Theo báo cáo của WMO (Tổ chức Khí tượng Thế giới), mật độ của khí carbon dioxide vẫn tiếp tục tăng ở mức kỷ lục, mặc cho nhiều đợt phong tỏa quốc gia do đại dịch COVID-19. Mức tăng của carbon dioxide từ năm 2018 đến năm 2019 lớn hơn so với mức tăng từ năm 2017 đến năm 2018, và còn lớn hơn cả tốc độ tăng trưởng trung bình hàng năm trong thập kỷ qua.

Sự gia tăng này đã tiếp tục xảy ra vào năm 2020. Việc phong tỏa xã hội đã cắt giảm lượng khí thải của nhiều chất ô nhiễm và khí nhà kính, nhưng bất kỳ tác động nào đến mức carbon dioxide – kết quả của lượng phát thải đã được tích lũy từ trong quá khứ đến hiện tại – trên thực tế thì không lớn hơn những biến động bình thường hàng năm bao nhiêu cả.

Gs. Petteri Taalas, Tổng thư ký WMO cho biết:

“Carbon dioxide tồn tại trong bầu khí quyển hàng vài thế kỷ và trong lòng đại dương thậm chí còn lâu hơn. Lần cuối cùng hành tinh Trái Đất có nồng độ CO₂ tương đương với hiện tại là cách đây 3-5 triệu năm, khi nền nhiệt ấm hơn 2-3°C và mực nước biển dâng cao hơn 10-20 mét so với hiện nay. Nhưng không lúc ấy chưa có đến 7,7 tỷ cư dân loài người.”

Ông nói tiếp:

“Đại dịch COVID-19 không phải là giải pháp cho vấn đề Biến đổi Khí hậu. Tuy nhiên, nó đã cung cấp cho chúng ta một nền tảng để hành động khí hậu bền vững và đầy tham vọng hơn nhằm giảm lượng khí thải xuống mức zero thực, thông qua việc chuyển đổi hoàn toàn các hệ thống công nghiệp, năng lượng và giao thông của loài người. Những thay đổi cần thiết có thể được chi trả về mặt kinh tế – công nghệ, và sẽ ảnh hưởng đến cuộc sống hàng ngày của chúng ta một ít mà thôi. Điều đáng mừng là ngày càng có nhiều quốc gia và tập đoàn kinh tế cam kết trung lập với carbon. Không có thời gian để mất nữa rồi.”

Hình ảnh đầu tiên dưới đây minh họa sự gia tăng mạnh mẽ của khí methane khi so với carbon dioxide và nitrous oxide. Theo báo cáo của WMO, mức độ carbon dioxide, methane và nitrous oxide đạt nhiều mức cao mới vào năm 2019. Mật độ carbon dioxide (CO₂) tăng lên 410,5ppm (tức là 148% so với mật độ hồi giai đoạn tiền công nghiệp), methane (CH₄) tăng lên 1877ppb (tức là 260% so với mật độ hồi giai đoạn tiền công nghiệp) và nitrous oxide (N₂O) tăng lên 332,0ppb (tức là 123% so với mật độ hồi giai đoạn tiền công nghiệp).

Vì vậy, giả như không còn thời gian nữa để mất, tại sao lại đề cập đến khả năng trung lập với carbon, chứ không phải là 100% sử dụng năng lượng tái tạo và sạch? Ngoài ra, đừng xem thường các loại khí thải khác như N₂O. Vâng, việc cắt giảm đáng kể lượng khí thải CO₂ cần phải diễn ra nhanh chóng, và đúng vậy, điều này đòi hỏi sự chuyển đổi hoàn toàn của ngành công nghiệp, năng lượng và giao thông. Tuy nhiên, phát thải N₂O cũng rất quan trọng và hầu hết phát thải N₂O là do sử dụng đất, chẳng hạn như sản xuất thực phẩm và xử lý chất thải, cũng phải thay đổi.

Bản báo cáo nhận định thứ 5 (AR5) của IPCC (Ủy ban Liên Chính phủ về Biến đổi Khí hậu của Liên Hiệp Quốc) đã cho N₂O một khoảng tồn tại kéo dài 121 năm và loài khí này có tiềm năng giữ nhiệt toàn cầu (GWP) trong thời gian 100 năm là gấp 265 lần so với carbon dioxide. Hơn nữa, N₂O cũng làm suy giảm lớp ozone ở tầng bình lưu.

IPCC, trong bản báo cáo đặc biệt về Biến đổi khí hậu và Đất đai, đã phát hiện ra rằng ngành nông nghiệp, lâm nghiệp và các hoạt động sử dụng đất khác chiếm lượng phát thải khoảng 13% CO₂, 44% CH₄ và 82% N₂O, thải ra từ các hoạt động của con người trên toàn cầu trong giai đoạn từ năm 2007-2016, và chiếm 23% tổng lượng phát thải khí nhà kính do con người tạo ra.

IPCC cho biết thêm rằng, nếu tính cả lượng khí thải liên quan đến các hoạt động trước và sau sản xuất trong hệ thống cung ứng lương thực toàn cầu, thì mức khí thải có thể nhiều thêm 14%, tức là cao tương đương 37% tổng lượng khí thải nhà kính do con người gây ra.

Giờ đây, hãy quay lại mức 23% đó. IPCC tính ra con số 23% này bằng cách sử dụng khả năng bắt nhiệt (GWP) là 28 cho CH₄ (gấp 28 lần carbon dioxide). Tuy nhiên, ở một vài năm đầu tiên tồn tại trong bầu khí quyển, GWP của CH₄ phải là hơn 150, như đã thảo luận trong một bài trước của chúng tôi. Khi áp dụng mức GWP 150, lượng phát thải khi canh tác đất đai sẽ tăng từ 23% lên 31%. Sau khi cộng thêm 14% nữa từ lượng phát thải liên quan đến thực phẩm, tổng lượng phát thải chia cho ngành nông nghiệp sẽ chiếm 45% tổng lượng phát thải loài người.

Nói cách khác, tất cả các loại khí thải gây ô nhiễm cần phải được cắt giảm. Hơn nữa, một báo cáo khoa học gần đây của Ts. Jorgen Randers và các cộng sự đã chỉ ra rằng, ngay cả nếu tất cả lượng phát thải khí nhà kính của con người dừng lại ngay lập tức, ngay cả nếu mật độ CO₂ trong bầu khí quyển quay trở lại mức của thời kỳ tiền công nghiệp, và ngay cả nếu mức gia tăng khí methane tương đối khiêm tốn, nền nhiệt tổng thể vẫn sẽ tiếp tục tăng trong nhiều thế kỷ tới. Một bài nghiên cứu gần đây khác của Ts. Tapio Schneider và các cộng sự cũng chỉ ra rằng kỹ thuật can thiệp khí hậu bằng năng lượng mặt trời (solar geoengineering) có thể không ngăn được quá trình ấm lên mạnh mẽ do tác động trực tiếp của CO₂ lên lớp mây tầng tích che phủ bầu trời.

Điều này có nghĩa là mối đe dọa thậm chí còn ghê gớm hơn khi bao gồm cả những lượng lớn khí methane, có nguy cơ được giải phóng ra khi nền nhiệt tiếp tục tăng ở Bắc Cực và các lớp trầm tích ở đáy biển Bắc Băng Dương có nguy cơ mất ổn định, dẫn đến phun trào một lượng lớn khí methane vào bầu khí quyển.

Tác động chung của khí carbon dioxide và methane là gì? WMO đã báo cáo mật độ CO₂ là 410,5ppm và mật độ CH₄ là 1877ppb trong năm 2019. Như đã thảo luận trong một bài trước đó, qua vài năm đầu tiên sau khi được giải phóng, khả năng giữ nhiệt (GWP) của methane cao gấp 150 lần so với carbon dioxide. Theo đó, mật độ khí methane năm 2019 là 1877ppb tương đương với khả năng giữ nhiệt toàn cầu của 281,55ppm đương lượng CO₂. Cùng với nhau, con số ấy sẽ tạo ra 692,5ppm đương lượng CO₂, trong đó có dư ra 507,5ppm đương lượng CO₂ so với điểm tới hạn 1200ppm đương lượng CO₂ khiến các đám mây tầng tích không còn tồn tại nữa.

Hình ảnh dưới đây minh họa rằng tác động chung giữa carbon dioxide và methane có thể khiến điểm giới hạn 1200ppm đương lượng CO₂ bị vượt qua vào năm 2040. Ảnh có sử dụng IPCC và WMO đến năm 2019 để hiển thị ba đường đồ thị, với các xu hướng bổ sung:

– Đường đồ thị màu đen: mức mật độ CO₂ phần triệu (ppm);

– Đường đồ thị màu đỏ: mức mật độ CH₄ theo phần triệu đương lượng CO₂ (ppm CO₂e), áp dụng khả năng giữ nhiệt (GWP) 150;

– Đường đồ thị màu tím: mức mật độ CO₂ và CH₄ theo phần triệu đương lượng CO₂ (ppm CO₂e).

Các xu hướng đối với khí CH₄ được chọn lựa để phản ánh một sự gia tăng mạnh mẽ của loại khí này do hiện tượng mất ổn định của lớp băng cháy (methane hydrate).

Làm thế nào mức tăng đột ngột này có thể xảy ra được?

Một nghiên cứu khoa học của Ts. Natalia Shakhova và cộng sự cho biết một khối lượng khí methane lớn sẽ được giải phóng từ lớp băng vĩnh cửu dưới đáy biển.

Theo một báo cáo khoa học của Ts. Atsushi Obata và cộng sự, lượng khí methane tăng gấp 1000 lần có thể dẫn đến một mức tăng nhiệt lên tới 6°C trong vòng 80 năm, và nền nhiệt còn tiếp tục tăng thêm hơn nữa sau đó.

Sự kiện khí methane được giải phóng từ dưới đáy biển có thể được kích hoạt bởi gió mạnh tạo ra dòng nước mặn, ấm tràn vào Bắc Băng Dương, như đã mô tả trong một bài đăng trước đó của chúng tôi.

Vì có một số gốc tự do hydroxyl tồn tại trong bầu khí quyển ở Bắc Cực, nên khí methane khó bị phân hủy hơn nhiều. Ngay cả những sự kiện giải phóng methane tương đối nhỏ cũng có thể tạo ra mức nhiệt tăng cực lớn, nếu loại khí này xâm nhập tầng bình lưu. Khí methane bốc lên từ Bắc Băng Dương tập trung thành từng cụm, đẩy lùi các bụi khí (aerosol) và loại khí khác làm chậm sự gia tăng của methane ở bất cứ đâu, khiến methane khi phun trào ra từ Bắc Băng Dương có thể bốc thẳng lên với tốc độ rất nhanh và xâm nhập tầng bình lưu.

Bản báo cáo nhận định thứ 5 (AR5) của IPCC đã cho rằng vòng đời của methane chỉ tồn tại được khoảng 12,5 năm. Bản báo cáo nhận định thứ 3 (TAR) của IPCC cho rằng khí methane trên tầng bình lưu có thể tồn tại đến 120 năm, và thêm rằng ít hơn 7% methane đã xâm nhập tầng bình lưu vào thời điểm đó.

Mối rủi ro này được minh họa bằng các hình ảnh dưới đây. Ảnh đầu tiên cho thấy, vào ngày 20 tháng 11 năm 2020, vệ tinh MetOp-1 đã ghi lại những mức mật độ khí methane cao trên Bắc Băng Dương ở độ cao khí tượng 293mb, nghĩa là khoảng 9 km nơi bắt đầu phân định Tầng bình lưu tại Bắc Cực. Mức methane trung bình toàn cầu ở độ cao đó là 1921ppb (phần tỷ).

Hai hình ảnh tiếp theo cho thấy các khu vực có hàm lượng khí methane cao, được biểu thị bằng màu đỏ tươi, vẫn hiện diện trên Bắc Băng Dương ngay cả ở những độ cao lớn hơn.

Càng lên cao, lượng khí methane sẽ tập trung phía trên khu vực Xích đạo càng nhiều. Tuy nhiên, ở độ cao khí tượng 229mb, mức mật độ methane cao vẫn có thể nhìn thấy ở phía bắc Siberia, trong khi mức methane trung bình toàn cầu vẫn rất cao, tức là năm 1916 ppb.

Thậm chí ở độ cao 156mb, vẫn có một lượng lớn khí methane có thể nhìn thấy được (nơi vòng tròn màu xanh lá cây).

Một ảnh khác minh họa Vùng Đỉnh Tầng Đối Lưu (Tropopause), nơi chuyển tiếp giữa Tầng Đối lưu với Tầng Bình lưu, có độ cao thấp hơn tại Bắc Cực (ở độ cao khoảng 9 km) so với khu vực Xích đạo (độ cao 17 km). Ảnh này cho thấy khí methane đã tích tụ tại các cao độ ngày càng lớn hơn trong nhiều năm.

Tóm lại, một sự tăng nhiệt ở mức cao có thể đã sớm xảy ra, ngay cả với lượng khí methane được giải phóng ra tương đối nhỏ. Các yếu tố giữ nhiệt khác được bao gồm trong hình trên, không chỉ tính đến khí carbon dioxide và methane, mà còn là những thay đổi nơi bụi khí (aerosols), thay đổi xuất phản chiếu (albedo), mật độ hơi nước, khí nitrous oxide…

Một phân tích trước đó của chúng tôi cho thấy các yếu tố gây ra hiện tượng giữ nhiệt này có thể cùng đẩy nền nhiệt gia tăng lên đến 10°C vào năm 2026.

Tác động hợp lực của các yếu tố giữ nhiệt này đe dọa vượt qua điểm tới hạn cho sự tồn tại của những đám mây tầng tích, và đưa đến kết quả là dẫn đến thêm một mức tăng 8°C ngoài mức tăng 10°C ở trên, khiến tổng mức tăng nhiệt từ năm 2030 là 18°C, như được minh họa bằng hình ảnh trong các bài đăng trước đây của chúng tôi.

Thực ra, chúng ta không còn thời gian để mà mất nữa. Đã đến lúc phải ngừng phủ nhận quy mô của các mối đe dọa và thách thức mà cả thế giới sẽ phải đối mặt, với mức độ thảm họa có thể phải gánh chịu và tốc độ quá trình biến đổi khí hậu có thể sẽ xảy ra.