Xét v chu(i s li u và s ki n l&ch s! dài h n kho ng vài tri u n m cho n th#i h n ng n hơn kho ng vài ch"c n m g n ây, khí h u trái t ã có nh ng bi n i áng k , th hi n qua vi c xu t hi n nh ng thay i các tr& o th#i ti t b t thư#ng và có th trái v i các quy lu t di n bi n t$ hàng tr m n m trư c. Nguyên nhân c a các thay i này khá ph c t p do nhi u y u t c tác ng qua l i l,n nhau. Các nguyên nhân này có th là do:
(i). y u t bên ngoài v tr" tác ng lên trái t; (ii). y u t bên trong t$ ho t ng c a v trái t;
(iii). y u t thay i thành ph n khí quy n chung quanh trái t.
1.3.2.1 Y u t bên ngoài
Y u t bên ngoài trái t hay còn g i là y u t thiên v n, tác ng b i v& trí tương i c a m t tr#i và các hành tinh khác lên trái t. T$ th k th 18 và 19, h c thuy t v th#i k> b ng hà (Theory of Ace Age) ã xu t hi n và ư c nhi u khoa h c gia Châu Âu nghiên c u. L p lu n v y u t thiên v n nh hư ng n th#i k> l nh hơn và nóng hơn trên trái t ban u ư c nhà toán h c ngư#i Pháp là Joseph Alphonse Adhemar (1797 – 1862) phát hi n. Trong tác ph)m “Revolutions of the Sea” xu t b n 1842, Adhemar cho r+ng s thay i quA
o hình ellip c a trái t quanh m t tr#i có th là nguyên nhân làm thay i kh i lư ng b ng hà. Trong các th#i i m h chí và ông chí, xuân phân và thu phân, góc chi u c a các tia sáng t$ m t tr#i n trái t s' b& nh hư ng do s l ch tr"c trái t so v i m t ph@ng hình ellip c a qu* o trong nh ng th#i o n này. . B c bán c u, mùa xuân và mùa h s gi# trái t ư c m t tr#i chi u sáng trong ngày s' dài hơn mùa thu và mùa ông kho ng 168 gi# (7 ngày) nên th#i ti t m áp hơn. Ngư c l i, Nam bán c u s' l nh hơn do s gi# trong bóng t i nhi u hơn.
Theo Adhemar (1842), chu trình l p l i m t k> i m xuân phân – thu phân là kho ng 22.000 n m. Bán c u nào có k> mùa ông dài hơn s' là k> b ng hà. Như v y, m(i 11.000 n m th#i k> b ng hà s' có s thay i theo v& trí bán c u. Tuy nhiên, Alexander Von Humbolt (1852) không cho r+ng s gi# chi u sáng là y u t nh hư ng nhi t lên khí quy n mà chính là s n ng lư ng o b+ng calories t$ m t tr#i xu ng trái t m i chính là y u t quy t &nh. Lý thuy t c a Adhemar sau ó ư c James Croll (1968) và Mulutin Milankovitch (1920) ti p t"c b sung. Croll kh@ng &nh r+ng s suy gi m h p thu lư ng b c x m t tr#i trong mùa ông s' d,n n s l y tích b ng tuy t. Khi v& trí trái t g n m t tr#i, mùa ông s' m hơn và ngư c l i, khi v& trí trái t xa m t tr#i trên qu* o, nhi t không khí s' xu ng th p hơn bình thư#ng. Khi vùng c c c a m t bán c u tr nên l nh hơn, các lu ng gió m u d&ch (trade winds) c a bán c u ó s' tr nên m nh hơn, các dòng nư c m c a vùng xích o trong i dương c a bán c u này s' b& )y qua phía bán c u kia làm nhi t b& h th p hơn n a. Milankovitch ã tính s bi n ng c a ba y u t thiên v n là l ch tâm qu* o trái t (có chu k> là 92.000 n m), nghiên c a tr"c trái t so v i m t ph@ng qu*
o (có chu k> là g n 40.000 n m) và th#i k> v& trí trái t g n nh t ho c xa nh t m t tr#i (có chu k> là g n 21.000 n m). K t qu tính toán c a Milankovitch tương i phù h p v i các quá trình b ng hà k t (Quaternary).
1.3.2.2 Y u t bên trong
Y u t bên trong bao g m các ho t ng bên trong v Trái t t o nên s phun trào dung nham t$ các mi ng núi l!a. Khi núi l!a ho t ng s' có hàng tri u t n sulfur dioxide và tro b"i ư c tung lên b u khí quy n bao trùm m t không gian r ng l n. Khí sulfuric bi n i thành các h t lơ l!ng d ng sulfate, trong ó kho ng 75% là sulfuric acid. Các ph n t! li ti sulfate này có th t n t i t ng &a tAnh c a b u khí quy n kho ng vài ba n m. S phun trào tro núi l!a s' làm gi m lư ng b c x m t tr#i n b m t Trái t khi n nhi t t ng i lưu c a b u khí quy n b& gi m th p và làm thay i s luân chuy n không khí khu v c. i u này có th d,n n s tác ng ng n h n lên khí h u toàn c u, gây nh hư ng tiêu c c lên s s ng c a con ngư#i và các sinh v t khác. Ngày 16 tháng 6 n m 1991, núi l!a Pinabuto Philippines ã phun ra kho ng 20 tri u t n sulfur dioxide và tro b"i lên b u khí quy n t i cao 20 - 30 km (McCormick et al., 1995) . M t tháng sau ó, núi Hudson phía nam Chile c ng phun trào dung nham. Kh i khí b"i c a c hai ng n núi Pinabuto và núi Hudson ã khu ch tán kh p toàn c u và các quan tr c cho th y nhi t trung bình c a Trái t ã gi m trong kho ng 0,5 - 1 °C trong th#i gian 1-2 n m li n sau ó.
S di chuy n các dòng h i lưu qua các i dương trên trái t c ng có th gây nên s thay i khí h u c"c b các vA &a lý, làm cán cân phân ph i nhi t gi a t li n và vùng bi n trong khu v c thay i. Nghiên c u c a Rahmstorf(2006) cho bi t s luân chuy n nh ng dòng h i lưu trong các i dương ã mang nh ng kh i nư c có nhi t cao hơn khi n vùng bi n phía B c i Tây Dương m lên kho ng 5 °C so v i các vùng v&nh các i dương khác. S thay i kh i nhi t kh ng l do chuy n d&ch các dòng h i lưu lên phía b c trái t có th t o nên hi n tư ng b ng tan t ng t làm khí h u thay i và n ng m n trong nư c bi n c ng b& nh hư ng.
1.3.2.3 Y u t thành ph n khí quy n
Khí quy n ch a nhi u ch t khí khác nhau, hơi nư c và các h t r n lơ l!ng có th nh hư ng n cán cân n ng lư ng nhi t n và i t$ b c x m t tr#i n b m t Trái t. Thành ph n khí quy n là y u t ít thay i, nh t là trong th#i o n ng n. Tuy nhiên, s ho t ng c a con ngư#i ang t o ra nh ng gia t ng n ng áng k s hi n di n các thành ph n khí nhà kính như CO2, CH4, O3, CFCs,… Các nhà khoa h c ã ch ng minh r+ng s gia t ng thành ph n khí nhà kính ã làm nhi t không khí t ng i lưu t ng lên trong các th p k g n ây. Trong 150 n m qua, n ng khí CO2 trong b u khí quy n ã gia t ng kho ng 30%, t$ 280 ppm lên n 370 ppm. B ng 1.2 cho th ng kê 10 qu c gia trên th gi i m c th i CO2 cao nh t theo th ng kê n m 2007. ng u hi n nay là Trung Qu c và M*, chi m hơn 40% t ng lư ng th i CO2 trên toàn th gi i.
B ng 1.2: Th ng kê 10 qu c gia có m c th i CO2 cao nh t th gi i n m 2008 TT Qu c gia M c th i CO2 h(x 1000 t n) +ng n m Ph n tr m (%) trên th gi i TT Qu c gia M c th i CO2 h(x 1000 t n) +ng n m Ph n tr m (%) trên th gi i
1 Trung Qu c* 6.538.367 22.30 2 M* 5.830.381 19.91 3 :n 1.612.362 5.50 4 Nga 1.537.357 5.24 5 Nh t 1.254.543 4.28 6 c 787.936 2.69 7 Canada 557.340 1.90 8 Anh 539.617 1.84 9 Hàn Qu c 503.321 1.72 10 Iran 495.987 1.69 (Ngu#n: IEA, 2008)
* S li u này bao g m c lãnh th H ng Kông, Macao và ài Loan