Bài giảng Nông lâm kết hợp với biến đổi khí hậu: Phần 1

Chia sẻ: Nguyễn Thị Ngọc Lựu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:31

Thêm vào BST

Báo xấu

141
lượt xem 28
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Nông lâm kết hợp với biến đổi khí hậu: Phần 1 trình bày các vấn đề về biến đổi khí hậu, tác động của biến đổi khí hậu, vấn đề đạo đức của biến đổi khí hậu; giảm nhẹ và thích ứng với biến đổi khí hậu, chiến lược giảm nhẹ, chiến lược thích ứng.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Nông lâm kết hợp với biến đổi khí hậu: Phần 1

Mạng lưới Giáo dục Nông lâm kết hợp Việt Nam Vietnam Network for Agroforestry Education - VNAFE BÀI GIẢNG NÔNG LÂM KẾT HỢP VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Biên soạn: PGS.TS. Bảo Huy, TS. Võ Hùng và TS. Nguyễn Thị Thanh Hương Đăk Lăk, tháng 12 năm 2011 i
ii
MỤC LỤC Trang DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................................IV DANH MỤC CÁC HÌNH .............................................................................................. V DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ...............................................................................VI CHƯƠNG 1 : BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ........................................................................... 1 1.1. Tổng quan về biến đổi khí hậu .............................................................................. 1 1.1.1. Biến đổi khí hậu là gì? ................................................................................ 4 1.1.2. Làm thế nào để chúng ta biết được đang biến đổi khí hậu? ........................ 5 1.1.3. Biến đổi khí hậu trong những năm gần đây ................................................ 8 1.1.4. Biến động khí CO2 trong khí quyển .......................................................... 12 1.2. Tác động của biến đổi khí hậu ............................................................................ 15 1.3. Vấn đề đạo đức của biến đổi khí hậu .................................................................. 18 CHƯƠNG 2 : GIẢM NHẸ VÀ THÍCH ỨNG VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ........... 22 2.1 Các khái niệm ....................................................................................................... 22 2.2 Chiến lược giảm nhẹ ............................................................................................ 23 2.3 Chiến lược thích ứng ............................................................................................ 23 CHƯƠNG 3 : NÔNG LÂM KẾT HỢP VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ...................... 26 3.1 Nhận thức chung về Nông lâm kết hợp ............................................................... 26 3.1.1. Các khái niệm về nông lâm kết hợp .......................................................... 26 3.1.2. Lợi ích canh tác nông lâm kết hợp ............................................................ 27 3.2 Giảm thiểu phát thải khí gây hiệu ứng thông qua nông lâm kết hợp ................... 27 3.2.1. Nông Lâm kết hợp giúp giảm phát thải của hệ th ng canh tác ................. 27 3.2.2. hư ng pháp nghi n cứu hấp th CO2 của mô hình NL H – C lượng h a giá tr môi trư ng của NL H............................................................. 33 3.3 ng ng GI trong giám át thay đổi ng đất và phát thải khí CO2 – Vai tr Nông Lâm kết hợp trong giảm phát thải t thay đổi ng đất ....................... 42 3.3.1. hân tích thay đổi trạng thái/thảm phủ ..................................................... 43 3.3.2. c tính phát thải CO2 t thay đổi thảm phủ và k ch bản áp ng NL H để giảm phát thải ....................................................................................... 49 3.4 Thích ứng v i biến đổi khí hậu thông qua nông lâm kết hợp .............................. 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 61 iii
DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1: Tỷ lệ đ ng g p của các loại khí trong khí quyển........................................... 9 Bảng 1.2: Lượng phát thải khí CO2 của một qu c gia tr n thế gi i ........................ 14 Bảng 3.1: Các mô hình ư c lượng carbon trong các bộ phận và cây bình quân b i l i đỏ .................................................................................................................. 36 Bảng 3.2: h i lượng C/CO2 hấp th trong các bộ phận và cây bình quân b i l i đỏ . 36 Bảng 3.3: Các mô hình ự báo inh kh i tư i/khô và lượng carbon cây b i l i đỏ tích lũy trong mô hình NL H b i l i đỏ - ắn ................................................... 37 Bảng 3.4: Dự báo inh kh i tư i/khô và lượng CO2 b i l i đỏ hấp th /ha t i ưu trong mô hình NL H b i l i đỏ - ắn ................................................................... 40 Bảng 3.5: Dự báo giá tr kinh tế, môi trư ng của mô hình NL H b i l i đỏ - ắn theo chu kỳ kinh oanh ........................................................................................ 41 Bảng 3.6: Bảng ma trận thay đổi ng đất ............................................................... 48 Bảng 3. : Giá tr trung bình Carbon tích lũy và CO 2 hấp th của các trạng thái, thảm phủ ................................................................................................................ 49 Bảng 3. : Hấp th CO2 năm 2003 ................................................................................. 49 Bảng 3. : Hấp th CO2 năm 200 ................................................................................ 50 Bảng 3.10: ch bản áp ng NL H cho đất nông nghiệp .......................................... 50 Bảng 3.11: Các giai đoạn và các bư c chính trong tiến trình TD để phát triển NL H ...................................................................................................................... 54 iv
DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 1.1: Gia tăng hiệu ứng nhà kính .............................................................................2 Hình 1.2: Nồng độ gia tăng của khí nhà kính ..................................................................3 Hình 1.3: Mực nư c biển âng o n ng l n toàn cầu và Dự báo 2100 ........................... 4 Hình 1.4: Hiệu ứng nhà kính khí quyển ..........................................................................6 Hình 1.5: Nghi n cứu m i khẳng đ nh toàn cầu đang thật ự n ng l n .......................... 7 Hình 1.6: Thay đổi Carbon toàn cầu t 1 50-2000 ...................................................... 10 Hình 1.7: Quỹ đạo của bão Tây Bắc Thái Bình Dư ng và Biển Đông ...................... 11 Hình 1. : Diễn biến của mực nư c biển tại Trạm hải văn H n Dáu ............................ 12 Hình 1. : Nhà máy nhiệt điện chạy than thải nhiều khí CO2. (Nguồn: hecweb.org) ....17 Hình 1.10: hát thải CO2 bình quân đầu ngư i năm 200 một qu c gia ..............19 Hình 1.11: Ngư i ân omalia phải đi t nạn enya o hạn hán. (Nguồn: AFP/TTXVN) .....................................................................................................20 Hình 3.1: Dự báo tiềm năng hấp th C vào năm 2040 (Mt C/ năm) v i các phư ng thức ng đất và lựa chọn quản lý khác nhau (nguồn I CC, 2000) ..............28 Hình 3.2: Lưu giữ C trong các hệ inh thái khác nhau của vùng nhiệt đ i ẩm. ............28 Hình 3.3 : Lượng carbon được lưu giữ trong thực vật và ư i mặt đất theo các kiểu ng r ng nhiệt đ i Brazil, Cameroon, In one ia ..........................................29 Hình 3.4: Mô hình hàm 1/2 log biểu iễn ự uy giảm lượng C tích luỹ trong các kiểu ng r ng nhiệt đ i Brazil, Cameroon, In one ia .....................................30 Hình 3.5: Giải tích cây b i l i trong mô hình NL H : B i l i – Sắn để ác đ nh inh kh i và phân tích C ............................................................................................. 32 Hình 3.6: Cân để ác đ nh kh i lượng inh kh i tư i 4 bộ phận cây b i l i đỏ: Thân, cành, lá và vỏ ......................................................................................................33 Hình 3. : Lấy mẫu 4 bộ phận cây b i l i đỏ để phân tích hàm lượng carbon: Thân, cành, lá và vỏ ......................................................................................................34 Hình 3. : Tỷ lệ %C trong các bộ phận thân cây o v i tổng C trong cây b i l i .........35 Hình 3.9: Tỷ lệ %C trong inh kh i khô các bộ phận thân cây b i l i ...................... 35 Hình 3.10: Cách ứng ng các mô hình ư c lượng CO2 b i l i đỏ hấp th trong mô hình NL H b i l i đỏ - ắn................................................................................39 Hình 3.11: Tiến trình phát triển kỹ thuật c ự tham gia - PTD ...................................53 Hình 3.12: Làm giàu r ng khộp nghèo bằng cây tếch ..................................................56 Hình 3.13: Mô hình NL H: Tre; Mít nghệ en ứa Cayen tr n đất c ...................... 57 v
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Nguyên nghĩa CDM Clean Development Mechani m: C chế phát triển ạch CERMES Centre for Resource Management and Environmental Studies: Trung tâm Quản Lý Tài Nguy n và Môi trư ng CGIAR Consultative Group on International Agricultural Research: Nhóm Tư vấn Nghi n cứu Nông nghiệp Qu c tế CO2 Carbon Dioxide COP Conference of the Parties: Hội ngh các đ i tác COP/MOP Conference of the Parties Serving as the Meeting of the Parties to the yoto rotocol: Hội ngh các đ i tác để thực hiện Ngh đ nh thư Kyoto GEF Global Environmental Facility: Quỹ Môi trư ng toàn cầu GHGs Greenhouse Gases: Khí nhà kính IPCC Intergovernmental anel on Climate Change: Ủy ban li n chính phủ về biến đổi khí hậu HFCs Khí Hydrofluorocarbons IEA International Energy Agency: C quan năng lượng qu c tế ICRAF International Center on Re earch in Agrofore try: Trung tâm qu c tế nghiên cứu về Nông lâm kết hợp KP yoto rotocol: Ngh đ nh thư yoto MACC Mainstreaming Adaptation to Climate Change: Lồng ghép vấn đề thích ứng v i biến đổi khí hậu môi trư ng MDGs Millennium Development Goal : M c ti u phát triển thi n ni n kỷ NLKH Nông lâm kết hợp REDD Reduced Emission from Deforestation in Developing Countries: Giảm phát thải khí nhà kính o mất r ng các nư c đang phát triển SBA la h an Burn Agriculture: Canh tác nư ng rẫy UNFCCC United Nations Framework Convention on Climate Change: Công ư c khung của Li n hợp qu c về biến đổi khí hậu UNCED United Nations Council for Environment and Development: Hội đồng Liên hợp qu c về Môi trư ng và hát triển UNEP United Nations Environment Programme: Chư ng trình Môi trư ng của Li n Hợp qu c WMO Worl Meteorological Organi ation: Tổ chức hí tượng thế gi i vi
CHƯƠNG 1: BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 1.1. Tổng quan về biến đổi khí hậu Trái đất đang phải đ i mặt v i một thảm họa khí hậu gây ra b i hành động của con ngư i. hoa học không c n nghi ng về chất gây ô nhiễm t quá trình đ t cháy nhi n liệu h a thạch và các hoạt động khác của con ngư i tích t trong bầu khí quyển, bẫy bức ạ, và làm nhiệt độ trái đất gia tăng. Nhiều loại tác động được ự đoán và một c khả năng theo cách: tăng nhiệt độ, thay đổi trong mức độ mưa và th i v , tăng tỷ lệ của các biểu hiện th i tiết khắc nghiệt như hạn hán, lũ l t và bão l n, nư c biển âng, ự tan chảy của băng vùng cực và ông băng. Những tác động inh thái và con ngư i o những thay đổi này được ự kiến ẽ bao gồm a mạc h a, mất mát của khu r ng nhiệt đ i và rạn an hô, giảm năng uất nông nghiệp, ự tuyệt chủng của inh vật, thiếu nư c, thư ng vong ngày càng tăng t các thảm họa tự nhi n, và lây lan của các bệnh nhiệt đ i. Quy mô của những tác động này mang lại là một ự uy giảm h n nữa trong chất lượng môi trư ng và phúc lợi ã hội, ẫn đến ự bất ổn b i nạn đ i, i cư khổng lồ, và chiến tranh tài nguy n. Tất cả ẽ ph thuộc vào hành động của con ngư i trong vài thập kỷ t i, về khả năng thích ứng giảm nhệ tác động của biến đổi khí hậu o nhiệt độ ngày càng tăng và nồng độ khí gây hiệu ứng nhà kính. (Nguồn: Nautilus Viện An ninh và bền vững.) Carbon io i e và một khí khác trong bầu khí quyển của Trái đất như một nhà kính điều h a nhiệt độ chúng ta. Giữ ấm bề mặt của hành tinh tự nhi n bằng cách giữ nhiệt năng lượng mặt tr i trong khí quyển là một điều t t vì n giữ cho hành tinh của chúng ta inh ng. Tuy nhi n, bằng cách đ t nhi n liệu h a thạch như khí đ t, than đá và ầu mỏ và các khu r ng b mất, đã làm tăng đột ngột lượng carbon io i e trong bầu khí quyển của Trái đất và nhiệt độ đang tăng l n. Điều này được gọi là "tăng cư ng hiệu ứng nhà kính". Một chất khí không màu và không mùi, được hình thành t carbon và hai nguy n t ô y, CO2 chiếm khoảng 0,03%, của bầu khí quyển của Trái đất. Đây là một tỷ lệ rất nhỏ, nhưng n đ ng một vai tr quan trọng trong việc uy trì ự cân bằng khí quyển cần thiết đ i v i ự ng. Ngược lại, bầu khí quyển của hành tinh chết "như ao im và ao Hỏa được tạo thành chủ yếu là CO2. 1
Hình 1.1: Gia tăng hiệu ứng nhà kính CO2 được ản uất b i nhà máy đã được trung tâm trong việc giữ nhiệt độ bề mặt trái đất trung bình 14°C trong 10.000 năm qua, đ là điều kiện inh ng cho thực vật, động vật và các hoạt động của con ngư i chúng ta biết ngày hôm nay. Điều này được gọi là "hiệu ứng nhà kính tự nhi n" hần l n các loại đá, đất, động vật, thực vật và nư c tr n Trái đất được tạo thành t carbon, rất nhiều carbon được lưu trữ hàng triệu năm ư i l ng đất hoặc đại ư ng ạng h a thạch t động vật phân hủy và thực vật. hi n được chiết uất và đ t cháy - như là một nhi n liệu h a thạch như ầu, khí đ t và than đá, thoát ra carbon vào bầu không khí n i n kết hợp v i o y để tạo thành CO2. Điều này c nghĩa rằng CO2 là một ự lãng phí ản phẩm, gây ô nhiễm - mỗi khi chúng ta đ t cháy nhi n liệu h a thạch để tạo năng lượng điện cho ánh áng, ư i ấm và nấu ăn hoặc ăng ng để chạy động c - và n vẫn tồn tại trong khí quyển khoảng 100 năm. Tổ chức hí tượng thế gi i (WMO) thông báo lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính đã tăng l n mức cao nhất trong năm 2010 kể t th i điểm tiền công nghiệp. 2
Hình 1.2: Nồng độ gia tăng của khí nhà kính Lưu ý rằng chlorofluorocarbon (CFC) không uất hiện trư c năm 1 00. Báo cáo của WMO cho thấy, trong giai đoạn 1 0 - 2010, lượng ph ng ạ c nguồn g c t các loại khí gây hiệu ứng tăng 2 % và đang làm nhiệt độ trái đất ấm ần l n. Ba loại khí gây hiệu ứng nhà kính phổ biến và tồn tại lâu trong khí quyển là carbon dioxide (CO2), metan (CH4) và nit o i e (N2O). Tuy nhi n, khí thải t quá trình đ t các nhi n liệu h a thạch, chặt phá r ng và những thay đổi trong quá trình ng đất làm cho khí CO2 tăng 3 % o v i năm 1750 - th i điểm thế gi i bư c vào kỷ nguy n công nghiệp h a. Năm 2010, nồng độ khí metan trung bình là 1. 0 phân t trong một tỷ phân t không khí trạng thái khô, tăng nhẹ o v i năm 200 và tăng 15 % kể t năm 1 50. Đây là bản báo cáo tác hại hiệu ứng nhà kính thứ trong một loạt các báo cáo về tác hại của hiệu ứng nhà kính kể t năm 2004. (VNexpress) ết quả là, tỷ lệ CO2 và các khí Methane, Nitrogen Oxides và CFC trong khí quyển tăng nhanh, làm cho trái đất ấm l n. Điều này đang gây ra nhiệt độ trung bình tăng l n, làm ảy ra thư ng uy n h n các ự kiện th i tiết khắc nghiệt, lũ l t, hạn hán ài hạn, tan chảy băng cực và ông băng và tăng mực nư c biển. Các m i quan hệ giữa nhiệt độ tăng và mực nư c biển trong 100 năm qua được thể hiện qua đồ th au đây. 3
Mực nước biển dâng do trái đất ấm lên Mực nước biển dâng trong thế kỷ qua Dự báo mực nước biển dâng đến 2100 Hình 1.3: Mực nước biển dâng do nóng lên toàn cầu và Dự báo 2100 1.1.1 Biến đổi khí hậu là gì? Theo Hội đồng li n chính phủ về biến đổi khí hậu (I CC) thì biến đổi khí hậu là một biến thể c ý nghĩa th ng k trong một th i gian ài, thư ng thập kỷ hoặc lâu h n. N bao gồm các thay đổi về tần uất và cư ng độ của các ự kiện th i tiết không bình thư ng và ự gia tăng li n t c (chậm) về nhiệt độ trung bình của bề mặt toàn cầu. Biến đổi khí hậu c n được gọi là ự ấm l n toàn cầu. Đ là o trực tiếp hoặc gián tiếp b i hoạt động của con ngư i làm thay đổi thành phần của khí quyển (UNFCCC trích dẫn của Lasco et al, 2004). I CC đã kết luận rằng hoạt động của con ngư i phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính vào bầu khí quyển c trách nhiệm đ i v i hầu hết của ự ấm l n của ít nhất 50 năm qua (http://www/ifpri.org/). Lasco et al (2004) báo cáo rằng nồng độ carbon io i e trong khí quyển đã tăng h n 30% kể t th i tiền công nghiệp và vẫn c n tăng mức trung bình 0,4% mỗi năm, chủ yếu là o quá trình đ t cháy nhi n liệu h a thạch và phá r ng. Báo cáo năm 200 của Hội đồng li n chính phủ về biến đổi khí hậu (I CC) đã khẳng đ nh rằng ự n ng l n toàn cầu đang ảy ra và biến đổi khí hậu là o con ngư i gây ra. I CC kết luận rằng " ự ấm l n của hệ th ng khí hậu là rõ ràng", và đ là hậu quả o ảnh hư ng của các hoạt động của con ngư i trên trái đất kể t khi bắt 4
đầu của cuộc Cách mạng công nghiệp trong những năm 1 00 trong Châu Âu và au đ Bắc Mỹ. (Nguồn: Kirby, A. 2008. Khí hậu ở Peril, UNEP/GRID) Một bản đồ được đưa ra tại Bảo tàng hoa học Lon on cho thấy rằng l c đ a ẽ n ng l n nhanh h n o v i biển, và n i vĩ độ cao, đặc biệt là Bắc cực, ẽ c gia tăng nhiệt độ l n h n các vùng khác. Các hiện tượng bão mạnh h n và thư ng uy n h n, đ m ấm áp h n, ngày ài h n và n ng h n là vài trong những bằng chứng phổ biến nhất mà biến đổi khí hậu là c thật. Những chứng cứ, tuy nhi n, thư ng b nhầm lẫn v i những thay đổi th i tiết. T phổ biến c m t "khí hậu là những gì bạn mong đợi, trong khi th i tiết là những gì bạn nhận được", thay đổi th i tiết là biểu hiện khác nhau của nhiệt độ, mưa, và gi …. Biến đổi khí hậu, đề cập đến ự khác biệt trong điều kiện th i tiết trung bình trong một th i gian nhất đ nh, một tháng, 10 năm đến hàng ngàn hoặc hàng triệu năm. Ngày nay, khí hậu thay đổi là một m i quan tâm toàn cầu, đặc biệt là trong lĩnh vực nông nghiệp. Bằng chứng về biến đổi khí hậu là khả năng cung cấp thực phẩm hạn chế, thay đổi mùa v trồng trọt, tăng tỷ lệ âu bệnh, phân ph i cung cấp nư c, và buộc ngư i nông ân để thích nghi bằng cách ng các nguồn tài nguy n ít ỏi. Báo cáo của I CC (2001) nhấn mạnh rằng " ản lượng một cây trồng các vùng nông nghiệp nhiệt đ i ẽ giảm do ự t giảm l n về lượng mưa’ Những ự báo thực tế rằng lĩnh vực nông nghiệp ẽ ễ b tổn thư ng nhất v i biến đổi khí hậu, vì nông nghiệp ph thuộc vào điều kiện nư c và khí hậu. Biến đổi khí hậu đặt ra m i đe ọa và rủi ro đ i v i ản uất nông nghiệp n i chung, và đặc biệt đ i v i nông dân nghèo. Tr tr u thay, ngư i nông ân c đ ng g p ít nhất về khí thải trong bầu khí quyển, nhưng họ ễ b tổn thư ng nhất v i các tác động ti u cực của biến đổi khí hậu. 1.1.2 Làm thế nào để chúng ta biết được đang biến đổi khí hậu? Tăng nhiệt độ: Các nghi n cứu đã chỉ ra rằng biến đổi khí hậu là o phát thải ngày càng tăng và ự tích t của khí gây hiệu ứng nhà kính như carbon io i e trong khí quyển. Các khí nhà kính được phát hành t các hoạt động của con ngư i như phá r ng, đ t, ng h a chất, và nhiều ngư i khác. Những cái bẫy khí nhiệt bề mặt trong khí quyển và ngăn không cho chúng được phát tán vào không gian. Tình trạng này được gọi là hiệu ứng nhà kính, làm tăng nhiệt độ toàn cầu thay đổi th i tiết và điều kiện khí hậu. 5
Hiệu ứng nhà kính KHÍ QUYỂN Một bức ạ b phản ạ MẶT TRỜI lại b i khí quyển và bề Một bức ạ hồng ngoại mặt đất. vượt qua l p khí quyển (103 W/m2) vào không gian. Bức ạ không qua được (240 W/m2) l p khí nhà kính (240 W/m2) Một số tia hồng ngoại được hấp thu và phát ngược trở lại bởi các Bức xạ xuyên qua lớp phân tử khí nhà kính. Ảnh hưởng khí quyển trực tiếp là sự nóng lên của bề mặt (343 W/m2) đất và tầng đối lưu. Bề mặt đất thu được nhiều nhiệt và tia hồng ngoại và được phát ra trở lại Năng lượng mặt trời được hấp thu bởi bề mặt đất và làm ấm bề mặt đất… … và nó được chuyển thành nhiệt (168 W/m2) phát thải bức xạ có bước sóng dài (Tia hồng ngoại) trở lại khí quyển. Hình 1.4: Hiệu ứng nhà kính khí quyển Một nh m các nhà khoa học Mỹ v a công b kết quả nghi n cứu m i nhất về nhiệt độ bề mặt trái đất, theo đ ác nhận các cảnh báo trư c đ của gi i khoa học: Trái đất đang thật ự n ng l n. Theo BBC, nh m nghi n cứu - được gọi là nh m Berkeley, v i ự c mặt của nhà khoa học Saul Perlmutter v a đoạt giải Nobel cùng nhiều nhà khoa học nổi tiếng khác - đã ùng các phư ng pháp m i và ữ liệu m i để ph c v nghi n cứu trên. Họ đã tổng hợp h n 1 tỉ ghi nhận về nhiệt độ Trái đất t năm 1 00 t 15 nguồn khác nhau tr n thế gi i. ết quả, họ nhận thấy nhiệt độ mặt đất trung bình tr n toàn cầu tăng khoảng 10C t giữa những năm 1 50. 6
Nhiệt độ trung bình bề mặt đất theo thập kỷ Nhiệt độ không bình thường (0C) Hình 1.5: Nghiên cứu mới khẳng định toàn cầu đang thật sự nóng lên Con này kh p v i các ư c tính của C quan Hàng không vũ tr Mỹ (NA A), C c hí hậu và đại ư ng qu c gia Mỹ (NOAA), C quan khí tượng Anh…Các nhà nghi n cứu cũng tìm thấy bằng chứng cho thấy ự thay đổi nhiệt độ nư c biển bắc Đại Tây Dư ng c thể là nguy n nhân chính làm nhiệt độ trung bình tr n Trái đất thay đổi t năm này ang năm khác. Nh m này bày tỏ lo ngại các nhà khoa học khí hậu đã không công b toàn bộ ữ liệu họ c ra trư c công chúng, ẫn đến nhiều ý kiến nghi ng về toàn cầu ấm l n và khẳng đ nh “khoa học n n công khai, ữ liệu khoa học n n được công b ”. Theo t Guar ian, nghi n cứu tr n là cuộc đánh giá độc lập toàn iện nhất về các ghi nhận nhiệt độ Trái đất t trư c t i nay. (Tuổi trẻ Online; 22/10/2011) Theo báo cáo đánh giá lần thứ tư của I CC năm 200 , nhiệt độ trung bình toàn cầu đã tăng khoảng 0, 40C trong th i kỳ 1 06 - 2005 và t c độ tăng của nhiệt độ trong 50 năm gần đây gần gấp đôi o v i 50 năm trư c đ . Nhiệt độ tr n l c đ a tăng nhanh h n o v i tr n đại ư ng (IPCC, 2007). Bão mạnh hơn: ự n ng l n toàn cầu làm tăng nhiệt độ đại ư ng và t c độ b c h i nư c, làm gia tăng mưa bão. Biến đổi khí hậu, thông qua ự n ng l n toàn cầu, đã tăng lượng, tần uất và cư ng độ các trận bão nhiều n i tr n thế gi i trong những năm qua. 7
Biến đổi khí hậu cực đoan: Biến đổi khí hậu đề cập đến thay đổi khí hậu ngắn hạn như mùa khô ài h n, nhiệt độ cao trong mùa hè, mưa nhiều h n trong các tháng mùa mưa. Tạo ra hiện tượng EN O, EN O c hai giai đoạn, giai đoạn El Nino gây ra hạn hán rộng l n trong khi giai đoạn La Nina gây ra mưa nhiều h n. Trong 100 năm qua, lượng mưa c u hư ng tăng khu vực vĩ độ cao h n 0 30 . Tuy nhi n, lượng mưa lại c u hư ng giảm khu vực nhiệt đ i t giữa những năm 1 0. Hiện tượng mưa l n c ấu hiệu tăng nhiều khu vực trên thế gi i (IPCC,2007). Tăng mực nước biển: Tăng nhiệt độ toàn cầu làm ông băng và chỏm băng vùng cực tan chảy o đ làm cho mực nư c biển tăng. Ở Việt Nam, các chuy n gia ác đ nh một ự gia tăng 15 cm mực nư c biển 1 0-1 . Nếu mực nư c biển tiếp t c tăng, th m nhiều đất c thể b ngập ư i nư c vĩnh viễn. Mực nư c biển toàn cầu đã tăng trong thế kỷ 20 v i t c độ ngày càng cao. Hai nguy n nhân chính làm tăng mực nư c biển là ự giãn n nhiệt của đại ư ng và ự tan băng. liệu quan trắc mực nư c biển trong th i kỳ 1 61- 2003 cho thấy t c độ tăng của mực nư c biển trung bình toàn cầu khoảng 1, ± 0,5mm/năm, trong đ đ ng g p o giãn n nhiệt khoảng 0,42 ± 0,12mm/năm và tan băng khoảng 0, 0 ± 0,50mm/năm (IPCC, 2007). liệu đo đạc t vệ tinh TO EX/ O EIDON trong giai đoạn 1 3 - 2003 cho thấy t c độ tăng của mực nư c biển trung bình toàn cầu là 3,1 ± 0, mm/năm, nhanh h n đáng kể o v i th i kỳ 1 61 - 2003 (IPCC, 2007). 1.1.3 Biến đổi khí hậu trong những năm gần đây Nhiệt độ bề mặt trái đất được tạo n n o ự cân bằng giữa năng lượng mặt tr i đến bề mặt trái đất và năng lượng bức ạ của trái đất vào khoảng không gian bên ngoài hành tinh chúng ta. Năng lượng mặt tr i chủ yếu là các tia ng ngắn ễ àng uy n qua c a ổ khí quyển. Trong khi đ , bức ạ của trái đất là ng ài c năng lượng thấp, ễ àng b khí quyển giữ lại. Các tác nhân gây ra ự hấp th bức ạ sóng ài trong khí quyển là khí CO2, b i, h i nư c, khí m tan, khí CFC... ết quả của ự trao đổi không cân bằng về năng lượng giữa trái đất v i không gian ung quanh ẽ ẫn đến ự gia tăng nhiệt độ của khí quyển trái đất. Hiện tượng này iễn ra theo c chế tư ng tự như nhà kính trồng cây và được gọi là hiệu ứng nhà kính. hí nhà kính bao gồm carbon io i e (CO 2), chlorofluorocarbons (CFC's), methane (CH4), nitrous oxide (N20), tropospheric ozone (O3), và h i nư c. Mỗi một phân t của khí ga được tạo thành năng lượng b i tia ng ài, au đ phân t này phát năng lượng ra theo các hư ng, đ chính là hiện tượng đã làm tăng nhiệt độ tr n trái đất. Hiệu ứng nhà kính là hiện tượng tự nhi n để bảo toàn nhiệt độ trung 8
bình của trái đất khoảng 60 độ F, đây cũng là một hiện tượng cần thiết để giữ cho toàn bộ ức n ng của Trái đất tránh khỏi bầu khí quyển b n ngoài. hông c hiệu ứng nhà kính nhiệt độ của Trái đất c thể ẽ thấp h n hiện tại và ự ng tr n trái đất ẽ không tồn tại, tuy nhi n quá nhiều khí nhà kính trong khí quyển ẽ làm tăng hiệu ứng nhà kính, ẫn đến tăng nhiệt độ trung bình toàn cầu. Vai tr gây n n hiệu ứng nhà kính của các chất khí được ếp thứ tự theo tỷ lệ được trình bày trong bảng ư i đây. (Nguồn: Md. Mahmudur Rahman, 2004) Bảng 1.1: Tỷ lệ đóng góp của các loại khí trong khí quyển Các loại chất khí Tỷ lệ đóng góp (%) CFC 15-25 CH4 12-20 O3 8 N2O 5 CO2 50-60 Các nghi n cứu đã chỉ ra ti u th nhi n liệu h a thạch cùng v i những hoạt động khác của con ngư i là những nguy n nhân chính gây n n những biến động khí CO2 trong khí quyển. ự gia tăng khí CO2 và các khí nhà kính khác trong khí quyển làm nhiệt độ trái đất tăng. Theo tính toán của các nhà khoa học, khi nồng độ CO2 trong khí quyển tăng gấp đôi, thì nhiệt độ bề mặt trái đất tăng l n khoảng 3oC. Các liệu nghi n cứu cho thấy nhiệt độ trái đất đã tăng 0,5oC trong khoảng th i gian t 1 5-1 40 o thay đổi của khí CO2 trong khí quyển t 0,02 % l n 0,035%. Dự báo, nếu không c biện pháp khắc ph c hiệu ứng nhà kính, nhiệt độ trái đất ẽ tăng l n 1,5- 4,5oC vào năm 2050. ự gia tăng nhiệt độ trái đất o hiệu ứng nhà kính c tác động mạnh mẽ t i nhiều mặt của môi trư ng trái đất. ể t những năm 1 60, khi nền công nghiệp phát triển cùng v i những cánh r ng b thu hẹp đã làm cho CO 2 trong khí quyển tăng l n t i mức 100 phần triệu và nhiệt độ Bắc bán cầu cũng tăng l n. Và hiện tượng này c u hư ng gia tăng nhanh h n kể t những năm 1 50. V i vai tr đặc biệt quan trọng trong cân bằng O 2 và CO2 trong khí quyển, r ng c ảnh hư ng l n đến khí hậu t ng vùng cũng như toàn cầu. Hàng năm c khoảng 100 tỉ tấn CO2 được c đ nh b i quá trình quang hợp o cây anh thực hiện và một lượng tư ng tự được trả lại khí quyển o quá trình hô hấp của inh vật. Tuy nhi n tác động của con ngư i đã làm tăng nhanh lượng CO 2 vào khí quyển, tính t năm 1 5 đến 2003 thì lượng CO2 trong khí quyển tăng l n 5%. Nếu toàn bộ inh kh i của r ng mưa nhiệt đ i b đ t trong v ng 50 năm t i thì lượng CO2 thải ra cùng v i lượng không được hấp th t r ng mưa ẽ làm tăng lượng CO 2 trong khí 9
quyển gấp đôi hiện nay và nhiệt độ trái đất ẽ tăng l n 2 - 50C, làm cho băng 2 cực tan ẫn đến những thay đổi đ i v i các hệ inh thái và mực nư c biển ẽ âng l n 1-3m làm ngập các vùng thấp ven biển phía nam của Bangla e h, đồng bằng ông C u Long Việt Nam và một phần l n iện tích các bang Flori a và Loui iana của Mỹ, nhiều h n đảo tr n Thái Bình Dư ng ẽ biến mất tr n bản đồ thế gi i. Hình 1.6 đã o ánh lượng C phát thải và tích t toàn cầu, ữ liệu cho thấy trong u t thập ni n 1 0, lượng phát thải trung bình khoảng ,5 PgC1/năm t việc đ t cháy các nhi n liệu h a thạch và thay đổi ng đất, trong khi đ tổng carbon tích t hàng năm các nguồn như r ng, đất, đại ư ng chỉ vào khoảng 5,6 gC/năm. Như vậy để cân bằng lượng C phát thải và tích t thì phải giảm thiểu hoặc tăng tích t khoảng 2, gC/năm. (Nguồn: Woods Hole Research Center) Sự thay đổi carbon (PgC/năm) hát thải t nhi n liệu h a thạch hát thải t thay đổi ng đất Bể chứa t các nguồn khác Phát Đại ư ng hấp th thải Tích t trong khí quyển Tích tụ Hình 1.6: Thay đổi Carbon toàn cầu từ 1850-2000 Ở Việt Nam, kết quả phân tích các liệu khí hậu cho thấy biến đổi của các yếu t khí hậu và mực nư c biển c những điểm đáng lưu ý au: 1 gC: 1 etagram carbon= 1 tỷ tấn carbon 10
- Nhiệt độ: Trong 50 năm qua (1 5 - 200 ), nhiệt độ trung bình năm Việt Nam tăng l n khoảng t 0,50C đến 0, 0C. Nhiệt độ mùa đông tăng nhanh h n nhiệt độ mùa hè và nhiệt độ các vùng khí hậu phía Bắc tăng nhanh h n các vùng khí hậu phía Nam. Nhiệt độ trung bình năm của 4 thập kỷ gần đây (1 61 - 2000) cao h n trung bình năm của 3 thập kỷ trư c đ (1 31- 1 60). Nhiệt độ trung bình năm của thập kỷ 1 91 - 2000 Hà Nội, Đà Nẵng, thành ph Hồ Chí Minh đều cao h n trung bình của thập kỷ 1 31 - 1 40 lần lượt là 0, ; 0,4 và 0,60C. Năm 200 , nhiệt độ trung bình năm cả 3 n i tr n đều cao h n trung bình của thập kỷ 1 31 - 1940 là 0,8 - 1,30C và cao h n thập kỷ 1 1 - 2000 là 0,4 - 0,50C (Chương trình mục tiêu quốc gia ứng phó với biến đổi khí hậu, Bộ TNMT, 2008). - Lượng mưa: Tr n t ng đ a điểm, u thế biến đổi của lượng mưa trung bình năm trong thập kỷ v a qua (1 11- 2000) không rõ rệt theo các th i kỳ và trên các vùng khác nhau: c giai đoạn tăng l n và c giai đoạn giảm u ng. Lượng mưa năm giảm các vùng khí hậu phía Bắc và tăng các vùng khí hậu phía Nam. Tính trung bình trong cả nư c, lượng mưa năm trong 50 năm qua (1 5 -200 ) đã giảm khoảng 2% (Chương trình mục tiêu quốc gia ứng phó với biến đổi khí hậu, Bộ TNMT, 2008). - Không khí lạnh: đợt không khí lạnh ảnh hư ng t i Việt Nam giảm đi rõ rệt trong hai thập kỷ qua. Tuy nhi n, các biểu hiện thư ng lại thư ng uất hiện mà gần đây nhất là đợt không khí lạnh gây rét đậm, rét hại kéo ài 3 ngày trong tháng 1 và tháng 2 năm 200 Bắc Bộ (Chương trình mục tiêu quốc gia ứng phó với biến đổi khí hậu, Bộ TNMT, 2008). - Bão: Những năm gần đây, bão c cư ng độ mạnh uất hiện nhiều h n. Quỹ đạo bão c ấu hiệu ch chuyển ần về phía nam và mùa bão kết thúc muộn h n, nhiều c n bão c đư ng đi thư ng h n (Thông báo đầu tiên của Việt Nam cho Công ước khung của Liên Hợp Quốc về biến đổi khí hậu, Bộ TNMT, 2003). Hình 1.7: Quỹ đạo của bão ở Tây Bắc Thái Bình Dương và Biển Đông 11
- Mưa phùn: ngày mưa phùn trung bình năm Hà Nội giảm dần t thập kỷ 1 1 - 1 0 và chỉ c n gần một n a (15 ngày/năm) trong 10 năm gần đây (Nguyễn Đức Ngữ, Nguyễn Trọng Hiệu, 2003). - Mực nước biển: liệu quan trắc tại các trạm hải văn ọc ven biển Việt Nam cho thấy t c độ âng l n của mực nư c biển trung bình Việt Nam hiện nay là khoảng 3mm/năm (giai đoạn 1993-200 ),tư ng đư ng v i t c độ tăng trung bình tr n thế gi i. Trong khoảng 50 năm qua, mực nư c biển tại Trạm hải văn H n Dáu âng l n khoảng 20cm (Chương trình mục tiêu quốc gia ứng phó với biến đổi khí hậu, Bộ TNMT, 2008). Hình 1.8: Diễn biến của mực nước biển tại Trạm hải văn Hòn Dáu 1.1.4 Biến động khí CO2 trong khí quyển Hàm lượng khí CO2 trong khí quyển hiện nay là 0,35% và tỷ lệ này đang c u hư ng gia tăng. Để đánh giá hàm lượng io it carbon của không khí trái đất của th i kỳ a ưa, các nhà nghi n cứu Li n Xô cũ, đã lấy các mẫu băng trong các chỏm núi băng ày 3400m (c ni n đại 160 thi n ni n kỷ) các độ âu khác nhau. ết quả phân tích các mẫu băng Bắc cực n i tr n của các nhà khoa học Xô Viết và các mẫu băng đảo Grinlen của các nhà khoa học Grenoble và Berne của háp và Th y ỹ đều cho thấy rằng không khí b nh t trong các kh i băng chứa hàm lượng io it carbon là 0,020%, tức 200ppm2. Các giá tr đ thấp h n 1/3 o v i mức 2 ppm: (percent per million ) 1 phần triệu 12
th i kỳ tiền công nghiệp (trư c cuộc cách mạng công nghiệp cu i thế kỷ 1 ) là 279 – 2 0ppm và vào cu i thế kỷ 1 , tỷ lệ tăng l n 2 0ppm. ết quả phân tích của Đài thi n văn Mauna Loa (tr n đảo Hawaii) cho biết hàm lượng CO2 khí quyển năm 1 5 là 315ppm. Đến năm 1 việc phân tích đã cho thấy hàm lượng io it carbon đã tăng l n 350ppm và đến năm 1 0 là 354ppm. Như vậy, trong th i gian khoảng một thế kỷ, nghĩa là t năm 1 50 đến nay, hàm lượng io it carbon trong khí quyển đã tăng l n 25%. Việc đo lư ng loại khí này trong băng của các cực đ i đã cho thấy rõ t 150 thi n ni n kỷ nay chưa bao gi hàm lượng io it carbon trong khí quyển lại tăng l n nhanh đến như vậy. Hiện tại tỷ lệ khí CO2 tăng trong không khí khoảng 0,5% mỗi năm, nếu tiếp t c tăng mức độ này, lượng CO 2 ẽ tăng gấp đôi trong khoảng 140 năm t i (Botkin an eller, 1 ). Lượng carbon io i e hiện tại đã đạt t i 400 ppm, ự đoán ẽ tăng khoảng 450ppm vào năm 2050 tức là h n gấp 1,5 lần trong th i kỳ tiền công nghiệp và ẽ l n đến 0ppm vào năm 2100. ự tăng cao hàm lượng CO2 trong không khí ẽ ẫn t i nhiều hậu quả o ô nhiễm môi trư ng. ự tăng cao này đến một mức độ nào đ ẽ gây hại cho ự ng của con ngư i và inh vật. C hai cứu tinh c khả năng hấp th một kh i lượng l n io it carbon phát thải vào không khí b i con ngư i là đại ư ng và thảm thực vật, nh đ mà hàm lượng CO2 làm ô nhiễm không khí đã giảm đi. Trư c đây, các nhà khoa học cho rằng một n a kh i lượng io it carbon tích t trong không khí, phần c n lại o đại ư ng và cây anh hấp th . Ngày nay, các đo lư ng của các nhà khoa học đã cho thấy thảm thực vật đã thu giữ trữ lượng CO 2 l n h n một n a kh i lượng chất khí đ inh ra t ự đ t cháy các nhi n liệu h a thạch tr n thế gi i. Và t nguy n liệu carbon này hàng năm thảm thực vật tr n Trái đất đã tạo ra được 150 tỷ tấn vật chất khô thực vật. hám phá này càng khẳng đ nh th m vai tr của cây anh: việc trồng nhiều cây anh làm giảm hàm lượng io it carbon khí quyển hay ngược lại việc phá r ng đã làm tăng hàm lượng đ trong khí quyển. Những nghi n cứu và ẫn liệu đã chỉ ra một nguy n nhân chính gây n n biến động CO2 trong không khí bao gồm: - Các nhà máy công nghiệp và các hoạt động khác của con ngư i tr n toàn cầu đã đ t cháy các nhi n liệu h a thạch (than đá, ầu mỏ và khí đ t) h n 10 tỷ tấn quy ra than đá trong một năm. Đ chính là nguy n nhân làm gia tăng hàm lượng io it carbon trong khí quyển - T những kết quả nghi n cứu của mình, Viện Tài nguy n thế gi i (Worl Re ou ce In titute) cho rằng ã hội loài ngư i t 1 60 – 1 4 đã thải vào khí quyển khoảng 51 tỷ tấn carbon ư i ạng io it carbon thông qua hình thức uy nhất là ng các nhi n liệu h a thạch. au đ nh p độ thải khí CO 2 gia tăng 13
và đạt t i 130 tỷ tấn bổ ung t 1 50 đến 1 . Nếu ngư i ta cộng th m vào đ kh i lượng khí carbonic phát thải o việc đ t phá r ng t 1 60 thì đến năm 1 kh i lượng carbon thải vào khí quyển đạt t i tổng 241 tỷ tấn chỉ trong v ng h n một thế kỷ. - Các liệu được đưa ra b i các c quan nghi n cứu của các nư c khác nhau, ù được iễn đạt ư i những hình thức và kết quả khác nhau đều khẳng đ nh rằng ự gia tăng hàm lượng CO2 trong khí quyển là một điều ác thực. Hiện nay, ngư i ta ư c tính rằng hàng năm việc đ t nhi n liệu h a thạch đã phát thải vào khí quyển 5,5 tỷ tấn io it carbon. - Tỷ lệ phát thải CO2 trên toàn cầu được th ng k như au: Mỹ và Cana a 2 %, Li n Xô cũ và Đông Âu 25%, Tây Âu 1 %, Trung Qu c %, Nhật Bản, Ô tralia và Niu Zilân % và các nư c c n lại 14% (theo D.Dubrana, 1 1). - Mỹ là qu c gia đứng đầu thế gi i về gây ô nhiễm không khí b i CO 2 và các loại khí thải khác. Mỹ, Cana a và M hicô đã ti u th gần 40% năng lượng h a thạch ti u th tr n thế gi i. - Tại hội ngh Manila 1 5, các qu c gia công nghiệp phư ng Tây b em là thủ phạm gây ô nhiễm môi trư ng b i lẽ hàng năm các qu c gia này đã phát thải vào khí quyển 23 tỷ tấn khí CO2 phá hoại l p ôzôn. - Ở châu Á, Trung Qu c là nư c đứng đầu trong phát thải CO 2 và các khí khác vào môi trư ng (6,6% trong tổng ), tiếp theo đ là Nhật Bản (chiếm 3,9% trong tổng ). Th ng k thứ hạng về phát thải CO2 của một nư c được ếp trong bảng ư i đây. (Nguồn: World Resources, 1990 – 1991) Bảng 1.2: Lượng phát thải khí CO2 của một số quốc gia trên thế giới Quốc gia Thứ hạng Tỷ lệ % trong tổng số Mỹ 1 17.8 Trung Qu c 4 6.6 Nhật Bản 6 3.9 Inđôn ia 9 2.4 Philippin 18 1.2 Việt Nam 28 0.7 Malaixia 37 0.4 - Hoạt động giao thông vận tải cũng là một nguy n nhân quan trọng làm phát thải khí carbonic và các loại khí khác. Một nghi n cứu cho biết hoạt động của các ôtô Mỹ trong một năm đã phát thải vào không khí khoảng 2 triệu tấn CO2. 14