گرم شدن زمین
گرم شدن کلی کره زمین، به معنای افزایش میانگین دمای سطح زمین است. از اواخر سالهای 1800، میانگین دمای کلی 4/0 تا 8/0 درجه سانتیگراد افزایش یافته است. بسیاری از کارشناسان پیش بینی کرده اند که میانگین دمای زمین در سال 2100، 4/1 تا 8/5 درجه سانتیگراد افزایش خواهد یافت. این مقدار افزایش، بیشترین مقداریست که ظرف هزار سال اخیر، برای زمین پیش آمده است.
دانشمندان نگران این مشکلند که انسانها و اکوسیستم های طبیعی نتوانند خود را با این تغییرات سریع آب و هوایی وفق دهند. اکوسیستم شامل ارگانیزمهای زنده و محیط فیزیکی در یک محدوده مشخص است. این گرم شدن عمومی می تواند منتج به ضررهای فراوانی شود، به همین دلیل کشورهایی در سراسر جهان، به منظور کنترل این بحران، قراردادی را به نام پروتوکل کیوتو (Kyoto) طرح کرده اند.
دلایل افزایش دمای سطح زمین
کارشناسان هواشناسی گرم شدن هوا را از سالهای 1800، آنالیز کرده اند. اغلب آنها به این نتیجه رسیده اند که فعالیتهای انسانی عامل اصلی این گرم شدن هوا است. فعالیتهای انسانی با افزایش خاصیت گلخانه ای زمین در گرم شدن زمین دخالت دارد. اثر گلخانه ای، سطح زمین را در فرایند پیچیده ای که با همراهی نور خورشید، گازها و ذرات موجود در اتمسفر صورت می گیرد، گرم می کند. گازهایی که گرما را در اتمسفر زمین نگه می دارند یا اصطلاحا به دام می اندازند، گازهای گلخانه ای نامیده می شوند.
اصلی ترین فعالیت انسانی که منجر به گرمای زمین می شود، سوزاندن سوختهای فسیلی (زغالسنگ، نفت، گاز طبیعی) و از بین بردن جنگلها است. بیشتر سوخت فسیلی در اتومبیلها، کارخانه ها و نیروگاهها به مصرف می رسد. سوزاندن این سوختها گاز دی اکسید کربن با علامت اختصاری CO2 تولید می کند. CO2 از گازهای گلخانه ایست که روند فرار گرما از جو به فضا را بسیار کند می کند. درختان و دیگر گیاهان در روند فتوسنتز، گاز CO2 را از هوا جذب می کنند. با از بین بردن گیاهان، میزان گاز CO2 در هوا افزایش می یابد. تجزیه شدن گیاهان نیز منجر به افزایش این گاز می شود.
گروه کمی از دانشمندان معتقدند که افزایش گازهای گلخانه ای عامل اصلی این افزایش دما نیست بلکه افزایش انرژی تابیده شده از خورشید عامل اصلی می باشد. اما بیشتر کارشناسان هواشناسی تاثیر این عامل را در روند افزایش دمای عمومی کره زمین بسیار ناچیز می دانند.
عواقب افزایش دما
ادامه این افزایش دما آثار مخرب زیادی در بر دارد. ممکن است گیاهان و جانواران دریازی به مخاطره جدی بیفتند. زیستگاه های گیاهان و حیوانات دچار تغییرات اساسی می شوند. الگوهای آب و هوا دستخوش تغییرات می شوند و نتیجه آن وقوع سیل و خشکسالی و طوفانهای شدید مخرب خواهد بود. افزایش دما با ذوب نمودن یخهای قطبی، باعث بالا آمدن سطح آب دریاها می شود. در مناطق خاصی از زمین، بیماریهای انسانی گسترش می یابد و محصولات کشاورزی نابود می شوند.
تاثیرگرما بر آبها
در هنگام گرم شدن هوا، دمای آب اقیانوسها نیز افزایش می یابد و منجر به بروز مشکلاتی در اکوسیستم اقیانوسها می شود. برای مثال گرم شدن آبها ممکن است باعث بروز پدیده ای به نام سفیدی مرجانهای دریایی شود. وقتی که آب گرم می شود، مرجانها ماده ای را که عامل رنگ و تغذیه آنهاست از درون خود خارج می کنند. در این حالت رنگ مرجانها سفید می شود و چنانچه دمای آب به وضع طبیعی برنگردد، می میرند. گرمای افزوده همچنین منجر به وقوع بیاریهایی می شود که بر جانوران دریایی تاثیر گذار است.
تغییر شکل زیستگاه های طبیعی
ممکن است در محلهای طبیعی مسکونی حیوانات و گیاهان تغییرات شدیدی روی دهد. بسیاری از گونه های زیستی مشکلات زیادی برای ادامه حیات در شرایط جدید خواهند داشت. برای مثال بسیاری از گیاهان گلدار، بدون طی کردن زمستانی سرد، شکوفه نخواهند زد.
تاثیر گرما بر آب و هوا
تکرار وقوع شرایط بحرانی آب و هوا منجر به خسارات زیادی می شود. تغییرات الگوهای بارش باعث افزایش سیلابها و خشکسالی در نواحی مختلف می شود. طوفانها و تندبادها، بیشتر و قدرتنمندتر به وقوع خواهند پیوست.
بالا آمدن سطح آبها
ادامه گرم شدن هوا، در طی چند قرن، مقادیر زیادی از یخهایی که صفحه آنتارکتیکا را پوشانده اند، ذوب می کند. در نتیجه سطح آبها در کل زمین بالاتر می آید. بسیاری از مناطق ساحلی ممکن است دچار سیل زدگی، فرسایش، از بین رفتن زمینهای خشک و ورود آب دریاها به آبهای شیرین شوند. بالا آمدن آب دریاها ممکن است منجر به غرق شدن شهرها، جزایر کوچک و دیگر مناطق زیستی شود.
تهدید سلامت انسانها
بیماریهای گرمسیری نظیر مالاریا و تب دنگی (dengue) به مناطق زیادی شیوع پیدا می کند. ادامه یافتن گرما و شدت یافتن آن می تواند عامل مرگ و میرهای زیاد و بیماریهای گوناگون شود. سیل و قحطی، گرسنگی و سوء تغذیه را افزایش خواهد داد.
خنک کردن زمین
کارشناسان هواشناسی در حال حاضر مشغول مطالعه برای کنترل و محدود کردن افزایش دمای کره زمین می باشند. دو روش کلیدی به این منظور وجود دارد: اول محدود کردن تولید گاز CO2 و دوم تصفیه هوا.
محدود کردن انتشار گاز CO2
دو تکنیک تاثیرگذار برای محدود کردن تولید CO2 وجود دارد: اول جایگزین کردن منابع دیگر انرژی به جای سوختهای فسیلی و دوم استفاده بهتر از سوختهای فسیلی.
منابع انرژی جایگزین سوخت فسیلی، CO2 تولید نمی کنند. این منابع شامل باد، نور خورشید، انرژی هسته ای و حرارت زیر زمین می باشند. دستگاههایی به نام توربین بادی می توانند انرژی باد را به انرژی الکتریکی تبدیل کنند، باطریهای خورشیدی نیز می توانند نور خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل کنند و نیروگاههای حرارت زیرزمین می توانند از گرمای موجود در لایه های زیرین خاک انرژی الکتریکی به دست آورند.
استفاده از این منابع هزینه های بیشتری را نسبت به سوختهای فسیلی در بر دارند. با اینحال پیشرفت تحقیقات درباره استفاده از آنها می تواند منجر به کاهش هزینه های آنها نیز شود.
تصفیه هوا به دو شکل صورت پذیر است: اول، انبارهای زیر زمین یا زیر آب. دوم، ذخیره سازی در گیاهان زنده.
با تزریق و ورود CO2 تولید شده در صنعت به زیر زمین یا در اقیانوس می توان این گاز را ذخیره کرد. مناسبترین مکان در اعماق زمین برای انجام این کار، انبارهای طبیعی نفت و گازیست که بیشتر ذخایر آنها استخراج شده است. با ورود این گاز به این گونه انبارهای طبیعی، استخراج بازمانده ذخایر آنها بسیار آسانتر می شود. سود ناشی از تسهیل بهره برداری، هزینه های این روش تصفیه را جبران می نماید. رسوبات عمیق نمک و زغالسنگ نیز مکان مناسبی برای انجام ذخیره سازی CO2 می باشند.
اقیانوسها می توانند CO2 بیشتری ذخیره کنند اما دانشمندان هنوز موفق به تخمین آثار محیطی این ذخیره سازی نشده اند.
ذخیره سازی در گیاهان
گیاهان سبز به هنگام رشد، CO2 موجود در جو را جذب می کنند. آنها کربن موجود در CO2 را با هیدروژن ترکیب کرده، قند ساده تولید می کنند و آنرا در بافت خود ذخیره می نمایند. پس از مرگ گیاه، با تجزیه آن، گاز CO2 از آن متساطع می شود. اکوسیستمهایی با زندگی گیاهی غنی، می توانند CO2 بیشتری را در خود حبس نمایند.
پروتوکل کیوتو
در سال 1997، نمایندگان 160کشور جهان در کیوتوی ژاپن گرد هم آمدند و قرار دادی به نام پروتوکل کیوتو را تنظیم کردند. این قرارداد برای کاستن انتشار گازهای گلخانه ای است. از سال 2008 تا 2012، سی و هشت کشور صنعتی ناچار به کاستن انتشار گاز CO2 و پنج کشور دیگر ناچار به کاستن انتشار گازهای گلخانه ای خواهند بود. این کشورها باید 1990 مرکز انتشار خود را کنترل نموده و سالانه 95 درصد از میزان انتشار آنها را کاهش دهند. این قرارداد شامل حال کشورهای در حال توسعه نمی باشد. اما کشورهای صنعتی را تشویق می کند که داوطلبانه با کشورهای درحال توسعه برای کاهش میزان انتشار گازهای گلخانه ای همکاری کنند.
بررسی گرم شدن
پیش از استفاده از وسایل گرما سنج، دانشمندان بر اساس نشانه های فراوانی، افزایش دمای کره زمین را مورد بررسی قرار داده بودند. نشانه ها حاکی از این بود که افزایش دما از سالهای 1900، در هزار سال اخیر بی سابقه بوده است.
در سال 2001، هیئتی با مسئولیت کنترل تغییرات آب و هوا به نام IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change)که از طرف سازمان ملل پشتیبانی می شدند، نتایج بررسی های به اثبات رسیده در خصوص گرم شدن زمین را منتشر کردند. کارشناسان هواشناسی مشغول بررسی عوامل طبیعی و دخالتهای انسان در گرم شدن زمین ظرف 100 سال اخیر شدند. هیئت IPCC همچنین نتیجه پیش بینی های دمای هوا تا سال 2100 را اعلام نمود.
در هر حال بررسی ها نشان می دهند که راه حل فوری برای این مسئله وجود ندارد. حتی اگر تمام منابع انتشار گاز CO2 را ناگهان حذف کنیم، روند گرم شدن هوا، به دلیل وجود گازهای گلخانه ای که در حال حاضر وارد جو شده اند، تا سال 2100 ادامه خواهند داشت.
منبع:
Mastrandrea, Michael D., and Stephen H. Schneider. "Global warming." World Book Online Reference Center. 2005. World Book, Inc.
وبلاگی از دانش آموخته ارشد فیزیک دریا و کارشناسی مهندسی هواشناسی برای علاقمندان و افرادی که می خواهند از علم هواشناسی آموزه ای بهتر داشته باشند- - - درضمن در صورت استفاده از مطالب وبلاگ ذکر مرجع نشان از هوشمندی شماست - - -