Tài liệu Tiểu luận "Biến đổi khí hậu" pdf

BÀI TIỂU LUẬN
Đề tài "Biến đổi khí hậu"
MỤC LỤC
MỤC LỤC...........................................................................................................................................................2
MỞ ĐẦU............................................................................................................................................................2
I-KHÍ HẬU...........................................................................................................................................................3
II- KHÍ HẬU TRÁI ĐẤT THỜI SƠ KHAI - KHÍ NHÀ KÍNH MẤT DẦN:.....................................................................5
III- LỊCH SỬ KHÍ HẬU TRÁI ĐẤT:.........................................................................................................................8
IV- BĂNG TIẾN VÀ BĂNG LÙI:..........................................................................................................................15
V- SỰ ĐA DẠNG CỦA KHÍ HẬU: QUY MÔ VÀI TRĂM NĂM:.............................................................................19
VI- BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU TRONG THỜI KỲ NGẮN:QUY MÔ VÀI NĂM.................................................................21
VII- NÚI LỬA VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU:...............................................................................................................27
VIII- ẢNH HƯỞNG CỦA NÚI LỬA ĐẾN KHÍ HẬU..............................................................................................29
IX- NẠN ĐÓI VÀ HẠN HÁN:..............................................................................................................................30
X- BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU.......................................................................................................................................34
MỞ ĐẦU
Năng lượng Mặt trời đốt nóng không đều bề mặt Trái đất. Khu vực xích đạo nhận
được nhiều nhiệt hơn cả. Mỗi năm, khu vực này nhận được lượng nhiệt gấp 2.4 lần so với
vùng cực. Sự tự quay của Trái đất làm phân bố nhiệt vào Đại dương và Khí quyển. Sau đó,
trọng lực sẽ làm san bằng sự phân bố không đều của nhiệt lượng. Tất cả những hiện tượng
trên được coi như thuộc phạm vi của khí hậu và thời tiết. Giờ qua giờ, ngày qua ngày và
mùa qua mùa, chúng ta phải trải qua những thay đổi trong khí quyển. Khi thời tiết được xét
trong một khoảng thời gian dài như vài thập kỷ, vài thế kỷ hay hàng triệu năm, ta gọi đó là
khí hậu. Cũng giống như thời tiết, khí hậu được đặt trưng bởi những thay đổi và sự đa
dạng của nó.
Khi những điều kiện trên Trái đất thay đổi, mọi sự sống phải tự thích hợp với những
điều kiện mới đó. Mọi loài phát triển và sau đó thay đổi, chúng được thay thế bởi những
loài khác có khả năng thích ứng hơn với thời tiết. Trong khi đó có những loài không thể
tồn tại được và chúng đã bị tuyệt chủng.
I-KHÍ HẬU
Có hai nhân tố quyết định đến thời tiết. Đó là:

- Lượng bức xạ Mặt trời mà Trái đất nhận được,
- Lượng bức xạ Mặt trời được Trái đất giữ lại.
Mặc dù năng lượng Mặt trời nhận được tại mỗi thời điểm thì khác nhau nhưng nó
thường được xem như một hằng số. Những điều kiện trên Trái đất có thể làm phản xạ hoặc
giữ lại năng lượng Mặt trời, làm Trái đất ấm hoặc lạnh. Ví dụ: nếu có quá nhiều mây, tuyết
hoặc băng phủ thì sẽ khiến cho các tia bức xạ Mặt trời bị phản xạ trở lại không gian, các tia
này được gọi là Albedo và kết quả là làm cho không khí lạnh hơn.
Hình : Tia Albedo
Hoặc, nếu khí quyển chứa nhiều loại khí cho phép các tia có bước sóng ngắn từ Mặt
trời xuyên qua nhưng lại ngăn chặn và giữ lại các tia có bước sóng dài quay trở lại. Với
một lượng lớn các loại khí như vậy (CO
2
) sẽ có khả năng giữ nhiệt rất cao và làm cho Trái
đất nóng lên. Hiện tượng này được gọi là Hiệu ứng nhà kính.
Khí hậu phụ thuộc vào những khuynh hướng nóng và lạnh trên bề mặt Trái đất; nó
chịu ảnh hưởng lớn bởi vòng tuần hoàn khí quyển và đại dương. Khí quyển Trái đất là một
hệ thống lớn rất phức tạp, chịu sự tác động qua lại của Mặt trời, Đại dương, Lục địa và sự
Hình 2 : Hiệu ứng nhà kính
sống để phân bố lại năng lượng nhiệt. Vòng tuần hoàn gió, mây và hơi nước đóng vai trò to
lớn trong việc phân phối nhiệt và độ ẩm khắp Trái đất.
Đại dương giữ lượng nhiệt lớn hơn nhờ khối lượng lớn hơn và khả năng giữ nhiệt
trên một đơn vị thể tích cao hơn. Tuy nhiên, sự di chuyển của Đại dương lại chậm hơn. Sự
tuần hoàn bề mặt của Đại dương chịu ảnh hưởng lớn của gió thổi trên bề mặt nước. Dòng
chảy ở phía sâu trong Đại dương được xem là quan trọng nhất trong sự trao đổi của nhiệt
độ toàn cầu; Cuối cùng chúng bổ sung cho gió khí quyển và sự phân bố độ ẩm.
II- KHÍ HẬU TRÁI ĐẤT THỜI SƠ KHAI - KHÍ NHÀ KÍNH MẤT DẦN:
Khí hậu xuất hiện từ rất sớm trên Trái Đất - hành tinh thứ 3 trong Hệ Mặt trời. Hiệu
ứng nhà kính vẫn còn tác động lên Trái Đất ngày nay. Trái Đất luôn luôn bị ảnh hưởng bởi
hiệu ứng nhà kính và cuộc sống của con người luôn chịu tác động bởi điều đó. Tuy nhiên
ngày nay, con người đang thay đổi nồng độ của CO

2
trong khí quyển qua việc tác động
đến thực vật sống (cây gỗ, cây bụi) và thực vật hóa thạch (than đá, dầu, khí thiên nhiên).
Thông qua việc đốt cháy cacbon trong thực vật đã thải ra lượng lớn CO
2
trong bầu khí
quyển. Khoảng 6 tỷ tấn khí này được thải ra trên bầu khí quyển mỗi năm thông qua việc
đốt cháy nguyên liệu hóa thạch; trong số khoảng 5000 tỷ tấn CO
2
được luân chuyển trong
Hình 3 : Dòng chảy Đại dương
tự nhiên. Sự tác động của con người là rất nhỏ so với sự thay đổi liên tục của khí CO
2
giữa
khí quyển với đại dương và giữa khí quyển với các lục địa. Dự báo vào khoảng năm 2100
với lượng khí nhà kính do con người tạo ra, do một nền kinh tế chậm phát triển thì nhiệt độ
trung bình hằng năm sẽ tăng 2 - 3
o
C, còn nếu với nền kinh tế phát triển nhanh thì nhiệt độ
trung bình hằng năm có thể sẽ tăng 5 - 10
o
C.
Một so sánh: cách đây 11000 năm có 1 thời kỳ ấm lên toàn cầu khoảng 5
o
C đánh
dấu sự kết thúc kỉ băng hà cuối cùng bằng việc băng tan đã gây nên sự dâng lên của mực
nước biển thế giới. Ví dụ: Mực nước ở Đại Tây Dương và vùng biển Gulf (Mexico) đã tiến
vào đất liền khoảng 100 dặm và đã làm thay đổi các khu rừng trên pham vi toàn cầu.
Nếu như con người vẫn thải CO
2

vào bầu khí quyển thì nhiệt độ toàn cầu sẽ tăng vài
độ. Qua những hóa thạch và sự tính toán của máy tính dự báo sẽ có những vấn đề nghiêm
trọng sẽ xảy ra trong tương lai.
Sao Kim là hành tinh thứ hai trong hệ Mặt Trời, do đó nhận được bức xạ mặt trời
cường độ cao. Năng lượng mặt trời bị giữ lại do khí quyển dày đặc carbon dioxide của nó,
tạo nên nhiệt độ bề mặt là 477
o
C. Sự sống trên sao Kim là rất khó để tưởng tượng khi nhiệt
độ rất cao, bề mặt đá rực đỏ.
Sao Hỏa là hành tinh thứ tư trong hệ Mặt Trời, và do khoảng cách xa nên nó nhận ít
năng lượng mặt trời hơn. Tuy nhiên lớp khí quyển mỏng ở Sao hỏa tương đối giàu CO
2
giúp nó giữ lượng nhiệt nhận được và làm gia tăng nhiệt độ bề mặt. Khí quyển Sao kim và
sao Hỏa rất ít thay đổi trong hơn 4 tỉ năm, thế nhưng khí quyển Trái Đất đã trải qua một sự
thay đổi căn bản từ giàu CO
2
chuyển sang lượng CO
2
như bây giờ.
Tại sao khí quyển của Trái Đất luôn thay đổi? Các thay đổi một phần lớn là do các
quá trình sống. Cây hấp thu CO
2
từ khí quyển thông qua quang hợp và thải O
2
như một
bằng sản phẩm của quá trình hô hấp, tạo nên bầu khí quyển. Tuy nhiên, lượng CO
2
được
giữ trong trong thực vật là rất nhỏ so với lượng ban đầu trong không khí. Ngoài ra, trên
Trái Đất thời sơ khai thực vật có khả năng quang hợp không thể tồn tại ở nồng độ CO

2
và
nhiệt độ cao ở thời kì đó.
Vậy lượng CO
2
trong khí quyển của Trái Đất đã đi đâu? Nó được lưu trữ vật lý theo
nhiều cách nhưng hơn 99% khí CO
2
liên kết hóa học gắn trong đá vôi. Phần lớn đá vôi
được tạo thành từ những phần cứng của các sinh vật sống ở đại dương như vỏ ốc, rạn san
hô và mô khoáng của các loài động vật không xương sống và các loại tảo . CO
2
trong khí
quyển dễ dàng hòa tan trong nước. Trong thực tế, tồn tại một trạng thái cân bằng giữa
lượng khí CO
2
trong nước đại dương và khí quyển. Do đó, khí CO
2
có trong khí quyển lại
có trong bề mặt lớp nước của các đại dương, đây không phải là do ngẫu nhiên.
Ví dụ: Một là, nó sẽ xảy ra những trận khô hạn nghiêm trong vào mùa hè ở những
vùng trồng ngũ cốc ở miền Trung nước Mỹ. Hai là, một vài vùng trên Trái Đất sẽ ẩm và
lạnh hơn, một số nơi khác lại nóng hơn. Ba là, rừng và đất nông nghiệp sẽ phải thay đổi và
di chuyển sang những vùng địa lý khác. Bốn là, mực nước biển sẽ dâng lên 1m trong 100
năm tới, làm ảnh hưởng tới các thành phố và hải cảng thấp. Năm là, việc chìm xuống của
nước mặn tại Bắc Đại Tây Dương tạo nên hệ thống hải lưu hiện nay ở đại đương, hệ thống
này sẽ bị thay đổi do sự hòa nhập của nước ngọt tan ra từ băng. Sự thay đổi này sẽ có tác
động lên khí hậu toàn cầu.
Dự báo những hậu quả thảm khốc do con người gây ra qua việc nóng lên của hiệu
ứng nhà kính thì không được chấp nhận. Do việc thải CO

2
của con người là quá nhỏ so với
tự nhiên. Kết quả từ các hoạt động của con người thì không đủ điều kiện để tiên đoán hệ
thống khí hậu của Trái Đất vốn đã rất phức tạp.
Nguyên nhân thứ 2 là do bức xạ của Mặt Trời, giữa 1978 - 1997 bức xạ thay đổi
0.14% và có thể thay đổi lớn hơn trong thời gian dài. Nguyên nhân thứ 3 là do núi lửa
phun trào, nó có tác động trực tiếp lên sự biến đổi khí hậu toàn cầu.
Chúng ta sẽ xem xét tác động đến khí hậu do phun trào gần đây của Tampora, El
Chichon, Pinatubo ("hiệu ứng khí hậu do núi lửa"). Thứ tư, thay đổi khí hậu là thay đổi về
quỹ đạo và độ nghiêng của Trái Đất. Độ nghiêng của trục Trái Đất sẽ thẳng lên có nghĩa là
trên 8000 - 1000 năm tới, bức xạ được nhận sẽ ít hơn.
Trái Đất lúc nguyên sơ nhất, khi chưa có tại của sự sống, một lượng nhỏ đá vôi
được hình thành và bầu khí quyển đầy khí CO
2
, thì nhiệt độ bề mặt của Trái Đất có thể là
290
o
C. Tại sao Trái Đất lại quá nóng như vậy? Điều này là do sự nóng lên toàn cầu là một
phần của hiệu ứng nhà kính. Bức xạ mặt trời bước sóng ngắn (khoảng 0.05 micromet) làm
ấm đối tượng bên trong nhà kính. Nhiệt tích tụ bên trong nhà kính và phát ra bức xạ hồng
ngoại với bước sóng dài hơn (khoảng 10 micromet) . Tuy nhiên, kính thì chắn các bức xạ
sóng dài, và như vậy năng lượng bức xạ bị giữ lại, tạo ra một môi trường ấm bên trong nhà
kính.
Hiệu ứng nhà kính còn được tạo ra bởi các khí khác trong khí quyển như: CO
2
, hơi
nước, mêtan và CFC. Do sự biến động liên tục, CO
2
là khí nhà kính quan trọng nhất. Qua
thời gian biến đổi địa chất, như CO

2
hòa tan trong nước và trầm tích CaCO
3
được hình
thành, nồng độ CO
2
trong khí quyển thấp dần. Thực vật quang hợp cổ sống trên Trái Đất
hấp thụ CO
2
trong khí quyển làm giảm nồng độ. Qua các loài động vật có thành phần
xương là CaCO
3
, thì quá trình giảm nồng độ CO
2
lại giảm mạnh. Sinh vật sử dụng khí CO
2
đã làm giảm đi hiệu ứng nhà kính, và tạo nhiệt độ giống với nhiệt độ hiện nay trên Trái
Đất.
Ngày nay, CO
2
chỉ chiếm 0,033% khí quyển Trái Đất, nhưng nó tạo hiệu ứng nhà
kính cường độ nhẹ và giữ nhiệt độ trung bình Trái Đất là 16
o
C, cao hơn nhiều lúc không
tồn tại khí CO
2
. Nếu không có mặt CO
2
trong khí quyển, nhiệt độ trung bình ở bề mặt Trái
Đất là khoảng -18

o
C, và sẽ có nhiều dạng sống khác nhau mà chúng ta đã biết.
III- LỊCH SỬ KHÍ HẬU TRÁI ĐẤT:
Nhiều loại đá trầm tích có chứa các thông tin về khí hậu tại thời điểm nó được sinh
ra. Khí hậu nóng được hiển thị qua: 1)Các rạn san hô và đá vôi (đá hóa thạch), 2)Các
quặng bauxit nhôm, loại quặng chỉ hình thành ở đất nhiệt đới, 3)Trầm tích của các khoáng
vật, thứ được kết tinh từ các vật thể mất nước (muối mỏ) .
Khí hậu lạnh có thể được đánh dấu bởi sự xói mòn mạnh mẽ của các sông băng tạo
nên đường vân trong cảnh quang. Nó bào mòn đường rãnh bên dưới bề mặt chúng. Sự
phân bố của sinh vật hóa thạch nói nhiều về khí hậu cổ đại. Trước tiên, các paleomagnetic
trong các loại đá có thể xác định được khu vực đá này hình thành. Khi khu vực cổ xưa
được biết, việc phân tích paleoclimatic có thể bắt đầu. Ví dụ, khi vỏ hóa thạch của các sinh
vật chỉ sống ở vùng biển cực được tìm thấy rất nhiều trong các loại đá hình thành trong vĩ
độ trung, thì khí hậu từ phải lạnh hơn tại thời điểm hiện tại.
Tập hợp các điều kiện trên và những điều kiện khác nhau cho ta biết rõ hơn về lịch
sử biến đổi khí hậu của Trái Đất. Các loại đá cho biết về những thay đổi về nhiệt độ thế
giới và lượng mưa trong suốt thời gian địa chất. Đặc điểm của các thời kỳ:
- Kỷ băng hà Đại cổ sinh muộn thì lạnh và ẩm ướt.
- Kỷ Eocen sớm thì nóng và ẩm ướt
- Việc lạnh toàn cầu bắt đầu từ cuối kỷ Eocen đưa chúng ta vào trong khoảng
thời băng giá hiện tại
Khí hậu Trái Đất phụ thuộc vào sự cân bằng giữa nhiệt thu vào và tỏa ra. Tại thời
điểm bất kỳ, hệ thống khí quyển đại dương - lục địa có thể thu được hay mất đi tổng nhiệt
của nó. Trao đổi nhiệt toàn cầu có một ảnh hưởng sâu sắc bởi nước, trên bề mặt của Trái
Đất luôn chuyển tiếp giữa ba giai đoạn của băng: rắn, lỏng, và hơi (khí). Điều này tạo ra
một nguồn năng lượng lớn để hấp thụ hoặc tỏa nhiệt. Nó hoạt động như một bộ đệm tác
động mạnh mẽ đến khí hậu toàn cầu
Bề mặt của Trái Đất được chia thành các vùng nhiệt độ lạnh và nóng được xác định
bằng vĩ độ. Khí hậu phân bố theo chu kì không đều lúc thì nhiệt độ lạnh thống trị Trái Đất
lúc khác thì khí hậu ấm áp bao trùm. Trong suốt một thời gian lạnh lẽo - kỷ băng hà, các

vùng có khí hậu lạnh thuộc vĩ độ cao mở rộng trong khu vực, trong khi khu vực nóng ở vĩ
độ thấp thu nhỏ nhưng không biến mất. Ngược lại, trong thời đại của sự ấm áp, kỷ torrid,
toàn cầu được đánh dấu bằng việc mở rộng các khu vực khí hậu cận nhiệt đới, trong khi