Biến đổi khí hậu và năng lượng

N G U Y ỄN THỌ NHÂN ' - iĩ NHÀ XUẤT BẢN ■ mi THỨC^ t ì BIEN DỔI KHÍ HẬ٧ رة١ NĂNG LƯỢNG NGUYỄN THỌ NHÂN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ NĂNG LƯỢNG (Tái bản lần thứ nhất) NHÀ XUẤT BẢN TRI THỨC MỤC Lự c L(Vi ịịiứi thiệu Lời nói đầu Chương 1 BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU- C Á C MÔ HÌNH KHÍ HẬU NĂNG LƯỢNG VÀ CÁC c u ộ c CÁCH MẠNG TRONG TIẾN HÓA CỦA NHÂN LOẠI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH Biến đổi khí hậu Hiệu ứng nhà kính CÁC MÔ HÌNH KHÍ HẬU Lịch sử phát triển của các mô hình khí hậu Kết quả định tính của một sô" mô hình giản đơn Các mô hình khí hậu hiện tại Các thí nghiệm mô hình hóa trong trường hỢp nồng độ CO2 tăng gâp đôi Các thí nghiệm chạy mô hình khí hậu không ổn định BÁO CÁO ĐÁNH GIÁ LẦN THỨ TƯ CỦA IPCC (AR4) Những thay đổi trong các lác nhân thiên nhiên và nhân tạo gây biến đổi khí hậu Những quan sát về hiện tượng biến đổi khí hậu Các dự báo cho tương lai 24 26 26 26 33 33 35 41 46 51 53 53 54 55 Chương 2 HIỆN TƯỢNG NHÀ KÍNH, CÁC TÁC NHÂN GÂY HIỆN TƯỢNG NHÀ KÍNH HIỆN TƯỢNG NHÀ KÍNH 57 CÁC CH Ấ T KHÍ THẢI G Â Y HIỆN TƯỢNG NHÀ KÍNH 60 Đioxit cacbonic CO2 62 Đioxit cacbon và chu trình cacbon tổng quát 69 BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ NĂNG LƯỢNG Mêtan CH4 71 Oxit nitrơ (N2O) và các hỢp chât nitơ (oxit nitơ NOx, amoniac N1 h) 75 Các hydrocacbon không phải mêtan (NMHC) 76 Monoxit cacbon (CO) và hydro phân tử (H2) 77 Hydroxyl OH 79 Hơi nước H2O 80 Ozon O3 8 I Các h،ạt bụi và son khí 85 Chương 3 BIỂU HIỆN CỦA BIẾN Đ ổ l KHÍ HẬU HIỆN TƯỢNG TRÁI ĐẤT Ấm DẦN l ê n CÁCH B IỂU THỊ Sự BIẾN Đ ổ l KHÍ HẬU K ẾT LUẬN CỦA C Á C BÁO CÁO IPCC BIỂU HIỆN CỦ A HIỆN TƯỢNG BIẾN ĐỔI k h í h ậ u Hiện tượng trái đất ấm dần lên Khí hậu đại dương Những thay đổi trong băng quyển Những thay đổi về lượng mưa HẬU QUẢ CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Ảnh hưởng của nóng và lạnh trên sức khỏe con người Ảnh hưỏTig trên hệ sinh thái và sự đa dạng sinh học Ảnh hưởng trên nền kinh tê thê giới BIỆN PHÁP ĐỐI PHÓ VỚI HIỆN TƯỢNG BIẾN Đ ổl KHÍ HẬƯ Biện pháp ứng phó với các biến đổi khí hậu Các biện pháp giảm thiểu tác nhân gây biến đổi khí hậu 89 93 97 98 98 99 99 101 104 105 106 107 108 109 I 12 Chương 4 KỸ THUẬT ĐỊA CẦU THU GOM VÀ CẤT GIỮ CACBON Nguồn CO2 Các kỹ thuật thu gom Vận chuyển CO2 đã thu gom Cất giữ CO 2 TRỒNG RỪNG Đ Ể GIỮ CO2 - CO2GIỮ TRONG SINH Q U YỂN 118 119 121 122 122 124 Mục lục CÁC TÁC ĐỘNG KỸ THUẬT ĐỊA CẦU LÊN KHÍ HẬU Thay đổi tỷ suất phản xạ bằng các son khí trong tầng đô1 lưu Thay đổi các yếu tô" cưỡng bức khí hậu từ bên ngoài I26 ỉ 26 27 Chương 5 BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ NGUỒN TÀI NGUYÊN NƯỚC TÁC HẠI TRƯỚC MẮT CỦA BIẾN ĐỔI k h í h ậ u LÈN CÁC NG U ÔN NƯỚC NGỌT 132 Nước bề mặt 132 Nước ngầm 132 Lũ lụt và hạn hán 132 Ch،â"t lượng nước 133 Hiện tưỢng xói mòn và bồi lâ"p 133 NGUỒN NƯỚC VÀ CÔNG c u ộ c PHÁT TRIỂN CỦA CÁC Q UỐC GIA 134 BIỆN PHÁP ỨNG PHÓ 136 CÁC N GUỒN NƯỚC NGỌT ở VIỆT NAM TRƯỚC BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 140 Chương 6 BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ CÁC VỪNG VEN BIỂN HỆ THỐNG VỪNG VEN BIỂN Tự NHIÊN NHỮNG TÁC ĐỘNG CỬA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU TRÊN VÙNG VEN BIỂN Tác động trong qUíá khứ Dự báo cho tương lai HIỆN TƯỢNG Mực NƯỚC BIỂN d â n g c a o Những biến động trong mực nước biển trung bình Các thay đổi mực nước biển trong quá khứ Các thay đổi mực nước biển trong tương lai TẤC HẠI CỦA HIỆN TƯỢNG Mực NƯỚC BIỂN Thảm họa ngập đâ"t Các vùng đâ"t ngập nước, ngập mặn Hiện tưỢng xói mòn bờ biển 144 145 145 146 148 148 149 152 154 154 158 158 BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VA NĂNG LƯỢNG Hiện tưỢng xâm nhập của nước biển Hiện tượn؟ bão lụt CÁC BIỆN PHÁP ỨNG PHÓ TRƯỚC HIỆN TƯỢNG Mực NƯỚC BIỂN DÂNG Sự lựa chọn các giải pháp ứng phó Sự cần thiết phải có một chính sách ứng phó Các công cụ giúp đánh giá và lựa chọn biện pháp Những rào cản và hạn chê của ứng phó Những đóng góp của ngành nghiên cứu khoa học VIÊT NAM VÀ HIÊN TƯƠNG NƯỚC BIỂN d â n g 159 159 160 163 164 167 169 171 Chương 7 BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ CÁC HỆ THốNG NÔNG NGHIỆP VÀ SINH VẬT NHỮNG Y ẾƯ TỐ CỦA KHÍ HẬU CÓ ẢNH HƯỞNG ĐẾN NÔNG NGHIỆP Đioxit cacbonic CƠ2 Nhiệt độ trái đâ١ Nước Các khí khác ngoài CƠ2 và H2O NHỮNG CHÍNH SÁCH VÀ BIỆN PHÁP ỨNG PHÓ TRONG NÔNG NGHIỆP TRƯỚC CÁC BIẾN ĐỔI k h í h ậ u CÁC ĐÓNG GÓP CỦA NGHIÊN c ứ u KHOA HỌC BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU, NÔNG NGHIỆP THE GIÓI VÀ V IỆ T NAM 180 180 182 185 186 186 190 193 Chương 8 NĂNG LƯỢNG VÀ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG CUNG CẤP NÂNG LƯỢNG 200 Mức tiêu thụ và nhu cầu năng lượng 200 Tiềm năng cung cấp năng lượng sơ cấp 204 Cacbon chứa trong các nhiên liệu hóa thạch 207 Sự cạn dần của các nhiên liệu hóa thạch 209 Nền văn minh nhân loại không thể thiếu nàng lượng 213 HIỆU SU ẤT SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG VÀ CƯỜNG ĐỒ NĂNG LƯƠNG 215 حاﻼﺣ٧^ NANG lưc:íng v A cAg v An đh nA !!ội nAng lưc.íng v A cAg v An đh k !njĩ t ể NANG LƯC.ÍNG và mô! '1'RIÍỞNG cAg v An dề an NINII nAng IƯGNG 222 224 228 220 Chư</nị9 ؛ CÁC NHIÊN LIỆU HÓA THẠCH THAN ĐÁ Trữ lượng và tiêu thụ Các kỹ thuật mới Than đá và các vấn đề môi trườna DẦU Mỏ Dự trữ và tiêu thụ Các kỹ thuật mới KHÍ ĐỐT Dự trữ và tiêu thụ Các kỹ thuật mới 234 234 236 239 242 242 248 249 249 231 Chương 10 NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN NGUỒN Dự TRỮ URANI NHỮNG MẶT MẠNH VÀ MẶT Y ẾU CỦA NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN AN TOÀN CỦA CÁC NMĐHN Sự cô Three Mile Island Sự cô Chernobyl CÁC LÒ PHẢN ỨNG CÔNG SUẤT TƯƠNG LA I CHU TRÌNH NHIÊN LIỆU VÀ CHAT THẢI PHÓNG XẠ CHỐNG PHỔ BIẾN VŨ KHÍ HẠT NHÂN VÀ CHỐNG L Ấ Y CẮ P CÁC VẬT LIỆU HẠT NHÂN KINH T Ế NẢNG LƯƠNG HAT NHÂN 236 257 259 239 26.1 265 268 270 271 10 BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ NĂNG LƯỢNG Chương 11 GIẢM NHU CẦU NĂNG LƯỢNG, GIẢM KHÍ THẢI QUA TIẾT k iệ m n ă n g LƯỢNG T IẾT KIỆM TRONG CÔNG NGHIỆP NĂNG LƯỢNG 276 Khai thác nhiên liệu 277 Chế biến năng lượng 278 Tiết kiệm năng lượng hữu ích cuôì cùng Tăng hiệu suất sử dụng năng lượng cuôì cùng 281 T IẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TRONG TƯỔNG LAI 288 NHỮNG RÀO CẢN TRƯỚC CÁC BIỆN PHÁP T IẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG 290 Chưưng12 NĂNG LƯỢNG T Á I TẠO CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG MỚI VÀ NÀNG LƯỢNG TÁI TẠO 293 Năng lượng sinh khôi cổ điển 295 Năng lượng sinh khô1 hiện đại 296 Năng lượng gió 301 Năng Iượng mặt trời 304 Thủy điện 3I1 Năng lượng địa nhiệt 312 Năng lượng biển 3I4 TƯƠNG LAI CỦA NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO 3 16 Bảng chỉ mục LỜI GIỚI THIỆU ٠٠ lui’ một khỏ1 đá khnrn: lồ xiuíl lìiộn Ironii vũ Irụ li.ước đây 4,6 lỷ nãm, nhò’ đưỢc lắm ánh nắim mặl Inìi cùng một clìíít án huộ của Tạo hoấ, Trái dât từ một nữ đồnií trinli khỏ kliỏc đã dần lliay da dổi thịt, hoá thân thành một nlìan sác tiiyẹt trần \'à ciiỏi cìinii là NiZưò’i Mẹ của niLion loài. NhiTnii te bào sỏnii ciicaryotic dà XLiât hiện tren Trấi dât cách dây chừng 2 tỷ nãm. Hàng tỷ nãm sau, nưdc và 6xy nứt ra từ những kẽ dá ly ty ngà>’ một nhiều, lâp dầy khí LỊuycn và dại dư(íng, cây au rồi deH các loài dộng vạt lần lượt xiuìt hiẹn. Tron٤z cấi thế giới hồnii hoami d(), những chú vưỢn lom khom bỗng viAin vai thành nhữni: homo sapicns nhạn lây sứ mạng cai quán muỏn loài, cách dcìy một trãm nghìn nãm. Tổ tiCm loài ngưdi còn phái lang thang sãn hán hái lượm triền micn, chỉ mới lO nghìn năm trưdc day mới biêt dịnh cư, phấ rừng trồng trọt, thuẩn dưỡng cầm thú, dỏi gồ kíy than ròn diìc khí cụ, chẳng những dể nuưi sinh Iiìà còn chinh phục cả dồng loại. Thế là con ngưdi bắt dầu xam phạm dẽn kho háu hẹ sinh thái dưỢc Tạo hỏa dày cong gây dựng trong hàng tỷ nãm trời. Vào the kỷ thứ 4 trưdc công nguyên, thế giới mới chỉ cỏ 200 triệu cư dan. Chưa dủ trí khỏn dể chỏng chọi với các thám họa thiên nhiên, dỏi khái và dịch bệnh, S(Y ngưdi chỏt xấp xỉ sỏ" mới sinh, nen dán sỏ" tăng ră"t chậm. Phai mât hai thiên niên kỷ mới lên dên 500 triệu vào năm I650. Cố thể n()i cho de"n liìc này moi trưdng sinh thai vẫn chưa hề hấn gì khi loài ngưdi còn thưa thớt mong manh, lại chỉ mới biết dùng sức gi(3, sức nước đơn sơ thay cho lao động cơ bắp của mình. Từ khi cuộc cách mạng cỏng nghiệp lan từ nước Anh sang châu Âu và Bắc Mỹ vào thế kỷ 18, dăn sỏ" thế giới bắt dầu tãng vẹ)t. Chỉ trong vòng I80 năm dà tãng gâp dỏi, lên I tỷ vào nãm 1830. Nắm đưực tri thức khoa học, loài ngưdi bước dầu làm chỉi íhien nhiên. Cuộc sông no đủ vãn minh hơn và tuổi thọ ngày một dài hơn. Chỉ sau một thê" kỷ, vào năm 1930, dân . Á C MÔ HÌNH KHÍ HẬU NĂNG LƯỢNG VÀ CÁC c u ộ c CÁCH MẠNG TRONG TIẾN HÓA CỦA NHÂN LOẠI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH Biến đổi khí hậu Hiệu ứng nhà kính CÁC MÔ HÌNH KHÍ HẬU Lịch sử. ì BIEN DỔI KHÍ HẬ٧ رة١ NĂNG LƯỢNG NGUYỄN THỌ NHÂN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ NĂNG LƯỢNG (Tái bản lần thứ nhất) NHÀ XUẤT BẢN TRI THỨC MỤC Lự c L(Vi ịịiứi thiệu Lời nói đầu Chương 1 BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU- C. GUỒN NƯỚC NGỌT ở VIỆT NAM TRƯỚC BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 140 Chương 6 BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ CÁC VỪNG VEN BIỂN HỆ THỐNG VỪNG VEN BIỂN Tự NHIÊN NHỮNG TÁC ĐỘNG CỬA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU TRÊN VÙNG VEN BIỂN Tác