Trái Đất tắm trong nắng liên tục mà không nóng lên vô hạn — vì nó cũng phát ra liên tục: mọi vật có nhiệt độ đều bức xạ, và hành tinh toả hồng ngoại vào không gian đúng như định luật Wien đã kể. Nhiệt độ hành tinh là mực nước của cái bồn có vòi chảy vào và lỗ thoát ra: nó tự đứng ở đúng chỗ vào bằng ra.

Mô hình một lớp: nắng vào phải cân với hồng ngoại ra. Đặt f = 0 để thấy Trái Đất "trần trụi" ở −19 °C; mặc định f = 0,77 tái tạo +15 °C thực đo.

Phép tính một dòng và cú hụt 33 độ

Cân nắng hấp thụ S(1−a)/4 với bức xạ ra σT⁴ (a là albedo — phần nắng bị mây, băng, sa mạc hắt thẳng về trời; số 4 vì Trái Đất hứng nắng bằng hình tròn nhưng toả nhiệt bằng cả mặt cầu):

T_eq = [S(1−a)/4σ]^¼ ≈ 255 K = −19 °C

Kết quả nói Trái Đất phải là quả cầu băng. Nhiệt độ trung bình thực đo: +15 °C. Phép tính không sai — nó thiếu một nhân vật: khí quyển.

Hơi nước, CO₂, methane trong suốt với ánh nắng (sóng ngắn) nhưng chặn hồng ngoại (sóng dài) mà mặt đất phát ra, rồi bức xạ lại — một nửa xuống đất. Mặt đất vì thế nhận hai nguồn: nắng và “hồi âm” từ tấm chăn. Muốn cân bằng, nó phải nóng hơn. Đặt f = 0 trong demo để về hành tinh trần trụi −19 °C; kéo lên mức thực tế, +15 °C hiện ra. Hiệu ứng nhà kính đóng góp ~33 độ — và sự sống như ta biết nợ nó toàn bộ đại dương lỏng.

Kẻ xấu không phải cái chăn — mà là tốc độ đắp thêm

Chi tiết hay bị nói sai: hiệu ứng nhà kính không phải “vấn đề”. Vấn đề là đạo hàm. Cái chăn 33 độ đã ổn định hàng nghìn năm; điều đang xảy ra là f nhích lên vì CO₂ tăng từ 280 lên hơn 420 ppm trong hai thế kỷ. Demo cho cảm nhận độ nhạy: quanh mức hiện tại, chỉ cần f tăng thêm cỡ 0,01 — một phần trăm của tấm chăn — nhiệt độ bề mặt đã nhích cả độ. Hành tinh không cần chăn dày gấp đôi để rắc rối; nó chỉ cần vài phần trăm.

Thanh albedo kể nốt phần còn lại của câu chuyện: băng trắng hắt nắng tốt (a cao). Ấm lên → băng tan → a giảm → hấp thụ thêm → ấm thêm → tan thêm. Đó là vòng hồi tiếp dương — kéo thử albedo xuống vài phần trăm trong demo để thấy nó cộng hưởng với tấm chăn thay vì bù trừ.

Trường hợp biên: hai hàng xóm làm nhóm đối chứng

Mô hình một lớp này thô — khí quyển thật có đối lưu, mây, nhiều tầng — nhưng nó qua được bài kiểm tra khắc nghiệt nhất: các hành tinh khác.

  • Sao Kim: khí quyển CO₂ đặc gấp 90 lần khí quyển ta, f ≈ 1 chồng nhiều tầng — bề mặt 464 °C, nóng hơn cả Sao Thuỷ dù xa Mặt Trời gấp đôi. Đó là tấm chăn đắp tới hạn, phiên bản “chuyện gì xảy ra nếu”.
  • Sao Hoả: khí quyển mỏng còn 0,6% của ta, chăn gần như không có — chênh chỉ vài độ so với tính trần, đêm lạnh −80 °C.

Ba hành tinh, một công thức, ba số phận — khác nhau đúng ở một tham số f. Khoa học khí hậu hiện đại tinh vi hơn demo này hàng vạn lần, nhưng cột sống của nó vẫn là phép cân vào–ra bạn vừa kéo bằng hai thanh trượt.