Không khí sạch hơn ở Trung Quốc khiến Trái Đất nóng lên nhanh hơn

Nỗ lực làm sạch không khí ở Trung Quốc và nghịch lý nóng lên

Chất lượng không khí ở Trung Quốc đã được cải thiện với tốc độ và quy mô hiếm thấy trong lịch sử. Trong khoảng một thập niên, chính quyền đã kiềm chế ô nhiễm lưu huỳnh từ các nhà máy điện, ngành công nghiệp và phương tiện giao thông, cắt giảm đáng kể muội than và màn sương mù sunfat từng bao phủ các thành phố. Lợi ích sức khỏe rất lớn, với số ca bệnh hô hấp và tim mạch giảm, tuổi thọ tăng. Tuy nhiên, thành công về y tế công cộng này lại tạo ra một bước ngoặt về khí hậu. Khi loại bỏ các hạt phản xạ ánh nắng và làm mây sáng hơn, Trung Quốc cũng loại bỏ lớp màn làm mát vốn che khuất một phần mức nóng lên do khí nhà kính. Theo ngày càng nhiều nghiên cứu, kết quả là tốc độ nóng lên toàn cầu gần đây tăng nhanh.

Sau khi tính đến biến thiên tự nhiên, các nhà khoa học ước tính tốc độ nóng lên đã tăng từ khoảng 0,18 độ C mỗi thập niên kể từ những năm 1970 lên khoảng 0,24 độ C mỗi thập niên kể từ năm 2010. Nhiều nghiên cứu mô hình cho thấy sự sụt giảm mạnh lượng sunfat ở Đông Á, chủ yếu do Trung Quốc, là một động lực quan trọng thúc đẩy mức tăng này. Một phân tích quốc tế cho thấy việc làm sạch không khí ở Đông Á đã khiến nhiệt độ toàn cầu tăng thêm khoảng 0,07 độ C, trong khi một đánh giá khác quy phần lớn mức tăng tốc gần đây của tốc độ nóng lên cho việc Trung Quốc giảm khí sol khí. Các kết luận khác nhau về phương pháp và phạm vi, một số kết quả vẫn đang qua bình duyệt, nhưng thông điệp cốt lõi phù hợp với các nguyên lý vật lý khí hậu đã được xác lập trong nhiều thập niên. Khí sol khí làm mát khi còn lơ lửng trong không khí. Khi chúng bị loại bỏ nhanh chóng, hành tinh nóng lên nhanh hơn trong một thời gian vì tín hiệu nền từ khí nhà kính thể hiện rõ hơn.

Đây không phải là sự nóng lên do các biện pháp làm sạch không khí tạo ra. Đó là mức nóng lên vốn đã hiện diện trong hệ thống, nay được bộc lộ. Các biện pháp kiểm soát sulfur dioxide và bụi mịn của Trung Quốc đã cứu sống nhiều người và cải thiện đời sống hằng ngày. Thách thức khí hậu mà chúng phơi bày nhắc nhở rằng việc cắt giảm carbon dioxide và methane phải theo kịp những cải thiện về chất lượng không khí nếu thế giới muốn hạn chế tình trạng nóng lên kéo dài.

Trung Quốc đã thay đổi ra sao kể từ năm 2013?

Sau cuộc khủng hoảng sương mù năm 2013, Bắc Kinh và các thành phố khác chịu sức ép của công chúng đòi hành động. Trung Quốc triển khai chương trình làm sạch không khí trên quy mô lớn. Các nhà máy nhiệt điện than lắp đặt thiết bị khử lưu huỳnh khí thải, ngành công nghiệp áp dụng quy trình sạch hơn, còn các thành phố siết quy định về khí thải phương tiện và chất lượng nhiên liệu. Các chiến dịch loại bỏ và cải tạo nhắm vào những lò hơi nhỏ, gây ô nhiễm cao. Tại một số khu vực, nhà máy điện chuyển sang dùng than ít lưu huỳnh hơn hoặc khí tự nhiên; chính quyền cũng tăng cường giám sát và thực thi quy định.

Những bước đi này đã làm giảm mạnh lượng phát thải sulfur dioxide. Ước tính cho thấy lượng phát thải giảm khoảng 70 đến 75% trong thập niên qua, từ hơn 20 triệu tấn vào đầu những năm 2010 xuống còn vài triệu tấn trong những năm gần đây. Mức giảm sunfat, thành phần chủ đạo của sương mù đô thị, thể hiện rõ qua quan sát vệ tinh và các trạm quan trắc mặt đất. Lợi ích đối với sức khỏe cộng đồng rất lớn. Các nghiên cứu trước đây cho thấy không khí sạch hơn ở Trung Quốc hiện giúp tránh được khoảng hàng trăm nghìn ca tử vong sớm mỗi năm, đặc biệt ở người cao tuổi và người mắc bệnh tim, phổi.

Những cải thiện về chất lượng không khí ở Trung Quốc đã được quốc tế ghi nhận. Với cư dân Bắc Kinh, Thượng Hải và nhiều thủ phủ cấp tỉnh, sự khác biệt về màu sắc bầu trời và độ trong của đường chân trời rất rõ rệt. Những thành quả môi trường này là có thật và đáng quý.

Khí sol khí làm mát thế nào và vì sao loại bỏ chúng lại khiến nhiệt bị che khuất lộ ra

Khí sol khí là những hạt nhỏ lơ lửng trong không khí. Một số có nguồn gốc tự nhiên, như muối biển và bụi. Nhiều loại phát sinh từ hoạt động của con người, trong đó có sunfat hình thành từ sulfur dioxide thải ra khi đốt than và dầu. Chúng tác động đến khí hậu theo hai cách chính. Thứ nhất, các hạt khí sol khí tán xạ và phản xạ ánh nắng trở lại không gian, làm giảm năng lượng tới bề mặt Trái Đất. Thứ hai, chúng làm thay đổi mây. Khi đóng vai trò là hạt nhân hình thành giọt mây, khí sol khí có xu hướng tạo ra những đám mây chứa nhiều giọt nhỏ hơn, sáng hơn và tồn tại lâu hơn. Mây sáng phản xạ nhiều ánh nắng hơn, nhờ đó làm mát bề mặt bên dưới.

Tác dụng làm mát của khí sol khí là có thật nhưng chỉ tạm thời. Các hạt này thường rơi khỏi khí quyển trong vài ngày đến một tuần và cần được bổ sung liên tục để duy trì hiệu ứng che chắn. Khí nhà kính hoạt động khác hẳn. Carbon dioxide có thể tồn tại trong khí quyển hàng thế kỷ. Methane tồn tại khoảng một thập niên. Ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu đánh giá rằng khí sol khí đã che khuất một phần đáng kể mức nóng lên do con người gây ra. Khi các quốc gia làm sạch ô nhiễm không khí vì lý do sức khỏe, lớp màn đó mỏng đi và toàn bộ tác động của khí nhà kính hiện rõ trên nhiệt kế.

Các nghiên cứu mới nhất cho thấy gì về tốc độ nóng lên tăng nhanh

Một số nhóm nghiên cứu đã sử dụng các mô hình khí hậu tiên tiến để tách riêng tác động của việc giảm khí sol khí ở Đông Á đối với xu hướng nhiệt độ gần đây. Một nhóm mô phỏng tổng hợp kết quả từ tám mô hình hệ thống Trái Đất cho thấy việc cắt giảm khoảng 75% lượng phát thải sunfat ở Đông Á có thể đã khiến nhiệt độ trung bình toàn cầu tăng thêm khoảng 0,07 độ C. Nghiên cứu này cũng cho thấy mức nóng lên mạnh nhất ở Đông Á và khu vực nằm xuôi theo hướng gió từ đây, lan qua Bắc Thái Bình Dương đến Bắc Cực. Một phân tích khác ước tính việc giảm khí sol khí ở Trung Quốc chịu trách nhiệm cho phần lớn mức tăng tốc nóng lên kể từ khoảng năm 2010, vào khoảng 0,05 độ C mỗi thập niên. Đánh giá này đang chờ bình duyệt, trong khi nghiên cứu đa mô hình đã qua thẩm định khoa học.

Các nhà nghiên cứu tham gia công trình nhấn mạnh rằng những biện pháp làm sạch không khí đã làm lộ ra mức nóng lên vốn đã do khí nhà kính thúc đẩy. Quy mô cắt giảm khí sol khí và vị trí phát thải đều có ý nghĩa. Không khí phía trên Trung Quốc nhanh chóng được đưa qua Thái Bình Dương, khiến tác dụng làm mát, hoặc việc mất đi tác dụng đó, lan rộng trên một khu vực lớn. Điều này làm tăng phạm vi ảnh hưởng toàn cầu của một thay đổi phát thải ở cấp khu vực.

Bjorn Samset, nhà khoa học cấp cao tại Trung tâm Nghiên cứu Khí hậu Quốc tế CICERO, người đứng đầu một trong các phân tích, cho biết tác động này có thể đo được trên quy mô toàn cầu.

Khi bắt đầu xem xét các con số, chúng tôi nhận ra tác động này chắc chắn là đáng kể trên quy mô lớn, chứ không hề nhỏ.

Laura Wilcox, nhà khoa học khí quyển tại Đại học Reading và là đồng tác giả nghiên cứu đa mô hình, nhấn mạnh rằng giai đoạn nóng lên nhanh hơn này phản ánh quá trình điều chỉnh do không khí sạch hơn, chứ không phải độ nhạy khí hậu tăng vĩnh viễn.

Chúng ta sẽ chứng kiến tốc độ nóng lên tăng nhanh trong khi quá trình làm lộ phần nhiệt bị che khuất diễn ra.

Khi nồng độ khí sol khí ở Đông Á ổn định, một số nhóm nghiên cứu dự đoán tốc độ nóng lên sẽ trở lại gần hơn với xu hướng dài hạn do khí nhà kính chi phối. Thời điểm và mức độ chính xác phụ thuộc vào tốc độ giảm phát thải ở các ngành và khu vực khác, cũng như phản ứng của mây trước một thế giới ấm hơn.

Điểm nóng ở Thái Bình Dương liên quan đến bầu trời trong sạch hơn

Bắt đầu từ năm 2013, vùng đông bắc Thái Bình Dương trải qua một đợt nóng đại dương khổng lồ có tên là Blob, với nhiệt độ mặt biển tăng vọt tới 4 độ C trên một khu vực rộng lớn. Các đợt nóng này gây thiệt hại cho nguồn cá, khiến chim biển thiếu thức ăn, kích hoạt các đợt tảo nở hoa độc hại và làm thay đổi tập tính của động vật có vú sống ở biển. Dù xu hướng nóng lên toàn cầu dài hạn và các chu kỳ tự nhiên như El Nino góp phần gây ra hiện tượng này, chúng không thể giải thích đầy đủ mức độ dữ dội và kéo dài của nó.

Phân tích mới do các nhà nghiên cứu tại Đại học Hải dương Trung Quốc dẫn đầu liên hệ một phần hiện tượng nóng lên ở Thái Bình Dương này với việc làm sạch ô nhiễm không khí ở Đông Á trên quy mô lớn. Khi lượng khí sol khí làm mát ở Trung Quốc giảm, khí quyển ở khu vực xuôi theo hướng gió ấm lên và các mô hình áp suất thay đổi. Áp thấp Aleutian mạnh lên, tốc độ gió trên một số khu vực ở đông bắc Thái Bình Dương giảm, khiến đại dương mất ít nhiệt hơn vào không khí. Điều đó tạo tiền đề cho mức nóng lên cực đoan trên bề mặt biển. Dữ liệu vệ tinh trong những năm gần đây cho thấy xu hướng ấm lên đáng kể ở Bắc Thái Bình Dương, phù hợp với dấu hiệu đặc trưng của việc cắt giảm khí sol khí. Những yếu tố khác cũng đóng vai trò, nhưng cơ chế này hiện được xem là một phần quan trọng của lời giải.

Quy định vận tải biển và các đợt cắt giảm khí sol khí khác làm thay đổi mây

Năm 2020, Tổ chức Hàng hải Quốc tế ban hành giới hạn nghiêm ngặt về hàm lượng lưu huỳnh trong nhiên liệu tàu biển, qua đó giảm một nguồn ô nhiễm khí sol khí lớn trên đại dương khơi. Trong nhiều thập niên, các tuyến hàng hải tạo ra những vệt mây sáng phản xạ ánh nắng và làm mát mặt biển. Khi nhiên liệu sạch hơn được sử dụng, những đặc điểm của mây này mờ dần và đại dương bên dưới ấm lên nhanh hơn. Các nhà khoa học đã liên hệ một phần đợt sóng nhiệt biển kỷ lục ở Bắc Đại Tây Dương với sự sụt giảm khí sol khí từ tàu biển. Các ước tính cho thấy quy định về vận tải biển góp phần đáng kể vào cường độ của đợt sóng nhiệt đó; phần còn lại liên quan đến mức nóng lên do khí nhà kính, biến thiên tự nhiên và các yếu tố khác.

Các nhà nghiên cứu cũng đang xem xét liệu những mô hình trước đây có đánh giá thấp mức độ nhạy cảm của mây trước thay đổi nồng độ khí sol khí hay không. Đồng thời, nhiệt độ toàn cầu tăng có thể khiến một số loại mây phản xạ kém hơn. Cả hai hướng bằng chứng đều cho thấy hệ thống khí hậu có thể phản ứng mạnh ở cấp khu vực trước những thay đổi về khí sol khí, ngay cả khi mức thay đổi trung bình toàn cầu chỉ tính bằng phần mười độ.

Cứu sống nhiều người và tranh cãi về trách nhiệm

Chính sách làm sạch không khí ở Trung Quốc đã cứu sống nhiều người, giảm số ca nhập viện và cải thiện đời sống hằng ngày cho hàng trăm triệu người. Mục tiêu rõ ràng là bảo vệ sức khỏe cộng đồng, với lợi ích đến ngay lập tức. Xem mức tăng tốc nóng lên gần đây là lý do để làm chậm hoặc đảo ngược các biện pháp làm sạch không khí là không đúng trọng tâm. Dùng ô nhiễm không khí như một tấm chắn nắng bảo vệ đồng nghĩa với việc chấp nhận cái giá nặng nề đối với sức khỏe con người.

Các học giả và nhà bình luận Trung Quốc đã phản bác những lập luận chỉ đích danh việc làm sạch không khí của nước này là một vấn đề khí hậu, đồng thời lưu ý rằng Mỹ và châu Âu cũng giảm phát thải sunfat từ nhiều thập niên trước vì những lý do sức khỏe tương tự. Quy mô và tốc độ cắt giảm ở Đông Á khác biệt, và khí hậu đã phản ứng. Điều đó không làm thay đổi nguyên nhân gốc rễ của tình trạng nóng lên dài hạn, vốn là sự tích tụ khí nhà kính. Không khí sạch hơn chỉ khiến tác nhân này dễ nhận thấy hơn.

Ý nghĩa đối với chính sách khí hậu hiện nay

Bài học trước mắt rất rõ ràng. Các quốc gia cần tiếp tục làm sạch ô nhiễm không khí để bảo vệ sức khỏe, đồng thời đẩy nhanh cắt giảm khí nhà kính. Nếu không giảm carbon dioxide và methane nhanh hơn, việc mất đi tác dụng làm mát của khí sol khí sẽ thể hiện qua nhiệt độ cao hơn và các đợt nóng cực đoan hơn. Cắt giảm methane là cách thiết thực để giảm bớt tình trạng nóng lên trong ngắn hạn, vì khí này có tác động mạnh nhưng tồn tại trong khí quyển trong thời gian ngắn. Các chương trình phát hiện và sửa chữa rò rỉ ở hạ tầng khí đốt, thu giữ methane từ các giếng dầu và mỏ than, cùng với hạn chế đốt khí thường xuyên có thể nhanh chóng mang lại kết quả.

Cắt giảm sâu carbon dioxide vẫn là điều thiết yếu. Điều đó đồng nghĩa với việc nhanh chóng bổ sung nguồn điện sạch, chuyển đổi khỏi than, mở rộng lưới điện, nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng và điện khí hóa giao thông, sưởi ấm cùng một số ngành công nghiệp. Các chính sách thúc đẩy triển khai năng lượng tái tạo, lưu trữ năng lượng và nhiên liệu không phát thải sẽ giảm nhu cầu dựa vào khí sol khí như một lá chắn vô tình.

Thích ứng cũng rất quan trọng. Các đợt sóng nhiệt biển có liên quan một phần đến thay đổi khí sol khí sẽ gây áp lực lên nghề cá và hệ sinh thái ven biển. Tăng cường giám sát đại dương, cảnh báo sớm và quản lý nghề cá linh hoạt có thể giảm thiệt hại. Kế hoạch ứng phó với nắng nóng, chiến lược làm mát đô thị và cơ sở hạ tầng có khả năng chống chịu có thể cứu sống người dân trong các đợt nóng cực đoan trên đất liền.

Tốc độ nóng lên tăng nhanh có thể kéo dài bao lâu?

Khí sol khí nhanh chóng bị rửa trôi khỏi khí quyển. Điều đó có nghĩa tác động của việc loại bỏ chúng diễn ra trong thời gian ngắn hơn nhiều so với tác động của khí nhà kính. Khi lượng phát thải ở Đông Á ổn định ở mức thấp hơn, phần tác động làm tăng thêm tốc độ nóng lên sẽ giảm dần, và tốc độ này sẽ trở lại gần với xu hướng dài hạn do khí nhà kính chi phối. Vẫn còn những điều chưa chắc chắn. Các quy định về vận tải biển năm 2020 sẽ tiếp tục định hình độ che phủ của mây trên đại dương, còn những khu vực khác đang bắt đầu các chiến dịch làm sạch không khí của riêng mình. Các chu kỳ tự nhiên cũng sẽ làm nhiễu xu hướng.

Samset cho rằng các đợt cắt giảm thêm khí sol khí ở Trung Quốc sẽ ít tác động hơn, đơn giản vì những đợt giảm lớn nhất đã diễn ra.

Thực sự không còn nhiều ô nhiễm không khí ở Trung Quốc để loại bỏ.

Thông điệp rộng hơn nhất quán trong các nghiên cứu. Lý do bảo vệ sức khỏe để duy trì không khí sạch vẫn rất thuyết phục. Lý do khí hậu để cắt giảm sâu và nhanh khí nhà kính hiện cấp bách hơn bao giờ hết, chứ không phải kém cấp bách đi, khi lớp màn khí sol khí đã mỏng hơn.

Tóm lược

• Lượng phát thải sulfur dioxide và bụi ở Trung Quốc đã giảm khoảng 70 đến 75% kể từ đầu những năm 2010, giúp cải thiện chất lượng không khí và cứu sống nhiều người.
• Khí sol khí làm mát hành tinh bằng cách phản xạ ánh nắng và làm mây sáng hơn, nhưng khi chúng bị loại bỏ, mức nóng lên do khí nhà kính gây ra sẽ lộ rõ.
• Các nghiên cứu mô hình liên hệ việc cắt giảm khí sol khí ở Đông Á với mức nóng lên toàn cầu tăng thêm 0,07 độ C và tốc độ nóng lên tăng kể từ khoảng năm 2010.
• Mức nóng lên liên quan đến không khí sạch hơn rõ nhất ở Đông Á và Bắc Thái Bình Dương, đồng thời có thể đã góp phần gây ra các đợt sóng nhiệt biển.
• Các quy định về lưu huỳnh trong vận tải biển năm 2020 đã làm giảm khí sol khí trên đại dương, nhiều khả năng góp phần khiến Bắc Đại Tây Dương ấm lên trong các đợt sóng nhiệt biển gần đây.
• Tốc độ nóng lên tăng do cắt giảm khí sol khí có thể chỉ là tạm thời vì khí sol khí tồn tại trong khí quyển trong thời gian ngắn.
• Khí nhà kính vẫn là động lực chủ yếu gây biến đổi khí hậu dài hạn, vì vậy cần thiết phải cắt giảm sâu carbon dioxide và methane.
• Cần tiếp tục các chính sách làm sạch không khí vì sức khỏe, đồng thời đẩy nhanh giảm phát thải carbon và kiểm soát có mục tiêu khí methane để hạn chế nắng nóng trong ngắn hạn.