3.1.1. Hiệu ứng nhà kính
Khí nhà kính là những khí có khả năng hấp thụ các bức xạ sóng dài (hồng ngoại) được phản xạ từ bề mặt Trái đất khi được chiếu sáng bằng ánh sáng mặt trời, sau đó phân tán nhiệt lại cho Trái đất, gây nên hiệu ứng nhà kính. Các khí nhà kính chủ yếu bao gồm: hơi nước, khí cacbonic (CO2), khí metan (CH4), nitơ oxit (N2O), ozon (O3), các khí CFC. Trong hệ Mặt trời, bầu khí quyển của sao Kim, sao Hỏa và Titan cũng chứa các khí gây hiệu ứng nhà kính. Khí nhà kính ảnh hưởng mạnh mẽ đến nhiệt độ của Trái đất, nếu không có chúng nhiệt độ bề mặt Trái đất trung bình sẽ lạnh hơn hiện tại khoảng 33°C (59°F).
“Hiệu ứng nhà kính” dùng để chỉ hiệu ứng xảy ra khi năng lượng bức xạ của tia sáng mặt trời xuyên qua các cửa sổ hoặc mái nhà bằng kính (thường là nhà trồng cây làm bằng kính), được hấp thụ và phân tán trở lại thành nhiệt lượng cho bầu không gian bên trong, dẫn đến việc sưởi ấm toàn bộ không gian bên trong chứ không phải chỉ ở những chỗ được chiếu sáng. Nhờ vào sức ấm này mà cây có thể đâm chồi, ra hoa và kết trái sớm hơn.
Hiệu ứng nhà kính khí quyển: cũng tương tự cơ chế sưởi ấm của nhà kính trồng cây. Có thể hiểu một cách ngắn gọn như sau: ta biết nhiệt độ trung bình của bề mặt Trái đất được quyết định bởi cân bằng giữa năng lượng mặt trời chiếu xuống Trái đất và lượng bức xạ nhiệt của mặt đất vào vũ trụ. Bức xạ nhiệt của mặt trời là bức xạ có sóng ngắn (năng lượng lớn) nên dễ dàng xuyên qua tầng ozon và lớp khí CO2 để đi tới mặt đất. Ngược lại bức xạ nhiệt từ Trái đất vào vũ trụ là bức xạ sóng dài (năng lượng thấp), không có khả năng xuyên qua lớp khí CO2 dày và bị CO2 và hơi nước trong khí quyển hấp thụ. Như vậy lượng nhiệt này làm cho nhiệt độ bầu khí quyển bao quanh Trái đất tăng lên. Lớp khí CO2 có tác dụng như một lớp kính giữ nhiệt lượng của Trái đất trên quy mô toàn cầu. Bên cạnh CO2 còn có một số khí khác cũng được gọi chung
là khí nhà kính như N2O, metan, hơi nước… Nếu không có hiệu ứng nhà kính tự nhiên này nhiệt độ Trái đất của chúng ta chỉ vào khoảng –15°C.
Hiệu ứng nhà kính nhân loại: trong hiệu ứng nhà kính khí quyển, phần được đoán là do tác động của loài người gây ra được gọi là “hiệu ứng nhà kính nhân loại”. Các hoạt động của con người làm gia tăng lượng khí nhà kính trong khí quyển chủ yếu là đốt nhiên liệu, các hoạt động công nghiệp, nông nghiệp, phá rừng… Sự thay đổi nồng độ của các khí nhà kính trong vòng 100 năm lại đây (CO2 tăng 20%, CH4 tăng 90%) đã làm tăng nhiệt độ lên 2°C. Thế kỷ thứ 21, con người đang phải đối mặt với tình trạng ấm lên toàn cầu do chính con người gây ra.