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