Hiệu ứng nhà kính xảy ra khi các khí nhà kính hấp thụ và phát xạ lại bức xạ hồng ngoại, làm ấm bầu khí quyển và gây biến đổi khí hậu.
Hiệu ứng nhà kính xảy ra khi bức xạ mặt trời đi qua bầu khí quyển, được trái đất hấp thụ và phát ra dưới dạng bức xạ hồng ngoại.
Cụ thể, khi ánh sáng mặt trời chiếu xuống trái đất, khoảng 30% năng lượng sẽ bị phản xạ trở lại không gian, trong khi 70% còn lại được hấp thụ ngược lại. Nhiệt lượng này sau đó được phát xạ lại dưới dạng bức xạ hồng ngoại. Tuy nhiên, các khí nhà kính (CO2, CH4 và N2O) và hơi nước có khả năng hấp thụ bức xạ này, giữ lại nhiệt lượng trong bầu khí quyển.
Mô tả các khí gây hiệu ứng nhà kính. Đồ họa: Thái Anh
Nguyên nhân thay đổi nồng độ khí nhà kính
Nồng độ khí nhà kính thay đổi bởi nhiều yếu tố tự nhiên và con người. Hoạt động núi lửa giải phóng CO2 và hơi nước, trong khi quá trình phong hóa đá giúp giảm CO2 trong khí quyển qua các phản ứng hóa học. Nhiệt độ cao hơn thúc đẩy quá trình phân hủy chất hữu cơ và bốc hơi nước, góp phần tăng lượng khí nhà kính. Thêm vào đó, các hoạt động hô hấp hay cháy rừng cũng là ảnh hưởng đến chu trình carbon, làm tăng nồng độ của lượng khí này, tăng hiệu ứng nhà kính.
| Hoạt động | Nguyên nhân |
| Đốt nhiên liệu hóa thạch | Sử dụng dầu, than, và khí tự nhiên trong công nghiệp, giao thông và sản xuất điện tạo ra lượng lớn CO2, CH4, và N2O. |
| Phá rừng | Cây cối hấp thụ CO2, nên việc chặt phá rừng làm giảm khả năng lưu trữ CO2, đồng thời quá trình đốt cây rừng cũng thải ra lượng khí nhà kính. |
| Nông nghiệp | Chăn nuôi gia súc, trồng lúa và sử dụng phân bón tổng hợp thải ra CH4 và N2O. |
| Sản xuất công nghiệp | Các quá trình sản xuất công nghiệp như luyện kim, hóa chất, và xi măng phát thải khí nhà kính trực tiếp hoặc gián tiếp qua việc sử dụng năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch. |
| Sử dụng các sản phẩm hóa học | Các sản phẩm chứa CFCs, HCFCs được sử dụng trong công nghiệp lạnh, điều hòa không khí, và bình xịt cũng góp phần làm tăng lượng khí nhà kính trong khí quyển. |
Bảo tàng Cổ sinh vật học thuộc Đại học California (UCMP) cho biết, kể từ những năm 1960, các nhà khoa học đã đo nồng độ CO2 trong khí quyển ở nhiều địa điểm.
Từ đó đến nay, nồng độ CO2 đã tăng từ khoảng 315 phần triệu lên hơn 420 phần triệu. Trong khi đó, qua kỹ thuật trích xuất không khí cổ đại bị mắc kẹt trong băng, các nhà khoa học cho biết nồng độ CO2 trong khí quyển cách đây 800.000 năm không bao giờ vượt quá 300 phần triệu.
Hiệu ứng nhà kính ảnh hưởng thế nào tới trái đất
Hiệu ứng nhà kính giúp duy trì nhiệt độ ổn định cho sự sống trên "hành tinh xanh". Nếu không có hiệu ứng nhà kính, nhiệt độ trái đất sẽ trở nên rất lạnh, khoảng âm 18 độ C.
Tuy nhiên, tác động của con người khiến ngày càng nhiều khí CO2, CH4, N2O thải vào không khí. Điều này làm tăng mật độ hạt trong khí quyển, giống như nhà kính được trang bị lắp kính dày hơn. Khiến nhiệt lượng được hấp thụ và giữ lại nhiều hơn.
Hiệu ứng nhà kính gia tăng có ảnh hưởng sâu đến trái đất, với nhiều tác động tiêu cực đến môi trường và con người:
Nóng lên toàn cầu: Sự gia tăng nồng độ khí nhà kính trong bầu khí quyển dẫn đến nhiệt độ toàn cầu tăng. Nhiệt độ trung bình toàn cầu đã tăng khoảng 1,1 độ C so với thời kỳ trước công nghiệp.
Mực nước biển dâng: Nóng lên toàn cầu gây ra hiện tượng tan chảy băng ở các vùng cực và sông băng, làm mực nước biển dâng lên. Dự báo rằng mực nước biển có thể tăng từ 0,6-1,1 m vào cuối thế kỷ XXI, đe dọa các khu vực ven biển và đảo thấp. Ngoài ra, thay đổi nồng độ khí nhà kính do tan chảy của tầng băng vĩnh cửu vốn chứa lượng lớn metan (CH4). Khi chúng tan do nhiệt độ toàn cầu tăng, metan sẽ được giải phóng vào khí quyển.
Hiện tượng thời tiết cực đoan: Tần suất và cường độ của các hiện tượng thời tiết cực đoan như bão, lũ lụt, hạn hán và sóng nhiệt gia tăng. Nhiệt độ nước biển cao hơn cung cấp nhiều năng lượng cho các cơn bão. Nghiên cứu của Kerry A. Emanuel, công bố trên tạp chí Naturec cho thấy sự gia tăng nhiệt độ bề mặt nước biển từ 1 độ C có thể làm tăng cường độ bão lên cấp 1 hoặc cấp 2. Theo báo cáo của IPCC, tần suất các cơn bão nhiệt đới cấp 4 và 5 đã tăng khoảng 25% từ những năm 1970.
Sự thay đổi của hệ sinh thái: Nhiệt độ tăng và thay đổi mô hình thời tiết dẫn đến biến đổi trong các hệ sinh thái. Nhiều loài động thực vật không thể thích nghi kịp với điều kiện mới, dẫn đến nguy cơ tuyệt chủng. Trong báo cáo AR6 (Assessment Report 6) của IPCC vào năm 2021, các nhà khoa học ước tính rằng khoảng một triệu loài có nguy cơ tuyệt chủng trong thời gian tới do biến đổi khí hậu và các yếu tố khác như mất môi trường sống, ô nhiễm...