Khí nhà kính (Greenhouse Gases - GHG) là các loại khí tồn tại trong bầu khí quyển, có khả năng hấp thụ và phản xạ tia bức xạ nhiệt.
Cụ thể, các loại khí nhà kính có khả năng hấp thụ các bức xạ sóng dài (bức xạ hồng ngoại) trong dải bước sóng của trái đất gây ra, được phản xạ từ bề mặt khi được chiếu sáng bằng ánh sáng mặt trời, rồi phân tán nhiệt lại trái đất.
Khí nhà kính chủ yếu bao gồm hơi nước, CO2, CH4, N2O, O3 và các khí CFC. Nghị định thư Kyoto xác định 6 loại khí nhà kính (GHG) do các hoạt động của con người tạo ra gồm CO2, CH4, N2O2 và 3 loại khí Flo (hydrofluorocarbons, perfluorocarbons và sulphur hexafluoride).
Đồ họa: Dỹ Tùng
Nguyên nhân thay đổi nồng độ khí nhà kính
Hàng triệu đến hàng nghìn năm trước, nồng độ khí nhà kính thay đổi bởi hoạt động núi lửa, giải phóng CO2 và hơi nước. Cùng với đó, quá trình phong hóa đá tạo ra phản ứng hóa học làm giảm lượng CO2 trong khí quyển.
Các thế kỷ gần đây, 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. Nhiệt độ nóng hơn cũng đẩy nhanh quá trình phân hủy chất hữu cơ, gia tăng lượng khí nhà kính.
Cùng với đó, nhiệt độ toàn cầu tăng dẫn đến tăng quá trình bốc hơi nước vào khí quyển. Biến đổi trong sinh khối và năng suất sinh học cũng ảnh hưởng đến chu trình carbon. Carbon tạo ra qua hô hấp, phân hủy chất hữu cơ và cháy rừng.
Hiện nay, thay đổi nồng độ khí nhà kính chủ yếu đến từ hoạt động của con người, bao gồm:
- Đốt nhiên liệu hóa thạch: thải CO2 và N2O
- Hoạt động nông nghiệp: chăn nuôi gia súc (bò, cừu) và canh tác lúa tạo ra CH4. Phân bón chứa nitrate làm tăng nồng độ dinh dưỡng trong đất, giải phóng N2O. Sử dụng máy móc trong nông nghiệp cũng góp phần thải khí nhà kính.
- Phá rừng và cháy rừng: đốt và phân hủy cây rừng thải ra CO2 và N2O.
- Các quy trình công nghiệp: sản xuất xi măng từ đá vôi giàu carbon, rò rỉ khí tự nhiên và việc sử dụng hydrofluorocarbons (HFCs) trong làm lạnh và điều hòa không khí đều thải khí nhà kính vào khí quyển.
Hiệu ứng nhà kính và nóng lên toàn cầu
Khí nhà kính đóng vai trò quan trọng trong việc giữ ấm Trái Đất, tạo ra hiệu ứng nhà kính tự nhiên giúp duy trì sự sống. Nếu không có khí nhà kính, nhiệt độ trung bình của bề mặt Trái đất sẽ là khoảng -18 độ C.
Tuy nhiên, khi nồng độ các khí nhà kính tăng cao do hoạt động của con người, hiệu ứng này trở nên quá mức, dẫn đến hiện tượng nóng lên toàn cầu và biến đổi khí hậu. 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 khác nhau.
Từ đó đến nay, 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.
Mô tả hiệu ứng khí nhà khí. Ảnh: The Teacher Friendly GuideTM to Climate Change, Dỹ Tùng dịch
Cùng với CO2, CH4 và các khí HFC hấp thụ và bức xạ lại nhiệt, ngày càng làm ấm tầng khí quyển. Vì vậy, dù chỉ chiếm tỷ lệ nhỏ trong khí quyển, những thay đổi nhỏ về nồng độ của chúng có thể làm thay đổi đáng kể cường độ của hiệu ứng nhà kính, từ đó ảnh hưởng đến nhiệt độ trung bình của trái đất.
Với đà phát thải khí nhà kính tăng, nồng độ khí nhà kính đậm đặc hơn dẫn đến hiện tượng nóng lên toàn cầu, làm thay đổi mô hình thời tiết và gây ra các hiện tượng cực đoan như bão lụt và hạn hán. Ngoài ra, nhiệt độ tăng cũng khiến băng tan ở hai cực, khiến nước biển dâng.
Theo NASA, nếu nhiệt độ tăng lên 2 độ C, mực nước biển sẽ dâng cao 20cm ở hơn 70% bờ biển của Trái Đất, dẫn đến lũ lụt ven biển gia tăng, xói mòn, nhiễm mặn và các tác động khác đến con người và hệ sinh thái.
Khi hệ sinh thái bị biến đổi, mất cân bằng sinh thái sẽ làm gia tăng nguy cơ tuyệt chủng đối với nhiều loài sinh vật, ảnh hưởng đến đa dạng sinh học. Ngay với con người, nhiệt độ tăng cao cùng với ô nhiễm không khí làm gia tăng nguy cơ mắc các bệnh về đường hô hấp và các bệnh truyền nhiễm.
Cách kéo giảm hiệu ứng nhà kính
Vào năm 1995 tại Berlin (Đức), Hội nghị các Bên tham gia Công ước Khung của Liên Hợp Quốc về Biến đổi khí hậu (COP) lần đầu được tổ chức và về sau diễn ra hàng năm. Đến nay, COP đã diễn ra 28 kỳ.
Tại COP26, Hội nghị đưa ra mục tiêu giữ nhiệt độ trái đất không tăng quá 1,5 độ C. Theo báo cáo của Liên Hợp Quốc, nếu thế giới đạt được Net Zero vào giữa thế kỷ, tăng nhiệt độ toàn cầu có thể được kiềm chế ở mức khoảng 1,5 độ C. Hàng loạt quốc gia hứa hành động. Trong đó, tại COP26, Việt Nam cũng công bố cam kết Net Zero vào 2050.
Net Zero là lượng phát thải khí nhà kính bằng với lượng hấp thụ và loại bỏ bằng nhiều phương pháp khác nhau. Trước hết, cần giảm sử dụng nhiên liệu hóa thạch bằng cách chuyển đổi sang các nguồn năng lượng tái tạo như điện gió, điện mặt trời và năng lượng sinh khối.
Tiếp theo, cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng thông qua áp dụng các công nghệ tiên tiến sẽ giúp tiết kiệm năng lượng trong sản xuất và tiêu dùng. Một biện pháp khác là tăng cường trồng rừng và bảo vệ rừng, bởi cây xanh có khả năng hấp thụ CO2, giúp giảm lượng khí nhà kính trong khí quyển.
Ngoài ra, cần sử dụng và tái chế hợp lý tài nguyên để hạn chế lượng rác thải và phát thải từ các hoạt động công nghiệp và sinh hoạt. Đồng thời, đẩy mạnh các giải pháp công nghệ như thu giữ và lưu trữ carbon (CCS) để loại bỏ CO2 trực tiếp từ các nguồn phát thải lớn.
Các giải pháp này được quốc tế và các quốc gia triển khai thông qua tuyên truyền vận động lẫn bắt buộc doanh nghiệp, cộng đồng chuyển đổi nguồn năng lượng và công nghệ sản xuất, gia tăng hoạt động tái chế, trồng rừng và bảo vệ môi trường.
Nguồn tài chính hỗ trợ cho quá trình này đến từ nhiều nguồn công lẫn tư, với một số nguồn tài chính chuyên biệt để hỗ trợ như ngân sách nhà nước thông qua thuế carbon, cấp trả phí/đấu giá hạn ngạch carbon và phát triển thị trường carbon tự nguyện để các dự bán carbon có thể giao dịch tín chỉ.