Nhiệt độ 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 năng lượng của các tia sóng ngắn, dễ dàng xuyên qua các cửa sổ khí quyển của Trái Đất.
Bức xạ từ bề mặt Trái Đất: là sóng dài có năng lượng thấp, dễ bị khí quyển giữ lại làm nhiệt độ của khí quyển bao quanh Trái Đất tăng lên và do đó tăng nhiệt độ bề mặt Trái Đất. Các tác nhân gây sự hấp thụ bức xạ sóng dài của khí quyển là: CO2, bụi, hơi nước, CH4, CFC, N2O. Hiện tượng khí quyển hấp thụ các phản xạ sóng dài từ Trái Đất có cơ chế tương tự như nhà kính trồng cây xanh. Do vậy, gọi đó là “hiệu ứng nhà kính”.
Nếu Trái Đất không có lớp khí quyển bao quanh (không có các tác nhân hấp thụ bức xạ sóng dài) thì sự cân bằng nhiệt đó sẽ tạo cho Trái Đất nhiệt độ trung bình khoảng -180C.
Vì có lớp khí quyển bao quanh hấp thụ các bức xạ sóng dài nên nhiệt độ trung bình của Trái Đất hiện nay vào khoảng 150C, gọi là hiện tượng “hiệu ứng nhà kính tự nhiên”. Đối với Trái Đất, hiện tượng này có ý nghĩa quan trọng là duy trì nhiệt độ thích hợp cho sự sống và cân bằng sinh thái.
---
Các thành phần có trong khí quyển có ảnh hưởng tới sự phản xạ nhiệt từ Trái Đất vào vũ trụ được gọi là các khí nhà kính, là các khí có khả năng hấp thụ các tia sóng dài. Các khí nhà kính tự nhiên quan trọng nhất là CO2 và hơi nước. 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.
Tuy nhiên, khi nồng độ của các khí nhà kính tăng do các hoạt động tự nhiên và nhân tạo thì sự cân bằng nhiệt lượng giữa năng lượng từ mặt trời (năng lượng này không thay đổi) và năng lượng phản xạ từ Trái Đất (có xu hướng tăng) sẽ làm tăng nhiệt độ Trái Đất trên quy mô toàn cầu kéo theo hàng loạt những biến đổi khác.
Các ảnhhưởng của hiệu ứng nhà kính rất phức tạp và tác động tương hỗ lẫn nhau gây thay đổi đối với môi trường sinh thái.
Hiện tượng toàn cầu ấm lên là hậu quả trực tiếp của việc tăng nồng độ các khí nhà kính trong khí quyển. Mực nước biển dâng cao chủ yếu do băng trên các đỉnh núi cao và ở hai cực Trái Đất tan chảy.
Hình 2.7. Hiệu ứng nhà kính
Sự gia tăng tiêu thụ nhiên liệu hoá 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 kháctrong khí quyển trái đất làm nhiệt độ trái đất tăng lên. 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 3oC.
Các số liệu nghiên cứu cho thấy nhiệt độ trái đất đã tăng 0,5oC trong khoảng thời gian từ 1885 đến 1940 do thay đổi của nồng độ CO2 trong khí quyển từ 0,027% đến 0,035%. Nếu không có biện pháp khắc phục hiệu ứng nhà kính, nhiệt độ trái đất sẽ tăng lên 1,5 - 4,5oC vào năm 2050.
---
Mức độ gây hiệu ứng nhà kính được sắp xếp theo thứ tự sau:
CO2 CFC CH4 O3 NO2
50% 20% 16% 8% 6%
Tác động tiêu cực của hiệu ứng nhà kính:
- Nhiệt độ tăng cao làm tan băng ở hai địa cực dẫn tới mực nước biển dâng cao sẽ làm nhiều vùng sản xuất lương thực, các khu dân cư, các vùng đồng bằng, đảo lớn bị nhấn chìm dưới nước;
- Nhiều hệ sinh thái bị mất cân bằng, làm cho tài nguyên mất đi khả năng tự điều chỉnh vốn có của nó;
- Khí hậu Trái Đất sẽ biến đổi sâu sắc, toàn bộ điều kiện sinh sống của các quốc gia sẽ bị xáo động: hoạt động sản xuất nông nghiệp, lâm nghiệp, thuỷ hải sản bị ảnh hưởng nghiêm trọng;
- Nhiều loại bệnh tật mới xuất hiện.
Những dự báo gần đây nhất tại cuộc hội thảo Châu Âu của các nhà nghiên cứu cho rằng, nhiệt độ Trái Đất sẽ tăng lên 1,5 4,5oC vào năm 2050, nếu không có biện pháp khắc phục “hiệu ứng nhà kính”. Trong số các khí gây “hiệu ứng nhà kính”, trước hết là khí CO2, sau đó đến CFC và CH4. Nếu xét theo mức độ tác động do hoạt động của con người đối với sự nóng lên của Trái Đất, thì việc sử dụng năng lượng có tác động lớn nhất, sau đó là hoạt động công nghiệp.
Một số loại khí hiếm có khả năng làm tăng nhiệt độ của Trái Đất. Trong số 16 loại khí hiếm thì NH4 có khả năng lớn nhất, sau đó là N2O, CF3Cl, CF3Br, CF2Cl2 và cuối cùng là SO2.
Tác động đến rừng: Sự nóng lên của Trái Đất dẫn đến những thay đổi lớn ở các loài thực, động vật. Sự thay đổi điều kiện sinh trưởng tự nhiên có thể đòi hỏi những kế hoạch quản lý rừng, đặc biệt trong dinh dưỡng và các công nghệ lâm sinh khác.
Tác động đến cây trồng: Hiệu ứng nhà kính gây tác động khác nhau đối với các loại cây trồng. Lúa mì và ngô có thể bị các stress ẩm độ do tăng quá trình bốc hơi nước và thoát hơi nước. Do nhiệt độ tăng, có thể sẽ tăng sự phá hoại của sâu bọ ăn hại mùa màng.
Người ta cũng thấy rằng, lượng CO2 tăng gấp đôi sẽ gây nên hàng loạt thay đổi: chế độ nhiệt, điều kiện ẩm độ, sự phá hoại của sâu bọ. Những thay đổi này gây tác động trực tiếp hoặc gián tiếp đến cây trồng. Ví dụ: nhiệt độ cao sẽ tăng quá trình cố
---
định nitơ bởi vi sinh vật, nhưng do bay hơi mạnh, độ ẩm của đất giảm sẽ kìm hãm quá trình phân giải hữu cơ và do đó con người phải sử dụng nhiều phân bón vô cơ.
Tác động đến chế độ nước : Hiệu ứng nhà kính làm thay đổi chế độ nhiệt vì vậy chế độ thủy văn cũng thay đổi. Mùa hè khô nóng sẽ kéo dài và quá trình rửa trôi ở miền khí hậu ôn hòa sẽ tăng lên. Đặc biệt là cường độ bốc hơi và thoát hơi nước tăng làm cho cây trồng bị thiếu nước.
Tác động đến sức khoẻ con người: Nhiều loại bệnh tật đối với con người sẽ xuất hiện khi thời tiết thay đổi, ví dụ bệnh dịch tả, bệnh cúm, bệnh viêm phổi, nhức đầu,…
Ngoài nhiệt độ, các khí nhà kính còn gây ảnh hưởng lớn tới độ ẩm tương đối của không khí làm phát sinh nhiều bệnh, đặc biệt là bệnh phổi và bệnh ngoài da.