Hiệu ứng nhà kính có ảnh hưởng trực tiếp như thế nào?

1. Hiệu ứng nhà kính là gì?

Hiệu ứng nhà kính xảy ra khi khí quyển giữ lại nhiệt từ tia cực tím. Nhiệt lượng từ mặt trời được giữ lại ở tầng đối lưu, tạo ra hiệu ứng tương tự như một nhà kính dùng để trồng cây. Sự khác biệt là nhà kính thực tế có cơ chế giữ nhiệt bên trong để không bị mất trong quá trình đối lưu. Hiệu ứng này được Joseph Fourier phát hiện vào năm 1824, với thí nghiệm tin cậy đầu tiên của John Tyndall vào năm 1858 và báo cáo chi tiết của Svante Arrhenius vào năm 1896.

Hiệu ứng nhà kính làm cho không khí trên Trái Đất nóng lên do bức xạ sóng ngắn từ mặt trời. Sóng ngắn này xuyên qua tầng khí quyển và làm tăng nhiệt độ khi CO2 hấp thụ chúng. Khí nhà kính giữ nhiệt độ từ Mặt Trời, không cho chúng phản xạ ra ngoài. Nếu lượng khí này ở mức vừa phải, nó duy trì sự cân bằng cho Trái Đất. Tuy nhiên, sự gia tăng quá mức của khí này làm cho bầu khí quyển dày lên và Trái Đất nóng lên.

2. Các loại hiệu ứng nhà kính

Trong giai đoạn đầu của lịch sử Trái Đất, sự sống chỉ có thể hình thành do hàm lượng dioxide carbon trong khí quyển nguyên thủy cao hơn nhiều. Lượng bức xạ mặt trời lúc đó yếu hơn khoảng 25%. Theo thời gian, cường độ bức xạ mặt trời tăng lên. Khi đó, thảm thực vật đã xuất hiện trên Trái Đất, giúp hấp thụ một phần dioxide carbon qua quang hợp, tạo ra khí hậu tương đối ổn định. Dưới đây là các loại hiệu ứng nhà kính.

2.1. Hiệu ứng nhà kính khí quyển

Tia bức xạ sóng ngắn từ mặt trời xuyên qua khí quyển và đến mặt đất, sau đó phản xạ lại dưới dạng bức xạ nhiệt sóng dài. Một số phân tử trong khí quyển, chủ yếu là dioxide carbon và hơi nước, hấp thụ bức xạ nhiệt này và giữ ấm khí quyển. Hiện tại, hàm lượng dioxide carbon khoảng 0,036% đã đủ để tăng nhiệt độ Trái Đất thêm khoảng 30 độ C. Nếu không có hiệu ứng nhà kính tự nhiên, nhiệt độ Trái Đất sẽ chỉ khoảng -15 độ C.

Nhiệt độ trung bình của bề mặt Trái Đất được xác định bởi sự cân bằng giữa năng lượng mặt trời chiếu xuống và lượng bức xạ nhiệt từ mặt đất vào vũ trụ. Bức xạ mặt trời có sóng ngắn dễ dàng xuyên qua tầng ozon và khí CO2 để đến mặt đất, trong khi bức xạ nhiệt từ Trái Đất có sóng dài không thể xuyên qua lớp khí CO2 dày và bị hấp thụ bởi CO2 và hơi nước trong khí quyển. Điều này làm tăng nhiệt độ của khí quyển xung quanh Trái Đất. Khí CO2 hoạt động như một lớp kính giữ nhiệt lượng toả ra từ Trái Đất. Ngoài CO2, còn có các khí nhà kính khác như NOx, metan, và CFC.

Trong thời kỳ đầu của Trái Đất, sự sống chỉ có thể xuất hiện nhờ vào nồng độ cao của dioxide carbon trong khí quyển nguyên thủy, với lượng bức xạ mặt trời yếu hơn khoảng 25%. Cường độ bức xạ tăng theo thời gian. Thực vật đã phát triển và qua quang hợp, hấp thụ một phần dioxide carbon, tạo ra điều kiện khí hậu tương đối ổn định.

2.2. Hiệu ứng nhà kính do hoạt động của con người

Trong khoảng 100 năm qua, con người đã gây ảnh hưởng lớn đến sự cân bằng giữa hiệu ứng nhà kính tự nhiên và bức xạ mặt trời. Sự thay đổi nồng độ các khí nhà kính trong thời gian này đã làm nhiệt độ toàn cầu tăng thêm 2 độ C. Hiệu ứng nhà kính do con người gây ra không nên bị nhầm lẫn với tổn thương lớp khí ozon ở tầng bình lưu cũng do hoạt động của con người gây ra.

3. Nguyên nhân gây ra hiệu ứng nhà kính

Khí CO2 là nguyên nhân chính gây ra hiệu ứng nhà kính. CO2 trong khí quyển hoạt động như một lớp kính dày bao quanh Trái Đất, khiến hành tinh chúng ta giống như một nhà kính khổng lồ. Nếu không có lớp khí quyển này, nhiệt độ trung bình của Trái Đất sẽ là -23 độ C, nhưng thực tế, nhiệt độ trung bình là 15 độ C. Điều này chứng tỏ hiệu ứng nhà kính đã làm tăng nhiệt độ Trái Đất lên tới 38 độ C.

Hiện nay, các hoạt động sinh hoạt, khai thác tài nguyên và chặt phá rừng bừa bãi đã làm tăng nồng độ CO2 trong khí quyển. Điều này dẫn đến sự gia tăng nhiệt độ không khí trên Trái Đất. Các nhà khoa học dự đoán rằng nhiệt độ Trái Đất có thể tăng từ 1,5 đến 4,5 độ C trong thế kỷ tới.

4. Các loại khí gây hiệu ứng nhà kính

- CO2 (Carbon Dioxide): Đây là khí gây hiệu ứng nhà kính chính, được sinh ra từ việc đốt nhiên liệu như khí tự nhiên, than đá, dầu mỏ, cây cối, và chất thải rắn. Ngoài ra, khí CO2 còn được tạo ra từ các phản ứng hóa học, và nó gây ra hiệu ứng nhà kính một cách nhanh chóng và nghiêm trọng.

- CFC (Chlorofluorocarbons): Chiếm 20% trong tổng số khí gây hiệu ứng nhà kính. Đây là các hóa chất tổng hợp mà con người sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt trong máy điều hòa không khí và bình chữa cháy. Các khí CFC có tính chất không cháy, không mùi, và tồn tại lâu dài trong khí quyển. Hằng năm, lượng khí CFC tăng khoảng 4%, và dự kiến đến năm 2050, lượng CFC có thể đạt 9 tỷ tấn CO2 tương đương, chiếm khoảng 45% tổng lượng CO2 ảnh hưởng tiêu cực đến khí hậu toàn cầu.

- Metan: Chiếm 13% trong tổng số khí gây hiệu ứng nhà kính. Một phân tử metan giữ nhiệt gấp 21 lần so với phân tử CO2. Metan được phát sinh từ việc đốt khí tự nhiên, nhiên liệu hóa thạch, phân hủy chất hữu cơ, và các quá trình tiêu hóa của động vật. Khi áp suất cao, metan trong nước dễ thoát ra ngoài và gây hại cho môi trường.

- Ozon: Chiếm 8% trong tổng số khí gây hiệu ứng nhà kính. Ozon là thành phần chính của tầng bình lưu, với khoảng 90% ozone tập trung ở độ cao 19-23 km so với mặt đất. Ozon có vai trò bảo vệ sinh quyển nhờ khả năng hấp thụ bức xạ tử ngoại và phát tán nhiệt. Trong những năm gần đây, tầng ozon đã giảm trung bình 5% toàn cầu, và tình trạng suy giảm ngày càng gia tăng do sự phân hủy ozone vượt quá khả năng tái tạo.

- Oxy nitơ: Chiếm 5% trong tổng số khí gây hiệu ứng nhà kính. Mỗi phân tử N2O có khả năng giữ nhiệt gấp 270 lần so với phân tử CO2. N2O phát sinh chủ yếu từ các hoạt động nông nghiệp và công nghiệp. Khi phản ứng với nguyên tử oxy có năng lượng cao, nó tạo ra nitric oxit, một tác nhân làm suy yếu tầng ozone. Lượng N2O toàn cầu đang gia tăng, với mức tăng từ 0,2 đến 3% mỗi năm, và mỗi năm có khoảng 10 triệu tấn N2O được thải ra môi trường.

5. Tác động của hiệu ứng nhà kính nhân tạo

- Biến đổi khí hậu: Các hoạt động phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính là nguyên nhân chính dẫn đến biến đổi khí hậu. Hiện tượng này đang gây ra nhiều tác động tiêu cực đến hệ sinh thái toàn cầu và đời sống con người, làm thay đổi các điều kiện khí hậu một cách đáng kể.

- Nước biển dâng: Sự gia tăng mức nước biển có thể gây ra tình trạng ngập lụt tại các thành phố ven biển, dù mức dâng có thể cao hoặc thấp hơn mực nước biển trung bình toàn cầu. Hiện tượng này ảnh hưởng đến nhiều thành phố ven biển, bao gồm cả những thành phố ở Việt Nam.

- Nóng lên toàn cầu: Thuật ngữ này chỉ sự gia tăng nhiệt độ toàn cầu do các khí nhà kính. Nhiệt lượng từ Trái Đất dần bị giữ lại trong khí quyển thay vì được giải phóng ra vũ trụ. Điều này làm giảm khả năng bức xạ của Trái Đất, dẫn đến hiện tượng nóng lên toàn cầu.

- Hiện tượng tan băng: Sự gia tăng nồng độ khí nhà kính trong thời gian dài dẫn đến hiện tượng ấm lên toàn cầu, làm tăng thể tích nước và gây tan băng ở hai cực. Nhiệt độ ngày càng cao khiến băng vĩnh cửu tan nhanh chóng.

- Thời tiết cực đoan: Các khí nhà kính đang làm biến đổi hệ sinh thái toàn cầu, gây ra hiện tượng hạn hán kéo dài ở nhiều khu vực và lũ lụt ở những nơi gần sông hồ do lượng mưa tăng đột ngột. Những thay đổi này ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự sống của các hệ sinh thái.

- Ảnh hưởng đến sinh vật: Nóng lên toàn cầu làm thay đổi môi trường sống của nhiều loài sinh vật, khiến chúng không thể thích nghi và dẫn đến nguy cơ tuyệt chủng. Điều này đồng nghĩa với việc môi trường sống của các loài sinh vật ngày càng bị thu hẹp.

- Ảnh hưởng đến sức khoẻ con người: Thời tiết nóng bức và mưa nhiều tạo điều kiện cho vi khuẩn và vi sinh vật phát triển, đe dọa sức khoẻ con người với sự gia tăng các dịch bệnh và bệnh truyền nhiễm. Sự gia tăng bệnh tật và số lượng ca tử vong do nắng nóng kéo dài đang gia tăng.

6. Những nỗ lực hiện tại để giảm hiệu ứng nhà kính

- Một trong những nỗ lực đầu tiên nhằm giảm hiệu ứng nhà kính là việc các quốc gia ký kết Nghị định thư Kyoto. Tuy nhiên, không phải tất cả các quốc gia đều công nhận hiệp ước này.

- Giảm thiểu sử dụng nhiên liệu hóa thạch và tìm kiếm các nguồn năng lượng thay thế thân thiện với môi trường như năng lượng gió, mặt trời, thuỷ triều, và địa nhiệt.

- Tích cực xử lý ô nhiễm không khí, nghiên cứu công nghệ chuyển đổi CO2 thành các chất khác, và ngăn chặn khí metan, halogen, clo, và flo không được thải vào không khí.

- Tăng cường trồng cây xanh, đặc biệt là những cây có khả năng hấp thụ nhiều CO2 qua quang hợp, để giảm lượng khí CO2 trong khí quyển và hạn chế hiệu ứng nhà kính.

Bài viết cho thấy tác động trực tiếp của hiệu ứng nhà kính là gì: Hiệu ứng này xảy ra khi tia sáng mặt trời xuyên qua khí quyển và chiếu xuống mặt đất. Mặt đất hấp thụ năng lượng và sau đó bức xạ lại dưới dạng sóng dài, làm tăng nhiệt độ khí quyển do khí CO2 hấp thụ. Vì vậy, tác động trực tiếp của hiệu ứng nhà kính là sự gia tăng nhiệt độ toàn cầu.