Hiện tượng biến đổi khí hậu do con người gây ra đang ảnh hưởng tiêu cực đến hệ sinh thái toàn cầu, quá trình sản xuất lương thực cũng như sức khỏe con người. Vì thế mà hiện nay, các kỹ sư thiết kế đã cho ra đời các thiết bị và quy trình để giúp chúng ta thích ứng và giảm bớt mức độ nghiêm trọng từ tác động của biến đổi khí hậu gây ra.
Thực trạng biến đổi khí hậu hiện nay
Biến đổi khí hậu mô tả sự thay đổi của các hình thái thời tiết dài hạn có thể gây ra thay đổi nhiệt độ, thay đổi lượng mưa hoặc mật độ tuyết rơi ở một khu vực cụ thể nào đó. Khí hậu Trái đất đã thay đổi một cách đáng kể trong suốt lịch sử của nó.
Tuy nhiên, các nhà khoa học đã quan sát thấy bề mặt hành tinh của chúng ta đang nóng lên nhanh chóng về tổng thể, đặc biệt là trong một vài thập kỷ gần đây, do lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính cao hơn xuất phát từ việc chúng ta ngày càng sử dụng nhiều nhiên liệu hóa thạch và khai thác tài nguyên quá mức.
Cụ thể hơn là, các hoạt động của con người gây nên “hiệu ứng nhà kính”. Trong thế kỷ qua, việc đốt các nhiên liệu hóa thạch như than đá và dầu mỏ đã làm tăng nồng độ carbon dioxide (CO2) trong tầng khí quyển. Điều này xảy ra do quá trình đốt than hoặc dầu kết hợp cacbon với oxy trong không khí để tạo ra CO2 . Ở một mức độ thấp hơn, việc quy hoạch đất cho nông nghiệp, công nghiệp và các hoạt động khác của con người đã làm tăng nồng độ khí nhà kính.
Kết quả là tác động của chúng ta đối với hệ thống khí hậu của Trái đất đang dần nghiêm trọng hơn trên toàn thế giới. Chẳng hạn như sự tan chảy của băng ở 2 cực của Trái Đất góp phần làm tăng mực nước biển. Khí hậu cũng ngày càng trở nên khắc nghiệt. Hạn hán, lũ lụt và nhiệt độ mỗi năm đều tăng cao, dẫn đến mất mùa và đe dọa quá trình sản xuất của các nhà sản xuất nông nghiệp và an ninh lương thực trên toàn thế giới.
Tùy thuộc vào mỗi hệ sinh thái, cỏ dại, sâu bệnh và nấm cũng phát triển trong điều kiện nhiệt độ cao, khí hậu ẩm ướt hơn và mức CO2 tăng lên. Vì thế, biến đổi khí hậu cũng làm tăng cỏ dại và sâu bệnh phá hoại mùa màng.
Cuối cùng, mặc dù nồng độ CO2 tăng có thể kích thích sự phát triển của thực vật nhưng những nghiên cứu đã chỉ ra rằng nó cũng có thể làm giảm giá trị dinh dưỡng của hầu hết các loại cây lương thực như giảm nồng độ protein và các khoáng chất bổ ích cần thiết có trong từng loài thực vật. Nhìn chung, biến đổi khí hậu có thể làm xuất hiện các loại sâu bệnh mới, ảnh hưởng đến cây trồng, vật nuôi và con người, đồng thời gây ra những nguy cơ cho an ninh lương thực, an toàn thực phẩm và sức khỏe con người.
Các kỹ sư STEM sẽ làm gì để cải thiện tình trạng này?
Các kỹ sư sẽ có rất nhiều cơ hội để giúp định hình cách chúng ta tác động và ứng phó với biến đổi khí hậu hiện tại và trong tương lai thông qua các hoạt động nghiên cứu tích cực.
Các kỹ sư môi trường thiết kế, sáng tạo ra các sản phẩm và hệ thống nhằm giúp làm sạch ô nhiễm không khí và nước. Các kỹ sư dân dụng và cơ khí có thể giảm tác động của con người đến môi trường bằng cách thay đổi và thiết kế các vật liệu mới thân thiện với môi trường hơn và được sử dụng trong công nghệ hiện đại.
Các kỹ sư STEM cũng tạo ra và sử dụng các nguồn năng lượng sạch từ tự nhiên thay thế như điện địa nhiệt, điện mặt trời và năng lượng sinh khối để giúp cải thiện và làm chậm quá trình phát thải khí nhà kính.
Chương trình giảng dạy
Hãy xem chương trình giảng dạy dưới đây mà bạn có thể ứng dụng vào chương trình đào tạo để giúp học sinh hiểu về biến đổi khí hậu toàn cầu trong lớp học của bạn!
Lớp 3-5
- Không khí có liên quan gì đến khí hậu? Thuộc tính & Chất lượng
Lớp 6-8
- Thực trạng ô nhiễm
- Biến đổi khí hậu toàn cầu
- Loại dấu vết nào? Khí thải carbon
- Chu kỳ carbon
- Hơi thở của loài khủng long
Lớp 9-12
- Giới thiệu về Nghiên cứu Chất lượng Không khí
- Thoát khỏi lưới điện
- Mô hình nhà kính
- Đốt cháy và chất lượng không khí: Giám sát khí thải
Đối mặt với thực trạng biến đổi khí hậu hiện nay, yêu cầu các kỹ sư STEM cần đẩy mạnh những nghiên cứu, nâng cao tính sáng tạo hơn để tìm ra những giải pháp tích cực nhằm hạn chế và giảm thiểu những sự biến đổi gây ảnh hưởng đến con người cũng như thiên nhiên trên Trái Đất hiện nay.
