CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI 1.1 BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 1.1 Quan niệm về biến đổi khí hậu Khái niệm về Biến đổi khí hậu được Bộ Tài Nguyên và Môi trường định nghĩa như sau: Là sựbiến đổi trạng thái của khí hậu so với trung bình và/hoặc dao động của khí hậu duy trì trong một khoảng thời gian dài, thường là vài thập kỷhoặc dài hơn. Biến đổi khí hậu có thểlà do các quá trình tựnhiên bên trong hoặc các tác động bên ngoài, hoặc do hoạt động của con người làm thay đổi thành phần của khí quyển hay trong khai thác sửdụng đất. Các biểu hiện của biến đổi khí hậu là: - Nhiệt độtrung bình năm tăng; sựbiến đổi và độkhác thường của thời tiết và khí hậu tăng; - Nước biển dâng do băng tan từ các cực Trái đất và các đỉnh núi cao; - Các hiện tượng cực đoan của thời tiết và thiên tai (nóng, rét hại, bão, lũ lụt,hạn hán, v.v…) xảy ra với tần suất cao hơn, cường độ và độ khác thường lớn hơn (Nguyễn Đức Ngữ, 2008). Biến đổi khí hậu: là sự biến đổi của trạng thái khí hậu do các hoạt động trực tiếp hay gián tiếp của con người gây ra sự thay đổi thành phần của khí quyển toàn cầu và nó được thêm vào sự biến đổi khí hậu tự nhiên quan sát được trong các thời kỳ có thể so sánh được.
(UNFCCC1, 1992) Biến đổi khí hậu: đề cập đến sự thay đổi về trạng thái của khí hậu mà có thể xác định được (ví dụ như sử dụng các phương pháp thống kê) diễn ra trong một thời kỳ dài, thường là một thập kỷ hoặc lâu hơn. Biến đổi khí hậu đề cập đến bất cứ biến đổi nào theo thời gian, có hay không theo sự biến đổi của tự nhiên do hệ quả các hoạt động của con người. (IPCC, 2001) 1 Công ước khung của Liên Hợp Quốc về biến đổi khí hậu là một trong một loạt các thỏa thuận quốc tế về các vấn đề môi trường toàn cầu thông qua tại Hội nghị Thượng đỉnh Trái đất năm 1992 tại Rio de Janeiro. Công ước khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu nhằm mục đích để ngăn chặn sự can thiệp "nguy hiểm" của con người đối với hệ thống khí hậu.
Nó có hiệu lực vào ngày 21 tháng ba 1994 và đã được phê chuẩn bởi 192 quốc gia. HVTH: LƯƠNG LÂM TUẤN PHI 7 GVHD: PGS.TS NGUYỄN KỲ PHÙNG Nghiên cứu dựa trên quan niệm mà IPCC đã để cập để tiếp cận xây dựng những giải pháp thích ứng với BĐKH dựa vào cộng đồng địa phương. Những biểu hiện của BĐKH ở khu vực nghiên cứu được xem xét trong bối cảnh dự báo gia tăng nhiệt độ trung bình toàn cầu và các tác động liên quan do BĐKH gây ra (ví dụ như:sự gia tăng tần suất và cường độ của thời tiết khắc nghiệt; mực nước biển tăng, và những thay đổi trong thời gian hoặc lượng mưa…).2 Những nguyên nhân gây ra Biến đổi khí hậu và nước biển dâng 1. Biến động khí hậu trong thời đại địa chất Những thay đổi về địa chất được ghi nhận giải thích cho thay đổi hệ thống khí hậu Trái Đất.
Khoảng 45 triệu năm về trước, một thiên thạch khổng lồ va vào trái đất làm bề mặt trái đất bị bao phủ một lượng khói bụi dày đặc, và trái đất bị chìm trong bóng tối một thời gian dài do không có ánh sáng mặt trời. Trái đất bị lạnh đi và loài khủng long bị tiêu diệt. Khoảng 2 triệu năm trước công nguyên, trái đất một lần nữa trải qua nhiều lần băng hà lạnh lẽo và gian băng ấm áp, với chu kỳ mỗi lần khoảng 100 nghìn năm. Chênh lệch nhiệt độ trung bình giữa kỳ băng hà và gian băng khoảng 5 – 700C, riêng ở vùng cực khoảng 10 – 1500C.
Thời kỳ gian băng khoảng 125 nghìn đến 130 nghìn năm trước công nguyên, nhiệt độ trung bình của bề mặt trái đất cao hơn thời kỳ tiền công nghiệp (1750) khoảng 200C và mực nước biển trung bình cao hơn trong thế kỷ 20 từ 4 đến 6m. Thời kỳ băng hà cuối cùng kết thúc cách đây khoảng 10 - 15 nghìn năm. Sau thời kỳ này, trái đất ấm dần lên, các sinh vật mới dần dần phát triển. Sa mạc Sahara trong khoảng 12 nghìn đến 4 nghìn năm trước công nguyên có cây cỏ và chim muông.
Khoảng 5 - 6 nghìn năm trước công nguyên, nhiệt độ trái đất cao hơn hiện nay. Đầu thế kỷ 14, Châu Âu trải qua một kỷ băng hà nhỏ kéo dài khoảng vài trăm năm. Những khối băng khổng lồ hình thành và những mùa đông khắc nghiệt làm cho mùa màng thất bát, dẫn đến nạn đói, nhiều gia đình phải di cư đi nơi khác. Những biến động khí hậu xảy ra trong thời kỳ biến động địa chất đều là các nguyên nhân tự nhiên, trong đó chủ yếu là do sự vận động của trái đất, các vụ phun trào của núi lửa và hoạt động của mặt trời gây ra (IPCC, 2007a) HVTH: LƯƠNG LÂM TUẤN PHI 8 GVHD: PGS.TS NGUYỄN KỲ PHÙNG 1.
Nguyên nhân của biến đổi khí hậu trong thời kỳ hiện đại Từ thời kỳ tiền công nghiệp (khoảng từ năm 1750), con người đã sử dụng ngày càng nhiều năng lượng, chủ yếu từ các nguồn nhiên liệu hóa thạch (than, dầu, khí đốt); qua đó, các chất khí gây hiệu ứng nhà kính, làm tăng hiệu ứng nhà kính của khí quyển, đã được thải vào khí quyển ngày càng tăng, dẫn đến tăng nhiệt độ của trái đất. Đây chính là nguyên nhân của sự BĐKH trong thời kì hiện đại. Sự nóng lên toàn cầu là một biểu hiện rõ rệt được khẳng định do những hoạt động của con người gây ra (IPCC, 2007a) Những số liệu về hàm lượng khí CO2 trong khí quyển được xác định từ các lõi băng được khoan ở Greenland và Nam cực cho thấy, trong suốt chu kỳ băng hà và tan băng (khoảng 18.000 năm trước), hàm lượng khí CO2 trong khí quyển chỉ khoảng 180 –200ppm (phần triệu), nghĩa là chỉ bằng khoảng 70% so với thời kỳ tiền công nghiệp (280ppm).800, hàm lượng khí CO2 bắt đầu tăng lên, vượt con số 300ppm và đạt 379ppm vào năm 2005, nghĩa là tăng khoảng 31% so với thời kỳ tiền công nghiệp, vượt xa mức khí CO2 tự nhiên trong khoảng 650 nghìn năm qua (IPCC, 2007a). Hàm lượng các khí nhà kính khác như khí mêtan (CH4), ôxit nitơ (N2O) cũng tăng lần lượt từ 715ppb (phần tỷ) và 270ppb trong thời kỳ tiền công nghiệp lên 1774ppb (151%) và 319ppb (17%) vào năm 2005.
Riêng các chất khí chlorofluoro carbon (CFCs) vừa là khí nhà kính với tiềm năng làm nóng lên toàn cầu lớn gấp nhiều lần khí CO2, vừa là chất phá hủy tầng ôzôn bình lưu, chỉ mới có trong khí quyển do con người sản xuất ra kể từ khi công nghiệp làm lạnh, hóa mỹ phẩm phát triển (IPCC, 2007a). Đánh giá khoa học của Ban liên chính phủ về BĐKH (IPCC) cho thấy, việc tiêu thụ năng lượng do đốt nhiên liệu hóa thạch trong các ngành sản xuất năng lượng, công nghiệp, giao thông vận tải, xây dựng… đóng góp khoảng một nửa (46%) vào sự nóng lên toàn cầu, phá rừng nhiệt đới đóng góp khoảng 18%, sản xuất nông nghiệp khoảng 9% các ngành sản xuất hóa chất (CFC, HCFC) khoảng 24%, còn lại (3%) là từ các hoạt động khác. Từ năm 1840 đến 2004, tổng lượng phát thải khí CO2 của các nước giàu chiếm tới 70% tổng lượng phát thải khí CO2 toàn cầu, trong đó ở Hoa Kỳ và Anh trung bình mỗi người dân phát thải 1.100 tấn, gấp khoảng 17 lần ở Trung Quốc và 48 lần ở Ấn Độ. HVTH: LƯƠNG LÂM TUẤN PHI 9 GVHD: PGS.TS NGUYỄN KỲ PHÙNG Riêng năm 2004, lượng phát thải khí CO2 của Hoa Kỳ là 6 tỷ tấn, bằng khoảng 20% tổng lượng phát thải khí CO2 toàn cầu.
Trung Quốc là nước phát thải lớn thứ 2 với 5 tỷ tấn CO2, tiếp theo là Liên bang Nga 1,5 tỷ tấn, Ấn Độ 1,3 tỷ tấn, Nhật Bản 1,2 tỷ tấn, CHLB Đức 800 triệu tấn, Canada 600 triệu tấn, Vương quốc Anh 580 triệu tấn. Các nước đang phát triển phát thải tổng cộng 12 tỷ tấn CO2, chiếm 42% tổng lượng phát thải toàn cầu so với 7 tỷ tấn năm 1990 (29% tổng lượng phát thải toàn cầu), cho thấy tốc độ phát thải khí CO2 của các nước này tăng khá nhanh trong khoảng 15 năm qua. Một số nước phát triển dựa vào đó để yêu cầu các nước đang phát triển cũng phải cam kết theo Công ước Biến đổi khí hậu (IPCC, 2007a). Năm 1990, Việt Nam phát thải 21,4 triệu tấn CO2 (không kể các khí nhà kính khác).
Năm 2004, phát thải 98,6 triệu tấn CO2, tăng gần 5 lần, bình quân đầu người 1,2 tấn một năm (trung bình của thế giới là 4,5 tấn/năm, Singapo 12,4 tấn, Malaixia 7,5 tấn, Thái Lan 4,2 tấn, Trung Quốc 3,8 tấn, Inđônêxia 1,7 tấn, Philippin 1,0 tấn, Myanma 0,2 tấn, Lào 0,2 tấn. Như vậy, phát thải các khí CO2 của Việt Nam tăng khá nhanh trong 15 năm qua, song vẫn ở mức rất thấp so với trung bình toàn cầu và nhiều nước trong khu vực. Dự tính tổng lượng phát thải các khí nhà kính của nước ta sẽ đạt 233,3 triệu tấn CO2 tương đương vào năm 2020, tăng 93% so với năm 1998 (IPCC, 2007a). Tuy nhiên, điều đáng lưu ý là trong khi các nước giàu chỉ chiếm 15% dân số thế giới, nhưng tổng lượng phát thải của họ chiếm tới 45% tổng lượng phát thải toàn cầu; các nước Châu Phi và cận Sahara với 11% dân số thế giới chỉ phát thải 2%, và các nước kém phát triển với 1/3 dân số thế giới chỉ phát thải 7% tổng lượng phát thải toàn cầu (IPCC, 2007a).
Khí nhà kính và hiệu ứng nhà kính Trong thành phần của khí quyển trái đất, khí nitơ chiếm tới 78% khối lượng khí quyển, khí oxy chiếm 21%, còn lại khoảng 1% là các khí khác như acgon, đioxit cacbon, mêtan, ôxit nitơ, nêôn, hêli, hydro, ôzôn. Tuy chỉ chiếm một tỷ lệ rất nhỏ, các khí vết này, đặc biệt là khí điôxit cacbon, mêtan, ôxit nitơ và CFCs, một loại khí chỉ mới có trong khí quyển từ khi công nghệ làm lạnh phát triển, là những khí có vai trò rất quan trọng đối với sự sống trên trái đất. Trước hết, đó là vì các chất khí nói trên có khả năng hấp thụ bức xạ hồng ngoại do mặt đất phát ra, sau đó, một HVTH: LƯƠNG LÂM TUẤN PHI 10 GVHD: PGS.TS NGUYỄN KỲ PHÙNG phần lượng bức xạ này lại được các chất khí đó phát xạ trở lại mặt đất, qua đó hạn chế lượng bức xạ hồng ngoại của mặt đất thoát ra ngoài khoảng không vũ trụ và giữ cho mặt đất khỏi bị lạnh đi quá nhiều, nhất là về ban đêm khi không có bức xạ mặt trời chiếu tới mặt đất.