KHí THẢI NHà KíNH: NGUYêN NHâN Và NGUỒN

Send

Đằng sau cuộc đấu tranh để giải quyết sự nóng lên toàn cầu và biến đổi khí hậu là sự gia tăng khí nhà kính trong bầu khí quyển của chúng ta. Khí nhà kính là bất kỳ hợp chất khí nào trong khí quyển có khả năng hấp thụ bức xạ hồng ngoại, do đó giữ và giữ nhiệt trong khí quyển. Bằng cách tăng nhiệt trong khí quyển, khí nhà kính chịu trách nhiệm cho hiệu ứng nhà kính, cuối cùng dẫn đến sự nóng lên toàn cầu.

Bức xạ mặt trời và "hiệu ứng nhà kính"

Sự nóng lên toàn cầu không phải là một khái niệm mới trong khoa học. Những điều cơ bản của hiện tượng này đã được Svante Arrhenius thực hiện cách đây hơn một thế kỷ vào năm 1896. Bài báo của ông, được công bố trên Tạp chí Triết học và Tạp chí Khoa học, là người đầu tiên định lượng sự đóng góp của carbon dioxide vào cái mà các nhà khoa học gọi là "nhà kính" hiệu ứng."

Hiệu ứng nhà kính xảy ra do mặt trời bắn phá Trái đất với lượng phóng xạ khổng lồ, tấn công bầu khí quyển Trái đất dưới dạng ánh sáng khả kiến, cộng với tia cực tím (UV), hồng ngoại (IR) và các loại bức xạ khác mà mắt người không nhìn thấy được. Khoảng 30 phần trăm bức xạ tấn công Trái đất được phản xạ trở lại không gian bởi các đám mây, băng và các bề mặt phản chiếu khác. 70 phần trăm còn lại được hấp thụ bởi các đại dương, vùng đất và bầu khí quyển, theo NASA.

Khi chúng hấp thụ bức xạ và nóng lên, các đại dương, đất và khí quyển giải phóng nhiệt dưới dạng bức xạ nhiệt hồng ngoại, đi ra ngoài khí quyển vào không gian. Sự cân bằng giữa bức xạ đến và đi giữ cho nhiệt độ trung bình chung của Trái đất ở khoảng 59 độ F (15 độ C), theo NASA.

Sự trao đổi bức xạ đến và đi này làm ấm Trái đất được gọi là hiệu ứng nhà kính vì một nhà kính hoạt động theo cùng một cách. Bức xạ tia cực tím dễ dàng đi qua các bức tường kính của nhà kính và được hấp thụ bởi các cây và bề mặt cứng bên trong. Tuy nhiên, bức xạ IR yếu hơn gặp khó khăn khi đi qua các bức tường kính và bị mắc kẹt bên trong, làm ấm nhà kính.

Khí nhà kính ảnh hưởng đến sự nóng lên toàn cầu như thế nào

Các khí trong khí quyển hấp thụ bức xạ được gọi là "khí nhà kính" (đôi khi được viết tắt là GHG) vì chúng chủ yếu chịu trách nhiệm cho hiệu ứng nhà kính. Hiệu ứng nhà kính, đến lượt nó, là một trong những nguyên nhân hàng đầu của sự nóng lên toàn cầu. Các loại khí nhà kính quan trọng nhất là hơi nước (H 2 O), carbon dioxide (CO2), metan (CH4) và oxit nitơ (N 2 O), theo Cơ quan Bảo vệ Môi trường (EPA). Michael Daley, phó giáo sư khoa học môi trường tại Đại học Lasell, Massachusetts, cho biết: "Trong khi oxy (O2) là khí phổ biến thứ hai trong khí quyển của chúng ta, thì O2 không hấp thụ bức xạ hồng ngoại nhiệt".

Trong khi một số người cho rằng sự nóng lên toàn cầu là một quá trình tự nhiên và luôn có khí nhà kính, thì lượng khí trong khí quyển đã tăng vọt trong lịch sử gần đây. Trước cuộc cách mạng công nghiệp, CO2 trong khí quyển dao động trong khoảng 180 phần triệu (ppm) trong thời kỳ băng hà và 280 ppm trong thời kỳ ấm áp liên vùng. Tuy nhiên, kể từ cuộc cách mạng công nghiệp, lượng CO2 đã tăng nhanh gấp 100 lần so với mức tăng khi kỷ băng hà cuối cùng kết thúc, theo Cơ quan Khí quyển và Đại dương Quốc gia (NOAA).

Khí fluoride - nghĩa là các khí mà nguyên tố flo được thêm vào - bao gồm hydrofluorocarbons, perfluorocarbons và lưu huỳnh hexafluoride, được tạo ra trong các quy trình công nghiệp và cũng được coi là khí nhà kính. Mặc dù chúng có mặt ở nồng độ rất nhỏ, nhưng chúng giữ nhiệt rất hiệu quả, khiến chúng trở thành loại khí "tiềm năng nóng lên toàn cầu" (GWP) cao.

Clorofluorocarbons (CFC), từng được sử dụng làm chất làm lạnh và nhiên liệu khí dung cho đến khi chúng bị loại bỏ theo thỏa thuận quốc tế, cũng là khí nhà kính.

Có ba yếu tố ảnh hưởng đến mức độ mà bất kỳ khí nhà kính nào cũng sẽ ảnh hưởng đến sự nóng lên toàn cầu, như sau:

Sự phong phú của nó trong bầu khí quyển.
Bao lâu nó ở lại trong bầu khí quyển.
Tiềm năng nóng lên toàn cầu của nó.

Carbon dioxide có tác động đáng kể đến sự nóng lên toàn cầu một phần là do sự phong phú của nó trong khí quyển. Theo EPA, năm 2016, lượng khí thải nhà kính của Hoa Kỳ đạt tổng cộng 6.511 triệu tấn (7.177 triệu tấn) tương đương carbon dioxide, tương đương 81% tổng lượng khí nhà kính do con người gây ra - giảm 2,5% so với năm trước. Ngoài ra, CO2 tồn tại trong khí quyển hàng ngàn năm.

Tuy nhiên, khí mê-tan có hiệu quả hấp thụ bức xạ cao hơn khoảng 21 lần so với CO2, mang lại cho nó mức xếp hạng GWP cao hơn, mặc dù nó chỉ tồn tại trong khí quyển khoảng 10 năm, theo EPA.

Nguồn khí nhà kính

Một số khí nhà kính, như khí mê-tan, được sản xuất thông qua các hoạt động nông nghiệp, bao gồm cả phân gia súc. Những người khác, như CO2, phần lớn là kết quả của các quá trình tự nhiên như hô hấp và từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch như than, dầu và khí đốt.

Nguyên nhân thứ hai của việc giải phóng CO2 là nạn phá rừng, theo nghiên cứu được công bố bởi Đại học Duke. Khi cây bị giết để sản xuất hàng hóa hoặc nhiệt, chúng giải phóng carbon thường được lưu trữ để quang hợp. Quá trình này giải phóng gần một tỷ tấn carbon vào khí quyển mỗi năm, theo Đánh giá tài nguyên rừng toàn cầu năm 2010.

Lâm nghiệp và các hoạt động sử dụng đất khác có thể bù đắp một phần lượng khí thải nhà kính này, theo EPA.

"Tái canh giúp giảm sự tích tụ carbon dioxide trong khí quyển khi cây phát triển cô lập carbon dioxide thông qua quá trình quang hợp," Daley nói với Live Science. "Tuy nhiên, rừng không thể cô lập tất cả lượng carbon dioxide mà chúng ta đang thải ra khí quyển thông qua việc đốt nhiên liệu hóa thạch, và giảm phát thải nhiên liệu hóa thạch vẫn là cần thiết để tránh tích tụ trong khí quyển."

Trên toàn thế giới, sản lượng khí nhà kính là một nguồn gây lo ngại nghiêm trọng. Từ khi cuộc cách mạng công nghiệp bắt đầu đến năm 2009, nồng độ CO2 trong khí quyển đã tăng gần 38% và mức độ khí mê-tan đã tăng tới 148%, theo NASA, và hầu hết sự gia tăng đó là trong 50 năm qua. Vì sự nóng lên toàn cầu, năm 2016 là năm ấm nhất trong lịch sử và với năm 2018 là năm nóng nhất thứ tư, 20 năm nóng nhất trong lịch sử đã diễn ra sau năm 1998, theo Tổ chức Khí tượng Thế giới.

Josef Werne, phó giáo sư tại Khoa Khoa học Địa chất và Hành tinh thuộc Đại học Pittsburgh, cho biết: "Sự nóng lên mà chúng ta quan sát có ảnh hưởng đến hoàn lưu khí quyển, ảnh hưởng đến các kiểu mưa trên toàn cầu". "Điều này sẽ dẫn đến những thay đổi lớn về môi trường và thách thức đối với mọi người trên toàn cầu."

Tương lai của hành tinh chúng ta

Nếu xu hướng hiện nay tiếp tục, các nhà khoa học, quan chức chính phủ và ngày càng nhiều người dân lo ngại rằng những tác động tồi tệ nhất của sự nóng lên toàn cầu - thời tiết khắc nghiệt, mực nước biển dâng cao, tuyệt chủng thực vật và động vật, axit hóa đại dương, biến động lớn của khí hậu và biến động xã hội chưa từng có - sẽ là chắc chắn xảy ra.

Để trả lời cho các vấn đề gây ra bởi sự nóng lên toàn cầu của khí nhà kính, chính phủ Hoa Kỳ đã lập một kế hoạch hành động khí hậu vào năm 2013. Và vào tháng 4 năm 2016, đại diện của 73 quốc gia đã ký Thỏa thuận Paris, một hiệp ước quốc tế để chống biến đổi khí hậu bằng cách đầu tư vào bền vững , tương lai carbon thấp, theo Công ước khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu (UNFCCC). Hoa Kỳ được bao gồm trong số các quốc gia đã đồng ý với hiệp định này vào năm 2016, nhưng đã bắt đầu các thủ tục rút khỏi Thỏa thuận Paris vào tháng 6 năm 2017.

Theo EPA, lượng khí thải nhà kính thấp hơn 12% trong năm 2016 so với năm 2005, một phần do sự đốt cháy nhiên liệu hóa thạch giảm mạnh do việc chuyển sang sử dụng khí đốt tự nhiên từ than đá. Điều kiện mùa đông ấm hơn trong những năm đó cũng làm giảm nhu cầu của nhiều gia đình và doanh nghiệp để tăng nhiệt.

Các nhà nghiên cứu trên khắp thế giới tiếp tục nỗ lực tìm cách giảm phát thải khí nhà kính và giảm thiểu tác động của chúng. Một nhà khoa học giải pháp tiềm năng đang kiểm tra là hút khí carbon dioxide ra khỏi khí quyển và chôn nó dưới lòng đất vô thời hạn, Dina Leech, phó giáo sư khoa học sinh học và môi trường tại Đại học Longwood, Virginia, nói.

"Những gì chúng ta có thể làm là giảm thiểu lượng carbon chúng ta đưa vào đó và kết quả là giảm thiểu sự thay đổi nhiệt độ", Leech nói. "Tuy nhiên, cửa sổ hành động đang nhanh chóng đóng lại."

Tài nguyên bổ sung: