Chương 9. Biến đổi khí hậu

Chương IX. SỰ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
1. KHÁI NIỆM
Khí hậu trên trái đất hàng năm đều có sự biến đổi. Có thể thấy sự biến đổi này từ hai
mặt, một là dao động có biên độ lớn hoặc nhỏ xung quanh trị số trung bình, mặt khác là biến
đổi khí hậu theo xu thế dần dần trở thành xấu hoặc dần dần trở thành tốt.
Người ta phân biệt 3 thời kỳ biến đổi khí hậu trái đất khác nhau là biến đổi trong thời đại địa
chất, thời đại lịch sử và thời đại hiện đại.
Thời đại địa chất là thời đại trước khi có lịch sử nhân loại. Nghiên cứu khí hậu thời đại địa chất
gọi là "cổ khí hậu học" (Paleoclimatology). Thời đại địa chất có thời gian kéo dài gấp nhiều lần
2 thời đại sau này, vì thế sự biến đổi của khí hậu rất lớn, trong đó lớn nhất là các biến đổi trong
thời kỳ băng hà. Khí hậu Thời đại lịch sử biến đổi ít hơn, có 2 trường phái quan niệm khác
nhau về biến đổi khí hậu thời đại lịch sử là trường phái “bất biến” và trường phái “biến đổi”.
Trong thời đại hiện nay, khí hậu đang có nhiều biến đổi bất lợi đối với sự sống do hoạt động
của con người gây ra nạn ô nhiễm môi trường.

2. BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU THỜI ĐẠI ĐỊA CHẤT
2.1. Phương pháp nghiên cứu
Căn cứ vào các nguồn tài liệu gián tiếp như các loại di tích động, thực vật hoá thạch và
các vật vô cơ hoá thạch phát hiện trong khảo cổ học, quá trình hình thành và hình thức phong
hoá của thổ nhưỡng ở các thời đại địa chất. Ví dụ, cây gỗ hoá thạch với nhiều vòng tuổi ở thân
biểu thị khí hậu ôn đới biến đổi theo mùa, nếu không có vòng tuổi là khí hậu rừng nhiệt đới; đá
164
Theo quan điểm của Tổ chức khí tượng thế giới (WMO), biến đổi khí hậu là sự vận
động bên trong hệ thống khí hậu, do những thay đổi kết cấu hệ thống hoặc trong mối quan
hệ tương tác giữa các thành phần của nó do các ngoại lực hoặc do hoạt động của con người.
Năm 1995, khi đánh giá Hệ thống khí hậu toàn cầu Tổ chức khí tượng thế giới (WMO) đã
chưa thể đưa ra một vấn đề gì về biến đổi khí hậu trái đất ngoài việc kết luận các xu thế hay
những biến động dị thường về khí hậu xảy ra trong những khoảng thời gian ngắn so với động
thái hoàn lưu tổng thể, chưa có những xu thế biến đổi dài hạn. Năm 1998 Tổ chức khí tượng
thế giới (WMO) có báo cáo về xu thế nóng lên với những minh chứng về biến đổi khí hậu dài
hạn. Các tài liệu quan trắc được về trạng thái đóng băng ở Bắc và Nam cực, thời gian xuất

hiện băng và tan băng trên mặt hồ ở phần châu Âu nước Nga, Ucraina, các nước vùng
Baltic, sự thu hẹp diện tích đóng băng trên các đỉnh núi trong thế kỷ XX và sự gia tăng nhiệt
độ của phần đất đóng băng vĩnh cửu… đã cho phép khẳng định sự biến đổi khí hậu trái đất
hiện nay. Sự dao động đáng kể của khí hậu hàng năm đã phát hiện thấy ở một vài nơi, đặc
biệt là vùng nhiệt đới với sự gia tăng cường độ các yếu tố khí hậu. Cũng đã phát hiện được
các dòng nước biển và nhiệt độ nước biển (SST
s
) đóng vai trò lớn trong các biển đổi khí hậu.
Các hệ thống gió quy mô lớn ở vùng nhiệt đới và các dòng chảy dưới biển kèm theo sự biến
đổi nhiệt độ nước biển đã tạo nên chu trình nhiễu động Nam Bán cầu (SO). Bằng chứng mới
nhất là tần suất của ENSO và cường độ hoạt động của nó trong thời gian gần đây gia tăng
đáng kể. Ðiều này có quan hệ tới sự nóng lên trên phạm vi toàn cầu từ giữa thập kỷ 70 thế kỷ
trước. Các hoạt động của con người, trước hết là việc gia tăng đốt nhiên liệu hoá thạch và
thay đổi độ che phủ thực vật trên mặt đất đã dẫn đến thay đổi thành phần khí quyển và các
tính chất hấp thu bức xạ của bề mặt trái đất.
vôi hoá thạch chứng tỏ trước kia là khí hậu nhiệt đới, tầng thạch cao và muối ăn biểu thị khí
hậu khô hạn, tầng tro than có thể suy đoán là khí hậu ẩm ướt.
Ngoài cổ sinh vật, quá trình hình thành thổ nhưỡng cũng là nguồn thông tin dùng để nghiên cứu
cổ khí hậu. Cái gọi là giải đất sét (varved clay) được hình thành trong mùa hè thì chứa các vật
thô nặng chìm lắng do lượng băng tan nhiều hơn. Ngược lại, về mùa đông băng tan ít nên các
tầng đất chỉ có các vật nhỏ trầm tích, hạt sét cũng mịn hơn. Như vậy, các tầng hạt to mùa hè và
tầng hạt nhỏ mùa đông xen kẽ nhau xuất hiện trên giải đất sét giúp ta tính được số tầng đất sét
và suy đoán số năm tan băng và tốc độ tan của các khối băng lục địa.
Dùng kính hiển vi quan sát phấn hoa thực vật tồn tại trong các vật trầm tích rồi thống kê phân
loại cũng có thể đoán được khí hậu.. Phương pháp này được ứng dụng đầu tiên để phân tích các
vật trầm tích sau thời kỳ băng hà ở Bắc và Ðông Âu đã thu được kết quả rất tốt.
2.2. Ðặc điểm khí hậu ở các thời đại địa chất
Do sự biến đổi địa chất trong suốt các thời đại kéo dài hàng triệu năm nên mỗi thời đại
khí hậu khác nhau rất xa.
1. Thời Thái cổ: Ðộ dày của băng tích ở châu phi lên tới 500m.

2. Thời Nguyên cổ: Băng hà phân bố rộng khắp trên thế giới.
3. Thời cổ sinh: Đã thấy xuất hiện các đới khí hậu trên địa cầu, được chia ra các kỷ:
Kỷ Hàn vũ, ở cao nguyên Si-bê-ri trước đây đã có các tầng thạch cao, muối natri, canxi, magiê,
ôxit kali trầm tích. Do đó, khí hậu lúa bấy giờ nóng và khô.
Kỷ Chí lưu, khí hậu tương đối ấm, có nhiều động vật biển nhiệt đới, xuất hiện các đới khí hậu
khác nhau. Ở Bắc Mỹ khí hậu rất nóng, hình thành sa mạc. Cuối kỷ này khí hậu lạnh dần.
Kỷ Nê Bôn, khí hậu ấm dần lên, cho đến cuối kỷ Nê Bôn khí hậu trở nên khá nóng.
Kỷ đá vôi, khí hậu ôn hoà và ẩm ướt, mang tính chất hải dương. Thực vật thiếu vòng tuổi ở
thân chứng tỏ sinh trưởng, phát triển thuận lợi, khí hậu không có mùa lạnh giá hoặc mùa khô
hạn.
Kỷ Nhị tuyển, khí hậu khô hạn kéo dài đến tận cuối kỷ Nhị tuyển.
4. Thời Trung sinh.
Khí hậu trái đất trở nên ấm áp, nửa đầu thời đại này khí hậu nóng hơn hiện nay.
Kỷ Tam tuyển, Châu Âu, Trung Quốc và Bắc Mỹ khí hậu đều nóng và khô.
Kỷ Chu la, châu Nam Cực khí hậu ôn hoà, mát mẻ. Phần Tây Nam châu Âu tìm được di tích
của thực vật nhiệt đới.
Kỷ Bạch Á, khí hậu trái đất khá đồng nhất, vào thời kỳ cuối, sự phân đới khí hậu kém rõ rệt,
không thấy dấu hiệu của băng hà.
5. Thời Tân sinh.
Kỷ Ðệ tam, sự phân chia các đới khí hậu rất rõ rệt. Vào thời kỳ cuối, khí hậu lạnh dần từ
phương Bắc về phương Nam.
Kỷ Ðệ tứ, khí hậu có băng hà phân bố khá rộng, những nơi không có băng hà thì có lượng mưa
nhiều hơn hiện nay.
6. Khí hậu hậu kỳ băng hà kỷ Ðệ tứ: Theo Pen-kơ và Bơ-rúc-ken (1909), lần rút lui sau cùng
của băng hà kỷ Ðệ tứ trên núi An-pơ cách đây khoảng 20.000 năm. Theo các học giả Nga,
băng hà đã bao phủ các nước ở vùng biển Ban Tích và Trung Âu kéo dài tới khoảng thời
gian cách đây từ 9.000 - 10.000 năm.
Sơ-nan-đơ (R.Sernander) phân chia hậu kỳ băng hà làm 4 thời kỳ sau đây:
I. Thời kỳ khí hậu Boreal: khô hạn , ấm áp, 6800 - 5000 năm TCN.
II. Thời kỳ KH Ðại tây dương: ấm, ẩm, 5000 - 3000 năm TCN.

III. Thời kỳ khí hậu Subboreal: khô hạn, ấm áp, 3000 - 850 năm TCN.
165
IV. Thời kỳ phụ Ðại tây dương (Subatlantic): ẩm ướt, hơi lạnh, 850 năm TCN.
2.3. Nguyên nhân biến đổi khí hậu các thời đại địa chất
Có 3 giả thuyết chính về quá trình biến đổi khí hậu ở các thời đại địa chất, mỗi giả
thuyết đều đã đưa ra những chứng cứ tin cậy. Do khuôn khổ giáo trình này chúng tôi xin không
nêu chi tiết những cơ sở khoa học của các giả thuyết.
a) Giả thuyết thiên văn.
Giả thuyết này cho rằng biển đổi khí hậu do nguyên nhân vũ trụ gây nên, đó là những
ảnh hưởng từ bên ngoài địa cầu.. Người ta cho rằng, quỹ đạo địa cầu, độ nghiêng hoàng đạo,
tâm sai của quỹ đạo và điểm xuân phân đã có những thay đổi lớn giữa các thời đại địa chất, do
vậy khí hậu đã biến đổi (Bảng 9.1).
b) Giả thuyết địa chất:
Biến đổi lục đia về hình dạng và tỷ lệ phân bố hải - lục trong các thời đại địa chất đã
gây tra biến đổi khí hậu. Giả thuyết này cho rằng các châu lục trên trái đất luôn di động trượt
trên một lớp đệm nằm sâu trong lòng đất. Vì thế các châu lục thường có quá trình tạo sơn và di
chuyển gây ra biến đổi khí hậu.
c) Giả thuyết vật lý .
Giả thuyết vật lý cho rằng biến đổi khí hậu trong các thời đại địa chất là do sự thay đổi
đặc tính phát xạ của mặt trời và đặc tính hấp thụ bức xạ của địa cầu. Trước đây, thành phần khí
quyển trái đất khác xa hiện nay và thay đổi rất nhiều qua các thời đại địa chất. Mặt khác, sự
phát xạ của mặt trời đã có những thời kỳ yếu đi gây ra băng hà ở bề mặt trái đất và những thời
kỳ hoạt động mãnh liệt gây ra khí hậu khô, nóng trên bề mặt trái đất.
Bảng 9.1. Sự thay đổi vĩ độ ở một số nơi trong các thời đại địa chất
Ðịa điểm
Thời đại
Kỷ đá
vôi
Kỷ
Nhị

tuyển
Kỷ
Tam
tuyển
Kỷ
Chu
la
Kỷ
Bạch
Á
Ðệ
tam
Tân
sinh
Kỷ Ðệ
tứ
Hiện
nay
Spi-sư-pếch 24
0
N 32
0
N 42
0
N 40
0
N 40
0
N 38
0

N 65
0
N 70
0
N 79
0
N
I-kút-skơ 22
0
N 12
0
N 28
0
N 29
0
N 31
0
N 37
0
N 54
0
N 37
0
N 52
0
N
Cô-lôm-bô 82
0
S 69
0

S 68
0
S 69
0
S 70
0
S 58
0
S 24
0
S 18
0
S 7
0
N
Ma-đa-gát-sca 80
0
S 65
0
S 60
0
S 65
0
S 65
0
S 61
0
S 40
0
S 26

0
S 19
0
S
Bô-sư 78
0
S 72
0
S 67
0
S 70
0
S 70
0
S 40
0
S 46
0
S 54
0
S 32
0
S
Niu York 0 18
0
N 20
0
N 18
0
N 12

0
N 11
0
N 38
0
N 62
0
N 41
0
N
Núi Ai-ri-pút 60
0
S 64
0
S 80
0
S 75
0
S 68
0
S 53
0
S 80
0
S 80
0
S 77
0
S
3. BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU THỜI ĐẠI LỊCH SỬ

3.1. Phương pháp nghiên cứu khí hậu thời đại lịch sử
Khí hậu thời đại lịch sử được xác định khoảng từ 4000 - 5000 năm TCN tới thế kỷ XIX.
Sự giao thoa giữa khí hậu kỷ đệ tứ và khí hậu thời đại lịch sử là các thời kỳ khí hậu Subboreal
(3000 - 850 năm TCN) và thời kỳ khí hậu phụ Ðại tây dương (Subatlantic). Dẫn chứng về biến
166
đổi khí hậu trong thời đại lịch sử là những ghi chép trong các văn kiên, những ghi chép hàng
ngày về tình hình thời tiết, khí hậu trước kia và số liệu quan trắc bằng máy móc sau này. Những
kết quả nghiên cứu di tích thành cổ An Dương đời nhà Ân, sổ sách thời đại Chu Tần (Trung
Quốc) là những bằng chứng khá tin cậy trong việc nghiên cứu biến đổi khí hậu. Tương tự như
vậy, những ghi chép trong các văn kiện lịch sử về nước lụt, hạn hán, biến động của sông, hồ, sự
hình thành các nguồn nước, thời kỳ đóng băng ở hồ ao, sông ngòi, eo biển và sự tiến thoái của
băng hà... của các Quốc gia, các nền văn minh nhân loại cũng đã được khai thác. Những ghi
chép về biến đổi mực nước biển Cát-spiên, thời kỳ thu hoạch nho ở Pháp qua nhiều thế kỷ là
những chứng cứ rất có giá trị. Gần nhất là nguồn số liệu quan trắc bằng các thiết bị khí tượng
thế kỷ XVIII, XIX ở nhiều nơi là những minh chứng xác thực dùng để nghiên cứu biến đổi khí
hậu thời đại lịch sử.
3.2. Một số kết quả nghiên cứu về biến đổi khí hậu thời đại lịch sử.
a) Các kết quả nghiên cứu
Những kết quả nghiên cứu về biến đổi khí hậu thời đại lịch sử của nhiều tác giả có thể
chia làm 2 trường phái lý thuyết khác nhau:
1. Thuyết bất biến cho rằng trong thời đại lịch sử không có biến đổi khí hậu rõ rệt. Bằng
những minh chứng thuyết phục về thời kỳ tan băng ở các sông, hồ vùng Bắc Âu, thời kỳ thu
hoạch nho và một số loại cây khác ở Pháp (bảng 9.2 và bảng 9.3)… người ta cho rằng không có
biến đổi khí hậu trong thời đại lịch sử. Trường phái này cho rằng những dao động của khí hậu
của vùng này hay vùng khác chỉ là những thay đổi bình thường trong các chu kỳ dao động của
khí hậu.
Bảng 9.2. Ngày tan băng trên các sông, hồ thuộc Bắc Âu qua các thời kỳ
Hồ Ma-la-rơ Sông Nê-va Sông Ðôn-na
1753 - 1822, ngày 26 -.IV 1713 - 1792, ngày 9 -.IV 1530 - 1752, ngày 25 - III
1823 - 1892, ngày 25 -.IV 1793 - 1862, ngày 8 - IV 1753 - 1852, ngày 26 - III

Bảng 9.3. Thời điểm thu hoạch nho qua các thế kỷ ở Dijion, Pháp
Thế kỷ Ngày thu họach rộ Thế kỷ Ngày thu họach rộ
XIV 25/X XVII 25/X
XV 25/X XVIII 29/X
XVI 28/X XIX 30/X
2. Thuyết biến đổi cho rằng trong thời đại lịch sử có biến đổi khí hậu rõ rệt. Thuyết này có 2
trường phái khác nhau là Biến đổi trực tiến và Biến đổi mạch động. Những người theo phái
Biến đổi trực tiến cho rằng, khí hậu biến đổi chỉ theo một hướng nhất định; Những người theo
phái Biến đổi mạch động cho rằng, trong thời đại lịch sử khí hậu có biến đổi dạng sóng luân
chuyển, từ khí hậu ẩm, lạnh biến thành khí hậu khô, ấm, hoặc từ khí hậu khô, ấm biến thành
khí hậu ẩm, lạnh.
b) Các loại chu kỳ của biến đổi khí hậu thời đại Lịch sử
Theo kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học thấy rằng, khí hậu trái đất trong thời đại
lịch sử đã biến đổi theo những chu kỳ rõ rệt.
1. Chu kỳ 3 - 4 năm: Braak C. nhận thấy có chu kỳ biến đổi của khí áp, Berlage nhận thấy chu
167
kỳ này trên vòng tuổi của thực vật, Tạ Nghĩa Bình (TQ) nhận thấy chu kỳ qua lượng giáng
thủy....
2. Chu kỳ 11 năm: Vilet (1951) nhận thấy chu kỳ của nhiệt độ, Meldrum C. nhận thấy qua chu
kỳ của xoáy thuận, Thanvensunpin (1921) nhận thấy chu kỳ đóng băng trên hồ Sufan (Nhật
Bản)...
Bảng 9.4. Biến đổi khí hậu từ sau Công nguyên đến thế kỷ XIX
Năm Châu Âu Châu Á Bắc Mỹ Châu Phi
0 Như hiện nay Mưa nhiều hơn hiện nay Giống hiện nay Sông Nin có
nước lũ lớn
100 Hơi khô Mưa nhiều Tương đối khô
200 Mưa nhiều
300 Khô hạn Khô hạn Mưa nhiều
400 Mực nước biển Cát-
spiên hạ thấp 15 Inch

Khô hạn Mưa nhiều
500 Tương đối khô Khô hạn Mưa nhiều Mưa nhiều
600 Hơi khô Lượng mưa tăng Tương đối khô Tương đối khô
700 Khô, ấm Mưa nhiều

Mùa khô kết
thúc
Khô hạn

900 Lượng mưa tương
đối nhiều
Mực nước biển Cát -
spiên tăng cao 29 Inch
Mưa khá nhiều Mưa khá nhiều
1000 Tương đối khô Trung quốc khô hạn Khô hạn Tương đối khô
1100 Tương đối lạnh,
Lượng mưa lớn
Khô, mực biển Cát -
spiên hạ thấp 14 Inch
Mưa nhiều Rất khô
1200 Mưa nhiều, gió to Khô Khô Mưa nhiều
1300 Băng hà tiến triển,
khô
Mưa nhiều, mực nước
biển Cát - spiên cao.
Mưa nhiều Mưa nhiều
1400 Khí hậu có tính
chất hải dương
Ở Trung quốc khô hạn. Khô hạn Mưa nhiều
1500 Khí hậu có tính

chất lục địa.
Băng hà tiến triển
rất nhanh
Mưa nhiều, mực nước
biển Cát - spiên tăng cao
16 Inch
Khô hạn

Mưa nhiều,
Lượng mưa đạt
cực đại
1600 Băng hà tiến triển
rất nhanh

Mưa nhiều Mực nước
biển Cát - spiên tăng cao
15 Inch
Lượng mưa
khá nhiều
Tương đối khô
1700 Tây Âu khô hạn.
Tác dụng của
băng hà lớn nhất
Gần giống hiện nay Mưa nhiều Tương đối khô
1800 Lạnh, mưa tương
đối nhiều
Mực nước biển Cát -
spiên khá cao
Mưa nhiều Tương đối khô
1900 Băng hà rút đi rất

nhanh.
Mực nước biển Cát
spiên hạ thấp
Tương đối khô Khô hạn
3. Chu kỳ 16 năm: Wagner A. (1928) nhận thấy chu kỳ qua nhiệt độ ở Vien, Enge (1930)
nhận thấy chu kỳ này qua lượng giáng thủy ở Rome (Italy)...
4. Chu kỳ 35 năm: Bruckener E. nhận thấy chu kỳ của nhiều yếu tố như lượng mưa, nhiệt độ...,
168
Richter E. cho rằng sự tiến thoái của băng hà trên núi Anpơ xảy ra theo chu kỳ này...
4. BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU THỜI ĐẠI NGÀY NAY
4.1. Khí quyển - nhân tố quan trọng gây ra biến đổi khí hậu
Từ thuở nguyên sơ đến ngày nay, khí quyển trái đất đã trải qua nhiều giai đoạn biến đổi
thành phần và cấu tạo, ngày nay khí quyển trái đất bao gồm hỗn hợp các chất khí có nồng độ
khác nhau. Khối lượng khí quyển ước tính khoảng 5,15 x 10
15
tấn (Sytnick, 1985). Các đám
cháy rừng và đốt nhiên liệu hoá thạch thải ra khói, tro, bụi và các chất gây ô nhiẽm khí quyển
như HF, SO
2,
CFC, CO, CO
2
… Sự phát thải các chất khí độc vào không khí đã tác động đến đời
sống động, thực vật và con người, làm phương hại tới các công trình xây dựng và đặc biệt là
làm biến đổi khí hậu trái đất.
Như chung ta đã biết, nếu không có không khí nhiệt độ trên bề mặt trái đất vào ban
ngày sẽ tăng lên rất cao và ban đêm sẽ giảm xuống rất thấp do không có sự hấp thu
các dòng bức xạ chiếu tới và bức xạ phản xạ. Nhiều hành tinh khác không có không
khí cũng có biên độ nhiệt độ rất rộng,.mọi sự sống đã không thể tồn tại.
Lượng cacbonic được thực vật cố định hàng năm trên phạm vi toàn cầu khoảng
4,9.10

13
kg. Trong một ngày thực vật hấp thụ CO
2
bắt đầu từ lúc mặt trời mọc do đó ban ngày
lượng CO
2
giảm thấp còn oxy tăng lên và đạt đến cực đại vào buổi chiều. Sự trao đổi CO
2
cũng
xảy ra giữa đại dương và khí quyển vì đại dương chứa lượng CO
2
lớn hơn 50 lần so với khí
quyển. Đại dương vì thế đóng vai trò điều chỉnh nồng độ CO
2
trong khí quyển. CO
2
có khả
năng hấp thụ bức xạ sóng dài do đó làm cho nhiệt độ không khí không quá lạnh về ban đêm.
Hiện nay do hoạt động của con người mà hàm lượng CO
2
trong khí quyển ngày càng tăng gây
nên "hiệu ứng nhà kính", nhiệt độ không khí không ngừng tăng lên..
4.2. Các nguồn gây ô nhiễm không khí
a) Nguồn gốc tự nhiên
• Núi lửa: phun thải vào không khí nham thạch nóng nhiều khói, bụi giàu sunfuadioxit, sunfit
hữu cơ, mêtan và những loại khí khác.
• Cháy rừng: phát thải cacbon monoxit (CO), cacbon đioxit (CO
2
) và tro bụi.
• Quá trình phân huỷ chất hữu cơ: phát thải amôniac, mêtan, oxit nitơ (N

2
O, NO) và CO
2
...
• Sấm sét: gây ra hiện tượng điện phân Nitơ (N
2
) làm xuất hiện axit nitric (HNO
3
)..
• Bão bụi: gió mạnh tung bụi cát vào không khí.
• Sóng biển: tung bọt nước mang theo muối biển lan truyền vào không khí.
b) Nguồn nhân tạo
Theo thống kê Liên Hiệp Quốc (1991), các nước công nghiệp phát triển có số dân chỉ
chiếm 1/4 dân số thế giới nhưng mức tiêu thụ năng lượng năm 1970 lớn gấp 7 lần, năm 1980
khoảng 4 lần và năm 1990 khoảg 3 lần so với các nước đang phát triển. Hàng năm lượng phát
thải vào khí quyển trên toàn thế giới rất lớn, số liệu thống kê 1992 của Liên hợp Quốc được
trình bày ở bảng 9.5.
4.3. Các tác nhân gây hiệu ứng nhà kính
a) Cacbon đioxit và monoxit (CO
2
và CO) :
Theo Hoffman và Wells (1987) trong cuộc cách mạng công nghiệp, lượng CO
2
sẽ tăng
169
lên gấp hai lần vào giữa thế kỷ XXI. Trong khí quyển lượng CO
2
ước tính có khoảng 711x10
9
tấn (0,033%), trao đổi hàng năm với sinh quyển trên cạn khoảng 56 x 10

9
tấn và nhận khoảng 5
x 10
9
tấn do đốt cháy nhiên liệu hoá thạch. Ðại dương chứa khoảng 580 x 10
9
tấn CO
2
ở lớp
nước mặt và khoảng 38.400 x 10
9
tấn ở lớp giữa và lớp sâu hơn. Trao đổi cacbonic giữa mặt
biển và khí quyển hàng năm khoảng 90 x 10
9
tấn/năm. Theo Smith (1984), hàng năm trên trái
đất phát thải khoảng 6,0x10
8
tấn CO (riêng Mỹ - 65x10
6
tấn).

Bảng 9.5. Số lượng các tác nhân ô nhiễm nhân tạo trên toàn thế giới năm 1992
Ðơn vị: Triệu tấn
Nguồn gây ô nhiễm
Tác nhân ô nhiễm chính
CO Bụi SO
x
Cacbon
Hydro
NO

x
1. Giao thông vận tải
- Ôtô chạy xăng
- Ôtô chạy dầu diezel
- Máy bay
- Tàu hoả và các loại khác
58.1
53.5
0.2
2.4
2.0
1.2
0.5
0.3
0.0
0.4
0.8
0.2
0.1
0.0
0.5
15.1
13.8
0.4
0.3
0.6
7.3
6.0
0.5
0.0

0.8
2. Ðốt nhiên liệu
- Than
- Dầu, xăng
- Khí đốt tự nhiên
- Gỗ, củi
1.7
0.7
0.1
0.0
0.9
8.1
7.4
0.3
0.2
0.2
22.2
18.3
3.9
0.0
0.0
0.7
0.2
0.1
0.0
0.4
8.8
3.6
0.9
4.1

0.2
3. Sản xuất công nghiệp 8.8 6.8 6.6 4.2 0.2
4. Xử lý chất thải rắn 7.1 1.0 0.1 1.5 0.5
5. Hoạt động khác
- Cháy rừng
- Ðốt các sản phẩm nông nghiệp
- Ðốt rác thải bằng than
- Hàn đốt xây dựng
15.3
6.5
7.5
1.1
0.2
8.8
6.1
2.2
0.4
0.1
0.5
0.0
0.0
0.5
0.0
3.8
2.0
1.5
0.2
0.1
1.6
1.1

0.3
0.2
0.0
b) Clorofluorocacbon (còn gọi là CFC):
CFCl
11
hoặc CFCl
3
và CFCl
2
hoặc CF
2
Cl
2
(tên gọi kinh doanh là Freon 12 hoặc F12), đó
là những chất thông dụng của CFC, chúng có thể ở dạng sol khí và không sol khí. Dạng sol khí
thường làm tổn hại tầng ôzôn. Do có sự báo động về môi trường, các nước phát triển đã bắt đầu
hạn chế sử dụng dạng sol khí của CFC, nhưng dạng không sol khí thì vẫn tiếp tục được sản xuất
và ngày càng tăng về số lượng. CFC có tính ổn định cao và không bị phân huỷ. Có những giả
thiết cho rằng, nếu như sự phát thải CFC hiện nay hoàn toàn được chấm dứt thì cũng phải cần
khoảng 100 năm nữa mới phân huỷ hết lượng CFC hiện có.
c) Mêtan (CH
4
):
Nguồn gây ô nhiễm chính của CH
4
là các quá trình sinh học, ví dụ như sự lên men đường
ruột của loài động vật móng guốc, sự phân giải kị khí ở đất ngập nước. CH
4
bị oxi hoá tạo

thành hơi nước ở tầng bình lưu gây hiệu ứng nhà kính mạnh hơn nhiều so với hiệu ứng trực tiếp
của CH
4
. Theo Hoffman và Wells (1987) thì hiện nay hàng năm trên toàn thế giới khí quyển thu
nhận khoảng 400 đến 765 x 10
9
kg CH
4
.
d) Nitơ oxit (N
2
O):
170
Theo số liệu của cơ quan vũ trụ Mỹ (NASA) thì tỷ lệ tăng N
2
O hàng năm khoảng từ 0,2%
- 0,3%.. Hoffman và Wells (1987) cho biết lượng N
2
O phát thải vào khí quyển do phân giải các
hợp chất hữu cơ, phân khoáng và những quá trình tự nhiên khác chiếm tỷ lệ 70 - 80%, đốt cháy
nhiên liệu khoảng 20 - 30%.
e) Khói quang hoá
Nguyên tử oxy sinh ra do sản phẩm quang hoá từ NO
2
dưới sự xúc tác của bức xạ mặt
trời lại tác dụng với các hyđrocacbon hoạt hoá (mêtan, êtan, tôluen...). Tất cả các chất này đều
được sinh ra từ quá trình đốt cháy nhiên liệu hoá thạch hay phụ phẩm thực vật. Kết quả là nitơ
đioxyt mất đi, nitơ oxit được sinh ra, ôzôn tích luỹ lại và một số chất ô nhiễm thứ sinh khác
được tạo thành như focmanđehyt, anđehyt và peroxyaxetyl nitrat, hỗn hợp này gọi là Pan
(C

2
H
3
O
5
N). Tập hợp tất cả các chất trên hình thành khói quang hoá. Khói quang hoá có thể làm
chết người. Ở Luân Đôn, tháng 12/1952 khói quang hoá làm chết 3-4 nghìn người. Ðối với con
người Pan gây ra các bệnh như cay và đau nhói mắt, ho, đau đầu, mệt mỏi, suy hô hấp, viêm
phổi, khô cổ họng. Đối với thực vật, Pan gây xạm lá, phá hoại tế bào lá, hạn chế quá trình
quang hợp, phá hủy chất lục lạp, đặc biệt đối với cây thuốc lá, đậu Hà Lan, khoai tây và nho.
4.4. Hiệu ứng nhà kính (green house effect).
Khi khí quyển bị ô nhiễm, hàm lượng các chất khí thay đổi, không khí chứa nhiều CO
2
,
CO, NO
2,
CH
4
, bụi, hơi nước… là những chất hấp thu nhiều bức xạ làm khí quyển nóng lên gọi
là hiệu ứng nhà kính. Nhiệt độ Trái đất tăng lên là nguyên nhân làm tan lớp băng bao phủ ở 2
cực và trên các ngọn núi cao làm cho mực nước biển dâng cao. Theo dự đoán của các nhà khoa
học thì nếu nồng độ CO
2
trong khí quyển tăng gấp đôi, nhiệt độ trung bình mặt đất tăng lên
khoảng 3,6
0
C. Hội nghị Rio De Janeiro (3/6/1992) đã chỉ ra rằng, trong 30 năm tới nếu không
ngăn chặn được "hiệu ứng nhà kính" thì mực nước biển sẽ dâng lên khoảng 1,5 - 3,5 mét. Số
liệu quan trắc cho thấy, trong khoảng thời gian từ 1885 đến 1940, nhiệt độ trung bình bề mặt
trái đất đã tăng lên khoảng 0,5

0
C. Sau năm 1940, sự nóng lên của toàn Trái đất có xu hướng
giảm bớt, riêng Bắc Âu và Bắc Mỹ nhiệt độ vẫn tiếp tục tăng từ năm 1940 đến 1980, ít nhất
khoảng 0,11
0
C. Theo Tổ chức Khí tượng quốc tế (WMO) thì nhiệt độ Trái đất đã tăng lên gần
0,4
0
C trong vòng 134 năm trở lại đây. Trong hội thảo ở Châu Âu, các nhà nghiên cứu khí hậu
cho rằng nhiệt độ của Trái đất sẽ tăng lên 1,5 - 4,5
0
C vào năm 2050 do "hiệu ứng nhà kính".
Biến đổi khí hậu có tác động sâu sắc tới các hệ sinh thái tự nhiên và xã hội, đặc biệt là những
hoạt động nông nghiệp, sử dụng nguồn nước. Trong vòng hai ngàn năm trước, nhiệt độ của Trái
đất đã từng tăng lên 4 - 5
0
C do những thay đổi sâu sắc trong rừng, hồ và thuỷ vực.. nhưng chỉ
có tác động nhỏ đến loài người vì dân số thấp, phương thức sống còn đơn giản, nhu cầu của con
người còn nhỏ. Hiện nay, con người là nhân tố chủ đạo của sinh quyển, những hoạt động của
con người cần phải cân nhắc để hạn chế đến mức tối đa "hiệu ứng nhà kính". Hiệu ứng nhà
kính sẽ gây ra những ảnh hưởng chính như sau:
1. Tác động đến rừng: sự nóng lên của Trái đất dẫn đến những thay đổi lớn ở các loài thực vật,
cân bằng quang hợp - hô hấp bị ảnh hưởng..
2. Tác động đến cây trồng: hiệu ứng nhà kính có tác động khác nhau đối với cây trồng, lúa mì
và ngô có thể bị các stress ẩm độ do quá trình bốc thoát hơi nước tăng. Mặt khác, nhiệt dộ tăng
sẽ làm gia tăng sự phá hoại của sâu bệnh.
3. Tác động đến đất và nguồn nước: nhiệt độ tăng lên dẫn tới chế độ thuỷ văn cũng thay đổi,
mùa hè kéo dài, quá trình rửa trôi ở miền khí hậu ôn đới sẽ tăng lên.
4. Tác động đến sức khoẻ con người: Nhiều loại bệnh tật sẽ xuất hiện khi thời tiết biến đổi, dịch
bệnh như tả, cúm, viêm phổi, bệnh ngoài da cũng gia tăng..

171