Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết nối
I .KHÁI NIỆM HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH:
Hiệu ứng nhà kính , xuất phát từ Effet de serre trong tiếng Pháp, do nhà toán học người Pháp Jean Baptiste Joseph Fourier lần đầu tiên đặt tên vào năm 1824 thông qua một vụ nổ mạnh trong khí quyển làm nhiệt độ của một vùng tăng lên. Năm 1827, Jean Fourier đưa ra nguyên lý giải thích hiện tượng hiệu ứng nhà kính gây được sự quan tâm lớn của giới khoa học.
Hiệu ứng nhà kính dùng để chỉ hiệu ứng xảy ra khi năng lượng bức xạ của tia sáng mặt trời, xuyên qua các cửa sổ hay mái nhà bằng kính, được hấp thụ và phân tán trở lại thành nhiệt lượng cho bầu không gian bên trong dẫn đến việc sưởi ấm toàn bộ không gian bên trong chứ không phải chỉ ở những chỗ được chiếu sáng
Qua nghiên cứu, các nhà khoa học giải thích : Hiệu ứng nhà kính là hiệu ứng làm cho không khí của Trái Đất nóng lên do bức xạ sóng ngắn của Mặt Trời có thể xuyên qua tầng khí quyển chiếu xuống mặt đất, mặt đất hấp thụ nóng lên lại bức xạ sóng dài vào khí quyển để CO2 hấp thu làm cho không khí nóng lên. CO2 trong khí quyển giống như một tầng kính dày bao phủ Trái Đất, làm cho Trái Đất không khác gì một nhà kính lớn.
Theo tính toán, nếu không có lớp khí quyển,nhiệt độ trung bình ở lớp bề mặt Trái Đất sẽ xuống tới -180C, nhưng nhiệt độ trung bình thực tế là 150C, có nghĩa là hiệu ứng nhà kính đã làm cho Trái Đất nóng lên 330C
Người ta phân biệt Hiệu ứng nhà kính thành 2 khái niệm cụ thể:
a) Hiệu ứng nhà kính khí quyển:
Các tia bức xạ sóng ngắn của Mặt Trời xuyên qua bầu khí quyển đến mặt đất và được phản xạ trở lại thành các bức xạ nhiệt sóng dài.Một số phân tử trong bầu khí quyển , trước hết là CO2 và hơi nước có thể hấp thụ những bức xạ nhiệt này và thông qua đó giữ hơi ấm lại trong bầu khí quyển .Hàm lượng ngày nay của khí CO2 vào khoảng 0,036% đã đủ để tăng nhiệt độ thêm khoảng 30OC.Nếu không có hiệu ứng nhà kính tự nhiên này , nhiệt độ của chúng ta chỉ vào khoảng -180C.
Ở thời kỳ đầu tiên của lịch sử Trái Đất , các điều kiện tạo ra cuộc sống chỉ có thể xuất hiện vì thành phần của CO2 trong bầu khí quyển nguyên thủy cao hơn, cân bằng lại lượng bức xạ của Mặt trời lúc đó yếu hơn đến khoảng 25%
Cường độ của các tia bức xạ tăng lên với thời gian .Trong khi đó đã có đủ cây cỏ trên Trái Đất , thông qua sự quang hợp,lấy đi một phần khí CO2 trong không khí tạo nên các điều kiện khí hậu tương đối ổn định.
b) Hiệu ứng nhà kính nhân loại:
Từ khoảng 100 năm nay , con người tác động mạnh vào sự cân bằng nhạy cảm này giữa hiệu ứng nhà kính tự nhiên và tia bức xạ của Mặt trời .Sự thay đổi nồng độ của các khí nhà kính trong vòng 100 năm lại đây ( CO2 tăng 20%,CH4 tăng 90% ) đã làm tăng nhiệt độ lên 20C
II. NGUYÊN NHÂN GÂY NÊN HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH:
Nhiệt độ bề mặt Trái Đất được tạo nên do sự cân bằng giữa năng lượng Mặt trời đến ,bề mặt Trái Đất và năng lượng bức xạ của Trái Đất vào khoảng không gian giữa các hành tinh .Năng lượng Mặt trời chủ yếu là các tia sóng ngắn dễ dàng xuyên qua cửa sổ khí quyển.Trong khi đó , bức xạ của Trái Đất với nhiệt độ bề mặt trung bình 160C là sóng dài có năng lượng thấp, khó xuyên qua lớp khí quyển và bị hấp thu lại bởi một số thành phần có trong khí quyển như CO2 và hơi nước.Lượng nhiệt này bị giữ lại và làm nhiệt độ bên trong ( nhà kính ) tăng lên.Các thành phần có trong khí quyển có ảnh hưởng tới sự phản xạ nhiệt từ Trái Đất vào vũ trụ và làm nóng lớp không khí ở gần bề mặt Trái Đất được gọi là các khí nhà kính..Đó là các thành phần dạng khí trong khí quyển có khả năng hấp thụ tia sóng dài và sau đó lại nhả hấp thụ. Các khí nhà kính gây nên hiệu ứng nhà kính gồm khí nhà kính tự nhiên và khí nhà kính nhân tạo.
Các khí nhà kính tự nhiên quan trọng nhất là CO2 và hơi nước
Ngoài ra còn có những khí nhà kính nhân tạo khác như CH4, N2O, 03, CO, CFCS (đặc biệt là CFC-11 và CFC-12).
Trong đó sự đóng góp chủ yếu đối với hiệu ứng nhà kính là CO2 và hơi nước
Một số khí nhà kính chủ yếu:
a) CO2
Khoảng 80% năng lượng nhân tạo được sản xuất do quá trình đốt các nhiên liệu chứa Carbon. Chất thải sinh ra là khí CO2 ,một chất khí có trong thành phần khí quyển với hàm lượng thấp ( 0,035% V ). Khi nhu cầu sử dụng năng lượng nhân tạo tăng thì lượng CO2 thải ra càng nhiều ,dần dần tích lũy trong khí quyển.
Thêm vào đó diện tích rừng giảm mạnh, dẫn đến lượng CO2 trong khí quyển tăng nhanh. Dần dần hình thành một lớp CO2 tương đối dày bao bọc xung quanh khí quyển Trái Đất ở tầng đối lưu. Tia phản xạ nhiệt từ Trái Đất sẽ bị CO2 và hơi nước hấp thụ và tỏa nhiệt,lượng nhiệt này bị giữ lại phía gần bề mặt Trái Đất và làm nhiệt độ bề mặt Trái Đất tăng lên. CO2 đóng góp trong hiệu ứng nhà kính tới 50% so với các khí khác. Các nguồn tăng CO2 chủ yếu là do việc đốt các nhiên liệu hóa thạch và nạn phá rừng trên toàn cầu do hoạt động nhân tạo.
b) Hơi nước
Đóng góp tới 62% trong tổng nhiệt độ tăng lên của Trái Đất. Nguồn tăng hơi nước chủ yếu do sự ấm lên toàn cầu làm biến đổi sự bốc hơi nước ổn định vốn có trên Trái Đất.
c) CFCS
Quan trọng nhất là khí CFC-11( CCl3F) và CFC-12(CCl2F2) là khí có nồng độ lớn nhất trong khí quyển, đóng góp vào hiệu ứng nhà kính rất lớn, CFC-11 là 0,28pPhần mềm , CFC-12 là 0,484ppm. Hằng năm các khí CFC tăng 4% ( năm 1992). Các khí này đều trơ về mặt hóa học, không độc , không cháy, không mùi, là tác nhân làm lạnh cho tủ lạnh. Do trơ về mặt hóa học nên nó có thời gian lưu rất dài ( hàng chục thậm chí hàng trăm năm).
d) CH4
Là khí không màu ,ít hoạt động hóa học nên có thời gian lưu trong tầng đối lưu lớn ( khoảng 20 năm ) nên phân bố khắp trong vùng này. Hằng năm tăng khoảng 2% có nồng độ trung bình 0,3 ppm.
e) NF3
Một loại khí được phát hiện là có khả năng gây hiệu ứng nhà kính nghiêm trọng vừa công bố là NF3 ( Nitrogen trifluoride ) là một loại khí thải gây hiệu ứng nhà kính có khả năng làm khí quyển Trái Đất nóng gấp hàng nghìn lần so với khí CO2 tồn tại trong khí quyển, thực tế nhiều gấp 4 lần so với những đoán trước đây. Theo các nhà nghiên cứu thuộc viện hải dương học Scripps,Mỹ , sau khi áp dụng hệ thống phân tích mới, lượng khí NF3 trong khí quyển được phát hiện năm 2006 đã lên đến 4200 tấn, nhiều hơn so với ước tính 1200 tấn trước đây. Nghiên cứu cũng đoán lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính này trong khí quyển năm 2008 sẽ là 5400 tấn, tăng trung bình 11% mỗi năm.
NF3 là loại khí không màu, không mùi, không bị đốt cháy và có khả năng làm bầu khí quyển Trái Đất nóng hơn 17000 lần so với cùng một số lượng khí CO2. NF3 không chỉ có khả năng hấp thụ khí nóng từ môi trường lâu hơn CO2 mà còn tồn tại trong khí quyển lâu hơn gấp 5 lần.
Trước đây sự phát thải khí NF3 thường được sử dụng trong quá trình sản xuất tivi màn hình phẳng tinh thể lỏng và các vi mạch điện tử , là quá nhỏ để được coi là một yếu tố gây ra hiện tượng Trái Đất nóng lên. Tuy nhiên các nhà khoa học khẳng định hiện nay khí NF3 cũng cần được kiểm soát giống như CO2 do nhu cầu sử dụng loại khí này đang ngày một tăng lên.
4) Tiêu diệt CO2 bằng đá Peridotite:
Theo một nghiên cứu của các nhà địa chất Mỹ , có thể sử dụng đá Peridotite( sinh ra từ magma tự nguội dần) để hấp thu nhanh chóng một lượng lớn khí CO2, loại khí chính gây hiệu ứng nhà kính làm Trái Đất ấm lên.
Người ta đã biết , khi tiếp xúc với CO2 trong không khí, Peridotite sẽ tạo ra các khoáng chất cứng như đá vôi hay cẩm thạch nhưng mới đây các nhà khoa học mới biết rằng quá trình này cũng diễn ra cả dưới lòng đất và có thể nhanh hơn gấp 1 triệu lần.
Việc vận chuyển và xử lý Peridotite trong các nhà máy sản xuất điện từ than đá , nơi tạo ra một lượng CO2 khổng lồ, rất bất tiện và tốn kém.Nhưng người ta lại có thể chuyển khí CO2 dễ dàng và ít tốn kém từ các nhà máy điện đến những nơi có nhiều Peridotite, nhà địa chất học Peter Kelemen giải thích.
Kelemen làm việc tại viện nghiên cứu Trái đất thuộc đại học Clumbia ở New York, tác giả chính của nghiên cứu, được đăng trong ấn bản điện tử tập san thuộc Viện hàn lâm khoa học Mỹ ngày 10-11. Cách tiếp cận này có thể cho phép phát triển một phương pháp thu giữ CO2 trong khí quyển với chi phí thấp. Kelemen nói thêm kỹ thuật này có thể làm giảm đến 30 tỉ tấn CO2 trong khí quyển do các hoạt động của con người tạo ra hằng năm , phần lớn từ việc đốt cháy dầu mỏ và than đá. Theo nghiên cứu, loại Peridotite ở Oman có thể hấp thu tự nhiên từ 10000 tấn đến 100000 tấn CO2/năm, nhiều hơn so với mức các nhà địa chất học đã nghĩ. Bằng cách thúc đẩy một cách nhân tạo quá trình này, các mỏ Peridotite ở Oman có thể hấp thu đến 4 tỉ tấn CO2/năm.
Nhiều mỏ Peridotite lớn nằm trên các đảo ở Thái Bình Dương như Papua New Guinea hay New Caledonia tại các bờ biển dài ở Hy lạp và Nam Tư cũ. Các mỏ nhỏ hơn nằm ở phía Tây nước Mỹ cũng như tại nhiều nơi khác trên Trái Đất.
D1M7Cpl52JGcKRx
