Biến đổi khí hậu dưới góc nhìn khoa học

Khí thải CO₂ chủ yếu bắt nguồn từ hoạt động của con người đang đặt ra thách thức toàn cầu trong cuộc chiến chống biến đổi khí hậu.

Trọng tâm chính trong các cuộc đàm phán tại hội nghị thượng đỉnh COP26 đang diễn ra ở Glasgow xoay quanh carbon dioxide (CO₂), loại khí gây hiệu ứng nhà kính được thải ra khi con người đốt cháy nhiên liệu hóa thạch như than, dầu và khí tự nhiên, bên cạnh các yếu tố như cháy rừng và sử dụng đất.

Cuộc cách mạng công nghiệp vào cuối những năm 1800 bắt đầu thúc đẩy việc đốt nhiên liệu hóa thạch. Nó cung cấp năng lượng quan trọng cho các ngành công nghiệp nhưng cũng làm tăng đáng kể lượng khí thải CO₂ ngay trong thế kỷ đó. Các phép đo có hệ thống từ giữa những năm 1900 đã cho thấy sự gia tăng ổn định của CO₂ trong bầu khí quyển, với phần lớn là dấu vết trực tiếp từ quá trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch.

Biểu đồ mức tăng mật độ CO₂ trong khí quyển qua từng năm trong giai đoạn 1960 - 2020. (Ảnh: NOAA)

Vì sao CO₂ gây biến đổi khí hậu?

Khi thải vào khí quyển, CO₂ có xu hướng tích tụ trong một thời gian rất dài. Chỉ một nửa được hấp thụ bởi thực vật và đại dương, nửa còn lại có thể tồn tại hàng trăm năm trong bầu khí quyển, gây hiệu ứng nhà kính.

Sau đây là cách hiệu ứng nhà kính hoạt động. Mặt Trời của chúng ta gửi rất nhiều năng lượng đến Trái đất. Trái đất hấp thụ năng lượng đó và phát ra bức xạ hồng ngoại truyền ngược ra ngoài không gian. CO₂ tích tụ trong bầu khí quyển khiến một phần bức xạ bị mắc kẹt, làm hành tinh của chúng ta nóng lên. Mật độ CO₂ càng cao, nhiệt độ toàn cầu càng tăng mạnh. Mật độ CO₂ trong khí quyển hiện nay đạt khoảng 414 ppm, cao gần gấp rưỡi so với mức 280 ppm vào thời kỳ tiền công nghiệp.

Năm 2020, khi ít người lái xe hơn và một số ngành công nghiệp phải ngừng hoạt động trong thời gian ngắn vì đại dịch, lượng khí thải CO₂ từ nhiên liệu hóa thạch đã giảm khoảng 6%, nhưng điều đó không ngăn được sự gia tăng mật độ CO₂ trong khí quyển, vì lượng thải ra do các hoạt động của con người vượt xa những gì tự nhiên có thể hấp thụ.

Kể cả khi thế giới dừng tất cả các hoạt động thải CO₂, phải mất hàng trăm năm nữa để mật độ CO2 trong khí quyển giảm "một cách tự nhiên" về ngưỡng mà chu trình carbon của hành tinh có thể trở lại trạng thái cân bằng.

Biểu đồ phản ánh và dự đoán mật độ CO₂ trong khí quyển trước và sau năm 2021. (Ảnh: Pieter Tans)

Nhiệt độ đã gia tăng như thế nào tại các lục địa?

Không có gì bất ngờ khi thế giới ghi nhận sự gia tăng nhiệt độ trên mọi lục địa và các đại dương. Tuy nhiên, mức tăng không giống nhau ở những nơi khác nhau vì có nhiều yếu tố tác động đến nhiệt độ địa phương, như việc sử dụng đất (ảnh hưởng đến mức năng lượng mặt trời được hấp thụ và phản xạ), hay các nguồn làm nóng cục bộ như đảo nhiệt đô thị và ô nhiễm.

Ví dụ, Bắc Cực đang ấm lên nhanh hơn khoảng ba lần so với mức trung bình toàn cầu, một phần vì khi hành tinh nóng lên, băng tuyết tan chảy khiến bề mặt có nhiều khả năng hấp thụ năng lượng hơn là phản xạ bức xạ mặt trời.

Biểu đồ phản ánh mức tăng giảm nhiệt độ tại các lục địa và đại dương. (Ảnh: NOAA)

Biến đổi khí hậu có tác động như thế nào tới hành tinh?

Hệ thống khí hậu của Trái đất liên kết với nhau rất phức tạp, vì vậy ngay cả những thay đổi nhiệt độ nhỏ cũng có thể gây ra tác động lớn, điển hình là hiện tượng băng tan và nước biển dâng.

Các nghiên cứu đã cho thấy nhiệt độ tăng ảnh hưởng đến lượng mưa, sông băng, hình thái thời tiết, hoạt động của xoáy thuận nhiệt đới và bão lớn. Các đợt nắng nóng cũng gia tăng cả về tần suất, thời gian và mức độ nghiêm trọng, ảnh hưởng đến hệ sinh thái, đời sống con người, thương mại và nông nghiệp.

Hầu hết các ghi chép về mực nước biển đều cho thấy sự gia tăng nhất quán trong 150 năm qua do băng tan và đại dương giãn nở. Nước biển dâng cao càng làm trầm trọng thêm tình trạng ngập lụt ven biển.

Các nhà khoa học khí hậu đang làm việc chăm chỉ để dự đoán những tác động trong tương lai gây ra bởi sự gia tăng khí thải CO₂ và những thay đổi dự kiến khác, chẳng hạn như dân số thế giới. Rõ ràng là nhiệt độ sẽ tăng và lượng mưa sẽ thay đổi. Mức độ cụ thể như thế nào còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố tương tác.

Dự đoán mức tăng nhiệt độ trong giai đoạn 2081 - 2100 so với giai đoạn 1995 - 2014. (Ảnh: Claudia Tebaldi, et al., 2021).

Một vài lý do để hy vọng

Một điều tích cực là các nghiên cứu khoa học đang không ngừng nâng cao hiểu biết của chúng ta về khí hậu và hệ thống phức tạp của Trái đất, qua đó giúp xác định những khu vực dễ bị tổn thương nhất và đưa ra chỉ dẫn để giảm thiểu các tác nhân gây biến đổi khí hậu.

Nghiên cứu về năng lượng tái tạo và năng lượng thay thế, cũng như các giải pháp thu giữ carbon từ không khí, đang tạo ra nhiều lựa chọn hơn cho một xã hội được chuẩn bị tốt hơn.

Đồng thời, khi nhận thức của cá nhân được nâng cao, nhiều người bắt đầu tìm cách giảm tác động của chính mình. Thị trường xe điện, cũng như năng lượng mặt trời và năng lượng gió, đang tăng với tốc độ không tưởng. Ngày càng có nhiều người sẵn sàng áp dụng các chiến lược mới để sử dụng năng lượng hiệu quả và tiêu thụ bền vững hơn.

Các nhà khoa học tin rằng việc chuyển đổi nhiên liệu hóa thạch sang năng lượng tái tạo chính là chìa khóa để chống lại biến đổi khí hậu, mang đến những lợi ích trực tiếp đối với sức khỏe con người và hệ sinh thái.

• Thần ưng California lần đầu sinh sản không cần con đực
• NASA "úp mở" về khả năng tìm thấy sự sống ngoài Trái đất
• Mỗi năm, Úc tiêu diệt 2 triệu sinh vật này nhưng vẫn bất lực trước sự phát triển của chúng