Hiệu ứng nhà kính
Tôn Nữ Mỹ Nhi 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. 1 Tôn Nữ Mỹ Nhi 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 2 Tôn Nữ Mỹ Nhi Hiệu ứng nhà kính 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 CO 2 hấp thu làm cho không khí nóng lên. CO 2 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 -18 0 C, nhưng nhiệt độ trung bình thực tế là 15 0 C, có nghĩa là hiệu ứng nhà kính đã làm cho Trái Đất nóng lên 33 0 C 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 CO 2 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 CO 2 vào khoảng 0,036% đã đủ để tăng nhiệt độ thêm khoảng 30 O C.Nếu không có hiệu ứng nhà kính tự nhiên này , nhiệt độ của chúng ta chỉ vào khoảng -18 0 C. 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 CO 2 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 CO 2 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 3 Tôn Nữ Mỹ Nhi Hiệu ứng nhà kính nồng độ của các khí nhà kính trong vòng 100 năm lại đây ( CO 2 tăng 20%,CH 4 tăng 90% ) đã làm tăng nhiệt độ lên 2 0 C 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 16 0 C 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 CO 2 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 CO 2 và hơi nước Ngoài ra còn có những khí nhà kính nhân tạo khác như CH 4 , N 2 O, 0 3 , CO, CFC S (đặc biệt là CFC-11 và CFC-12). Trong đó sự đóng góp chủ yếu đối với hiệu ứng nhà kính là CO 2 và hơi nước Một số khí nhà kính chủ yếu: a) CO 2 Khoảng 80% năng lượng nhân tạo được sản xuất do quá trình đốt các nhiên liệu chứa Carbon. Chất thải sinh ra là khí CO 2 ,một chất khí có trong thành 4 Tôn Nữ Mỹ Nhi Hiệu ứng nhà kính phần khí quyển với hàm lượng thấp ( 0,035% V ). Khi nhu cầu sử dụng năng lượng nhân tạo tăng thì lượng CO 2 thải ra càng nhiều ,dần dần tích lũy trong khí quyển. Thêm vào đó diện tích rừng giảm mạnh, dẫn đến lượng CO 2 trong khí quyển tăng nhanh. Dần dần hình thành một lớp CO 2 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. b) Hơi nước Đóng góp tới 62% trong tổng nhiệt độ tăng lên của Trái Đất. Nguồn tăng hơi nước chủ yếu do sự ấm lên toàn cầu làm biến đổi sự bốc hơi nước ổn định vốn có trên Trái Đất. c) CFC S Quan trọng nhất là khí CFC-11( CCl 3 F) và CFC-12(CCl 2 F 2 ) là khí có nồng độ lớn nhất trong khí quyển, đóng góp vào hiệu ứng nhà kính rất lớn, CFC-11 là 0,28ppm , CFC-12 là 0,484ppm. Hằng năm các khí CFC tăng 4% ( năm 1992). Các khí này đều trơ về mặt hóa học, không độc , không cháy, không mùi, là tác nhân làm lạnh cho tủ lạnh. Do trơ về mặt hóa học nên nó có thời gian lưu rất dài ( hàng chục thậm chí hàng trăm năm). d) CH 4 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. 5 Tôn Nữ Mỹ Nhi Hiệu ứng nhà kính e) NF 3 Một loại khí được phát hiện là có khả năng gây hiệu ứng nhà kính nghiêm trọng vừa công bố là NF 3 ( 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 CO 2 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 NF 3 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. NF 3 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 CO 2 . NF 3 không chỉ có khả năng hấp thụ khí nóng từ môi trường lâu hơn CO 2 mà còn tồn tại trong khí quyển lâu hơn gấp 5 lần. 6 Tôn Nữ Mỹ Nhi Hiệu ứng nhà kính Trước đây sự phát thải khí NF 3 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 NF 3 cũng cần được kiểm soát giống như CO 2 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 -18 O C. 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 15 O C, 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. 7 Tôn Nữ Mỹ Nhi Hiệu ứng nhà kính 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 2 O C đến 5 O C. Sự tăng nhiệt độ này ảnh hưởng tới đời sống kinh tế xã hội và hệ sinh thái toàn cầu. 8 Tôn Nữ Mỹ Nhi Hiệu ứng nhà kính 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 1 O C 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 0,3 O C/ 10 năm thì sẽ có nguy cơ bị suy thoái và mất dần 9 Tôn Nữ Mỹ Nhi Hiệu ứng nhà kính 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 CO 2 trong nước biển. Lượng CO 2 trong khí quyển tăng làm mất cân bằng CO 2 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 10 [...]... các nhà khoa học giúp giảm sự gia tăng quá mức của hiệu ứng nhà kính một cách hiệu quả Cụ thể : 1) Vật liệu mới giúp giảm hiệu ứng nhà kính: Một nhóm các nhà khoa học của trường đại học Texas ( Mỹ ) đã chế tạo thành công một loại vật liệu nhựa mới giống da thật mang tên TR có khả năng phân 16 Tôn Nữ Mỹ Nhi Hiệu ứng nhà kính tích CO2 từ khí tự nhiên và giúp giảm thiểu khí thải gây hiệu ứng nhà kính. .. 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... Tây Dương 18 Tôn Nữ Mỹ Nhi Hiệu ứng nhà kính 3) Giảm hiệu ứng nhà kính bằng màu trắng: Nếu màu trắng thay thế màu tối trên những mái nhà, vỉa hè, đường xá của 100 thành phố lớn nhất thế giới , lượng khí gây hiệu ứng nhà kính có thể giảm tới 44 tỉ tấn Theo báo cáo chuyên gia tại Trung tâm thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley ( Mỹ) con số này lớn hơn lượng khí gây hiệu ứng nhà kính mà toàn nhân loại thải... mới được đưa vào sử dụng thì nó sẽ giúp giảm đáng kể lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính 2) Một loài sinh vật biển có thể hạn chế khí gây hiệu ứng nhà kính: Sinh vật có tên khoa học Salpa aspera đóng vai trò quan trọng trong việc hạn chế khí CO2 gây hiệu ứng nhà kính Sau 4 chuyến thám hiểm đến Bắc Đại Tây Dương kể từ năm 1975 , các nhà sinh vật học của Viện hải dương Woods Hole và đại học Connecticut... tiểu luận đã nêu rõ những vấn đề cần quan tâm về hiệu ứng nhà kính .Hiệu ứng nhà kính không còn là một khái niệm về lý thuyết mà nó đã trở thành một vấn đề nóng bỏng đối với thế giới từ những ảnh hưởng nghiêm trọng mà nó đã và đang gây ra, không chỉ trong hiện tại mà còn trong tương lai.Nếu không có những biện pháp ngăn chặn hiệu quả thì hiệu ứng nhà kính đối với Trái Đất sẽ ngày càng tăng mạnh Dù đã... toàn thế giới mái nhà chiếm khoảng 25% diện tích của đa số thành phố, còn vỉa hè chiếm khoảng 35% Ngay cả khi lượng khí thải do nền công nghiệp thải ra hiện nay không giảm, việc phủ màu trắng cho mái nhà và vỉa hè có thể làm giảm một lượng khí gây hiệu ứng nhà kính mà nhân loại đã thải ra trong 10 năm 19 Tôn Nữ Mỹ Nhi Hiệu ứng nhà kính Về mặt kinh tế, các nhà khoa học ước tính mái nhà và đường xá màu... 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 luôn ở dưới mức 0OC và sẽ không có sự sống 11 Tôn Nữ Mỹ Nhi Hiệu ứng nhà kính Đến cuối thế kỷ 21, nhiệt độ của Trái Đất có thể sẽ tăng lên từ 1,4- 5,8 OC 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... biến mất vì tầng băng vĩnh cửu bên dưới chúng đã tan 12 Tôn Nữ Mỹ Nhi Hiệu ứng nhà kính 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... Lan đã bị phá hỏng bởi những trận lũ 8) Cháy rừng thường xuyên hơn: Hiệu ứng nhà kính cũng làm tăng số vụ cháy rừng ở khắp nơi trên thế giới, đặc biệt là Mỹ Các nhà khoa học cho rằng sự tăng lên của nhiệt độ và tình trạng tan sớm của tuyết là nguyên nhân chính khiến lửa dễ xuất hiện và lan ra các khu rừng 14 Tôn Nữ Mỹ Nhi Hiệu ứng nhà kính Mùa xuân đến sớm khiến tuyết tan sớm làm cho tình trạng khô hanh... cao: Trong một nghiên cứu hiếm hoi về tác động của hiệu ứng nhà kính đối với các khu vực nhiệt đới, nhà sinh thái học Robert Colwell của đại học Connecticut ( Mỹ) và các cộng sự tới một ngọn núi lửa đã ngừng hoạt động ở Costa Rica để thu thập dữ liệu về 2000 loài thực vật và côn trùng ở khu rừng trên sườn núi Họ nhận 15 Tôn Nữ Mỹ Nhi Hiệu ứng nhà kính thấy một nửa số loài sống ở độ cao từ 600 m trở . gi ng nh CO 2 do nhu c u sử d ng loại khí này đang ng y một t ng lên. III. NH NG TÁC Đ NG CỦA HI U NG NH K NH: Hi u ng nh k nh làm t ng nhiệt. quyển có khả n ng hấp thụ tia s ng dài và sau đó lại nh hấp thụ. Các khí nh k nh gây nên hi u ng nh k nh gồm khí nh k nh tự nhiên và khí nh k nh