How Earth Stays Warm

Hiệu ứng nhà kính

Hiệu ứng nhà kính không phải là điều xấu. Nếu không có nó, nhiệt độ trung bình của Trái Đất sẽ chỉ khoảng -18°C (0°F): quá lạnh để có nước ở thể lỏng hoặc sự sống như chúng ta biết.

Đây là cách nó hoạt động:

1. Mặt Trời gửi năng lượng đến Trái Đất dưới dạng ánh sáng khả kiến.

2. Bề mặt Trái Đất hấp thụ ánh sáng đó và phát lại dưới dạng bức xạ hồng ngoại (nhiệt).

3. Một số khí trong khí quyển: carbon dioxide (CO₂), methane (CH₄), hơi nước (H₂O), và nitrous oxide (N₂O): hấp thụ bức xạ hồng ngoại đó thay vì để nó thoát ra ngoài không gian.

4. Những khí này phát lại nhiệt theo mọi hướng, bao gồm cả hướng trở lại bề mặt Trái Đất.

Đây là điều giúp hành tinh của chúng ta duy trì nhiệt độ trung bình có thể sống được khoảng 15°C (59°F).

Vấn đề không phải là hiệu ứng nhà kính: mà là chúng ta đang tăng cường nó bằng cách thêm nhiều khí này vào khí quyển.

Những gì Bằng chứng cho thấy

Bằng chứng về Biến đổi Khí hậu

Khoa học khí hậu được xây dựng dựa trên nhiều dòng bằng chứng độc lập. Dưới đây là những bằng chứng chính:

Lõi băng: Các nhà khoa học khoan sâu vào các tảng băng ở Nam Cực và Greenland, thu được những trụ băng chứa các bọt khí nhỏ của bầu khí quyển cổ đại. Những bọt khí này cho phép chúng ta đo lường CO₂ và nhiệt độ trong suốt 800.000 năm qua. Dữ liệu cho thấy CO₂ và nhiệt độ luôn di chuyển cùng nhau: và nồng độ CO₂ hiện tại cao hơn rất nhiều so với bất kỳ giá trị nào trong kỷ lục 800.000 năm đó.

Đường cong Keeling: Năm 1958, Charles David Keeling bắt đầu đo nồng độ CO₂ trong khí quyển tại Đài quan sát Mauna Loa ở Hawaii. Các phép đo của ông cho thấy xu hướng tăng liên tục từ 315 ppm đến hơn 420 ppm ngày nay, với mô hình răng cưa đặc trưng do sự tăng trưởng theo mùa của thực vật.

Hồ sơ nhiệt độ: Các bản ghi nhiệt kế từ những năm 1850 cho thấy xu hướng nóng lên rõ rệt, đặc biệt là từ năm 1980. Mười năm nóng nhất trong lịch sử đều xảy ra sau năm 2010.

Mực nước biển dâng: Mực nước biển toàn cầu đã tăng khoảng 20 cm (8 inch) kể từ năm 1900, và tốc độ tăng đang gia tốc. Điều này đến từ hai nguồn: sự giãn nở nhiệt (nước ấm chiếm nhiều không gian hơn) và băng tan.

Rút lui băng hà: Các sông băng trên toàn cầu đang thu nhỏ. Công viên Quốc gia Glacier ở Montana có 150 sông băng vào năm 1850; ngày nay chỉ còn chưa đến 25 sông băng.

Axit hóa đại dương: Đại dương hấp thụ khoảng 30% lượng CO₂ mà chúng ta phát thải. Điều này tạo ra axit cacbonic, làm nước trở nên axit hơn: tăng 26% độ axit kể từ thời tiền công nghiệp. Điều này đe dọa các rạn san hô và động vật có vỏ.

Lượng carbon chúng ta đã thải ra

Làm thế nào con người đã thay đổi bầu khí quyển

Trong hàng triệu năm, carbon bị khóa dưới lòng đất dưới dạng than, dầu mỏ và khí đốt tự nhiên: là phần còn lại của thực vật cổ đại và sinh vật biển bị chôn vùi và nén chặt qua thời gian địa chất.

Bắt đầu từ cuộc Cách mạng Công nghiệp khoảng năm 1760, chúng ta bắt đầu đào lên những nhiên liệu hóa thạch đó & đốt chúng để lấy năng lượng. Đốt nhiên liệu carbon-based kết hợp carbon với oxy, giải phóng CO₂ vào bầu khí quyển.

Các con số:

- CO₂ trước công nghiệp: khoảng 280 ppm

- CO₂ hiện tại: hơn 420 ppm: tăng 50%

- Con người phát thải khoảng 36 tỷ tấn CO₂ mỗi năm

Các nguồn khí nhà kính chính khác:

- Phá rừng: Cây cối hấp thụ CO₂. Việc chặt cây không chỉ removes a carbon sink AND releases stored carbon.

- Nông nghiệp: Ruộng lúa và gia súc sản xuất methane. Phân bón thải ra nitrous oxide. Nông nghiệp chiếm khoảng 10% lượng phát thải toàn cầu.

- Sản xuất xi măng: Việc sản xuất xi măng giải phóng CO₂ từ đá vôi. Nó chiếm khoảng 8% lượng phát thải toàn cầu.

Chu trình carbon tự nhiên di chuyển carbon giữa khí quyển, đại dương, đất và các sinh vật sống. Nhưng chúng ta đã phá vỡ chu trình này bằng cách thêm carbon vốn được lưu trữ an toàn dưới lòng đất trong hàng triệu năm.

Điều gì xảy ra tiếp theo

Hậu quả của một thế giới đang nóng lên

Biến đổi khí hậu không chỉ là về nhiệt độ cao hơn. Nó kích hoạt một loạt các hiệu ứng liên kết với nhau:

Mực nước biển dâng: Sự giãn nở nhiệt của nước kết hợp với sự tan chảy của các tảng băng có thể làm mực nước biển dâng từ 0.3 đến 1 mét vào năm 2100. Hàng trăm triệu người sống trong các khu vực ven biển sẽ bị ảnh hưởng.

Thời tiết cực đoan: Không khí ấm hơn giữ được nhiều hơi nước hơn, dẫn đến mưa lớn và lũ lụt dữ dội hơn. Nhiệt độ đại dương cao hơn thúc đẩy các cơn bão mạnh hơn. Hạn hán trở nên gay gắt hơn ở các khu vực vốn đã khô hạn.

Sự phá vỡ hệ sinh thái: Các loài phải di cư, thích nghi, hoặc đối mặt với sự tuyệt chủng. Rạn san hô bị tẩy trắng và chết ở nước ấm hơn, có tính axit cao hơn. Mùa sinh trưởng thay đổi, ảnh hưởng đến nông nghiệp.

Vòng lặp phản hồi

Một số hậu quả của sự nóng lên thực sự gây ra nhiều sự nóng lên hơn: những hiện tượng này được gọi là vòng lặp phản hồi dương (dương ở đây nghĩa là tự củng cố, không phải tốt):

- Tan băng vĩnh cửu: Băng vĩnh cửu ở Bắc Cực chứa lượng lớn methane và CO₂ từ chất hữu cơ cổ xưa. Khi Bắc Cực ấm lên, băng vĩnh cửu tan ra và giải phóng các khí đó, gây ra nhiều sự nóng lên hơn, làm tan chảy thêm băng vĩnh cửu.

- Phản hồi băng-albedo: Băng trắng phản chiếu ánh nắng mặt trời. Khi băng tan, nó lộ ra đại dương hoặc đất đai tối màu, hấp thụ nhiều nhiệt hơn, làm tan chảy thêm băng.

- Phản hồi hơi nước: Không khí ấm hơn giữ được nhiều hơi nước hơn, trong khi hơi nước là một loại khí nhà kính, giữ nhiệt nhiều hơn.

Những Việc Chúng Ta Có Thể Làm

Các Cách Tiếp Cận Để Giải Quyết Biến Đổi Khí Hậu

Có sự đồng thuận khoa học mạnh mẽ rằng biến đổi khí hậu là hiện thực, do con người gây ra, & nghiêm trọng. Nhưng có sự tranh luận chân chính, hợp pháp về các cách tốt nhất để ứng phó. Đây là các danh mục chính:

Giảm thiểu: giảm phát thải:

- Năng lượng tái tạo (năng lượng mặt trời, gió, thủy điện, địa nhiệt)

- Điện hạt nhân (không phát thải carbon, nhưng gây lo ngại về chất thải & an toàn)

- Điện hóa giao thông vận tải

- Cải thiện hiệu suất năng lượng

- Giảm phá rừng

Thích nghi: chuẩn bị cho những thay đổi đang diễn ra:

- Xây dựng đê biển & hệ thống phòng chống lũ lụt

- Phát triển cây trồng chịu hạn

- Di dời các cộng đồng dễ bị tổn thương

- Cải thiện hệ thống cảnh báo sớm cho thời tiết cực đoan

Loại bỏ carbon: đưa CO₂ trở lại khỏi khí quyển:

- Trồng rừng & cô lập carbon trong đất

- Công nghệ thu hồi khí trực tiếp (hiện đang đắt đỏ & tiêu tốn nhiều năng lượng)

- Phong hóa khoáng sản nâng cao

Các cách tiếp cận chính sách:

- Thuế carbon hoặc hệ thống giới hạn và mua bán phát thải (cap-and-trade)

- Các thỏa thuận quốc tế (Thỏa thuận Paris)

- Quy định về phát thải

- Trợ cấp cho năng lượng sạch

Cuộc tranh luận giữa cá nhân và hệ thống:

Một số người cho rằng các lựa chọn cá nhân (lái xe ít hơn, ăn ít thịt hơn, giảm chất thải) là quan trọng nhất. Ưu tiên khác cho rằng thay đổi hệ thống: chính sách, cơ sở hạ tầng, công nghệ: là yếu tố duy nhất có thể hoạt động ở quy mô lớn. Hầu hết các chuyên gia cho rằng cả hai đều cần thiết.

What Will You Remember?

Wrapping Up

Hôm nay chúng ta đã học được rất nhiều:

- Hiệu ứng nhà kính & lý do nó quan trọng

- Nhiều bằng chứng cho thấy biến đổi khí hậu là hiện thực & đang gia tốc

- Cách hoạt động của con người đã làm gián đoạn chu trình carbon

- Hậu quả & các vòng lặp phản hồi làm khuếch đại sự nóng lên

- Phạm vi các giải pháp đang được đề xuất & tranh luận

Khoa học khí hậu được xây dựng trên vật lý, hóa học, địa chất, sinh học, & dữ liệu từ mọi lục địa & đại dương. Hiểu biết về nó đòi hỏi chính loại tư duy dựa trên bằng chứng mà làm nên khoa học tốt.