Hiệu ứng nhà kính

Hiệu ứng nhà kính

LỜI MỞ ĐẦU

Một trong những vấn đề lớn hiện nay là hiện tượng “hiệu ứng nhà kính”.Hiệu ứng nhà kính đã và đang ảnh hưởng nghiêm trọng trực tiếp đến Trái Đất với những tác động mà nó gây ra.Từ việc thay đổi khí hậu dẫn đến sự thay đổi

rõ rệt về hệ sinh thái, theo đó con người cũng chịu ảnh hưởng Hiệu ứng nhà kính không chỉ tác động đến Trái Đất vào thời điểm hiện tại mà nó còn kéo dài ảnh hưởng nghiêm trọng đến tương lai.Lý do em chọn đề tài “Hiệu ứng nhà kính” chính là với mục đích đem lại cái nhìn cụ thể hơn về vấn đề đang được quan tâm này.Nội dung đề tài sẽ trình bày rõ khái niệm Hiệu ứng nhà kính , nguyên nhân và ảnh hưởng của nó tới Trái Đất như thế nào, đi cùng đó là những biện pháp để hạn chế sự gia tăng Hiệu ứng nhà kính

I KHÁI NIỆM HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH:

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, Jean 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 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 thụ nóng lên lại bức xạ sóng dài vào khí quyển để CO2 hấp thu làm cho không khí nóng lên 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 -180C, nhưng nhiệt độ trung bình thực tế là 150C, có nghĩa là hiệu ứng nhà kính đã làm cho Trái Đất nóng lên 330C

Người ta phân biệt Hiệu ứng nhà kính thành 2 khái niệm cụ thể:

a) Hiệu ứng nhà kính khí quyển:

Các tia bức xạ sóng ngắn của Mặt Trời xuyên qua bầu khí quyển đến mặt đất và được phản xạ trở lại thành các bức xạ nhiệt sóng dài.Một số phân tử trong bầu khí quyển , trước hết là CO2 và hơi nước có thể hấp thụ những bức xạ nhiệt này và thông qua đó giữ hơi ấm lại trong bầu khí quyển Hàm lượng ngày nay của khí CO2 vào khoảng 0,036% đã đủ để tăng nhiệt độ thêm khoảng 30OC.Nếu không

có hiệu ứng nhà kính tự nhiên này , nhiệt độ của chúng ta chỉ vào khoảng -180C

Ở thời kỳ đầu tiên của lịch sử Trái Đất , các điều kiện tạo ra cuộc sống chỉ

có thể xuất hiện vì thành phần của CO2 trong bầu khí quyển nguyên thủy cao hơn, cân bằng lại lượng bức xạ của Mặt trời lúc đó yếu hơn đến khoảng 25%

Cường độ của các tia bức xạ tăng lên với thời gian Trong khi đó đã có đủ cây cỏ trên Trái Đất , thông qua sự quang hợp,lấy đi một phần khí CO2 trong không khí tạo nên các điều kiện khí hậu tương đối ổn định

b) Hiệu ứng nhà kính nhân loại:

Từ khoảng 100 năm nay , con người tác động mạnh vào sự cân bằng nhạy cảm này giữa hiệu ứng nhà kính tự nhiên và tia bức xạ của Mặt trời Sự thay đổi

nồng độ của các khí nhà kính trong vòng 100 năm lại đây ( CO2 tăng 20%,CH4 tăng 90% ) đã làm tăng nhiệt độ lên 20C

II NGUYÊN NHÂN GÂY NÊN 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 160C là sóng dài có năng lượng thấp, khó xuyên qua lớp khí quyển và bị hấp thu lại bởi một số thành phần có trong khí quyển như CO2 và hơi nước.Lượng nhiệt này bị giữ lại và làm nhiệt độ bên trong ( nhà kính ) tăng lên.Các thành phần có trong khí quyển có ảnh hưởng tới sự phản xạ nhiệt từ Trái

Đất vào vũ trụ và làm nóng lớp không khí ở gần bề mặt Trái Đất được gọi là các khí nhà kính Đó là các thành phần dạng khí trong khí quyển có khả năng hấp thụ

tia sóng dài và sau đó lại nhả hấp thụ Các khí nhà kính gây nên hiệu ứng nhà kính gồm khí nhà kính tự nhiên và khí nhà kính nhân tạo

Các khí nhà kính tự nhiên quan trọng nhất là CO2 và hơi nước

Ngoài ra còn có những khí nhà kính nhân tạo khác như CH4, N2O, 03, CO, CFCS (đặc biệt là CFC-11 và CFC-12)

Trong đó sự đóng góp chủ yếu đối với hiệu ứng nhà kính là CO2 và hơi nước

Một số khí nhà kính chủ yếu:

a) CO2

Khoảng 80% năng lượng nhân tạo được sản xuất do quá trình đốt các nhiên liệu chứa Carbon Chất thải sinh ra là khí CO2 ,một chất khí có trong thành

phần khí quyển với hàm lượng thấp ( 0,035% V ) Khi nhu cầu sử dụng năng lượng nhân tạo tăng thì lượng CO2 thải ra càng nhiều ,dần dần tích lũy trong khí quyển.

Thêm vào đó diện tích rừng giảm mạnh, dẫn đến lượng CO2 trong khí quyển tăng nhanh Dần dần hình thành một lớp CO2 tương đối dày bao bọc xung quanh khí quyển Trái Đất ở tầng đối lưu Tia phản xạ nhiệt từ Trái Đất sẽ bị CO2

và hơi nước hấp thụ và tỏa nhiệt,lượng nhiệt này bị giữ lại phía gần bề mặt Trái Đất và làm nhiệt độ bề mặt Trái Đất tăng lên CO2 đóng góp trong hiệu ứng nhà kính tới 50% so với các khí khác Các nguồn tăng CO2 chủ yếu là do việc đốt các nhiên liệu hóa thạch và nạn phá rừng trên toàn cầu do hoạt động nhân tạo

d) CH4

Là khí không màu ,ít hoạt động hóa học nên có thời gian lưu trong tầng đối lưu lớn ( khoảng 20 năm ) nên phân bố khắp trong vùng này Hằng năm tăng khoảng 2% có nồng độ trung bình 0,3 ppm

e) NF3

Một loại khí được phát hiện là có khả năng gây hiệu ứng nhà kính nghiêm

trọng vừa công bố là NF3 ( Nitrogen trifluoride ) là một loại khí thải gây hiệu ứng

nhà kính có khả năng làm khí quyển Trái Đất nóng gấp hàng nghìn lần so với khí CO2 tồn tại trong khí quyển, thực tế nhiều gấp 4 lần so với những dự đoán trước đây Theo các nhà nghiên cứu thuộc viện hải dương học Scripps,Mỹ , sau khi áp dụng hệ thống phân tích mới, lượng khí NF3 trong khí quyển được phát hiện năm

2006 đã lên đến 4200 tấn, nhiều hơn so với ước tính 1200 tấn trước đây Nghiên cứu cũng dự đoán lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính này trong khí quyển năm

2008 sẽ là 5400 tấn, tăng trung bình 11% mỗi năm

NF3 là loại khí không màu, không mùi, không bị đốt cháy và có khả năng làm bầu khí quyển Trái Đất nóng hơn 17000 lần so với cùng một số lượng khí CO2 NF3 không chỉ có khả năng hấp thụ khí nóng từ môi trường lâu hơn CO2 mà còn tồn tại trong khí quyển lâu hơn gấp 5 lần

Trước đây sự phát thải khí NF3 thường được sử dụng trong quá trình sản xuất tivi màn hình phẳng tinh thể lỏng và các vi mạch điện tử , là quá nhỏ để được coi là một yếu tố gây ra hiện tượng Trái Đất nóng lên Tuy nhiên các nhà khoa học khẳng định hiện nay khí NF3 cũng cần được kiểm soát giống như CO2 do nhu cầu

sử dụng loại khí này đang ngày một tăng lên

III NHỮNG TÁC ĐỘNG CỦA HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH:

Hiệu ứng nhà kính làm tăng nhiệt độ hành tinh và làm giảm sự chênh lệch

về nhiệt độ giữa ban ngày và ban đêm Nếu không có hiện tượng hấp thụ năng lượng của các khí nhà kính có trong thành phần khí quyển thì Trái Đất sẽ có nhiệt

độ trung bình cỡ -18OC Chính năng lượng của các bức xạ bị khí nhà kính hấp thụ

có tác dụng làm nóng Trái Đất và làm cho nhiệt độ trung bình của Trái Đất vào khoảng 15OC, đủ ấm cho các loài sinh vật có thể sinh sống và cư trú trên đó

Hiệu ứng nhà kính là một hiện tượng tự nhiên và nếu không có sự tác động ngoại lai thì sẽ luôn tồn tại ở trạng thái cân bằng và rất cần cho sự sinh tồn của các loài trên Trái Đất Đối với Trái Đất , hiệu ứng nhà kính của khí quyển rất có ý nghĩa vì nó duy trì nhiệt độ thích hợp cho sự sống và cân bằng sinh thái, bảo đảm hoạt động cho các vòng tuần hoàn trong tự nhiên

Tuy nhiên , trong hơn một thế kỷ qua , các hoạt động nhân tạo đã thải ra một lượng rất lớn các khí ô nhiễm, làm thay đổi thành phần khí quyển, tăng hàm lượng các khí nhà kính, dẫn tới sự gia tăng quá mức hiệu kính nhà kính tự nhiên vốn đã được duy trì cân bằng trong suốt hàng triệu năm Cân bằng nhiệt giữa năng lượng Mặt trời đến Trái Đất không thay đổi và năng lượng phản xạ từ Trái Đất bị chuyển dịch dẫn tới sự tăng nhiệt độ Trái Đất trên quy mô toàn cầu, kéo theo hàng loạt những biến đổi khác

Các ảnh hưởng của hiệu ứng nhà kính rất phức tạp và tác động tương hỗ lẫn nhau gây thay đổi đối với môi trường sinh thái tự nhiên và xã hội Nhiều nghiên cứu cho rằng, những thay đổi ngày nay là kết quả của sự tăng hàm lượng khí nhà kính từ 30 năm trước, cho nên hậu quả của sự tăng khí nhà kính hiện tại có thể sẽ tới trong tương lai Có thể thấy một số ảnh hưởng rõ nét như sau:

1) Nhiệt độ toàn cầu tăng :

Hiện tượng toàn cầu ấm lên, nhiệt độ trung bình đến năm 2050 sẽ cao nhất trong vòng 150000 năm gần đây, là hậu quả trực tiếp của sự tăng hiệu ứng nhà kính do hoạt động nhân tạo, làm mất cân bằng nhiệt của Trái Đất và vũ trụ Những

dự báo cho thấy , nếu hàm lượng các khí nhà kính cứ tiếp tục tăng với tốc độ như hiện nay thì trong vòng 100 năm tới, nhiệt độ khí quyển sẽ tăng từ 2OC đến 5OC

Sự tăng nhiệt độ này ảnh hưởng tới đời sống kinh tế xã hội và hệ sinh thái toàn cầu

Sự tăng nhiệt độ bề mặt Trái Đất sẽ làm mức nước biển dâng cao không chỉ do sự tăng thể tích nước do nhiệt mà còn làm tan lớp băng ở hai cực Nạn lũ lụt, úng đe dọa, nhiều vùng đất thấp ven biển ,đảo nhỏ và một số quốc gia sẽ chìm dưới mặt biển, nhiều đất đai màu mỡ sẽ bị ngập nước, đất và nước sẽ bị mặn hóa

Sự tăng nhiệt độ sẽ dẫn tới những thay đổi trong tuần hoàn gió, tăng tốc độ bốc hơi nước , ảnh hưởng tới lượng mưa toàn cầu Tuy nhiên tần suất và mức độ của sự thay đổi sẽ rất khác nhau giữa các khu vực, dẫn tới các tác động lên hệ thực vật và làm khô đất , giảm chất lượng đất do sự bốc hơi nước tăng, lượng Carbon được giải phóng vào khí quyển càng nhiều, ảnh hưởng tới năng suất cây trồng Sự tăng nhiệt độ khí quyển, tăng lượng nước bốc hơi và thay đổi lượng mưa sẽ dẫn tới

sự dịch chuyển các vùng cực của thảm thực vật trên thế giới, làm dịch chuyển các vùng canh tác nông nghiệp

Thực tế mức tăng nhiệt độ là 1OC sẽ có thể gây ra sự dịch chuyển khoảng

200 km Khi hệ sinh thái không có khả năng thích nghi với sự tăng nhiệt độ cỡ 0,3OC/ 10 năm thì sẽ có nguy cơ bị suy thoái và mất dần

Nhiệt độ bề mặt Trái Đất tăng làm tăng quá trình chuyển hóa sinh học, gây nên sự mất cân bằng về lượng và chất trong cơ thể sống, tăng thêm bệnh tật cho con người Đồng thời cũng làm tăng tốc độ của nhiều phản ứng hóa học, làm thay đổi cân bằng tự nhiên, giảm tuổi thọ công trình xây dựng.

Nhiệt độ bề mặt Trái Đất tăng làm giảm khả năng hòa tan CO2 trong nước biển Lượng CO2 trong khí quyển tăng làm mất cân bằng CO2 giữa khí quyển và đại dương, tăng hiệu ứng nhà kính

2) Đưa Trái Đất về kỷ Jura :

Nếu cứ để nhiệt độ ấm dần lên do hiệu ứng nhà kính, Trái Đất có thể quay trở lại kỷ Jura cách đây 150 triệu năm Điều đó có nghĩa là: mọi loài sinh vật bị tiêu diệt

Mới đây , tại một hội thảo khoa học quốc tế tổ chức tại Nam Kinh, Trung Quốc, hơn 80 nhà khoa học trên thế giới cảnh báo, Trái Đất có thể quay trở lại thời kỳ

kỷ Jura cách đây 150 triệu năm

Các đại dương đang ấm lên sẽ làm mực nước biển dâng cao

Đây là thời kỳ mà nhiệt độ Trái Đất cùng mực nước biển đều tăng cao và hủy diệt mọi loài sinh vật.Các phát hiện khảo cổ cho thấy, phân tầng địa tầng của kỷ Jura rất rõ ràng, bên trên là địa tầng màu đỏ, bên dưới cũng là địa tầng màu đỏ, còn ở giữa là các mỏ than với trữ lượng lớn, điều đó cho biết hiệu ứng nhà kính đã phát sinh

ở thời kỳ kỷ Jura Nhiệt độ lúc bấy giờ chắc chắn đã tăng rất cao nên đất bùn đều chuyển thành màu đỏ , mà ở địa tầng màu đỏ đó không hề phát hiện thấy dấu vết của hoá thạch sinh vật, chứng tỏ rằng mọi sinh vật đều đã bị diệt sạch

Những bằng chứng gần đây hơn cho thấy, nồng độ CO2 trong khí quyển của

400 nghìn năm trước khoảng 180-280 ppm ( số lượng phân tử CO2 / 1 triệu phân tử không khí ) nhưng từ sau khi cách mạng công nghiệp ra đời, nồng độ này không ngừng tăng lên, đến năm 2004 con số này đã lên tới 379ppm Đây là điều kiện phát sinh hiệu ứng nhà kính nghiêm trọng ở kỷ Jura Các nhà khoa học dự đoán, nếu cứ để nồng độ CO2 tiếp tục tăng lên thì sau 100 năm nữa hoặc trong thời gian ngắn hơn, rất

có thể hiệu ứng nhà kính có mức độ giống như thời kỳ kỷ Jura sẽ tái xuất hiện Lúc

đó băng ở hai cực của Trái Đất sẽ tan ra, đất liền sẽ bị thu hẹp, nhiệt độ tăng cao và một lượng lớn sinh vật sẽ bị hủy diệt

Sao Kim chính là bài học về hiệu ứng nhà kính cho Trái Đất Nhiệt độ bề mặt của sao Kim lên tới gần 5000OC và không cho phép sự tồn tại của bất kỳ loài sinh vật nào Không chỉ khô và nóng, trên 90% thành phần khí quyển của sao Kim là CO2 ,áp suất khí quyển cũng cao gấp 90 lần so với Trái Đất Ngoài ra sao Kim còn bị che phủ bởi một lớp mây axit sulfuric dày.Nguyên nhân gây nóng ở sao Kim chính là

do hiệu ứng nhà kính Với sao Kim, một số nhà khoa học dự đoán, ở đây đã từng có môi trường ấm áp, nhưng sự xuất hiện hiệu ứng nhà kính không thể kiểm soát đã làm cho toàn bộ nước trên bề mặt sao Kim bị bay hơi ( nước bay hơi cũng làm tăng hiệu ứng nhà kính) nên cuối cùng sao Kim bị biến thành “ lò nướng “ như ngày nay

Mặc dù hiệu ứng nhà kính đã trở thành một trong những mối lo đối với nhiệt

độ Trái Đất nhưng nếu hoàn toàn không có hiệu ứng nhà kính thì nhiệt độ Trái Đất sẽ

Đến cuối thế kỷ 21, nhiệt độ của Trái Đất có thể sẽ tăng lên từ 1,4- 5,8OC do hiệu ứng nhà kính, cũng có nghĩa là sẽ có thêm những mối đe dọa từ thiên tai Con người sẽ phải đối mặt với những hiểm họa do chính mình gây nên nếu không được khống chế kịp thời.

3) Làm biến dạng công trình:

Tình trạng Trái Đất nóng lên không chỉ khiến lớp băng ở địa cực bị tan chảy,

mà ngay cả lớp băng vĩnh cửu bên dưới bề mặt Trái Đất cũng bị ảnh hưởng, khiến hiện tượng co rút của lớp vỏ Trái Đất xảy ra thường xuyên hơn, tạo ra nhiều vết nứt, làm biến dạng nhiều công trình cơ sở hạ tầng như đường sắt, đường cao tốc và nhà cửa, đồng thời gây lở đá và sạt đất ở trên đồi,núi

Một đoạn đường ray bị biến dạng do lớp băng vĩnh cửu của Trái Đất tan chảy

4) Sự biến mất của các hồ:

125 hồ ở Bắc cực đã biến mất trong vài thập kỷ qua Điều này càng khiến người ta tin rằng hiệu ứng nhà kính đã tác động tới 2 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.

5) Ảnh hưởng sức khỏe con người :

- Hiệu ứng nhà kính làm chứng hắt hơi sổ mũi và ngứa mắt vốn hành hạ bạn vào mùa xuân xuất hiện thường xuyên hơn trong những năm gần đây 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, song một số nghiên cứu đã khẳng định một nguyên nhân khác nữa, lượng CO2 trong khí quyển và nhiệt độ cao là nhân tố quan trọng khiến thực vật nở hoa sớm và tạo ra nhiều phấn hơn Phấn hoa là một trong những tác nhân gây dị ứng hàng đầu

- Số người chết vì nóng có thể tăng do nhiệt độ cao trong những chu kỳ dài hơn trước Sự thay đổi lượng mưa và nhiệt độ có thể đẩy mạnh các bệnh truyền nhiễm

- Nhiệt độ tăng lên làm tăng các quá trình chuyển hóa sinh học cũng như hóa học