Thời tiết và khí hậu - Phần 6 Khí hậu hiện, quá khứ và tương lai - Chương 16 docx

vậy, những biến đổi về khí hậu có thể xảy ra thậm chí thông qua các giá trị trung bình của l‡ợng m‡a, nhiệt độ, còn gió không đổi theo thời gian.. Ví dụ, thậm chí trong điều kiện không t

Ch €ơng 16

Hãy t‡ởng t‡ợng bạn đang sống ở vùng rìa phía nam của Greenland trong thế

kỷ 13 Giữa những ng‡ời Viking hoang sơ, sinh hoạt của gia đình bạn chỉ xoay quanh việc câu cá, săn bắn v gia súc - chủ yếu l cừu đ‡ợc nuôi d‡ỡng trên các

đồng cỏ t‡ơi tốt trong những ngy hè di Nh‡ng dần dần, trải qua những thập kỷ,

điều kiện khí hậu xa sút so với trạng thái bình th‡ờng Dông bão mùa đông trở nên

th‡ờng xuyên v khắc nghiệt hơn, những đợt tuyết nặng nề rất phổ biến Mùa sinh tr‡ởng rút ngắn vì số ngy s‡ơng giá tăng lên Băng biển gia tăng lm hạn chế nghề cá v buộc ng‡ời ta phải kéo di thời gian đi biển xa hơn đến phía nam Dần dần, mùa đông thống trị suốt năm v thức ăn cạn kệt l không tránh khỏi Đối mặt với những thay đổi ny, gia đình bạn sẽ rút lui về các vùng khí hậu Scandinavia ấm

áp hơn, bỏ lại sau l‡ng những thế hệ ng‡ời thân tử vong đ‡ợc chôn cất ở cái nơi mchẳng bao lâu sau đã trở thnh vùng băng vĩnh cửu

Suy ngẫm về điều ny, ng‡ời ta không khỏi phân vân liệu những thứ nh‡ thế

có xảy ra với hôm nay Mặc dù các xã hội hiện đại chắc chắn có khả năng thích nghi cao hơn so với những ng‡ời Viking, nh‡ng chúng ta khó thoát khỏi những ảnh h‡ởng của biến đổi khí hậu (Dù sao, khí hậu thuận lợi vẫn cần thiết đối với tất cả các ngnh sản xuất thực phẩm) Vì vậy, không ngạc nhiên, chủ đề về biến đổi khí hậu đ‡ợc giới khoa học v công luận rất chú ý trong những năm gần đây Sự chú ý

ny không chỉ l xuất phát từ vấn đề các tác động có thể của con ng‡ời tới khí hậu,

nó còn do mối lo về biến đổi khí hậu tự nhiên, nh‡ liên quan đến những đợt El Nino

v phun tro núi lửa Trong ch‡ơng ny, chúng ta sẽ xem lại khí hậu trong quá khứ, những nhân tố có thể l nguyên nhân biến đổi khí hậu, những ph‡ơng pháp dùng để xác định khí hậu quá khứ v việc sử dụng các mô hình hon l‡u chung để nghiên cứu những tác động tiềm năng của con ng‡ời

Định nghĩa biến đổi khí hậu

Chúng ta đã thấy ở ch‡ơng 15 rằng khí hậu đ‡ợc định nghĩa nh‡ l những tính chất thống kê của các biến số khí quyển, gồm nhiệt độ, l‡ợng m‡a v gió Vậy, biến

đổi khí hậu có thể đ‡ợc định nghĩa nh‡ l một biến đổi của một tính chất thống kê của khí quyển, nh‡ biến đổi về nhiệt độ trung bình Chúng ta còn thấy ở ch‡ơng 15 rằng khí hậu còn hơn l giá trị trung bình, hay trị số trung bình Những biến thiên năm đến năm, những biến thiên mùa v xu thế xuất hiện của những năm trên chuẩn v d‡ới chuẩn liên tiếp cũng l một hợp phần quan trọng của khí hậu Vì

vậy, những biến đổi về khí hậu có thể xảy ra thậm chí thông qua các giá trị trung bình của l‡ợng m‡a, nhiệt độ, còn gió không đổi theo thời gian Ví dụ, thậm chí trong điều kiện không thay đổi l‡ợng m‡a trung bình năm, thay đổi về thời gian của những năm khô hạn v m‡a nhiều có thể gây nên những hậu quả đối với con ng‡ời v nên đ‡ợc xem l biến đổi khí hậu

Tr‡ớc hết, một cách rất tổng quát, ta xem biến đổi khí hậu có thể xảy ra bằng cách no Bằng cách no đó khí hậu Trái Đất giống nh‡ một hệ thống thích ứng với một loạt các nhân tố bên ngoi, th‡ờng đ‡ợc gọi l các điều kiện biên Trong tr‡ờng

hợp khí hậu ton cầu, các điều kiện biên gồm c‡ờng độ ánh sáng Mặt Trời, phân bố các lục địa v đại d‡ơng, thnh phần của khí quyển v.v Khi một hoặc nhiều nhân

tố bên ngoi ny thay đổi, hệ thống sẽ thích ứng theo Vì vậy, ví dụ, nếu nh‡ năng l‡ợng phát ra của Mặt Trời tăng lên, chúng ta dự đoán nhiệt độ trung bình toncầu tăng Một số năm có thể l lạnh hơn tr‡ớc, nh‡ng về trung bình, ta kỳ vọng một khí hậu ấm hơn, đó l sự biến đổi của một tính chất thống kê Các điều kiện bên ngoi có thể biến đổi quá nhanh, phá vỡ một loại cân bằng khí hậu no đó, nh‡ng

ta có thể không bao giờ cho rằng các điều kiện bên ngoi điều khiển đ‡ợc biến đổi khí hậu Nếu nhìn nhận sự vật theo cách đó, thì biến đổi khí hậu có thể đ‡ợc định nghĩa nh‡ l sự thích ứng của hệ thống Trái Đất - khí quyển với những thay đổi của các điều kiện biên

Tr‡ớc khi áp dụng quan điểm rất hấp dẫn (v rất phổ biến) ny về biến đổi khí hậu, chúng ta cần hỏi hai câu hỏi Thứ nhất, ta phân vân liệu một tổ hợp các điều kiên biên đang xét có quyết định khí hậu Trái Đất một cách đơn trị không Nói khác đi, ta có thể hỏi “một tổ hợp duy nhất các giá trị biên có thể sinh ra hơn một kiểu khí hậu không?” Thật thú vị, cả lý thuyết v quan trắc đều mách bảo rằng câu trả lời l “có” Ng‡ời ta đã biết tới cung cách diễn biến kiểu đó th‡ờng xảy ra trong các hệ thống phức tạp, nh‡ khí hậu Trái Đất, v gọi nó l tính không chuyển tiếp.

Nếu khí hậu Trái Đất l không chuyển tiếp, chắc chắn sẽ lm phức tạp cho câu hỏi

có phải các điều kiện biên đã gây nên sự biến đổi nh‡ ta đã thấy không, v lm cho chúng ta khó m quy kết những biến đổi no đó cho các nguyên nhân cụ thể

Câu hỏi thứ hai liên quan tới cách m chúng ta dùng để phát hiện biến đổi khí hậu Hãy t‡ởng t‡ợng có một dụng cụ hon hảo, có thể đo trạng thái của khí quyển tại thời điểm bất kỳ trong suốt lịch sử Trái Đất Các số đo từ một thiết bị nh‡ vậy

có thể đ‡ợc dùng để tính các đặc tr‡ng thống kê cho những thời kỳ khác nhau, chúng cung cấp bằng chứng về biến đổi khí hậu Ví dụ, ta có thể lấy trung bình các giá trị nhiệt độ trong các thời kỳ 100 năm liên tiếp để có ý niệm về biến thiên từ thế

kỷ đến thế kỷ Chúng ta phân vân “liệu các đặc tr‡ng thống kê nh‡ thế có khả năng biến đổi theo thời gian không, thậm chí trong tình huống các điều kiện biên không

đổi?” Đáp án lại l “có” Nếu sử dụng lý thuyết thống kê đơn giản, dễ dng chứng minh đ‡ợc rằng các số đo thống kê đ‡ợc tính toán theo kiểu đó có bị biến thiên, không phụ thuộc vo những thay đổi của các điều kiện biên Vì vậy, dù trị số trung bình đích thực l không đổi, các trị số trung bình 100 năm riêng lẻ tăng v giảm từ thế kỷ ny đến thế kỷ khác (Các đặc tr‡ng thống kê khác cũng diễn biến t‡ơng tự)

Về ph‡ơng diện vật lý, vấn đề l do những biến thiên ngắn hạn, không l‡ờng tr‡ớc

đ‡ợc gắn liền với các sự kiện thời tiết, đã gây nên những biến thiên ở các quy mô thời gian di hơn * Những thiên lệch ngắn hạn khỏi trị trung bình trở thnh những thiên lệch di hạn v lm hỗn tạp những thay đổi nếu có do các điều kiện bên ngoi Cho nên, dù ta thấy nhiệt độ trung bình 100 năm thay đổi, thì vẫn không rõ

có phải ta đang chứng kiến biến đổi khí hậu hay không – có thể đó l lỗi nhân tạo

do các mẫu có độ di hạn chế Rõ rng l, không có ph‡ơng cách no cho bi toán

ny; nếu dùng các chu kỳ lấy trung bình di hơn thì giảm đ‡ợc sai số mẫu, nh‡nglại tăng xác suất lm lu mờ mất các thời kỳ khí hậu thực sự khác biệt (có nguyên nhân do các điều kiện bên ngoi thay đổi)

Trong bối cảnh những khó khăn nh‡ vậy, chúng ta sẽ phải mở rộng quan điểm của mình về biến đổi khí hậu để thâu tóm đ‡ợc tất cả những thay đổi, dù l do các giá trị biên hay l không Nói khác đi, trong sách ny chúng tôi không phân biệt giữa sự biến đổi do các quá trình nội tại v biến đổi do các quá trình bên ngoi Bất chấp “công cụ” m chúng ta sử dụng (nhiệt kế, l‡ợng tích tụ băng trong băng h, độ rộng của các vòng đời trong thân cây), nếu các giá trị thống kê thay đổi theo thời gian, chúng ta sẽ gọi đó l biến đổi khí hậu B‡ớc đầu, điều ny dù ch‡a phải l lý t‡ởng (biến đổi bây giờ phụ thuộc một phần vo độ di của mẫu), nh‡ng nó có tính thực tế cao v tránh đ‡ợc những phức tạp nh‡ đã nêu

Các quy mô thời gian của biến đổi khí hậu

Các nh khí t‡ợng học hay bị hỏi một câu hỏi rất đơn giản: Khí hậu đang nóng lên? Mặc dù câu hỏi đ‡ợc phát biểu một cách đơn giản, song không có đáp án đơn giản, một phần bởi vì đáp án tùy thuộc vo quy mô thời gian đ‡ợc xét Xét xu thế giả định của nhiệt độ tại nơi no đó, đ‡ợc biểu diễn trên hình 16.1 Nếu một ng‡ờiquan tâm đến xu thế nhiệt độ trong tất cả 150 năm, thì có một xu thế rõ rng đang

ấm dần Mặt khác, ai đó khoảng 20 tuổi có thể sẽ bảo rằng các nhiệt độ đã giảm trong suốt thời gian chị ấy sống

Hình 16.1 Xu thế giả định của nhiệt độ theo thời gian

* Chúng ta đã xét điều ny xảy ra ra sao ở ch‡ơng 13, trong chủ đề về những ngẫu nhiên

Hình 16.2 Cột địa tầng

Trong cuộc sống thực, tình hình phức tạp hơn ví dụ ny, vì những biến đổi trong khí hậu xảy ra cùng lúc với nhiều quy mô thời gian khác nhau, không phải chỉ có hai Một số biến đổi diễn ra ở các quy mô thời gian hng trăm triệu năm, một số khác với quy mô hng trăm hoặc hng chục ngn năm, một số t‡ơngứng với những thế kỷ, nh‡ng một số khác thậm chí chỉ t‡ơng ứng với vithập niên Không có một quan hệ chặt chẽ v đơn giản no giữa độ lớn của một biến đổi khí hậu v quy mô thời gian của nó; tuy nhiên, theo quy luật chung, các dao động diễn ra trong những khoảng thời gian dihơn th‡ờng có độ lớn lớn hơn so với những dao động ở các quy mô thời gian ngắn hơn

Vấn đề nóng lên còn rắc rối do một thực tế l biến đổi khí hậu khác nhau theo không gian trên địa cầu Vì vậy, ví dụ, ở Bắc bán cầu có thể không có một xu thế nhiệt độ, hoặc l

có nh‡ng xu h‡ớng ng‡ợc lại so với ở Nam bán cầu Một lần nữa, không có mối liên hệ nhất định, nh‡ng các vĩ

độ nhiệt đới th‡ờng thay đổi ít hơn so với các vĩ độ cao Những biến đổi

đáng kể theo kinh độ cũng có xảy ra, nên có nhiều mức chênh lệch hòa trộn ở trong một dải vĩ độ Điều ny

có thể xảy ra, ví dụ, nếu vị trí trung bình của các sóng Rossby di chuyển

từ đông sang tây Ng‡ợc lại với những biến đổi trong thời gian, có một xu thế phổ biến l những biến

đổi ở các quy mô không gian bé lại mạnh hơn so với những biến đổi quan trắc đ‡ợc trên những khu vực rộng lớn Nh‡ vậy, chúng ta thấy rằng câu trả lời cho các câu hỏi về biến đổi khí

hậu t‡ơng lai phải đ‡ợc quy chiếu tới cả quy mô không gian v quy mô thời gian Một cách t‡ơng tự, khi xét các khí hậu quá khứ, những bức tranh rất khác biệt nhau hòa trộn vo với nhau tùy thuộc vo khu vực đ‡ợc xét v quy mô thời gian chấp nhận

Các nền khí hậu trong quá khứ

Các nh khoa học về Trái Đất đã phát triển một sơ đồ phổ dụng để phân chia lịch sử tự nhiên của hnh tinh thnh những trang thời gian khác nhau Cột địa tầng địa chất trên hình 16.2 dùng một hệ thống nhiều tầng phân chia thời gian

thnh các đại, kỷ v kỳ Những đoạn thời gian ny không dựa trên các đặc tr‡ngkhí hậu, m dựa trên bằng chứng địa chất v hóa thạch chỉ thị những điều kiện môi tr‡ờng v sự kiện quá khứ Vì vậy, các thời kỳ khí hậu đôi khi gắn liền với những đại, kỷ hoặc kỳ cụ thể - những đoạn thời gian m không nên đ‡ợc xem nh‡

có điều kiện khí hậu đồng nhất Hơn nữa, những sự kiện khí hậu lớn đôi khi cắt qua các ranh giới trong cột địa tầng, vì thế các phân vị không cho biết các thời gian bắt đầu v kết thúc Đối với mục đích của chúng ta, hệ thống thuật ngữ đ‡ợc sử dụng tốt nhất nh‡ l một loại lịch, để phân định các điểm mốc trong thời gian, chứ không phải l để phân định các khí hậu hay các sự kiện cụ thể Với tinh thần đó, chúng ta có thể bn luận một số giai đoạn lớn của lịch sử khí hậu Trái Đất

Những thời kỳ ấm v† những kỷ nguyên băng h†

Giống nh‡ những c‡ dân Viking, chúng ta có xu h‡ớng cho rằng thời kỳ của chúng ta l “chuẩn”, nh‡ng hon ton không phải nh‡ vậy Nếu nhìn lại khoảng thời gian di của lịch sử Trái Đất, chúng ta sẽ phải nói khí hậu hiện tại rất không bình th‡ờng, bởi vì phần lớn thời gian hnh tinh của chúng ta đã từng ấm hơn nhiều hơn so với ngy nay Không giống nh‡ bây giờ, khi m Bắc Băng D‡ơng hầu

nh‡ đóng băng quanh năm v những khiên băng lớn bao phủ khắp trên lục địa Nam Cực v Greenland, trong phần lớn tuổi đời của mình, Trái Đất đã từng không

có thảm băng vĩnh cửu (quanh năm) Một phác họa chính xác hơn, đó l phác họa

về một hnh tinh ấm áp, bị xen kẽ có lẽ bởi bảy kỷ nguyên băng hˆ t‡ơng đối

ngắn ngủi Dù khác nhau, những thời kỳ ấm kéo di hng trăm triệu năm đến nhiều tỷ năm, trong khi các kỷ nguyên băng h chỉ kéo di cỡ vi chục triệu năm

đến có lẽ một trăm triệu năm Tất cả thời gian tồn tại của loi ng‡ời, gồm thời kỳ lịch sử, đã diễn ra trong một kỷ nguyên băng h gần đây nhất trong số những kỷ nguyên băng h vĩ đại ny Vì vậy, nếu ai đó hỏi rằng kỷ nguyên băng h sắp xuất hiện phải không, thì câu trả lời sẽ l “không, nó đã đang ở đây”

Kỷ nguyên băng h sớm nhất đ‡ợc biết đã có niên đại khoảng 2,3 tỷ năm về

tr‡ớc, tiếp sau l ba kỷ nguyên ở khoảng giữa 900 v 600 triệu năm trứơc Một kỷ nguyên băng h khác có niên đại ở khoảng 440 đến 300 triệu năm tr‡ớc Kỷ nguyên băng h m chúng ta đang sống, kỷ nguyên muộn nhất, đã diễn ra 15 triệu năm gần đây hoặc khoảng đó

Không có bằng chứng no về các kỷ nguyên băng h trong thời gian 2 tỷ năm

đầu tiên của 4,5 tỷ năm tuổi Trái Đất Theo một ‡ớc l‡ợng, trong 2,5 tỷ năm gần

đây, chỉ 10 đến 20% từng l các thời kỳ băng h Một quan điểm khác, ho phóng hơn thì cho 50% của thời gian ny l những thời kỳ kỷ băng h Nh‡ng trong cả hai

tr‡ờng hợp, rõ rng l phần lớn lịch sử Trái Đất đã từng có những điều kiện ấm hơn

so với ngy nay Đặc biệt nổi trội nhất về ph‡ơng diện ny l đợt ấm của kỷ Creta giữa, kéo di từ khoảng 120 đến 90 triệu năm tr‡ớc Vo những thời gian ấy, các loi khủng long dạo chơi ở bên trên vòng tròn cực Bắc Những rạn san hô chỉ phồn thịnh trong các vùng n‡ớc ấm đã phát triển tại những vĩ độ 15o cao hơn về phía cực

so với những vị trí ngy nay của chúng, một số quần xã thực vật lục địa cũng vậy Với rất ít n‡ớc bị giữ trong băng lục địa, mực n‡ớc có lẽ 150 đến 200 m cao hơn, dìm ngập khoảng 20% diện tích lục địa Về quy mô mùa, khí hậu có lẽ đã hợp lý hơn,

đặc biệt tại các vĩ độ trung bình v các vĩ độ cao hơn Nhiệt độ trung bình ton cầu chắc đâu đó khoảng 5-15oC ấm hơn so với hiện nay v građien nhiệt độ xích đạo-cực có lẽ l 15o nhỏ hơn hiện nay Mặc dù không giống hon ton, nh‡ng những thời

đ‡ợc đề cập Cho dù tranh cãi đ‡ợc giải quyết ra sao, rõ rng l tất cả các kỷ nguyên băng h có băng quanh năm dồi do Ví dụ, ai cũng thừa nhận rằng trong thời gian kỷ nguyên băng h gần đây nhất, các khiên băng lấn tới 40o cách xích đạo, phủ trên mặt đất tới độ dy một số km Với nhiều n‡ớc nh‡ thế bị giữ trong băng lục địa, mực n‡ớc biển sẽ thấp hơn nhiều trong các kỷ nguyên băng h Những khác biệt giữa các kỷ nguyên băng h v các kỷ nguyên ấm thay đổi mạnh theo vĩ độ, các

vĩ độ cao thể hiện những thay đổi lớn hơn so với các vùng nhiệt đới Ví dụ, trong thời gian một kỷ băng h, các nhiệt độ n‡ớc mặt biển vùng cực có thể 10oC thấp hơn, nh‡ng nhiệt độ n‡ớc mặt biển vùng nhiệt đới chỉ 1-5oC thấp hơn Ngoi những quy tắc đó, khó có thể nói chắc chắn gì thêm về sáu kỷ băng h tr‡ớc Mặt khác, chúng ta có thông tin quan trọng về những điều kiện trong kỷ nguyên băng h gần

đây nhất

Kỷ nguyên băng h † hiện tại

Một trong những thời kỳ hiện tại của Trái Đất, Pleistoxen, th‡ờng đ‡ợc xem

nh‡ Kỷ nguyên Băng h Tuy nhiên, nh‡ chúng ta đã thấy, Trái Đất đã phải trải qua ít nhất một số kỷ băng h, v hiện chúng ta đang ở trong một kỷ băng h.Ngoi ra, thuật ngữ Kỷ nguyên Băng hu Pleistoxen đang còn l tranh cãi vì nguyên

nhân của đợt băng h cuối cùng đã xuất hiện xa hơn về dĩ vãng so với khởi đầu của

Pleistoxen Thực tế, kỷ băng h gần đây nhất có nguồn gốc của nó từ 55 triệu năm

tr‡ớc, khi khí hậu ton cầu bắt đầu lạnh đi sau một pha ấm (hình 16.3a) Tích tụ băng lớn đầu tiên đã xảy ra ở Nam Cực khoảng 34 triệu năm tr‡ớc Nh‡ng sự lạnh

đi đã diễn ra rất từ từ, nên thậm chí 20 triệu năm tr‡ớc, khí hậu đã vẫn đủ ấm, các khu vực rừng có thể thấy ở Nam Cực Đến khoảng 14 triệu năm tr‡ớc, phần phía tây của Nam Cực l băng vĩnh cửu, đến 10 triệu năm tr‡ớc đây, khiên băng Nam Cực đạt kích th‡ớc nh‡ hiện của nó Cuối cùng, khoảng 5 triệu năm tr‡ớc, một khiên băng lục địa bao phủ gần nh‡ ton bộ Greenland; vì vậy, có thể nói rằng kỷ nguyên băng h cuối cùng đã đ‡ợc hình thnh ổn định

Hình 16.3 Các chỉ số khí hậu của những giai đoạn khác nhau trong 70 triệu năm gần

đây Đ~ờng (a) l† tổ hợp l† trơn của nhiệt độ đại d~ơng trung bình to†n cầu v† thể tích băng Các đ~ờng (b) v† (c) thể hiện những biến đổi to†n cầu về thể tích băng Đ~ờng (d) phản ánh những điều kiện khí hậu trên Bắc Đại Tây D~ơng, nh~ng đã đ~ợc l†m hòa hợp với những biến đổi to†n cầu nh~ có thể thấy khi so sánh với các đoạn sau cùng của (c)

Trong phạm vi kỷ nguyên băng h của chúng ta, khí hậu đã từng không đồng nhất, có rất nhiều dao động rõ rệt (hình 16.3b) Bắt đầu từ khoảng 2,5 triệu năm

tr‡ớc, các dao động ny bắt đầu tăng lên về biên độ, v khoảng 800000 năm tr‡ớc(hình 16.3c) biên độ đã tăng lên một cách ngoạn mục, trở thnh khoảng 2 lần lớn hơn so với một triệu năm tr‡ớc đó Các dao động về nhiệt độ v thảm băng ny đ‡ợcgọi l chu trình băng v gian băng Nh‡ có thể thấy trên đồ thị, chúng hon

ton không đều Đối với đa số chu trình, thể tích băng tăng lên chậm rồi sau đó kết thúc nhanh trong một sự kiện ấm lên Hơn nữa, cả đoạn tăng tr‡ởng lẫn đoạn suy kiệt băng đều không đồng nhất, nói đúng nhất l “biến đổi run rẩy”, với những dao

động ngắn hạn chồng lên trên các chu trình di hơn Ba phần t‡ của một triệu năm cuối cùng đã thịnh hnh những chu trình kéo di khoảng 100000 năm với dao động run rẩy ngắn hạn thể hiện ở quy mô yếu hơn Trong ton bộ kỷ Đệ tứ, kỷ địa chất hiện tại, đã có tất cả khoảng 30 chu trình, những biến thiên nhiệt độ ton cầu liên quan bằng khoảng 5oC

Những biến thiên thể tích băng lớn nhất xảy ra tại Bắc bán cầu với kích th‡ớccác khiên băng tăng v giảm 3 lần hoặc đại loại nh‡ vậy trong mỗi chu trình băng Mặc dù khiên Nam Cực thay đổi ít hơn nhiều, song những biến thiên nhiệt độ không khí Nam Cực có thể t‡ơng đ‡ơng với ở các vĩ độ cực của Bắc bán cầu (khoảng

10oC lạnh hơn trong một chu trình băng) Bằng chứng từ các đ‡ờng tuyết sơn văn cho biết rằng, những địa ph‡ơng Nam bán cầu khác thay đổi nhiệt độ cũng nhiều

nh‡ ở những nơi t‡ơng tự ở phía bắc giữa các chu trình băng v gian băng, v có bằng chứng khác để cho rằng trình tự thời gian của những sự kiện ấm lên v lạnh

đi th‡ờng l t‡ơng ứng trong 150000 năm gần đây Khi hai bán cầu lệch pha, thì Nam bán cầu dẫn tr‡ớc Bắc bán cầu chỉ khoảng hơn 1000 năm Nh‡ng nếu thậm chí chấp nhận những chênh lệch nh‡ vậy về trình tự, chúng ta phải kết luận rằng tất cả Nam bán cầu đã tham gia vo các chu trình băng/gian băng giống nh‡ phần còn lại của hnh tinh

Nh‡ thấy rõ từ hình 16.3, bây giờ hnh tinh đang ở trong một thời kỳ gian băng ấm, sánh ngang chỉ với một vi chu trình trong 2 triệu năm gần đây Rất thú

vị l, một trong số chu trình ny l gian băng cuối cùng, đạt đỉnh ở khoảng 125000 năm tr‡ớc v có thể đạt kỷ lục về độ ấm của kỷ Pleistoxen Mực n‡ớc biển ton cầu khoảng 6 m cao hơn bây giờ, v có bằng chứng rằng các vùng lục địa vĩ độ trung bình 1 đến 3OC ấm hơn Ng‡ợc lại, các nhiệt độ n‡ớc mặt biển không khác quá nhiều so với hiện nay Giữa hai thời kỳ ấm ny có thời kỳ băng h gần nhất, một sự kiện đạt cực đại của mình khoảng 20000 năm tr‡ớc

Kỳ cực đại băng h† cuối cùng

Tiếp sau thời kỳ gian băng cuối cùng, thể tích băng đã tăng lên, nh‡ng không

đồng đều Có hai xung băng h lớn, một vo khoảng 115000 năm tr‡ớc v một vokhoảng 75000 năm tr‡ớc Thấy rằng, phần lớn băng đã đ‡ợc thêm vo các mũ băng cực trong thời gian xung thứ nhất v vo các mũ băng ở Bắc Mỹ v lục địa Âu átrong thời gian xung thứ hai Tại thời gian xuống thấp nhất của kỳ băng h cuối cùng, khoảng 20000 năm tr‡ớc, nhiều tiêu chí của hệ thống Trái Đất - khí quyển khác biệt với nhau Dĩ nhiên, kịch tính nhất l băng lục địa đã phủ một diện tích lớn hơn rất nhiều, nh‡ đã thấy trên hình 16.4

Hình 16.4 Bản đồ biểu diễn diện tích cực đại của băng v†o thời gian băng h† cuối cùng

Tại Bắc Mỹ, chắc chắn l băng lấn sâu xuống phía nam đến Saint Louis ngynay, nh‡ng chỉ tới vĩ độ của New York v Seattle trên các bờ phía tây v phía đông Thật nghịch lý, ng‡ời ta rất nghi ngờ về ranh giới phía cực của khiên băng phía bắc, một số ng‡ời cho rằng phần rìa của Bắc băng d‡ơng không đóng băng Tuy nhiên, những l‡ợng n‡ớc khổng lồ bị chuyển từ đại d‡ơng lên đất liền, tạo nên những khiên dy 3000 đến 4000 m Trong thời gian đủ di, điều đó có thể đủ để lmlún vỏ lục địa xuống hơn 800 m Khi băng tan, bề mặt đất liền giãn nở trở lại tới mực ban đầu của nó (Thậm chí ngy nay các lục địa vẫn đang phải phục hồi tiếp do quá trình lún băng h) Khiên băng Laurentide trên Bắc Mỹ ở chừng mực no đó t‡ơng đ‡ơng với một dãy núi lớn, chạy từ núi Rocky đến Đại Tây D‡ơng Mực biển

đã khoảng 120 m thấp hơn hiện nay, do đó cầu nối đất liền đã tồn tại giữa Siberia v Alaska (Tại mực cân bằng, dịch chuyển n‡ớc từ đại d‡ơng có thể lm cho đáy

đại d‡ơng nâng cao lên khoảng 35 m) Cũng đã có những thay đổi đáng kể về băng

biển, đặc biệt ở Nam Băng D‡ơng, nơi vo mùa đông băng biển bao phủ diện tích gấp hai lần so với ngy nay Tất nhiên, những thay đổi của băng biển ít ảnh h‡ởngtới mực n‡ớc biển, vì n‡ớc không di chuyển giữa đất liền v các bồn chứa đại d‡ơng.Trên đất liền, các biến đổi nhiệt độ khác nhau đáng kể do sự kề cận với những khiên băng v với đại d‡ơng Ví dụ, tại phần phía tây của Bắc Mỹ, các khối khí đại d‡ơng duy trì nhiệt độ khoảng 4 đến 5oC của ngy nay Khu vực m ngy nay lTennessee v Nam California thì t‡ơng phản hơn, nơi đây nhiệt độ đã từng 15 đến

20oC lạnh hơn so với nhiệt độ hiện nay Hai ví dụ ny có thể thể hiện cho những thái cực về những biến đổi của vùng vĩ độ trung bình – một loạt những nơi khác ở vùng vĩ độ trung bình nằm trong khoảng 5 đến 8oC lạnh hơn Những thay đổi nhiệt

độ tại các vùng nhiệt đới nhỏ hơn, có lẽ l 4 đến 5oC Їờng tuyết sơn văn khoảng

1000 m thấp hơn, t‡ơng đ‡ơng với giảm nhiệt độ 5 đến 6oC đối với những độ cao trên 2000 m

Phần lớn các nơi không chỉ lạnh hơn, m chúng còn có vẻ khô hơn Điều ny

đặc biệt đúng đối với các vĩ độ cao, nơi tổng l‡ợng m‡a th‡ờng thấp hơn khoảng 50% so với mức hiện nay Một số vùng sa mạc của Nam Mỹ v châu Phi rộng lớn hơn, v các mực n‡ớc hồ ở châu Phi nhiệt đới v Trung Mỹ thấp hơn Một hoang mạc lạnh bao phủ phần lớn bộ phận ch‡a bị phủ băng của Tây Âu Mặc dù khô hạn

đã l phổ biến, song một số khu vực ẩm hơn có thể thấy trên tất cả các lục địa (phản ánh qua những biến thiên mực n‡ớc hồ v các chỉ số khác) Những biến đổi

về giáng thủy chắc chắn chủ yếu l do những biến đổi về hon l‡u quyết định Những nơi no gió thịnh hnh chuyển đổi h‡ớng thổi từ các vĩ độ cao (nh‡ đối với phần phía đông của Bắc Mỹ), thì các điều kiện khô hơn Có một ít bằng chứng nói rằng các tốc độ gió khi ấy mạnh hơn, đúng nh‡ dự đoán với građien nhiệt độ xích

đạo-cực lớn hơn

Phải nhấn mạnh rằng kỳ băng h ny không hẳn đã đồng nhất Thực tế, những biến đổi khí hậu đột ngột rất phổ biến trong suốt chu trình ny, với nhiệt độ cực thay đổi 5 đến 8oC trong khoảng từ một số thập niên đến cỡ thế kỷ (hình 16.3d) Vì những thay đổi nh‡ thế không chỉ xảy ra trong kỳ băng h, nên ở một mục sau chúng sẽ đ‡ợc bn luận chi tiết hơn

ở Greenland tăng lên vo khoảng 1oC/thập kỷ, mang theo khí hậu gian băng mchúng ta đang có hiện nay Thời kỳ ny lại bị chấm dứt bởi một đợt lạnh đi đột ngột

v ngắn ngủi nữa ở khoảng 8200 năm trứơc Ngoi những thời gian đó ra, thời kỳ Holoxen sớm ấm v thậm chí ấm hơn hiện tại 1oC xét theo nhiệt độ trung bình toncầu Mặc dù vùng bình nguyên Great Plains của Bắc Mỹ khô hơn, phần lớn vùng gió mùa châu Phi v châu á ẩm ‡ớt hơn (Thí dụ, hóa thạch của nhiều loi động vật

ăn cỏ tìm thấy ở các vùng hoang mạc hiện đại) Tính toán cho biết rằng các honl‡u gió mùa mùa hè đã từng mạnh hơn, cung cấp ẩm cho những khu vực đất liền

m các loại gió mùa ngy nay không đạt tới đ‡ợc Mực n‡ớc biển cao hơn so với ngy nay một vi mét, t‡ơng ứng với một hnh tinh ấm hơn

Tiếp sau thời kỳ ấm Holoxen sớm, các nhiệt độ ton cầu đã giảm đi phần no,

nh‡ng giảm nhiệt độ đã bị điều biến bởi một loạt những sự kiện có thời gian kéo div mức độ thể hiện khác nhau, tùy thuộc vo thời gian v vị trí Ví dụ, có một bằng chứng rằng thời kỳ 900–1200 năm tr‡ớc công nguyên có một đợt ấm ở trên Bắc Đại Tây D‡ơng Їợc gọi l Thời kỳ ấm Trung cổ, nó trùng khớp với thời gian ng‡ời

Viking định c‡ ở Greenland Những núi băng ở châu Âu xuất hiện tr‡ớc v sau đó, nh‡ng không trong thời gian ny, v đó l bằng chứng về sự rút lui của băng h ở

đâu đó (bao gồm cả vùng dãy núi Rocky của Canađa) Nh‡ng cũng có nhiều thông tin vật thể v lịch sử chỉ ra rằng đó không phải l một sự kiện ton cầu đáng kể Một sự kiện khác đáng ghi nhớ v ít nghi ngờ hơn, đ‡ợc gọi l Thời kỳ Băng

nhỏ Kéo di từ 1450 đến 1850, đó l một thời kỳ lạnh đối với Tây Âu Trong những năm đó, băng h trên núi gia tăng vì nhiệt độ giảm 0,5 đến 1oC Những di tích lịch

sử chỉ ra rằng đợt giảm nhiệt độ trung bình có vẻ nhẹ ny đã có một ảnh h‡ởng

đáng kể tới những điều kiện sống trên ton châu Âu Các mùa sinh tr‡ởng bị rút ngắn đã dẫn đến những suy giảm về sản l‡ợng nông nghiệp, đặc biệt ở Bắc Âu T‡ơng phản với Thời kỳ ấm Trung cổ, Thời kỳ Băng nhỏ đ‡ợc thể hiện bằng các di tích núi trên ton thế giới Mặc dù nó không thể no l một “kỳ băng h” thực thụ, song nó thể hiện sự thay đổi nhiệt độ lớn nhất trong các thời kỳ lịch sử v đ‡ợc xem

l một sự kiện ton cầu

Tất nhiên, có những đợt biến đổi khí hậu khác ở quy mô nhỏ hơn, liên quan tới cả giáng thủy lẫn nhiệt độ Ví dụ, hãy xét hình 16.5, hình ny diễn tả điều kiện ẩm của vùng bờ Virginia v Bắc Carolina từ năm 1200 tr‡ớc Công nguyên đến nay Nổi lên một loạt những đợt dao động so với điều kiện trung bình, một số đợt kéo di

hng thập kỷ Đặc biệt lý thú phải l‡u ý rằng ba năm khô hạn nhất của ton bộ thời kỳ 800 năm trùng khớp với sự kiện biến mất quần xã Roanoke vo đâu đó sau tháng 8 năm 1587 T‡ơng tự, đợt khô hạn 1606–1612 đã mang lại một thời kỳ 7 năm khô nhất kỷ lục, trùng khớp về thời gian diễn ra với sự hình thnh của quần xã Jamestown vo năm 1607 Độc giả Mỹ sẽ nhớ lại rằng quần xã Jamestown đã bị tổn thất sinh mạng to lớn (60% chết trong năm đầu) v gần nh‡ bị tiêu biến, chủ yếu vì lý do thiếu dinh d‡ỡng Những giải thích chính thống về các thảm họa ny

đề cập tới kế hoạch hóa yếu, quản lý kém, các quan hệ xấu với những cộng đồng bản địa v các nhân tố xã hội t‡ơng tự Trong điều kiện khô hạn cực đoan, chúng ta cần nghĩ rằng các nhân tố môi tr‡ờng ít ra cũng quan trọng nh‡ vậy

Hình 16.5 Chuỗi thời gian d †i biểu diễn điều kiện ẩm tháng 7

của vùng Tidewater, Virgina v † Bắc Carolina

Thế kỷ cuối cùng

Trong thời gian giữa thế kỷ cuối cùng, một mạng l‡ới phát triển các trạm khí t‡ợng đã đ‡ợc xây dựng trên ton thế giới Mặc dù còn có nhiều vấn đề về tập dữ liệu, nh‡ thay đổi vị trí các thiết bị khí t‡ợng, song vốn dữ liệu cung cấp những ‡ớcl‡ợng ban đầu về những tình huống nhiệt độ v l‡ợng m‡a Nh‡ đ‡ợc mô tả trong chuyên mục “16-1: Tiêu điểm Môi tr oờng: Các đợt nóng lịch sử trong những năm 1980-2000”, đã từng có hai thời kỳ nóng lên chung trong thế kỷ xen giữa hai giai

đoạn kéo di hai thập niên không có xu thế rõ rng

Có một câu hỏi rất quan trọng về các nhiệt độ đang tăng lên của vi thập kỷ cuối Nh‡ chúng ta đã thấy, những biến đổi về khí hậu ton cầu diễn ra trên rất nhiều quy mô thời gian, mỗi biến đổi có biên độ dao động riêng của nó Từ đó chúng

ta phải hỏi: phải chăng sự tăng nhiệt độ hiện nay chỉ l một phần của sự biến thiên

tự nhiên của khí hậu, hoặc liệu nó có phải l dấu hiệu bắt đầu của quá trình nóng lên nhân tạo do phát thải “các chất khí nh kính” vo khí quyển hay không Hiện tại, ch‡a thể kết luận thế ny hay thế kia một cách chắc chắn Song phần lớn các nh khoa học khí t‡ợng cho rằng sự nóng lên ny có thể chủ yếu l do hệ quả tăng các khí nh kính, còn những ng‡ời khác thì đã bị thuyết phục hon ton

Các dao động quy mô thiên niên kỷ

Các mục tr‡ớc chủ yếu đ‡a ra một cái nhìn lần l‡ợt, theo dõi khí hậu theo thời gian Một cách nhìn nhận khí hậu khác, đó l tập trung vo những quy mô biến thiên thời gian riêng biệt, không tính đến trạng thái của hệ thống (ấm ng‡ợc với lạnh, v.v ) Khi vấn đề ny đ‡ợc giải quyết, những dao động ổn định sẽ xuất hiện tại mọi khoảng thời gian xem xét, ng‡ợc thời gian về tr‡ớc 500000 năm Các dao

động đ‡ợc gọi l quy mô thiên nên kỷ, bởi vì chúng xuất hiện tại các khoảng thời gian khoảng 6000, 2600, 1800 v 1450 năm Trong thời gian kỳ băng h gần đây nhất, các dao động hon ton t‡ơng tự với nhau; mỗi dao động bắt đầu bằng một thời kỳ tăng nhanh nhiệt độ, cần một vi thập niên đến một số thế kỷ để phát triển Các nhiệt độ không khí trên Greenland tăng lên 5–8oC, còn các nhiệt độ n‡ớc mặt biển Bắc Đại Tây D‡ơng tăng lên 3oC Các nhiệt độ duy trì cao trong 1000 đến 2000 năm, sau đó chúng hạ xuống nhanh tới những giá trị thấp ban đầu Nh‡ vậy, những dao động ny giống hơn với các sóng hình vuông, với khí hậu chuyển đổi giữa hai trạng thái, hơn l những chu trình tròn

Những dao động độ di t‡ơng tự đã xảy ra trong các thời kỳ băng h khác cũng nh‡ trong các thời kỳ gian băng v chuyển tiếp giữa băng h v gian băng Rất lạ, chúng lớn nhất trong những thời kỳ chuyển tiếp từ gian băng sang băng h, nhiệt

độ mặt n‡ớc biển biến thiên với biên độ 4 đến 5oC Trong những thời kỳ gian băng, các dao động cũng ổn định nh‡ vậy, nh‡ng nhỏ hơn rất nhiều, nhiệt độ mặt n‡ớcbiển của Bắc Đại Tây D‡ơng ấm lên v lạnh đi khoảng 0,5oC đến 1oC Chúng xuất hiện trong suốt thời kỳ Holoxen v biểu hiện gần đây nhất d‡ới dạng đợt lạnh đi của Thời kỳ Băng nhỏ

Dao động quy mô thiên niên kỷ rất quan trọng, vì chúng lm cho hệ thống Trái

Đất - khí quyển có một xu h‡ớng nhảy ng‡ợc lại hoặc tiến lên giữa các trạng thái

ấm v lạnh, không phụ thuộc vo khí hậu hạn di đang diễn ra thế no Vì vậy, cứ

nh‡ thể hệ thống tự nó bất ngờ sắp xếp lại v chuyển nhanh sang một kiểu khác, chứ không phải l biến đổi tịnh tiến đều đặn có thể diễn ra sau những thay đổi của một điều kiện biên no đó Không ai biết đ‡ợc tại sao lại nh‡ thế, mặc dù quan

điểm đ‡ợc thừa nhận rộng cho rằng đó l do các quá trình nội tại của hệ thống, rất

có thể liên quan tới những quá trình phản hồi qua lại giữa khí quyển v đại d‡ơng.Một cách nhìn khác quy kết cho một cái gì đó từ bên ngoi, nó bật v tắt hệ thống với những khoảng thời gian nhiều hoặc ít, với các hiệu ứng đ‡ợc “khuếch đại” trong các thời kỳ chuyển tiếp v băng h Bất chấp nguyên nhân l gì đi nữa, thì kích

th‡ớc v tốc độ của sự biến thiên l một vấn đề cần quan tâm Nếu nh‡ hnh tinh thực sự có hnh vi l‡ỡng cực, thì sự chuyển đổi từ trạng thái ấm hiện tại sang trạng thái khác sẽ có những ảnh h‡ởng tới nhiều hệ thống xã hội

Tr‡ớc khi kết thúc mục ny, chúng ta cần nhấn mạnh một lần nữa rằng những biến đổi khí hậu không giới hạn ở các giá trị trung bình; còn có thể có những thay

đổi về tần suất của những sự kiện hiếm Ví dụ, các mô hình máy tính mách bảo rằng nhiều vùng có thể trải qua một giai đoạn tăng tần suất xuất hiện m‡a lớn vkhô hạn nặng kết hợp với tăng nhiệt độ Một nghiên cứu mới đây đã cho thấy rằng một sự tăng nh‡ thế đã xảy ra trên Bắc Mỹ trong thế kỷ tr‡ớc Tỷ phần giáng thủy

năm do những sự kiện m‡a lớn đã tăng lên một cách đáng kể trên hầu khắp n‡ớc

Mỹ cùng với tăng nhiệt độ Những sự kiện cực đoan hiện nay chiếm khoảng 12% l‡ợng giáng thủy năm, trong khi vo năm 1910 chúng chiếm khoảng 9%

Những nhân tố tham gia v†o biến đổi khí hậu

Nh‡ chúng ta đã thấy, khí hậu Trái Đất đã trải qua những biến động đáng kể với c‡ờng độ v quy mô thời gian khác nhau trong quá trình tồn tại của nó Dĩ nhiên, câu hỏi lớn đặt ra l tại sao? Một số nguyên nhân khả dĩ dễ dng nêu ra ở

đây Đó l những biến thiên về c‡ờng độ bức xạ của Mặt Trời, những thay đổi trong quỹ đạo của Trái Đất, những thay đổi của bề mặt đất v những khác biệt thnhphần các chất khí v son khí của khí quyển Mỗi nguyên nhân tác động với quy mô thời gian khác nhau, nh‡ chúng ta sẽ thấy sau đây

Trong khi xem xét danh sách các nhân tố ảnh h‡ởng tới biến đổi khí hậu, điều quan trọng l phải hiểu rằng, nhiều nhân tố trong số đó không thể vận hnh một cách độc lập Có nghĩa l, thứ nhất, chúng hoạt động đồng thời Vì vậy, trong khi một tác nhân có thể l đang dẫn tới nóng lên, tác nhân khác có thể tác động ng‡ợclại hoặc góp phần lm gia tăng sự nóng lên đó Thứ hai, các tác nhân lm thay đổi

có thể t‡ơng tác với nhau, nên các hiệu ứng không phải đơn thuần cộng dồn Ví dụ, tác động của son khí trong đối l‡u quyển do con ng‡ời sinh ra có thể khác nhau tùy thuộc vo chỗ chúng có cộng thêm với một luồng son khí núi lửa ở bình l‡u quyển hay không Các vấn đề những tác nhân đồng thời v t‡ơng tác sẽ trở nên đặc biệt rõ trong khi bn luận về những thay đổi các đặc tr‡ng quỹ đạo Trái Đất

16-1 Tiêu điểm môi tr ‡ờng: Các đợt

nóng lịch sử trong những năm 1980-2000

Chắc chắn rằng nhiệt độ ton cầu đã

tăng lên trong thế kỷ 20 nh‡ hình 1 biểu

diễn Các giá trị trên trục tung chỉ hiệu

giữa nhiệt độ một năm cụ thể v “trung

bình khí hậu” của giai đoạn 1880-2001

Mỗi năm từ năm 1880 đến giữa những

năm 1920 có các nhiệt độ d‡ới-chuẩn,

nh‡ng nhiệt độ bắt đầu tăng lên từ

khoảng năm 1990 Tiếp theo, trong các

năm cuối thập niên 1930, đa số các năm

có nhiệt độ trên-chuẩn, với sự nóng lên rõ

rệt xuất hiện từ cuối những năm 1970

Trong ton thế kỷ 20, các nhiệt độ

bề mặt ton cầu đã tăng với tốc độ 0,6o

C/thế kỷ, nh‡ng trong quý t‡ của thế

kỷ tốc độ tăng lớn hơn nhiều, khoảng 2,0o

Hình 1 Các nhiệt độ không khí trung bình to n cầu từ 1890 đến 2002 của to n bộ bề mặt Trái Đất (a), trên đại d‡ơng (b) v trên lục địa (c)

l‡ợng bức xạ Mặt Trời đạt tới bề mặt Bắc

bán cầu trong các năm 1992 v 1993, tạo

thnh hai năm lạnh nhất của thập kỷ

(mặc dù vẫn ấm hơn so với trung bình di

nóng nhất đối với Bắc Mỹ trong 6 thế kỷ

gần đây! Rất thú vị, mặc dù nhiệt độ đất

liền v đại d‡ơng đều tăng mạnh vo

ảnh h‡ởng của các nhiệt độ biểu kiến cực

đoan đã tăng lên một cách kịch tính hơn

so với phạm vi ảnh h‡ởng của các nhiệt

độ cực đoan đứng tách riêng Để lm cho vấn đề tồi tệ hơn, l‡ợng tăng nhiệt độ biểu kiến ban đêm lớn hơn l‡ợng tăng nhiệt độ biểu kiến ban ngy, có nghĩa lcác nhiệt độ biểu kiến cao, thay vì giảm xuống vo lúc hong hôn, lại duy trì vo

ban đêm Điều ny quan trọng, vì các

chuyên gia cho rằng nguy cơ lớn nhất đối

với sức khỏe không phải từ những nhiệt

độ ban ngy rất cao, m từ sự kéo di của

các nhiệt độ biểu kiến cao trong một số

ngy không có những đêm lạnh xen giữa

Kết quả nghiên cứu thậm chí còn đáng

chú ý hơn khi ng‡ời ta tính tới chuyện

rằng dữ liệu từ những năm nóng kỷ lục

1997 đến 1999 đã không đ‡ợc gộp vo

Câu hỏi lớn liên quan đến nóng lên,

đó l, nóng lên do hậu quả các hoạt động

con ng‡ời hay đó l sự biến thiên tự

nhiên Trong khi ch‡a biết chắc câu trả

lời, mỗi năm nóng mới lại củng cố thêm

cho các dự báo của các mô hình hon l‡u

chung của một khí quyển ấm thích ứng

với nồng độ các chất khí nh kính gia

tăng Năm 2001, Cơ quan Liên chính phủ

về Biến đổi Khí hậu (IPCC) công bố báo

cáo đánh giá thứ ba của mình, đã tổng quan những hiểu biết hiện nay về nóng lên ton cầu Nhóm nh khoa học uy tín ny d‡ới sự đỡ đầu của Tổ chức Khí t‡ợng Thế giới v Ch‡ơng trình Môi tr‡ờng của Liên hợp quốc đã khẳng định rằng “nóng lên trong 100 năm qua rất có thể l không chỉ do sự biến thiên nội tại ” Họ còn cho biết thêm rằng, “phần lớn sự nóng lên đã thấy trong 50 năm qua

có lẽ l do tăng nồng độ các chất khí nhkính” Tháng 6 năm 2002, Cơ quan Bảo

vệ Môi tr‡ờng của Mỹ đã kết luận thêm rằng nóng lên trong các thập kỷ cuối “chủ yếu l do các hoạt động của con ng‡ời ” Báo cáo đã bổ sung thêm rằng thậm chí nếu nh‡ phát thải nh kính sẽ giảm đi trong những năm tới, thì ảnh h‡ởng của

sự tăng trong khí quyển ở mấy thập kỷ vừa qua vẫn không sớm đảo ng‡ợc đ‡ợc

Biến thiên của năng l~ợng Mặt Trời

Nh‡ chúng ta đã rút ra tr‡ớc đây, khí hậu Trái Đất rất nhạy cảm với đầu ra của Mặt Trời Nếu xem l‡ợng năng l‡ợng do Mặt Trời phát ra không thực sự lkhông đổi, cơ chế ny của biến đổi khí hậu có tính lý thuyết quan trọng Ví dụ, các biến thiên no đó về năng l‡ợng Mặt Trời, cỡ 0,1 đến 0,2 % có lẽ l do sự xuất hiện các vết đen Mặt Trời Nh‡ đã đề cập ở ch‡ơng 2, các vết đen Mặt Trời l những vùng t‡ơng đối lạnh của quyển sáng, có kích th‡ớc cỡ đ‡ờng kính Trái Đất Số vết

đen Mặt Trời tăng hoặc giảm theo một vi quy mô thời gian, bao gồm chu trình rõ nhất 10,7 năm (Thông th‡ờng, chúng ta gọi đó l chu trình 11 năm)

Các quan trắc vệ tinh cho thấy rằng nếu quan sát trong một số tuần, bức xạ Mặt Trời giảm khi số vết đen Mặt Trời tăng Điều ny phù hợp với các vết đen Mặt Trời lạnh – khi phần nhiều Mặt Trời đ‡ợc bao phủ bởi những vùng lạnh, bức xạ Mặt Trời phát ra ít Nh‡ng ở các quy mô thời gian di hơn, nh‡ cỡ một chu trình 11 năm đầy đủ, thì số vết đen tăng lại t‡ơng quan với bức xạ lớn hơn Rõ rng, tại các quy mô thời gian di ny, phải có những thay đổi ở Mặt Trời đẻ bù lại diện tích tăng lên của các vết đen (Giải thích thỏa đáng nhất l tăng các vùng sáng xung quanh) Sự kết nối giữa hoạt động vết đen v năng l‡ợng Mặt Trời đã dẫn tới một kết luận quan trọng rằng hiện t‡ợng ny có thể l nguyên nhân của một số biến đổi khí hậu đã diễn ra trên Trái Đất Ví dụ, những đợt khô hạn tại bình nguyên Great Plains của n‡ớc Mỹ thể hiện một xu thế lặp lại sau một khoảng thời gian gần t‡ơngứng với một chu trình kép vết đen Mặt Trời, còn nghiên cứu tr‡ớc đây đã chỉ ra những chu trình tuần hon t‡ơng tự về l‡u l‡ợng sông Nile Ngoi ra, các nhiệt độ không khí trên phần đông của Bắc Mỹ tăng v giảm khoảng 0,2 oC một cách đồng

bộ rõ nét với chu trình 11 năm Một số bằng chứng ủng hộ cho sự liên quan giữa khí hậu v hoạt động Mặt Trời còn thể hiện qua một thực tế l giai đoạn cực tiểu hoạt

động vết đen Mặt Trời giữa các năm từ 1645 đến 1715 (Maunder Minimum), trùng

khớp với một trong những thời kỳ lạnh nhất của Thời kỳ Băng nhỏ (xem chuyên mục 2-3: Những nguyên lý vật lý: Mặt Trời) Tuy nhiên, đã từng có những giai đoạn

trong đó các biến thiên về hoạt động vết đen không trùng khớp với các đợt biến đổi khí hậu, v các giải thích khác đã đ‡a ra những biến đổi khí hậu 22 năm biểu kiến Một bằng đáng ngờ đối với mối liên hệ Mặt Trời - khí hậu đã trở nên mạnh hơn

vo cuối những năm 1980, khi một vi nh khoa học nhận thấy rằng mối quan hệ giữa các điều kiện của đối l‡u quyển v hoạt động vết đen Mặt Trời mạnh hơn khi tính tới h‡ớng gió trong đối l‡u quyển trên các vùng nhiệt đới Các tr‡ờng gió ny

có xu thế đổi h‡ớng ng‡ợc lại với các chu trình xấp xỉ hai năm theo một kiểu m

ng‡ời ta gọi l dao động tựa hai năm (quasi-biennial oscilation – QBO) Chẳng

hạn, khi QBO ở trong kiểu từ tây sang đông, thì sẽ có một quan hệ giữa số vết đen Mặt Trời v điều kiện mùa đông trên phần phía bắc của Canađa áp suất bề mặt tăng lên v giảm đi theo số vết đen Mặt Trời v đ‡ờng đi trung bình của dông dịch chuyển lên phía bắc hoặc xuống phía nam Tuy nhiên, khi QBO ở trong pha đông sang tây của nó, thì không thấy rõ mối quan hệ nh‡ vậy Mặc dù những mối liên hệ nh‡ vậy rất hấp dẫn v rất mạnh về thống kê, song ch‡a có một cơ chế nhân quả

no giải thích đ‡ợc chúng

Trên một quy mô thời gian hon ton khác, ng‡ời ta biết rằng suất bức xạ từ Mặt Trời đã tăng lên khoảng 1/3 kể từ khi hình thnh hệ thống Mặt Trời Điều nygây nên một nghịch lý thú vị, bởi vì, nh‡ ta đã thấy tr‡ớc đây trong ch‡ơng ny, Trái Đất đ‡ợc biết l đã từng nóng hơn so với ngy nay trong suốt phần lớn lịch sử của nó Mối liên quan khác th‡ờng ny giữa một Mặt Trời ít phát xạ v một Trái

Đất nóng hơn đ‡ợc gọi l “nghịch lý Mặt Trời yếu ớt giai đoạn sớm” Có hai cách giải thích rất khác nhau về nghịch lý ny đang rất thịnh hnh Một nhắc tới hiệu ứng nh kính của khối khí CO2, khí quyển tr‡ớc đây có áp suất riêng phần CO2 tới

10 lần lớn hơn áp suất bề mặt tổng cộng ngy nay Các phân tử hữu cơ rất khó có thể sinh ra trong một khí quyển nh‡ vậy; nh‡ vậy, ý t‡ởng ny lm cho sự xuất hiện sự sống khó m hiểu đ‡ợc Hơn nữa, có bằng chứng địa chất nói rằng các mức

CO2 nh‡ thế không bao giờ đạt đ‡ợc Do đó, một quan điểm khác cũng không kém phần phổ biến, ng‡ời ta nhắc tới các mức amôniac cao đã tạo nên một nh kính

tr‡ớc đây Vì ngờ rằng amôniac bị bức xạ cực tím phá hủy, quan điểm ny đã bị coi l một giải thích đáng nghi Tuy nhiên, vo năm 1997, ng‡ời ta đã chứng minh rằng khiên che chắn trên cao bởi các chất khí khác có thể đã cho phép amôniac tích lũy tại các mực thấp Bất chấp giả thuyết no (hay cả hai) l đúng, điều thú vị lmối liên hệ Mặt Trời - khí hậu vận hnh từ thái cực ngờ vực liệu (các vết đen) có một hiệu ứng no đó hay không đến phân vân vì sao hiệu ứng tr‡ớc đây lại yếu nh‡vậy (Mặt Trời yếu giai đoạn sớm)

Những thay đổi của quỹ đạo Trái Đất

Trong ch‡ơng 2 chúng ta đã thấy rằng các mùa xuất hiện chủ yếu do độ nghiêng trục xoay của Trái Đất so với Mặt Trời Nếu ta t‡ởng t‡ợng một mặt phẳng

trên đó Trái Đất quay xung quanh Mặt Trời, ta có thể thấy rằng trục xoay định

h‡ớng lệch 23,5o so với đ‡ờng vuông góc tới mặt phẳng (tức l, nó có một độ nghiêng 23,5o) H‡ớng của trục xoay không đổi trong suốt năm, cho nên dù Trái Đất nằm ở

đâu so với Mặt Trời, thì trục của nó vẫn h‡ớng tới sao Bắc Đẩu Trong 6 tháng tiếp sau điểm Xuân phân, Bắc bán cầu nghiêng về phía Mặt Trời, trong thời gian còn lại của năm, Nam bán cầu có khoảng lộ lớn hơn tới Mặt Trời Đây l nhân tố chính gây nên các mùa Rõ rng, nếu nh‡ trục xoay nghiêng hơn 23,5o, hiệu ứng ny sẽ mạnh hơn v dẫn đến một tính mùa lớn hơn T‡ơng tự, hiệu ứng sẽ biến mất nếu nh‡ trục hon ton vuông góc với mặt phẳng quỹ đạo

Chúng ta còn thấy rằng, quỹ đạo Trái Đất l đ‡ờng ellip, không phi l đ‡ờngtròn, nên vo khoảng ngy 4/1 Trái Đất khoảng 3% gần với Mặt Trời hơn so với vongy 4/7 (hình 2.10) Sự thay đổi ny về khoảng cách Trái Đất - Mặt Trời lm cho

ton bộ hnh tinh nhận đ‡ợc bức xạ Mặt Trời tại đỉnh khí quyển vo đầu tháng 1 (cận điểm) khoảng 7% nhiều hơn so với vo đầu tháng 7 (viễn điểm) Dễ thấy rằng,

độ lệch tâm lớn hơn sẽ gây nên những khác biệt lớn hơn về bức xạ tới tại đỉnh của khí quyển trong một năm

Chừng no chúng ta quan tâm tới Bắc bán cầu, khoảng cách Trái Đất - Mặt Trời l lớn nhất trong thời gian mùa hè v nhỏ nhất trong thời gian mùa đông, lmcho các mùa đông ấm hơn v các mùa hè mát hơn so với ở Nam bán cầu Nh‡ vậy, không chỉ độ lệch tâm quan trọng đối với tính mùa, m các thời gian xảy ra khoảng cách Trái Đất - Mặt Trời cực tiểu v cực đại so với kỳ xuân phân v kỳ thu phân cũng quan trọng (nh‡ sẽ đ‡ợc giải thích ngay sau đây)

Tóm lại, có ba nhân tố thiên văn ảnh h‡ởng tới thời gian v c‡ờng độ của các mùa: độ lệch tâm của quỹ đạo, độ nghiêng của trục Trái Đất so với đ‡ờng vuông góc của mặt phẳng quỹ đạo v thời gian diễn ra của viễn điểm v cận điểm so với các kỳ nhật phân Nh‡ ta thấy trong thực tế, tất cả ba nhân tố ny thay đổi chậm theo thời gian với nhiều quy mô thời gian khác nhau

Độ lệch tâm Độ lệch tâm của quỹ đạo Trái Đất biến thiên một cách tuần

hon theo một số quy mô thời gian, với một chu trình khoảng 100000 năm đặc biệt

rõ rệt Mặc dù khoảng cách Trái Đất - Mặt Trời tại viễn điểm hiện nay vo khoảng 3% lớn xa hơn so với khoảng cách tại cận điểm, khoảng cách t‡ơng đối biến thiên khoảng 1 đến 11% trong khoảng 600000 năm gần đây Trong khoảng 15000 năm gần đây đã có một sự giảm độ lệch tâm một cách ổn định v sẽ tiếp diễn khoảng

35000 năm nữa

Độ nghiêng trục Góc xiên của trục Trái Đất, độ nghiêng trục, cũng biến

thiên tuần hon, nh‡ng với một chu kỳ áp đảo bằng khoảng 41000 năm, trong thời gian đó nó thay đổi giữa 22,1o v 24,5o so với đ‡ờng vuông góc Mặc dù biên độ của

độ nghiêng có thể tỏ ra nhỏ, song nó có thể tạo ra những khác biệt đáng kể về l‡ợngbức xạ trong mùa hè v mùa đông Cụ thể, các vùng vĩ độ cao có thể trải nghiệm những biến thiên về bức xạ tới tại đỉnh khí quyển khoảng 15 % do biến thiên về độ nghiêng Đỉnh điểm gần đây nhất của độ lệch xảy ra khoảng 10000 năm tr‡ớc Nh‡vậy, chúng ta đang ở trong khoảng giữa của nửa chu trình từ độ nghiêng cực đại

sang độ nghiêng cực tiểu

Tuế sai Mặc dù kỳ hạ chí đối với Bắc bán cầu hiện nay đang xảy ra vo thời gian gần với viễn điểm, nó thay đổi theo thời gian do trục lắc l‡ theo một chu kỳ khoảng 27000 năm Nói khác đi, trục xoay hồi chuyển sao cho trong khoảng 13500 năm nó sẽ h‡ớng đến một ngôi sao khác, sao Chức Nũ (Vega), thay vì sao Bắc Đẩu (hình 16.6) Sự thay đổi ny về định h‡ớng của trục Trái Đất đ‡ợc gọi l tuế sai (tiến động), nó trực tiếp lm thay đổi thời gian xảy ra v c‡ờng độ của các mùa Kết hợp với những thay đổi về định h‡ớng của quỹ đạo Hong đạo, nó gây nên một chu trình bức xạ 23000 năm Nếu nh‡ định h‡ớng của trục h‡ớng về sao Chức Nữ nh‡

đang diễn ra ngy nay cùng với thời gian hiện nay của viễn điểm v cận điểm, thì

kỳ đông chí đối với Bắc bán cầu sẽ gần trùng khớp với ngy viễn điểm Sự tăng kết quả về tính mùa sẽ gây nên các mùa hè nóng hơn v các mùa đông lạnh hơn ở Bắc bán cầu Đồng thời, Nam bán cầu sẽ có tính mùa yếu hơn do kỳ hạ chí của nó sẽ xảy

ra gần với ngy viễn điểm

Hình 16.6 Tuế sai

Cũng cần l‡u ý rằng, tầm quan trọng của tuế sai tới ảnh h‡ởng bức xạ nhận

đ‡ợc còn phụ thuộc vo độ lớn của độ lệch tâm của quỹ đạo Những giá trị nhỏ của

độ lệch tâm (các quỹ đạo gần tròn) lm giảm mức độ quan trọng của tuế sai; độ lệch tâm lớn hơn sẽ khuếch đại nó Với xu thế hiện hnh h‡ớng về phía các độ lệch tâm giảm, chúng ta có thể kỳ vọng hiệu ứng ny sẽ t‡ơng đối nhỏ trong thời gian 50000 năm tới hoặc đại loại nh‡ thế

Ba chu trình ny kết hợp lại đ‡ợc gọi l các chu trình Milankovitch, để tôn

vinh nh thiên văn học đầu thế kỷ 20, ng‡ời đã giải thích về ảnh h‡ởng tiềm năng của những chu trình ny tới khí hậu Trái Đất Hầu hết các nh khoa học tin rằng các chu trình Milankovitch đã có một vai trò quan trọng trong kéo di v rút ngắn của các thời kỳ băng h trong Đệ tứ do cái cách chúng kết hợp cùng nhau tác động tới tính mùa Những kỷ nguyên băng h lớn, nh‡ các kỷ nguyên hiện tại đang chiếm lĩnh phần lớn Greenland v Nam Cực, rất có thể l kéo di ra khi tính mùa yếu Với tính mùa yếu, các nhiệt độ mùa đông ấm hơn tạo thuận lợi cho tuyết rơi

nhiều hơn trên phần lớn các khiên băng l‡ợng hơi n‡ớc có nhiều hơn Các mùa hè mát mẻ hơn cũng thuận lợi cho sự phát triển băng h do tốc độ tan băng ở các vùng rìa của khiên băng thấp hơn

Bằng chứng quan sát quan trọng về vai trò của các chu trình Milankovitch

đ‡ợc thấy trong hồ sơ khí hậu của Pleistoxen Nếu sử dụng bức xạ ở các vĩ độ trung bình Bắc bán cầu nh‡ một đại l‡ợng thay thế cho tác động quỹ đạo, ta thấy có một

sự trùng khớp khá tốt giữa các thời gian băng tiến v băng thoái Ngoi ra, khi độ biến động trong hồ sơ khí hậu giảm sút tuân theo một số quy mô thời gian khác nhau, thì ba thời kỳ Milankovitch chính hợp nhất lại với nhau để duy trì phần lớn

sự biến đổi khí hậu Vì những nguyên nhân ny v các nguyên nhân khác, sự biến

đổi của các tham số quỹ đạo đ‡ợc thừa nhận rộng rãi nh‡ l cơ chế điều khiển các chu trình băng h/gian băng ở mức độ no đó, các giai đoạn băng h tiến v băng h thoái chịu ảnh h‡ởng bởi các chu trình Milankovitch, v viễn cảnh đối với chúng

ta l quay lại một giai đoạn băng h tiến khác trong một vi thiên niên kỷ sắp tới Nh‡ng học thuyết của Milankovitch không phải không có vấn đề, vấn đề chính của

nó l gì đó liên quan đến chu trình độ lệch tâm Chu trình 100000 năm có tác động yếu nhất tới l‡ợng bức xạ đạt tới hnh tinh, nh‡ng xuất hiện nh‡ một chu trình mạnh nhất trong hồ sơ khí hậu Nếu nh‡ đây l nguyên nhân thực sự, thì các quá trình còn phải đ‡ợc đ‡ợc giải thích đầy đủ phải lm khuếch đại chu trình bức xạ nhỏ t‡ơng đối Một vấn đề có liên quan liên quan tới những gia tăng biên độ đã thấy trong chu trình khí hậu 100000 năm Nếu nh‡ các chu trình độ lệch tâm lnguyên nhân, thì tại sao chúng đột ngột trở nên quan trọng hơn ở khoảng 800000 năm tr‡ớc? Cuối cùng, có một câu hỏi về tuế sai, nó lệch pha giữa Bắc bán cầu vNam bán cầu Các hiệu ứng tuế sai no đã gây nên những điều kiện lạnh đi ở một bán cầu thì phải gây nên ảnh h‡ởng ng‡ợc lại ở bán cầu kia Tuy nhiên, nh‡ chúng

ta đã thấy, các biến đổi khí hậu đã t‡ơng tự ở cả hai bán cầu, chứ không phải l đối ng‡ợc với nhau

Những thay đổi về hình dạng lục địa v† các đặc tr~ng của bề mặt

Nhiều nh khí hậu tin rằng những biến đổi khí hậu diễn ra trong các thời gian di nhất thì ít nhất cũng phải phần no phản hồi lại để lm thay đổi kích th‡ớc v

vị trí các lục địa trên Trái Đất Quan điểm cũ rằng sự trôi lục địa l một biến tác

động chủ yếu đã không còn đứng vững tr‡ớc những ‡ớc l‡ợng định l‡ợng về mức độ biến đổi do các mô phỏng máy tính thu đ‡ợc Sự tan vỡ của lục địa Pangaea (siêu

lục địa tr‡ớc đây) v sự di chuyển chậm của các lục địa kết quả chắc chắn đã phải gây nên những biến đổi khí hậu lớn, thậm chí nếu nh‡ không lớn nh‡ ta đã thấy trong hồ sơ địa chất Dĩ nhiên, phải nh‡ vậy, bởi vì tất cả những nhân tố no ảnh

h‡ởng tới nhiệt độ v các biến khí hậu khác (nh‡ vĩ độ v tính lục địa) tự chúng cũng phải chịu ảnh h‡ởng mạnh bởi sự di chuyển của các lục địa Mặc dù rất kịch tính, những biến đổi khí hậu do hậu quả di dịch các lục địa sẽ cực kỳ chậm Giống

nh‡ các thay đổi về vị trí, các giai đoạn tạo núi trên lục địa đã chắc chắn gây nên sự biến đổi khí hậu đáng kể Ví dụ, mô hình máy tính mách bảo rằng sự hiện diện của các vùng núi lớn (dãy Rocky, Himalaya, Andes) sẽ khuếch đại các sóng Rossby

trong mùa đông v khuyến khích các hon l‡u gió mùa tăng c‡ờng trong mùa hè, cả hai đều phù hợp với dữ liệu quan trắc

ở các quy mô thời gian ngắn hơn, sự thay đổi của bề mặt Trái Đất, đặc biệt do hoạt động con ng‡ời, có thể ảnh h‡ởng mạnh tới sự phân bố bức xạ Mặt Trời Một trong các hoạt động nh‡ thế l quá trình triệt phá rừng, trong đó những khoảng

đất rộng lớn không còn cây cối Giảm sút thực vật lm giảm sự bốc thoát hơi tiềm năng từ bề mặt Điều đó về phần mình dẫn đến các nhiệt độ cao hơn ở gần bề mặt vì một l‡ợng năng l‡ợng chuyển kênh sang nhiệt ẩn hóa hơi bị giảm sút v còn lmgiảm l‡ợng m‡a Hơn nữa, sự phân hủy thực vật trực tiếp lm tăng l‡ợng CO2 khí quyển, một chất khí nh kính quan trọng Kết cục, mất bề mặt phủ thực vật, nơi diễn ra quá trình quang hợp, một quá trình di dời CO2 ra khỏi khí quyển Thậm trí nếu quá trình tạo rừng diễn ra, sự chuyển đổi từ rừng gi sang rừng non vẫn lmgiảm tốc độ di dời CO2 khỏi khí quyển

Sự thay đổi của bề mặt đất khô hạn v bán khô hạn bởi quá trình tạo bãi chăn thả gia súc quá mức có thể cũng dẫn đến những biến của đổi khí hậu khu vực Độ rắn chắc của đất cùng với thực vật có thể lm tăng l‡ợng n‡ớc mặt, do đó lm giảm

l‡ợng n‡ớc hiện hữu cho bốc hơi vo khí quyển Thêm nữa, một giả thuyết cho rằng

sự di dời thực vật dẫn đến tăng albeđo bề mặt Khi albeđo tăng lên, sự suy giảm về năng l‡ợng đất hấp thụ đ‡ợc sẽ lm bề mặt lạnh đi v tốc độ giảm môi tr‡ờng giảm Vì tốc độ giảm môi tr‡ờng nhỏ sẽ lm cho không khí ổn định hơn v kém thích hợp cho m‡a đối l‡u, chăn thả quá mức có thể sẽ gia tăng tính dễ bị tổn th‡ơng của các khu vực đó trở thnh vùng khô hạn Mặt khác, giảm thực vật do chăn thả quá mức

có thể có tác động ng‡ợc lại, trong đó giảm về bốc hơi dẫn đến sự nóng lên chung của bề mặt v giảm tốc độ giảm môi tr‡ờng Tất nhiên, sự bất ổn định gắn liền với tốc độ giảm môi tr‡ờng tăng lên sẽ có ảnh h‡ởng yếu nếu nh‡ không có đủ n‡ớchiện hữu để gây m‡a Còn một hiệu ứng nữa do sự thay đổi về độ gồ ghề bề mặt, nó

lm thay đổi quá trình truyền động l‡ợng giữa khí quyển v mặt đất

Những thay đổi về độ đục khí quyển

Độ đục khí quyển l l‡ợng vật liệu rắn v lỏng (son khí) chứa trong không khí Một số son khí đ‡ợc sinh ra trong khí quyển thông qua các quá trình tự nhiên, nh‡phun núi lửa quy mô lớn; một số khác sinh ra do hoạt động con ng‡ời, nh‡ phát thải ống khói Son khí có thể gia nhập khí quyển trực tiếp nh‡ các ví dụ đã nêu Chúng còn có thể gia nhập khí quyển một cách gián tiếp nhờ các quá trình hóa học trong đó các chất khí nhất định – th‡ờng l các hợp chất sunphat, v cả nitrat vhyđrocacbon - phản ứng trong ánh sáng Mặt Trời để hình thnh các son khí rắn vlỏng Một số son khí th‡ờng không lớn hơn những cụm phân tử nhỏ li ti, nh‡ng một

số khác có đ‡ờng kính vi mm Đó l một dải kích th‡ớc rất lớn, giống nh‡ thể các quả bóng bn so với các hnh tinh Tuy nhiên, bất chấp nguồn gốc, thnh phần cấu tạo, biến đổi di hạn về trữ l‡ợng son khí có thể l những mầm mống quan trọng

đối với khí hậu

Tồn tại cả trong đối l‡u quyển v bình l‡u quyển, son khí ảnh h‡ởng trực tiếp

tới sự truyền qua v hấp thụ bức xạ Mặt Trời v bức xạ hồng ngoại Thông qua hấp thụ ánh sáng tới của Mặt Trời, chúng có thể lm nóng khí quyển xung quanh các son khí, nh‡ng chúng cũng có thể lm tăng l‡ợng tán xạ ng‡ợc trở lại v lm nhờ

đó lm giảm l‡ợng bức xạ đạt tới bề mặt Các hiệu ứng t‡ơng đối của sự hấp thụ so với tán xạ ng‡ợc rất khó đánh giá v tùy thuộc vo nhiều nhân tố, bao gồm albeđo của son khí v bề mặt phía d‡ới

ở một mức độ thấp hơn, son khí có thể lm tăng hấp thụ bức xạ sóng di đi lên giải phóng vo không gian, v do đó tăng bức xạ sóng di tán xạ từ khí quyển xuống bề mặt Nhờ cách ny, chúng có thể ảnh h‡ởng trực tiếp lm các nhiệt độ ban

đêm tăng

Son khí còn có thể ảnh h‡ởng tới khí hậu một cách gián tiếp thông qua khả năng của chúng dùng lm các nhân ng‡ng kết mây Một đám mây với số l‡ợng lớn các nhân ng‡ng kết có thể chứa nhiều n‡ớc lỏng hơn so với đám mây với ít nhân ng‡ng kết hơn, nh‡ng nó sẽ có nhiều giọt với kích th‡ớc nhỏ hơn Những đám mây với số l‡ợng lớn các giọt nhỏ ít khả năng cho m‡a, v do đó dễ tồn tại trong những khoảng thời gian di Ngoi ra, tổng diện tích bề mặt các giọt trong đám mây nh‡thế rất lớn v nó lm tăng hệ số phản xạ các đám mây (giả thiết rằng cùng l‡ợngn‡ớc lỏng) Vì vậy, các son khí trong đối l‡u quyển có thể l nguyên nhân của những đám mây lớn, sống lâu hơn v sáng hơn

Hình 16.7 Các dấu vết của tầu biển d~ới dạng những vệt trắng lẫn trong trần mây tầng thấp với những đám mây xám sáng lốm đốm ảnh thể hiện một vùng khơi phía tây bắc n~ớc Mỹ, các khoảng quang mây của đại d~ơng thể hiện ở nền m†u đen

Hiệu ứng gián tiếp của các son khí thể hiện trên các ảnh vệ tinh về những vệt khói sau tầu, đó l những vệt mây tầng thấp do các tầu viễn đại d‡ơng sinh ra (hình 16.7) Trong bầu khí quyển tinh khiết t‡ơng đối bên trên đại d‡ơng, các son khí lm tăng sự ng‡ng kết, tạo thnh những vệt mây di lững lờ trôi trong bầu trời trong sáng xung quanh Với albeđo cao, các đám mây đó lm giảm l‡ợng bức xạ Mặt Trời đạt tới bề mặt Một công trình nghiên cứu mới đây về các vết ô nhiễm trên

đất liền cung cấp thêm bằng chứng nữa về hiệu ứng son khí gián tiếp, trên ảnh vệ tinh các vết ô nhiễm xuất hiện d‡ới dạng những cụm mây sáng hơn ở phía xuôi