Khí quyển là lớp vỏ ngoài của trái đất với ranh giới dưới là bề mặt thuỷ quyển, thạch quyển và ranh giới trên là khoảng không giữa các hành tinh. Khí quyển trái đất được hình thành do sự thoát hơi nước, các chất khí từ thuỷ quyển và thạch quyển.
Thời kỳ đầu, khí quyển chủ yếu gồm hơi nước, amoniac, metan, các loại khí trơ và hydro. Dưới tác dụng phân huỷ của tia sáng mặt trời hơi nước bị phân huỷ thành oxy và hydro. Oxy tạo ra tác động với amoniac và metan tạo ra khí nitơ và cácboníc. Quá trình tiếp diễn, một lượng hidro nhẹ mất vào khoảng không vũ trụ, khí quyển còn lại chủ yếu là hơi nước, nitơ, cácboníc, một ít oxy. Thực vật xuất hiện trên trái đất cùng với quá trình quang hợp đã tạo nên một lượng lớn oxy và làm giảm đáng kể nồng độ CO 2 trong khí quyển. Sự phát triển mạnh mẽ của động thực vật trên trái đất cùng với sự gia tăng bài tiết, phân huỷ xác chết động thực vật, phân huỷ yếm khí của vi sinh vật đã làm cho nồng độ khí N 2 trong khí quyển tăng lên nhanh chóng, để đạt tới thành phần khí quyển hiện nay.
Thời kỳ đầu, khí quyển chủ yếu gồm hơi nước, amoniac, metan, các loại khí trơ và hydro. Dưới tác dụng phân huỷ của tia sáng mặt trời hơi nước bị phân huỷ thành oxy và hydro. Oxy tạo ra tác động với amoniac và metan tạo ra khí nitơ và cácboníc. Quá trình tiếp diễn, một lượng hidro nhẹ mất vào khoảng không vũ trụ, khí quyển còn lại chủ yếu là hơi nước, nitơ, cácboníc, một ít oxy. Thực vật xuất hiện trên trái đất cùng với quá trình quang hợp đã tạo nên một lượng lớn oxy và làm giảm đáng kể nồng độ CO trong khí quyển. Sự phát triển mạnh mẽ của động thực vật trên trái đất cùng với sự gia tăng bài tiết, phân huỷ xác chết động thực vật, phân huỷ yếm khí của vi sinh vật đã làm cho nồng độ khí N trong khí quyển tăng lên nhanh chóng, để đạt tới thành phần khí quyển hiện nay.
Khí quyển có mấy lớp?Khí quyển trái đất có cấu trúc phân lớp với các tầng đặc trưng từ dưới lên trên như sau: Tầng đối lưu, tầng bình lưu, tầng trung gian, tầng điện ly.
Tầng đối lưu là tầng thấp nhất của khí quyển, ở đó luôn có chuyển động đối lưu của khối không khí bị nung từ mặt đất, thành phần khí khá đồng nhất. Ranh giới trên của tầng đối lưu trong khoảng 7 - 8 km ở hai cực và 16 - 18 km ở vùng xích đạo. Tầng đối lưu là nơi tập trung nhiều nhất hơi nước, bụi và các hiện tượng thời tiết chính như mây, mưa, tuyết, mưa đá, bão v.v... Tầng bình lưu nằm trên tầng đối lưu với ranh giới trên dao động trong khoảng độ cao 50 km. Không khí tầng bình lưu loãng hơn, ít chứa bụi và các hiện tượng thời tiết. Ở độ cao khoảng 25 km trong tầng bình lưu tồn tại một lớp không khí giàu khí Ozon (O3) thường được gọi là tầng Ozon. Bên trên tầng bình lưu cho đến độ cao 80 km được gọi là tầng trung gian. Nhiệt độ tầng này giảm dần theo độ cao. Từ độ cao 80 km đến 500 km gọi là tầng nhiệt, ở đây nhiệt độ ban ngày thường rất cao, nhưng ban đêm xuống thấp. Từ độ cao 500 km trở lên được gọi là tầng điện ly. Do tác động của tia tử ngoại, các phân tử không khí loãng trong tầng bị phân huỷ thành các ion nhẹ như He+, H+, O++. Tầng điện ly là nơi xuất hiện cực quang và phản xạ các sóng ngắn vô tuyến. Giới hạn bên ngoài của khí quyển rất khó xác định, thông thường người ta ước định vào khoảng từ 1000 - 2000 kilômét.
Cấu trúc tầng của khí quyển được hình thành do kết quả của lực hấp dẫn và nguồn phát sinh khí từ bề mặt trái đất, có tác động to lớn trong việc bảo vệ và duy trì sự sống trái đất.
Thành phần khí quyển gồm những gì?Thành phần khí quyển trái đất khá ổn định theo phương nằm ngang và phân dị theo phương thẳng đứng. Phần lớn khối lượng 5.1015 tấn của toàn bộ khí quyển tập trung ở tầng đối lưu và bình lưu. Thành phần khí quyển trái đất gồm chủ yếu là Nitơ, Oxy, hơi nước, CO2, H2, O3, NH4, các khí trơ.
Trong tầng đối lưu, thành phần các chất khí chủ yếu tương đối ổn định, nhưng nồng độ CO2 và hơi nước dao động mạnh. Lượng hơi nước thay đổi theo thời tiết khí hậu, từ 4% thể tích vào mùa nóng ẩm tới 0,4 % khi mùa khô lạnh. Trong không khí tầng đối lưu thường có một lượng nhất định khí SO2 và bụi.
Trong tầng bình lưu luôn tồn tại một quá trình hình thành và phá huỷ khí ozon, dẫn tới việc xuất hiện một lớp ozon mỏng với chiều dày trong điều kiện mật độ không khí bình thường khoảng vài chục xăngtimet. Lớp khí này có tác dụng ngăn các tia tử ngoại chiếu xuống bề mặt trái đất. Hiện nay, do hoạt động của con người, lớp khí ozon có xu hưởng mỏng dần, có thể đe doạ tới sự sống của con người và sinh vật trên trái đất.
Hiệu ứng nhà kính là gì?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 +16oC là sóng dài có năng lượng thấp, dễ dàng bị khí quyển giữ lại. Các tác nhân gây ra sự hấp thụ bức xạ sóng dài trong khí quyển là khí CO2, bụi, hơi nước, khí mêtan, khí CFC v.v...
"Kết quả của sự của sự trao đổi không cân bằng về năng lượng giữa trái đất với không gian xung quanh, dẫn đến sự gia tăng nhiệt độ của khí quyển trái đất. Hiện tượng này diễn ra theo cơ chế tương tự như nhà kính trồng cây và được gọi là Hiệu ứng nhà kính".
Sự gia tăng tiêu thụ nhiên liệu hoá thạch của loài người đang làm cho nồng độ khí CO2 của khí quyển tăng lên. Sự gia tăng khí CO2 và các khí nhà kính kháctrong khí quyển trái đất làm nhiệt độ trái đất tăng lên. 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 lên khoảng 3oC. Các số liệu nghiên cứu cho thấy nhiệt độ trái đất đã tăng 0,5oC trong khoảng thời gian từ 1885 đến 1940 do thay đổi của nồng độ CO2 trong khí quyển từ 0,027% đến 0,035%. Dự báo, nếu không có biện pháp khắc phục hiệu ứng nhà kính, nhiệt độ trái đất sẽ tăng lên 1,5 - 4,5oC vào năm 2050.
Vai trò gây nên hiệu ứng nhà kính của các chất khí được xếp theo thứ tự sau: CO2 => CFC => CH4 => O3 =>NO2. Sự gia tăng nhiệt độ trái đất do hiệu ứng nhà kính có tác động mạnh mẽ tới nhiều mặt của môi trường trái đất.Vai trò gây nên hiệu ứng nhà kính của các chất khí được xếp theo thứ tự sau: CO2 => CFC => CH4 => O3 =>NO2. Sự gia tăng nhiệt độ trái đất do hiệu ứng nhà kính có tác động mạnh mẽ tới nhiều mặt của môi trường trái đất.
Nhiệt độ trái đất tăng sẽ làm tan băng và dâng cao mực nước biển. Như vậy, nhiều vùng sản xuất lương thực trù phú, các khu đông dân cư, các đồng bằng lớn, nhiều đảo thấp sẽ bị chìm dưới nước biển. Sự nóng lên của trái đất làm thay đổi điều kiện sống bình thường của các sinh vật trên trái đất. Một số loài sinh vật thích nghi với điều kiện mới sẽ thuận lợi phát triển. Trong khi đó nhiều loài bị thu hẹp về diện tích hoặc bị tiêu diệt. Khí hậu trái đất sẽ bị biến đổi sâu sắc, các đới khí hậu có xu hướng thay đổi. Toàn bộ điều kiện sống của tất cả các quốc gia bị xáo động. Hoạt động sản xuất nông nghiệp, lâm nghiệp, thuỷ hải sản bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Nhiều loại bệnh tật mới đối với con người xuất hiện, các loại dịch bệnh lan tràn, sức khoẻ của con người bị suy giảm.
Biến đổi khí hậu là gì?
"Biến đổi khí hậu trái đất là sự thay đổi của hệ thống khí hậu gồm khí quyển, thuỷ quyển, sinh quyển, thạch quyển hiện tại và trong tương lai bởi các nguyên nhân tự nhiên và nhân tạo".
Nguyên nhân chính làm biến đổi khí hậu trái đất là do sự gia tăng các hoạt động tạo ra các chất thải khí nhà kính, các hoạt động khai thác quá mức các bể hấp thụ và bể chứa khí nhà kính như sinh khối, rừng, các hệ sinh thái biển, ven bờ và đất liền khác.
Các biểu hiện của sự biến đổi khí hậu trái đất gồm:
Sự nóng lên của khí quyển và trái đất nói chung. Sự thay đổi thành phần và chất lượng khí quyển có hại cho môi trường sống của con người và các sinh vật trên trái đất. Sự dâng cao mực nước biển do tan băng dẫn tới sự ngập úng của các vùng đất thấp, các đảo nhỏ trên biển. Sự di chuyển của các đới khí hậu tồn tại hàng nghìn năm trên các vùng khác nhau của trái đất dẫn tới nguy cơ đe doạ sự sống của các loài sinh vật, các hệ sinh thái và hoạt động của con người. Sự thay đổi cường độ hoạt động của quá trình hoàn lưu khí quyển, chu trình tuần hoàn nước trong tự nhiên và các chu trình sinh địa hoá khác. Sự thay đổi năng suất sinh học của các hệ sinh thái, chất lượng và thành phần của thuỷ quyển, sinh quyển, các địa quyển.
Các quốc gia trên thế giới đã họp tại New York ngày 9/5/1992 và đã thông qua Công ước Khung về Biến đổi khí hậu của Liên Hợp Quốc. Công ước này đặt ra mục tiêu ổn định các nồng độ khí quyển ở mức có thể ngăn ngừa được sự can thiệp của con người đối với hệ thống khí hậu. Mức phải đạt nằm trong một khung thời gian đủ để các hệ sinh thái thích nghi một cách tự nhiên với sự thay đổi khí hậu, bảo đảm việc sản xuất lương thực không bị đe doạ và tạo khả năng cho sự phát triển kinh tế tiến triển một cách bền vững.
Các vấn đề tiếp theo:
Hỏi đáp về Môi trường (8)
|