầu hết giới khoa học đều công nhận biến đổi khí hậu là do nồng độ của khí hiệu ứng nhà kính tăng lên trong khí quyển ở mức độ cao Bản thân nó đã làm cho Trái đất ấm lên, nhiệt độ bề mặt Trái đất nóng lên, nhiệt độ nóng lên này đã tạo ra các biến đổi trong các vấn đề thời tiết hiện nay Theo... nhất của hiệu ứng nhà kính Nhiệt độ tăng, băng tan chảy, mực nước biển dâng lên trong tương lai gần chỉ là một phần trong vũ điệu của hiệu ứng nhà kính Nó có thể bẻ cong đường ray, thay đổi nhịp sinh học của động vật, làm các hồ biến mất và khiến bạn hắt hơi nhiều hơn Một đoạn đường ray bị biến dạng do lớp băng vĩnh cửu của Trái Đất tan chảy Ảnh: Livescience Con người hắt hơi nhiều hơn Chứng hắt hơi... mũi và ngứa mắt vốn hành hạ bạn vào mùa xuân bỗng xuất hiện thường xuyên hơn trong những năm gần đây? Nếu đúng thế, thủ phạm có thể là hiệu ứng nhà kính Trong suốt vài thập kỷ qua, số người mắc các bệnh dị ứng theo mùa và hen suyễn ngày càng tăng lên Mặc dù những thay đổi trong lối sống và tình trạng ô nhiễm khiến con người trở nên dễ tổn thương hơn trước những tác nhân gây dị ứng trong không khí, ... người ta tin rằng hiệu ứng nhà kính đã tác động tới hai địa cực của Trái Đất Các nghiên cứu chỉ ra rằng các hồ biến mất vì tầng băng vĩnh cửu bên dưới chúng đã tan chảy Khi lớp băng dưới hồ - vốn đã tồn tại từ hàng triệu năm - tan chảy, nước sẽ thấm qua đất, khiến hồ cạn đi Khi các hồ biến mất, các hệ sinh thái phụ thuộc vào chúng cũng biến mất theo Nhiều công trình biến dạng Hiệu ứng nhà kính không chỉ... nhà kính cắt giảm đến mức độ nào để làm giảm bớt các khí CO2 và các khí khác gây hiệu ứng nhà kính Nếu như ngay từ lúc này, nhân loại dừng phát thải khí nhà kính thì nhiệt độ bề mặt Trái đất vẫn tiếp tục nóng lên, nước biển vẫn tiếp tục dâng lên trong vòng 50 năm nữa 12 Nhiệt độ trái đất nóng lên làm cho băng của các dãy Himalaya và Nam cực, Bắc cực và các vùng khác tan chảy Những núi băng này tan chảy... ngọt đổ vào đại dương nhiều hay ít sẽ quyết định bao nhiêu ánh sáng mặt trời được hắt trở lại làm nóng bầu khí quyển Ông Alley thêm: "Nếu tất cả băng trên trái đất tan thì nước biển sẽ dâng lên 60m nữa so với hiện nay" Phát hiện 'hiệu ứng nhà kính ngược' Với hiệu ứng nhà kính, CO2 biến hành tinh chúng ta thành một cái bẫy nhiệt khổng lồ, khiến cho nó nóng lên Tuy nhiên, một phân tích mới đây của nhà khoa