Hiệu ứng nhà kính là gì? Nguyên nhân, cơ chế, hậu quả và biện pháp khắc phục

“Hiệu ứng nhà kính trở thành một vấn đề có ảnh hưởng mang tính toàn cầu. Vậy hiệu ứng nhà kính là gì? Lịch sử hình thành, nguyên nhân hình thành ra sao. Những ảnh hưởng của hiệu ứng nhà kính như thế nào? Cùng tìm hiểu nguyên nhân và tác hại của hiệu ứng nhà kính chi tiết nhất qua hiệu ứng nhà kính là gì ?

Hình ảnh hiệu ứng nhà kính

Hình ảnh hiệu ứng nhà kính

Hiệu ứng nhà kính là một hiện tượng thiên nhiên quen thuộc trong thời đại công nghiệp hiện nay. Hiện tượng thiên nhiên này ảnh hướng nhiều đến thiên nhiên và cuộc sống của loài người. Trong chương trình môn hóa học THCS và THPT có kiến thức liên quan về hiện tượng này.

1. Hiệu ứng nhà kính là gì?

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 (bề mặt Trái Đất) ; mặt đất hấp thu nguồn nhiệt nóng lên, phản hồi lại bức xạ sóng dài vào khí quyển để CO2 hấp thu làm cho không khí nóng lên.

Hiện tượng hiệu ứng nhà kính
Hiện tượng hiệu ứng nhà kính 

Hiệu ứng nhà kính tên khoa học là greenhouse effect. Đây là sự ấm lên của bề mặt trái đất và tầng khí quyển do các chất như carbon dioxide và hơi nước gây ra cho năng lượng mặt trời xuyên qua mặt đất nhưng cản trở việc truyền năng lượng từ trái đất trở lại không gian.

Cơ chế của hiệu ứng nhà kính: hiệu ứng nhà kính diễn ra khi khí quyển hấp thụ nhiệt từ tia cực quang. Hơi nóng từ mặt trời truyền xuống Trái Đất bị giữ lại ở tầng đối lưu, tạo ra hiệu ứng nhà kính ở bề mặt các hành tinh hoặc các vệ tinh.

2. Lịch sử phát hiện hiệu ứng nhà kính

Khái niệm hiệu ứng nhà kính là gì xuất hiện lần đầu tiên vào năm 1842. 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, Joseph Fourier đưa ra nguyên lý giải thích hiện tượng này.

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 hoặc 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.

3. Nguyên nhân gây hiệu ứng nhà kính

Từ cơ chế hình thành hiện tượng hiệu ứng nhà kính, các nhà khoa học đã chỉ ra nguyên nhân gây ra hiệu ứng nhà kính. Đó chính là do sự gia tăng các chất khí nhà kính như CO2 , CFC,CH4, O3, NO2… trong bầu khí quyển.

3.1. Khí nhà kính là gì?

Khí nhà kính là khí có khả năng hấp thụ bức xạ sóng dài do mặt đất phản xạ lên khi mặt trời chiếu sáng vào mặt đất, sau đó phân tán lại nhiệt cho trái đất làm trái đất nóng lên, gây nên hiệu ứng nhà kính. 

Các khí nhà kính
Các khí nhà kính

Khi lượng khí này gia tăng quá mức, nhiệt lượng phân tán lại trái đất quá nhiều mới khiến trái đất nóng lên và gây ra hiệu ứng nhà kính.

Các khí nhà kính chủ yếu bao gồm: hơi nước, CO2, CH4, N2O, O3, SF6, SO2F2 và các khí CFC (CCl3F, C2F6 , CHF3).

Tại sao khí CO2 gây hiệu ứng nhà kính được nhiều người biết đến là nguyên nhân gây ra hiệu ứng nhà kính trên trái đất. Các bạn có thể tìm hiểu thêm qua bài phân tích khí nhà kính nhé!

3.2. Nguồn gốc của khí nhà kính

Cùng với sự phát triển dân số và công nghiệp với tốc độ cao, CO2 thải vào khí quyển cũng tăng theo. Theo phân tích trong 200 năm qua nồng độ CO2 đã tăng lên 25%. Nhiệt độ trung bình của Trái đất tăng lên 0,5 oC. Ước tính đến giữa thế kỷ sau, bề mặt Trái đất sẽ nóng thêm 1,5 – 4,5 độ oC. Trong đó nhiệt độ ở vĩ độ trung và cao tăng lên càng nhiều.

Ngoài CO2, các chất khí nhà kính phát sinh từ chính các hoạt động hằng ngày của con người. Ví dụ điển hình như sử dụng các nhiên liệu hoá thạch ngày càng nhiều, sinh hoạt, sản xuất nông nghiệp, công nghiệp…

Rừng lại bị tàn phá nặng nề, lượng CO2 quá tải nên không được hấp thu, gây gia tăng lượng CO2 trong không khí, do đó hiệu ứng nhà kính tăng theo không ngừng.

4. Cơ chế hoạt động của hiệu ứng nhà kính như thế nào?

- Bước 1: Bức xạ mặt trời vào bầu khí quyển của Trái Đất, năng lượng bức xạ này một phần phản xạ ngước trở lại vào không gian.

- Bước 2: Phần năng lượng còn lại tiến đến được mặt đất và các đại dương hấp thụ làm tăng nhiệt độ của Trái Đất lên.

- Bước 3: Nhiệt lượng từ Trái Đất tỏa ra không gian.

Bước 4: Một phần năng lượng tỏa ra này bị giữa lại trong khí quyển của Trái Đất (Khí nhà kính bao gồm hơi nước, carbon dioxide, methane, nitrous oxide, ozone và một số hóa chất nhân tạo như chlorofluorocarbons (CFCs).) Quá trình này làm cho trái đất có nhiệt độ đủ ấm để sự sống phát triển.

- Bước 5: Các hoạt động của con người như sử dụng nhiên liệu hóa thạch, làm công nghiệp, nông nghiệp và khai khẩn đất đai đang làm tăng lượng khí nhà kính thải vào khí quyển. 

- Bước 6: Phần nhiệt thêm vào từ các hoạt động của con người chính là nguyên nhân khiến cho trái đất ngày càng nóng lên.

Cơ chế hoạt động của hiệu ứng nhà kính
Cơ chế hoạt động của hiệu ứng nhà kính

5. Phân loại hiệu ứng nhà kính như thế nào?

5.1. Hiệu ứng nhà kính khí quyển

Hiệu ứng nhà kính khí quyển là hiện tượng xảy ra trong điều kiện tự nhiên của khí quyển.

Ta biết nhiệt độ trung bình của bề mặt Trái Đất được quyết định bởi cân bằng giữa năng lượng mặt trời chiếu xuống trái đất và lượng bức xạ nhiệt của mặt đất vào vũ trụ. Bức xạ nhiệt của mặt trời là bức xạ có sóng ngắn nên dễ dàng xuyên qua tầng ozon và lớp khí CO2 để đi tới mặt đất.

Ngược lại bức xạ nhiệt từ Trái Đất vào vũ trụ là bức sóng dài, không có khả năng xuyên qua lớp khí CO2 dày và bị CO2, hơi nước trong khí quyển hấp thụ.

Như vậy lượng nhiệt này làm cho nhiệt độ bầu khí quyển bao quanh Trái Đất tăng lên. Lớp khí CO2 có tác dụng như một lớp kính giữ nhiệt lượng tỏa ngược vào vũ trụ của Trái Đất trên quy mô toàn cầu.

5.2. Hiệu ứng nhà kính nhân loại

Sự phát triển của công nghiệp hóa đã làm cho quá trình hiệu ứng nhà kính ngày trở nên nghiêm trọng hơn bởi vì hệ quả của các hoạt động quá mức của con người làm cho lượng khí thải các loại khí nhà kính. Đây là hiệu ứng nhà kính nhân loại.

Sự thay đổi nồng độ của các khí nhà kính trong vòng 100 năm lại đây (điôxít cacbon tăng 20%, mêtan tăng 90%) đã làm tăng nhiệt độ lên 2°C.

6. Hệ quả của hiệu ứng nhà kính

6.1. Ảnh hưởng của hiệu ứng nhà kính

Nếu không có hiện tượng này thì con người không thể tồn tại: Nhiệt độ trung bình của bề mặt trái đất hiện tại khoảng 15 oC sẽ giảm xuống chỉ còn -18 oC. Khi bắc xạ mặt trời xuyên qua bầu khí quyển đến mặt đất một phần mặt đất hấp thụ và phần còn lại sẽ phản xạ ra ngoài không gian.

Các hạt nhỏ trong không khí giúp giữ nhiệt lượng cho Trái Đất. Các hạt này giữ nhiệt bằng cách hấp thụ hoặc làm một phần bức xạ nhiệt phản xạ ngược trở lại mặt đất. Nếu không có hiện tượng hiệu ứng nhà kính, nhiệt độ Trái Đất sẽ trở nên rất lạnh.

6.2. Biến đổi hệ sinh thái rất nghiêm trọng

Băng tan ở Bắc cực và Nam cực: Vì nhiệt độ tăng lên, những tảng băng ở vùng cực sẽ tan chảy làm cho mặt biển tăng cao hơn 1m.

Hiệu ứng nhà kính gây ra hiện tượng băng tan
Hiệu ứng nhà kính gây ra hiện tượng băng tan

Sa mạc càng mở rộng, đất đai càng bị xói mòn, rừng càng lùi thêm về vùng cực. Hạn hán rất nặng, lượng mưa tăng thêm 7-11%. Mùa đông càng ẩm, mùa hè càng khô... biến đổi khí hậu ngày một nhiều ảnh hưởng rất nhiều đến sự phát triển kinh tế xã hội ngày nay.

Nguồn nước: Hạn hán thường xuyên kéo dài kèm theo đó là các trận lũ lụt, sạt lở đất đá. Con người thiếu nguồn nước sạch để sinh hoạt, nguồn nước tưới tiêu, cho nhà máy thuỷ điện cũng không đủ để đáp ứng.

Nguồn lợi từ biển: nước biển dâng ảnh hưởng đến cả hoạt động sinh hoạt và sản xuất của hàng nghìn, hàng triệu hộ dân ven biển. Nhà cửa, đường xá, cầu cống, hải cảng bị ngập úng.

Có nhà khoa học cho rằng, hiệu ứng nhà kính làm nhiệt độ tăng lên. Hậu quả làm cho thể tích nước dãn nở, mặt nước biển sẽ dâng cao 0,2-1,4m. Gây nên hiện tượng ngập úng toàn diện cho các vùng ven biển, đặc biệt là các thành phố, bến cảng.

Hiệu ứng nhà kính làm cho trái đất ngày càng nóng lên
Hiệu ứng nhà kính làm cho trái đất ngày càng nóng lên

Sinh vật: điều kiện khí hậu ảnh hưởng lớn đến hệ sinh thái. Các loài sinh vật cũng khó để thích nghi được với sự biến đổi khí hậu như nóng lên của trái đất như hiện nay. Sự mất cân bằng sinh thái do điều kiện khí hậu là nguy cơ lớn đối với hệ sinh vật.

Lâm nghiệp: nhiệt độ tăng cao, hiện tượng cháy rằng xảy ra thường xuyên. Điều này khiến cho nhiều diện tích rừng bị thiêu rụi. Môi trường sống cho các loài động, thực vật, mất đi và mất đi nguồn tài nguyên quý giá của loài người.

6.3. Đe dọa cuộc sống của con người

Sức khoẻ con người: các loại bệnh tật mới xuất hiện, bệnh dịch phát tán tràn lan khiến cho hệ miễn dịch của con người không chống chọi được. Nắng nóng, mưa nhiều là điều kiện thuận lợi cho các loại bệnh truyền nhiễm phát tán.

Sự biến đổi khí hậu, làm xuất hiện nhiêu thiên tai và thảm họa khóc liệt cho con người như sóng thần, bão, lũ, lụt…  tàn phá đến nền kinh tế và đời sống loài người.

Lời kết

Sự biến đổi khí hậu ngày trở nên nghiêm trọng hơn khi con người đang tàn phá môi trường của trái đất. Vì vậy, cần tìm hiểu Hiệu ứng nhà kính là gì ? Hiểu rõ hậu quả để nâng cao hiểu biết của con người. Bên cạnh đó, cần tăng cường nghiên cứu các biện pháp ngăn chặng và giảm tác hại đến mức thấp nhất. Hi vong mang đến nhiều kiến thức hóa học đời sống và những thú vị hóa học tuyệt vời!

0 Nhận xét