Biến đổi khí hậu nhiều mây: Làm sao mây ảnh hưởng tới nhiệt độ trái đất.
Nhiệt độ trung bình của bề mặt trái đất đã nóng lên 0,8 độ C từ năm 1750.
Khi nồng độ CO2 trong khí quyển tăng gấp đôi,
dự kiến vào trước cuối thế thế kỉ 21,
những nhà nghiên cứu dự báo nhiệt độ toàn cầu
sẽ tăng từ 1,5 đến 4,5 độ C.
Nếu mức tăng gần mức thấp nhất 1,5 độ C,
thì chúng ta đã được nửa đường, và chúng ta nên có khả năng thích nghi
với việc thay đổi - một số vùng trở nên khô hơn hoặc ít phì nhiêu hơn,
nhưng một số khác lại trở nên ấm hơn, ẩm ướt và phì nhiêu hơn.
Mặt khác, tăng 4,5 độ C tương đương về độ lớn
với sự ấm lên xảy ra từ lần băng giá cuối cùng tối đa 22,000 năm trước,
khi đó phần lớn Bắc Mỹ nằm dưới một dải băng dày 2 km.
Vì thế điều đó hiện thân cho thay đổi đáng kể về khí hậu.
Điều đó cực kì quan trọng cho nhà khoa học dự đoán về sự thay đổi nhiệt độ
với sự chính xác nhất có thể để chúng ta có thể dự tính cho tương lai.
Hiện tại, mức độ bất ổn thực sự quá lớn
để tự tin khẳng định cách tốt nhất ứng phó với biến đổi khí hậu.
Nhưng ước tính với lượng CO2 tăng gấp đôi, nhiệt độ tăng từ 1,5 đến 4,5 độ C
vẫn không thay đổi trong 35 năm qua.
Tại sao chúng ta vẫn chưa thể thu hẹp nhiệt độ lại?
Câu trả lời là vì chúng ta chưa hiểu đủ về sol khí và những đám mây.
Nhưng một thí nghiệm mới tại CERN đang giải quyết vấn đề.
Để dự đoán nhiệt độ sẽ thay đổi như thế nào,
các nhà khoa học cần biết một thứ gọi là độ nhạy của khí hậu trái đất,
sự thay đổi nhiệt độ để phản ứng lại sự cưỡng bức bức xạ.
Cưỡng bức bức xạ là sự mất cân bằng tạm thời
giữa năng lượng nhận được từ mặt trời và năng lượng bức xạ bật lại không gian,
giống như sự mất cân bằng bị gây ra bởi sự gia tăng lượng khí nhà kính.
Trái đất ấm lên hoặc nguội đi để khắc phục sự mất cân bằng.
Chúng ta có thể xác định độ nhạy của khí hậu trái đất
từ thí nghiệm chúng ta đã thực hiện
trong thời kì công nghiệp từ năm 1750
và sử dụng con số này để xác định trái đất sẽ ấm lên bao nhiêu
với những cưỡng bức bức xạ khác nhau được phóng ra vào thế kỉ 21.
Để làm được điều này, chúng ta cần biết 2 thứ:
Thứ nhất, nhiệt độ toàn cầu tăng lên từ năm 1750,
và thứ hai, cưỡng bức bức xạ của khí hậu ngày nay
liên quan đến khí hậu thời tiền công nghiệp.
Với các cưỡng bức bức xạ, ta biết hoạt động của con người
đã làm tăng khí nhà kính trong khí quyển,
làm hành tinh ấm lên.
Nhưng các hoạt động của chúng ta đồng thời cũng làm tăng
lượng hạt sol khí trong các đám mây, làm nguội hành tinh.
Nồng độ khí nhà kính thời kì tiền công nghiệp đã được đo đạc kỹ
từ những bọt khí bị mắc kẹt trong lõi băng thu được ở Greenland và Nam Cực.
Vì vậy ta biết được sự ảnh hưởng của khí nhà kính một cách chính xác.
Nhưng chúng ta không có cách đo trực tiếp lượng mây vào năm 1750.
Đó là nguyên nhân ta không xác định rõ về độ nhạy của khí hậu trái đất.
Để hiểu sự bao phủ của mây ở thời tiền công nghiệp,
chúng ta phải dùng mô hình máy tính để mô phỏng xác thực
các quá trình đảm nhiệm việc hình thành sol khí trong các đám mây.
Giờ đây với phần lớn mọi người, các sol khí là thứ làm tóc bạn bết dính
nhưng đó chỉ là một loại của sol khí.
Sol khí trong khí quyển là chất lỏng li ti hoặc các hạt rắn lơ lửng trong không khí.
Thứ nhất là chúng,
từ bụi, muối phun biển hoặc đốt cháy sinh khối,
hoặc thứ hai là sự chuyển đổi hạt hình thành do khí trong khí quyển,
mà người ta gọi là sự tạo mầm hạt.
Các sol khí ở khắp mọi nơi trong khí quyển,
và chúng có thể ngăn cản mặt trời ở môi trường đô thị bị ô nhiễm,
hoặc che phủ những ngọn núi phía xa trong một đám mây mù màu xanh.
Quan trọng hơn, một hạt nhỏ mây không thể hình thành mà không có hạt sol khí.
Vì vậy nếu không có các hạt sol khí, thì sẽ không có những đám mây,
và nếu không có những đám mây, thì cũng không có nước sạch.
Khí hậu sẽ trở nên nóng hơn nhiều, và sẽ không có sự sống.
Vì vậy chúng ta có sự tồn tại là nhờ các hạt sol khí.
Mặc dù chúng quan trọng như vậy,
cách các hạt sol khí được tạo thành trong khí quyển
và tác động của chúng tới các đám mây vẫn chưa được hiểu rõ ràng.
Thậm chí hơi nước đảm nhiệm sự hình thành các hạt sol khí
cũng không được hình thành
vì chúng chỉ hiện diện một lượng rất nhỏ,
gần như là một phân tử trên triệu triệu phân tử không khí.
Sự thiếu hiểu biết là lí do chính
cho sự bất ổn lớn về độ nhạy khí hậu,
và một loạt các dự đoán khí hậu trong tương lai tương ứng.
Tuy nhiên, một thí nghiệm đang tiến hành ở CERN đặt tên là, có lẽ không ngạc nhiên,
"Đám mây" đã tìm cách xây dựng một thùng bằng thép đủ lớn
và sự ô nhiễm đủ thấp, để sự hình thành sol khí lần đầu tiên, có thể đo được,
dưới các điều kiện khí quyển được kiểm soát chặc chẽ
trong phòng thí nghiệm.
Trong 5 năm đầu tiên tiến hành, thí nghiệm Đám mây đã xác định được hơi nước
đảm nhiệm việc hình thành hạt sol khí trong khí quyển,
bao gồm axit sulfuric, amoniac, các amin,
và các hơi hữu cơ từ cây.
Sử dụng một chùm tia ion hoá từ máy proton synchrotron của CERN,
thí nghiệm Đám mây cũng đang điều tra liệu các tia vũ trụ thiên hà
có tăng cường sự hình thành các sol khí trong các đám mây.
Điều này được xem là tác nhân khả thi buộc khí hậu tự nhiên biến mất
vì sự biến chuyển của các tia vũ trụ rơi xuống trên bầu khí quyển
thay đổi với hoạt động của mặt trời.
Vì vậy thí nghiệm Đám mây đang đề ra 2 câu hỏi lớn:
Thứ nhất, khí hậu thời tiền công nghiệp có nhiều mây mức nào?
Do đó, các đám mây đã thay đổi do các hoạt động của con người bao nhiêu?
Sự hiểu biết đó sẽ giúp dự đoán tốt hơn về khí hậu thế kỉ 21.
Và thứ hai, có thể quan sát khó hiểu của sự biến đổi khí hậu mặt trời
ở thời tiền công nghiệp có thể được giải thích bởi sự ảnh hưởng
của các tia vũ trụ thiên hà trên những đám mây không ?
Mục tiêu đầy tham vọng nhưng thực tế khi bạn đang ở trên mây.