Trái đất phản xạ năng lượng vào vũ trụ với tỷ lệ mà Trái đất hấp thụ năng lượng từ mặt trời. Năng lượng mặt trời chiếu xuống Trái đất dưới dạng bức xạ sóng ngắn. Một phần bức xạ được bề mặt trái đất và khí quyển phản xạ trở lại, còn phần lớn các bức xạ xuyên qua khí quyển và làm nóng bề mặt trái đất. Trái đất giải phóng các năng lượng này (đưa chúng trở lại vũ trụ) dưới dạng sóng dài - bức xạ hồng ngoại. Phần lớn bức xạ hồng ngoại này được hấp thụ bởi hơi nước, CO2, CH4 và N2O và các khí tự nhiên khác được gọi các “khí nhà kính”. Khi nồng độ các khí nhà kính được giữ ở mức tự nhiên, cân bằng nhiệt trên trái đất được duy trì, bảo đảm sự tồn tại và phát triển bền vững của hệ sinh thái, môi trường trên Trái đất. Các khí nhà kính tự nhiên đóng vai trò như một tấm mái kính giữ cho Trái đất ở nhiệt độ đủ ấm và có ý nghĩa sống còn đối với mọi sự sống trên Trái đất. Không có tấm mái kính tự nhiên này, nhiệt độ bề mặt Trái đất sẽ giảm xuống nhiều so với hiện tại. Giống tác động của mái nhà kính, hiệu ứng giữ nhiệt này được gọi là hiệu ứng nhà kính.
Nhưng các hoạt động của con người đang làm tấm mái kính này thay đổi. Từ thời kỳ tiền công nghiệp (1870) đến nay, cùng với sự phát triển công nghiệp mạnh mẽ, con người thông qua các hoạt động của mình như đốt nhiên liệu hóa thạch, khai thác mỏ, khai phá rừng, chuyển đổi sử dụng đất, sản xuất lương thực, chăn nuôi, xử lý chất thải và các hoạt động sản xuất công nghiệp… đã và đang làm tăng nồng độ các khí nhà kính (KNK) trong khí quyển và gây nên sự biển đổi khí hậu. Báo cáo kỹ thuật của Ban liên chính phủ về Biến đổi khí hậu (IPCC) đã nêu rõ:
- Nồng độ của CO2 trong khí quyển đã tăng 31% kể từ năm 1750. Khoảng 3/4 tổng lượng CO2 nhân tạo phát thải vào khí quyển trong 20 năm qua là do đốt nhiên liệu hoá thạch. Phần còn lại chủ yếu là do phá rừng, thay đổi sử dụng đất.
- Nồng độ CH4 trong khí quyển đã tăng 151% kể từ năm 1750 và đang tiếp tục tăng. Hơn 1/2 phát thải CH4 hiện nay là do nhân tạo (sử dụng nhiên liệu hoá thạch, chăn nuôi gia súc, trồng lúa và sử dụng đất…)
- Nồng độ N2O trong khí quyển đã tăng 17% kể từ năm 1750 và đang tiếp tục tăng. Khoảng 1/3 phát thải N2O hiện nay là do nhân tạo (sử dụng đất nông nghiệp, đất chăn nuôi gia súc và từ ngành hóa chất...)
Nhu cầu về nước đang tăng lên do phát triển kinh tế và sự gia tăng dân số. Khoảng 1,7 tỉ người hiện đang sống trong tình trạng khan hiếm nước. Dự báo, đến năm 2025 con số này sẽ tăng đến 5 tỉ người. Biến đổi khí hậu làm suy giảm lưu lượng dòng chảy và nước ngầm ở nhiều nước vốn đã khan hiếm nước sinh hoạt như Trung Á, Nam Phi và các nước ven biển Địa Trung Hải.
Nông nghiệp và an ninh thực phẩm
Khi nhiệt độ tăng lên, ở vùng nhiệt đới, sản lượng nông nghiệp sẽ giảm kể cả khi nhiệt độ thay đổi không đáng kể. Trong khi đó ở vùng ôn đới, sản lượng của một số cây trồng sẽ tăng lên. Nhìn chung nhiệt độ tăng sẽ có hại đối với số lượng lớn các loài cây trồng.
Suy thoái đất và tài nguyên nước là một trong những thách thức của ngành nông nghiệp toàn cầu.
Ngoài ra, sự tăng lên của các hiện tượng khí hậu cực đoan sẽ làm tăng số lượng gia súc chết.
Biến đổi khí hậu dẫn đến sự thay đổi nhỏ trong thu nhập toàn cầu với những thay đổi có lợi cho các nước phát triển và thay đổi tiêu cực đối với các nước đang phát triển. Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng nhiệt độ trung bình năm tăng 2,50C sẽ đẩy giá thực phẩm tăng lên do hạn chế việc mở rộng khả năng cung cấp thực phẩm toàn cầu trong khi nhu cầu thực phẩm tăng lên. Do vậy, biến đổi khí hậu sẽ làm giảm thu nhập của người dân dễ bị tổn hại và làm tăng số lượng người lâm vào tình trạng thiếu ăn.
Các hệ sinh thái
Các hệ sinh thái phải gánh chịu nhiều sức ép như thay đổi sử dụng đất, chất ô nhiễm, thay đổi khí hậu tự nhiên… Biến đổi khí hậu là một sức ép làm thay đổi hoặc gây nguy hại cho các hệ sinh thái.
Nhiều loài cây bị đe doạ do biến đổi khí hậu. Nếu không có các biện pháp thích ứng, nhiều loài cây sẽ có nguy cơ biến mất trong thế kỷ 21. Điều này sẽ tác động đáng kể đến cộng đồng thu nhập thấp sống phụ thuộc vào cuộc sống tự nhiên. Bên cạnh đó, do vai trò của các loài thực vật trong hệ sinh thái, suy giảm của các loài thực vật sẽ tác động đến hiện tượng tự nhiên (sự thụ phấn...) và các tập quán văn hóa của người bản địa.
Biến đổi khí hậu sẽ dẫn đến di chuyển cá về đầu hai cực Nam và Bắc, sự suy giảm nơi cư trú của các loài cá sống ở nước lạnh và mở rộng nơi cư trú của loài cá sống ở vùng nước ấm.
Biến đổi khí hậu cũng làm giảm số lượng hồ, vùng đầm lầy và các dòng sông băng, đồng thời làm tăng sự xâm lấn của các động thực vật ngoại lai, làm trầm trọng thêm vấn đề ô nhiễm hiện tại như nhiễm độc, mưa axít và bức xạ tia tử ngoại.
Vùng ven bờ
Biến đổi khí hậu làm tăng nhiệt độ mặt biển và mực nước biển, làm suy giảm lớp băng phủ và độ mặn của nước biển, tuần hoàn đại dương. Những thay đổi trong đại dương sẽ có tác dộng ngược trở lại đối với khí hậu toàn cầu và đối với khí hậu của khu vực ven bờ.
Nhiều vùng ven bờ phải chịu lũ lụt do nước biển dâng, sự xói mòn và sự nhiễm mặn nguồn nước ngọt.
Nghĩa Thương