عوامل موثر بر گرمایش گلخانه ای زمین و نتایج آن
تغییرات اقلیمی ناشی ازگرمایش گلخانه ای کره ی زمین از موضوع مورد توجه دانشمندان ، بخصوص اقلیم شناسان وجغرافی دانان است .بسیاری ازدانشجویان ، دبیران ودانش آموزان نیز به اطلاع از روند این پدیده ی نو وعوامل ونتایج مربوط به آن علاقمند هستند .
درخصوص پدیده گلخانه ای ونتایج آن ،مقالات فراوانی نوشته شده اند که البته هر کدام بخشی از موضوع را بررسی کرده اند در این مقاله سعی شده است کلیه ی جوانب موضوع گرمایش گلخانه ای به طور ساده وبه اختصار بیان شود .
در گرمایش گل خانه ای زمین ،بیش از 20گاز دخالت دارند که سهم گاز co2 بیش از بقیه است ومنبع مهم انتشار آن نیز ، فعالیت های بشری می باشد . بیشترین تاثیرات گرمایش گلخانه ای به تغییرات اقلیم وتغییردر الگوهای بارندگی ودمای کره ی زمین مربوط است واثرات این بی نظمی ها ، از هم اکنون آشکار شده است به نظر می رسد موثرترین چاره برای کنترل اثرات مضر این پدیده ،تجدید نظر در نحوه ی استفاده از سوخت های فسیلی و استفاده ی صحیح از منایع طبیعی ، مثل جنگل هاست .
در سالهای اخیر بحث در مورد اثرات گلخانه ای ،سایر مسائل مربوط به محیط زیست را تحت الشعاع قرار داده و اغلب به عنوان یک تهدید بزرگ و قریب الوقوع به مردم معرفی شده است .در حالیکه اینطور نیست ،از اینکه اثرات گلخانه ای یکی از تهدایدات جدی محیط زیست هستند و عوارض جانبی آن متوجه تمامی نقاط جهان است .بدون شک برای جلوگیری از تشدید آن باید در سراسر دنیا اقدام لازم بعمل آید .مقاله حاضر به این مسائل می پردازد .
مقدمه
پدیده تغییر اقلیم ،از زمان تشکیل جو کره ی زمین وجود داشته است و یکی از ویژگی های کره ی زمین محسوب می شود . شواهد زمین شناسی و بیولوژیکی یکی از فراوانی از یخچال ها و رسوبات مین در دسترس است که از تغییرات اقلیمی در دوره های متفاوت عمر کره ی زمین نشان دارند .
مطالعه رسوب های انباشته شده در دریاها و خشکی ها ، در اثار بدست آمده ار فسیل ها و سنگواره های گیاهان و جانوران ، بیانگر ظهور و تغییرانواع آب وهوا در یک منطقه است .ازشواهد مهم دراین خصوص ، زیست فیل ها و اسب های آبی حدود 100هزار سال پیش در محل فعلی لندن است [BRIGGS & SMITSON] سال 1994.
مطالعه حلقه رشد درختانی که چند هزار سال عمر کرده اند ، تغییرات آب وهوایی در طول حیات آنها را ثابت می کند .حتی از شواهد تاریخ بشری نیز می توان ، تغییر اقلیم را اسباط نمود .مدارک نشان می دهند که در بریتانیای قرن 17میلادی ،زمستان ها خیلی سرد بوده و نابودی محصولات کشاورزی نیز متداول نبوده است در حالیکه شواهد دیگری از بروز خشکسالی و قحطی های مداوم در قرن 12میلادی در انگلستان خبر می دهند{پیشین }
بنابراین ظهور تغییرات در اقلیم کره ی زمین پدیده ای تاریخی نیست ، ولی تغییرات جدید قدرت با تغییرات پیشین متفاوت است وان دخالت عاملی بنام انسان در تغییرات اب وهوای فعلی است .عقیده براین است که اکثر نوسانات وتغییرات طبیعی ،به مرور زمان به وسیله سیستم های طبیعی کره ی زمین کنترل می شوند و دخالت آنها تعادل ایجاد میکنند .
بنظر می رسد که ، دخالت انسان در سیستم طبیعی کره ی زمین ونقش مهم آن در فعال کردن یا تخریب برخی سیستم ها ، نقش طبیعت را در برقراری توازن در محیط جهانی ضعیف کرده که از مظاهر بارز آن ، تخریب جنگل ها و مراتع ، افزایش بیابان ها ، آلودگی آب و افزایش گاز گلخانه ای است .
مقاله حاضر کوشیده است به این پرسش ها پاسخ گوید:
الف ) پدیده گلخانه ای چیست ؟
ب ) عوامل بوجود آورنده آن کدامند ؟
ج ) اثرات و نتایج این پدیده چیست ؟
د ) واکنش های بین المللی در قبال گرمایش کره ی زمین کدام اند ؟
و ) برای کنترل اثرات نا مطلوب گرمایش گلخانه ای چه چاره ای می توان اندیشید؟
پدیده گلخانه ای چیست ؟
در جو اطراف کره زمین گازهای متنوعی وجود دارد که اگر تراکم برخی از گازها (گازهای سه اتمی و بالاتر ) در جو بیش از حد طبیعی آنها باشد ، به وقوع پدیده گلخانه ای می انجامد .
این گازها توانایی جذب انرژی گرمایی بازتابی از سطح زمین را دارند ، لذا می توانند موجب افزایش جذب انرژی گرمایی توسط جو شوند ودر نتیجه اثر گل خانه ای تشدید می شود به عبارت دیگر ، این گازها همانند شیشه های یک گلخانه ، اشعه های خورشیدی (امواج کوتاه ) را از خود عبور می دهند و به سطح زمین هدایت می کنند ولی از خروج اشعه های بازتابی زمین (امواج بلند) ممانعت می کنند و این امواج در لایه ی پایینی جو حبس و موجب گرم شدن این لایه می شوند .
امواج تابیده شده از خورشید و امواج زمینی که در واقع بازتاب همان امواج خورشید هستند ، هر دو الکترومغناطیسی اند و تفاوت انها در طول موج می با شد .
امواج خورشیدی را اصطلاحا" {امواج کوتاه} یا قابل رویت و امواج بازتاب زمینی را{ امواج بلند} یا مادون قرمز (غیر قابل رویت ) می نامند .
گازهای گلخانه ای به امواج بلند زمینی حساس اند و انها را جذب و به گرما تبدیل می کنند . اگر به بیلان انرژی خورشیدی در زمین توجه کنیم ، متوجه خواهیم شد که گرمایش جو زمین از طریق نور مستقیم خورشید نیست ،بلکه سطح زمین این نقش را بعهده دارد از مجموع 100واحد انرژی خورشیدی ، حدود 18واحد مستقیما" صرف گرم کردن جو زمین می شود و بعد از انعکاس قسمتی دیگر از نور خورشید ، 50واحد دیگر به سطح زمین می رسد که از مجموع آن هم ، 42 واحد از طریق گرمای نهان تبخیر ، بازتاب امواج بلند زمینی و رسانای مولکولی ،صرف گرمایش جو می شود ]علیجانی و کاویانی 1372[ .
بنابراین ، سهم زمین در مقایسه با امواج خورشیدی 7به 3 است .
در بیلان انرژی خورشیدی ، زمین باید تمام انرژی خورشیدی را به مرور از خود خارج کند تا از گرم شدن کره ای زمین جلوگیری شود .ولی حضور بیش از حد گازهای گل خانه ای در دراز مدت ،بر میزان دمای جو زمین می افزاید و اثرات نامطلوبی در سیستم های زیست محیطی برجای می گذارد .
کره زمین مرتبا" بوسیله اشعه خورشید گرم می شود ودر نتیجه این عمل از زمین اشعه حرارتی به هوا منعکس می گردد و تعادلی بین زمین و گرمای ناشی از تابش اشعه خورشید وجود داشت که دمای متوسط 15درجه کره ی زمین را باعث شده است .
حال اگر در اثر آلودگی هوا ، غلظت گازها در جو از حد طبیعی بیشتر شود ، عبور تشعشات حرارتی زمین از آن مشکلتر شده و این تشعشات در حد بین زمین و این قشر گازها محبوس و باعث گرم شدن کره زمین می شود .
الف ) عوامل موثر در ایجاد پدیده گل خانه ای :
در گرمایش زمین سه دسته عوامل دخالت دارند : 1) گازها 2)بخار آب 3) ذرات ائروسل .
1-گازها :
حدود 20نوع گاز اتمسفری ،دارای خاصیت گل خانه ای هستند]سیف ، 1376[ که منشاء طبیعی و انسانی دارند . یعنی برخی از این گازها توسط بشر به طبیعت وارد می شوند و برخی دیگر هم ، توسط خود طبیعت تولید می شوند . مهمترین این گازها عبارت است از :
دی اکسید کربن (co2) :
مهمترین گاز موثر دربروز پدیده گل خانه ای در جو زمین ، co2 است . شواهد نشان می دهد ، در قرون اخیر (به خصوص قرن 20) ، میزان co2 در جو افزایش یافته است 0
وجود رابطه مستقیم بین افزایش دما و افزایش co2 در جو زمین ، در قرون گذشته به اثبات رسیده است. آزمایشهایی که بر روی حبابب های هوای محبوس شده در یخ خای قطبی انجام کرفته است که درصد co2 در دوران یخبندان و بین یخبندان را نشان می دهد
در دوره های یخبندان ، غلظت co2 جو 30تا 50 درصد کمتر از میزان فعلی آن بوده ]سیف ، 1376[.
و غلظت کم این گاز در جو ، یکی از دلایل بروز یخبندان بوده است .در حالیکه درصد میلیون سال پیش که دمای زمین گرم تر بوده ، غلظت co2 جو حدود 6تا 10برابر میزان فعلی آن بوده است .غلظت فعلی این گاز در جو حدود ppm300 است و سالانه ppm 2/1 به غلظت آن اضافه می شود ]کرباسی و رحیمی ،1374[.
با روند فعلی انتشار co2 پیش بینی می شود که در سال 2040میلادی ، غلظت آن به دو برابر برسد ]ذوالفقاری ،1374[.هر چند پیش بینی های دانشمندان ارقام متفاوتی را ازمیزان co2 در آینده ارائه می دهند که غلظت این گاز را برای سال 2100میلادی حدود ppm 600 اعلام کرده است که بیشترین ذخیره آن در اقیانوس ها و سپس در خاک هاست .
ذخیره آن در اقیانوس ها 50 برابر ودر خاک 40 برابرجو است . در جو ، غلظت آن 0.03و مدت حضور آن 50 تا 200سال طول می کشد .
منابع انتشار co2
سالانه حدود هفت میلیون تن دی اکسید کربن وارد جو زمین می شود که حدود نیمی از آن را گیاهان و اقیانوس ها جذب می کنند و نیمی دیگر، در جو باقی می ماند. منابع انتشار co2 ، فعالیتهای موجودات زنده ، به خصوص در باطلاق ها ومرداب ها وجوامع جانوری ،و همینطور فعالیتهای آتشفشانی وانسانی ،از طریق استفاده از سوختهای فسیلی وسوزاندن جنگلها ومراتع است .
فعالیتهای صنعتی انسان که بخصوص در قرن اخیر بیشتر انرژِی خود را از ذغال سنگ ونفت بدست می اورد مقادیر زیادی co2 را که طی میلیونها سال گذشته در لایه های زمین بصورت مواد آلی انباشته شده بود ، به جو رهاء ساخته است هر چند افزایش جمعیت جهان لزوم افزایش مصرف انرژی بویژه سوختهای فسیلی را درپی دارد ولی این افزایش متانسب با رشد جمعیت نبوده است مثلا در ایران ، با وجود اینکه طی 50 ساله گذشته ، جمعیت در حدود 4 برابر شده است ، ولی میزان انتشار co2 حدود 30برابر افزایش یافته است یعنی ایران با داشتن یک درصد جمعیت جهان ، حدود دو نیم درصد از انتشار جهانی co2 را به خود اختصاص داده است .
سهم کشورهای صنعتی در co2 به مرتب بیشتر از کشورهای در حال توسعه است.
بین گازهای گلخانه ای ،co2 حدود 50٪ از اثر گلخانه ای را باعث شده است ] سیف ، 1376 [ و نقش اول را به عهده دارد .
وجود گازهای گلخانه ای ، از جمله co2 برای جو زمین ضروری است و در تعدیل دمای آن تاثیر دارد
گرمای زمین هنگام شب و در فصلهای سرد سال توسط گازهای گلخانه ای جو حفظ میشود سهم co2 در گرمایش زمین 32٪ و سهم بخار آب 65٪ است نبود این گازها دمای زمین را تا 18- درجه سانتیگراد سرد می کند در حالی که متوسط درمای فعلی آن 15درجه سانتیگراد است .
درگرمایش زمین ، علاوه بر افزایش co2 و دیگر گازهای گلخانه ای عوامل دیگری مثل تغییر موضع نسبی خورشید ، تغییرات تابش خورشید و ... موثراند انطباق فعالیت لکه های خورشیدی و افزایش جهانی co2 ، وجود همبستگی مثبت بین این دو را 3000 سال پیش تا به امروز نشان می دهد . ] خالری 1370 [
بخارآب
وجود بخار آب ، رابطه مستقیم با گرمای زمین و تشعشع خورشیدی دارد . از این رو ، در دوره ی سرد سال و همینطور در دوره های یخ بندان ، مقدار آن در جو کم است . بخار آب توانائی جذب امواج مادون قرمزو بازتابی از سطح زمین را دارد و موجب گرم شدن جو پائین میشود و مجددا در افزایش تبخیر از سطح دریا و اقیانوسها نقش ایفاء می کند .
ابر
تراکم بخار آب در جو موجب تشکیل ابر می شود ابر نقش دوگانه ای بر عهده دارد : اول اینکه همانند بخار اب توانائی جذب امواج بازگشتی از سطح زمین را دارد و باعث کرمایش زمین و جو پائینی می شود این نکته را همه ما در زمستان و شبهای ابری که هوا قدری گرم میشود تجربه کرده ایم .
ابرهای بالای ( سیروسها ) که ابرهای نازک و شفاف هستند ، اشعه های خورشید را از خود عبور می دهند و امواج زمینی را به خود جذب می کنند دوم اینکه ابرها باعث سرد شدن زمین می شوند یعنی از ورود اشعه های خورشید به سطح زمین جلوگیری می کنند . ابرهای پائینی ( استراتوسها ) که ابرهای ضخیم و تیره رنگ هستند ، با درصد بالای (( آلبیدو )) اشعه های خورشید این نقش را برعهده دارند بنابراین ، افزایش بخارآب جو ، می تواند تاثیرات منفی و مثبت در گمایش زمین بگذارد .
متان (CH 4 )
گاز متان نیز امواج بلند زمینی را جذب می کند منبع انتشار آن مرداب ها ، شالیزارها ، سوزاندن مواد آلی ، فعالیت موریانه ها ، مزارع برنج ، دامپروری ها ، اکوسیستمهای آبی و غیره هست . دوام آن در جو حدود 10 سال است و با گرم شدن زمین ، انتشار آن نیز بیشتر می شود غلظت آن قبل از انقلاب صنعتی حدود PPM 8/0 بود و در حال حاضر PPM 7/1 رسیده است .
متان امروزه بعنوان سوخت برای تامین انرژی مورد استفاده قرار می گیرد این گاز ، علاوه بر اثر گلخانه ای ، باعث تخریب لایه ازن نیز می شود و هر ساله یک درصد به ان افزوده می شود گاز هیدروکسیل (HO) کنترل کننده متان در جو است و این دو گاز نسبت عکس با یکدیگر دارند .
ازن (O3)
در دو لایه ای استراتوسفر ( لایه بالا) و تروپرسفر( لایه پائینی ) وجود دارد و بیشترین حجم آن در لایه ی استراتوسفر موجود است نقش این گاز جذب اشعه ی ماورائ بنفش خورشید است . ازن یک لایه ، خاصیت گل خانه ای ندارد ولی ازن تروپرسفری علاوه بر مضرات دیگر که برای انسان و گیاهان دارد ، نقش گل خانه ای نیز دارد . ازن تروپوسفری در نتیجه فعالیت های صنعتی و ماشین آلات حمل و نقل وارد هوا می شود ] کوچکی و نظامی ، 1376 [
اکسید نیترو ( N2O )
این گاز علاوه بر نقش گل خانه ای ، خود باعث تخریب لایه ای ازن نیز می شود . درمقابل اشعه های خورشید ، تولید اکسید نیتریک می کند که سبب کاهش غلظت ازن می شود . مقدار NO2 درجو حدود PPM 310 است . منبع انتشار این گاز خاک است و علاوه بر آن ، از طریق سوخت هواپیماهای مافوق صوت نیز وارد جو می شود .
کلر( CL) ، فلور (F) ، کربن ( C )
نقش اصلی این گروه گازها ، تخریب لابه ی ازن است ، ولی خاصیت گل خانه ای نیز دارند . توسط اشعه ماوراء بنفش خورشید شکسته و به اتم های فعال Br ، CL تبدیل می شود که قادر به از بین بردن لایه ی ازن هستند . منبع انتشار این گازها ، صنایع ابر سازی ، صنایع کود شیمیایی ، صنایع اسفنج سازی ، سوخت هواپیما ، حلال ها ، اسپری ها و ... است . در صورت تخریب لایه ی ازن و نفوذ اشعه ی ماوراء بنفش زمین ، لطمه فراونی به گیاهان و پلانکتون های دریایی وارد می شود که جاذب اصلی CO2 در سطح زمین هستند .
2- هواریزه ها (آئروسل ها )
هواریزه ها ، ذرات ریز معلق در هوا هستند که بر حسب وزنشان ، در ارتفاعات متفاوت جو قرار می گیرند منشاء آنها ، فعالیتهای آتشفشانی ، آتش سوزی جنگل ها ، برخورد شهاب سنگها با جو زمین و ذرات جدا شده از امواج شدید دریاست . در جو زمین دو نقش برعهده دارند :
اول) به طورغیر مستقیم در تراکم بخار آب و تشکیل ابر موثرند .
دوم ) به طور مسقیم باعث جذب و انعکاس اشعه خورشیدی و امواج زمینی می شوند هواریزه های موجود در لایه استراتوسفر بیشتر اشعه های خورشیدی را جذب و منعکس می کنند . بنابراین به عنوان عاملی منفی ( بازخورد منفی ) در گرمایش زمین عمل میکنند . ولی نقش هوارریزه های موجود در لایه پائینی تروپوسفر ، بیشتر جذب امواج بازتابی زمین و ایجاد پدیده گلخانه ای است . عمر این هواریزه های از عمر هواریزه های لایه استراتوسفر کمتر است .
ب ) نتایج گرمایش گلخانه ای :
گرمایش گلخانه ای اثرات منفی و مثبت دارد نظام اقلیم جهانی متشکل از سامانه ها و عناصر پیچیده ای است که متقابلا با هم رابطه دارند ; یعنی از هم تاثیر می پذیرند و بر هم تاثیر می گذارند . از این رو ، گرمایش جو زمین سبب تقویت یک سیستم و یا تضعیف سیستم دیگر می شود . ولی در کل اثرات منفی گرمایش گل خانه ای بیشتر مشهود است و توجه دانشمندان را به خود جلب کرده است . در این جا برای درک بهتر وابط سیستم های جوی زمین ، به یکی از این روابط اشاره می شود .
نظریه بازخوردها
بازخورد ، یعنی نتیجه عمل یک پدیده موجب تقویت یا تضعیف آن پدیده یا دیگر پدیده ها می شود . بازخورد به دو دسته مثبت و منفی تقسیم می شود
(( بازخورد مثبت )) یعنی اثر یک پدیده باعث تشدید فعالیت ان پدیده می شود . مثلاً هرچه هوای جو گرم تر شود ، باعث افزایش تبخیر از سطح زمین می شود ازانجا که بخارآب هم دارای خاصیت گل خانه ای است ، به تشدید گرمایش زمین می انجامد .
((باخورد منفی )) یعنی نتیجه فعالیت یک پدیده یا سیستم باعث تضعیف آن پدیده می شود یا به عبارت دیگر ، بازخورد منفی ، باخورد مثبت را کنترل می کند . مثلا ًدر نتیجه ی گرمایش زمین بر اثر افزایش CO2 ، تبخیر از سطح دریاها بیشتر می شود و بر اثر آن ، ابرناکی جو زمین نیز افزایش می یابد که موجب افزایش ضریب آلبیدو انعکاس نور خورشید می شود و در نتیجه از شدت گرمایش زمین می کاهد . با توجه به افزایش مسلم CO2 درجو و نیز افزایش اندک گرمای کره ی زمین ، دانشمندان اثرات مثبت و منفی این پدیده را پیش بینی می کنند که تکیه ای بیشتر روی اثرات منفی است . بر اساس تحقیقات (( انستیتوگودار ) . دو برابر شدن CO2 بازخوردهایی به این شرح را در پی خواهد داشت : افزایش بخار اب 85/1 درصد ، توزیع بخار اب 90 درصد ، افزایش آلبیدو زمین 38 درصد افزایش پوشش ابری 42 درصد ] ذوالفقاری 1374[
اثرات پدیده ی گل خانه ای به شرح زیر است .
1- افزایش دمای سطح زمین
بر اثر افزایش CO2 تا حدود دو برابر ، پیش بینی می شود که دمای سطح زمین بین 3 تا 5 درجه افزایش خواهد یافت . هندرسون معتد است . با دوبرابر شدن CO2 انرژی دریافتی هر متر مربع معدل 2/4 وات افزایش خواهد یافت و نهایتاً 9/2 درجه ی کلوین ، دمی زمین افزایش می یابد و نوسانات حرارتی در سطح زمین بیشتر خواهدشد ] سیف ، 1376 [ .
(( سازمان محیط زیست آمریکا )) پیش بینی کرده است که تا سال 2040 میلادی ، دمای زمین به طور متوسط دو درجه افزایش خواهد یافت ] علیجانی و کاویانی [ بررسی های دانشمندان طی قرن گذشته ، افزایش دمای جو زمین ر به اثبات رسانده است .
2- افزایش دمای سطح زمین
افزایش دمای سطح زمین تغییراتی را در بارش مناطق متفاوت زمین به وجود خواهد آورد . در سطح جهانی ، میزان رطوبت افزایش خواهد یافت که بیشتر تغییرات اقلیمی متوجه عرض های بالاتر و بیرون از خاره خواهد بود ] علیجانی وکاویانی ، 1372 [افزایش گرمای جهانی بر اثر CO2 موجب تغییر الگوی بارش در عرض های 30 تا 50 درجه ی شمالسی خواهد شد . و از این رو ، در مناطق مذکور خشکی حاکم و موجب تشدید بیابان زایی خواهد شد . ولی در عرض های پایین تر از 30 درجه و بالتر از 50 درجه شمالی ، بارندگی ها افزایش خواهد یافت .
3-تغییردر آلبیدو زمین .
افزایش تبخیر از سطح اقیانوسها باعث افزایش ابرناکی در سطح جهان می شود و ضریب آلبیدو را بیشتر خواهد کرد . همین طور گسترش بیابانها در مناطق حاره و ذوب یخ ها دو برف های دائمی در قطب ها و کوهستانها تغییراتی را در آلبیدو زمین ایجاد خواهد کرد افزایش آلبیدو بر اثر ابرناکی و گسترش بیابانها به صورت یک بازخورد منفی عمل می کند ولی خروج زمین ها از زیر گستره ی یخ ها و برف های دائمی ،باعث جذب بیشتر انرژی خورشیدی می شود و به صورت بازخورد ثبت عمل می کند. تغییر در مرز برف در ارتفاعات ، از دیگر نتایج افزایش دمای زمین است ، به طوری که در صورت افزایش 3 درجه به دمای سطح زمین ، ارتفاع مرز برف 400 متر بالاتر خواهد رفت و مدت دوام آن 50 روز کمتر از میزان فعلی خواهد بود که در رژیم آب دهی رودخانه ، تاثیرات منفی ایجاد خواهد کرد. ذوب یخ های قطبی و کاهش آلبیدو و جذب اشعه های خورشید در زمین مناطق قطبی گرادیان دما بین قطب و استوا رکاهش خواهد داد.]غیور ومسعودیان [ و موجب تغییر در الگوی گردش عمومی جو زمین خواهد شد .
4-تغییر در سطح استاتیک آب ها .
از نتایج بارز افزایش دمای سطح زمین بالا رفتن سطح استاتیکی آب های آزاد براثر ذوب یخ های قطبی و کوهستانی است .این پدیده خسارات فراوانی را به ساحل نشینان وارد خواهد کرد و تاسیسات ، مزارع و ... به زیر آب خواهد رفت . دانشمندان معتقدند ،سطح آب اقیانوس اطلس طی 40سال اخیر 2 متر بالا آمده است و تا سال 2090میلادی نیز یک متر دیگر افزایش خواهد یافت و به شهرهای مهم ساحلی مثل نیویورک ، خسارات عمده ای واردخواهد شد .
افزایش co2 تا سال 2100میلادی ، به دمای زمین تا حدود 2/3درجه ی کلوین می افزاید و موجب بالا آمدن آب اقیانوس ها بین 21 تا 65 سانتی متر خواهد شد . در صورتی که تمام یخ های قطبی آب شوند ،سطح آب اقیانوس ها 70متر بالا خواهد آمد . گرمایش جهانی همچنین در الگوی جریان های دریایی نیز تاثیر خواهد گذاشت . جریان های عمودی وافقی اقیانوس ها براثر گرادیان دما و غلظت بین قطب و استوا و نیز سطح آب با عمق آن صورت می گیرد که گرمایش زمین مسلما" گرادیان دما را تغییر خواهد داد. این جریان به کندی صورت خواهد گرفت .
از سوی دیگر ، تغییر در الگوی بارش نیز در این پدیده (جریان دریایی ) موثر است . بیشترین نفوذ آب های اقیانوس به اعماق آن ، در عرض های متوسط در اطلس شمالی صورت می گیرد . افزایش بارندگی در این ناحیه به کاهش غلظت آب های منطقه منجر می شود و از پایین رفتن آن ها جلوگیری به عمل خواهد آورد ( نظیر کاری که افزایش دما خواهد کرد ) . در نتیجه ، در جریان گردش جهانی co2 اختلال بزرگی به وجود خواهد آمد ، به طوری که ثابت شده است ، بیشترین حجم co2 جهان به همراه املاح در کف اقیانوس ها ذخیره می شود .
5-صدمات کشاورزی
افزایش co2 و گرمایش زمین و به تبع آن تغییرات اقلیمی ، صدماتی را به کشاورزی جهان وارد خواهد کرد و قسمتهایی از زمین های کشاورزی در سواحل به زیر آب خواهند رفت. بیشترین صدمات متوجه کشاورزی مناطق حاره خواهند بود همین طور تغییر اقلیم ، فعالیت آفت های کشاورزی را تشدید می کند واز این طریق نیز ، کشاورزی صدمات فراوانی را متحمل خواهد شد.تخریب سیستم های کشاورزی با توجه به تغییرات مثبت کشاورزی در یک منطقه و تغییرات منفی در منطقه ای دیگر ، کمبود واد غذایی را در نقاط بحرانی و پر جمعیت موجب خواهد شد و موانع مهاجرت در جهان کنونی مشکلات پیچیده ی سیاسی انسانی را ایجاد خواهد کرد ]علیجانی و کاویانی ،1372[ .
6-رشد تولیدات کشاورزی از نکات مثبت گرمایش زمین
قبلا" اشاره شد که بر اثر گرمایش زمین ناشی از گازهای گل خانه ای پیش بینی شده است که بارندگی در منطقه ی پایینی حاره و بالاتر ار عرض 50درجه بیشتر شود . در نتیجه ، علی رغم خساراتی که در مناطق دیگر به کشاورزی وارد خواهد آمد ، در این مناطق تولیدات کشاورزی بیشتر خواهد شد . افزایش دما و افزایش غلظت co2 نیز باعث بهره وری بیشتر گیاهان می شود و رابطه ی خطی بین آنها وجود دارد بخصوص co2 تاثیر مستقیمی بر فتوسنتز گیاهان دارد و درضمن باعث بهره گیری گیاه از شدت نور تابشی می شود این موارد روی گیاهان سورگوم و سویا امتحان شده است ] محمودی ، قرشی 1376[ .
گروهی از محققان در مجموع ، تغییرات اقلیمی را به نفع کشاورزی دانسته اند و پیش بینی می کنند که بطور تخمینی حدود 50 درصد به تولیدات شاورزی اضافه شود .
ج ) نقش انسان در گرمایش جهانی و تغییر اقلیم
فعالیت انسان در چهار زمینه موجب تغییر آب وهوای کره ی زمین شده است 1-انتشار ازهای گل خانه ای 2-انتشار هوا ریزه ها ( آئروسل ) و گردوغبار 3-آلودگی های حرارتی 4-تغییر در ضریب انعکاس زمین (آلبیدو).
هر چند که شواهد اقلیم شناسی دیرینه نشانگر تغییرات آب وهوا یی در تاریخ زمین است که بردور از دخالت انسان بوده اند ولی بنا به نظر اکثر محققان ، تغییرات به وجود آمده ی فعلی و دیگر عواملی که تغییرات آینده را درپی خواهند داشت ، معلول دخالت انسان در تغییر اقلیم در کمیته ی بین المللی تغییر اقلیم (IPCC) نیز تائید شده است . ] نوریان ،1376[ .
بخش زیادی از لطمات وارده از سوی انسان بر طبیعت ، ناشی از تشدید فعالیت های صنعتی به ویژه در قرن اخیر بوده است .از یک طرف عوامل تغییر دهنده ی اقلیم ،مثل انتشار co2 و دیگر گازهای گل خانه ای وآلاینده های جوی را به طور گسترده وارد جو کرده واز سوی دیگر ، منابع کنترل کننده ( بازخورد های منفی ) طبیعی را نیز از بین برده است .
حضور آلاینده های جوی ناشی از فعالیت های طبیعت و انسان سبب اختلال در فتوسنتز و تنفس گیاهان شده و لطماتی را به فیزیولوژی ان ها وارد کرده است که به کاهش تولید منجر می شوند ، از جمله این آلاینده ها می توان آلاینده های گوگردی و co2 و نیتروژنی ( آمونیاک ، اکسید نیتروژن ، نیترات ها ) ازن و فلوئور را نام برد ] کوچکی و نظامی ،1376[ .
و)نتیجه و چاره اندیشی برای مطالعه
افزایش گازهای گل خانه ای و گرمایش ناشی از آن ، از سوی اکثر کشورها مورد قبول واقع شده است و چاره را درکاهش آلاینده های جوی و انتشار co2 می دانند که این موضوع را در کنفرانس 1988تورنتو قبول کردند و متضمن کاهش 10درصدی انتشار co2 تا سال 2010میلادی شدند . هزینه این کاهش برای کشورهای در حال توسعه 2تا 6درصد تولید ناخالص ملی است . ] نوریان ،1376[ .
محققان ، علاوه بر تائید کاهش انتشار co2 و دیگر گازها های گل خانه ای ، روش های دیگر را نیز برای کاستن از حجم co2 جو ارائه داده اند ، البته موارد مطرح شده درصد کمی از حجم co2 را دربر می گیرند و بزرگ ترین عامل کنترل کننده ی گازهای گل خانه ای خود طبیعت است بطوری که حجم عمده ای از co2 جو توسط اقیانوس ها و سپس خاک جذب می شود .
تئوری گرد وغبار آتشفشانی و پخش so2 بیانگر یکی از پدیده های طبیعی است که از شدت گرمایش زمین می کاهد و موجب سرمایش زمین می شود .بنابراین نظریه ، گردوغبار ناشی از فعالیت آتشفشانی ها و so2 منتشر شده از آتشفشان ها و فعالیت های انسانی ، نظیر آتش زدن مواد ارگانیک ، برعکس گازهای گل خانه ای عمل می کند و با انعکاس نور خورشید ، درصد کمی از آن را به سطح زمین هدایت می کند .هم چنین ، مانع خروج امواج بازتابی زمین نمی شوند
فعالیت آتشفشان پیناتوبو در فیلیپین به مدت دو سال موجب کاهشدمای متوسط زمین به میزان 3/0تا 5/.
درجه ی سانتیگراد شد .
با توجه به نظریه فوق ، هیئت بررسی اثرات گل خانه ای در ایالات متحده آمریکا ، در سال 1991پیشنهاد کرد که برای جلوگیری از گرمایش زمین ، با استفاده از توپ های بزرگ ، مقادیر زیادی گرد وغبار در لایه ی استراتوسفر پخش شود تا با انعکاس بخشی از نور خورشید ، گرمای زمین کاهش یابد .
این عده برای خنثی کردن میزان افزایش گرمای زمین ، پخش حدود 10 میلیون تن گرد وغبار را پیشنهاد کردند . گروه کثیری ار محققان ، جایگزینی سوخت ها را مطرح می کنند ومعتقدند که در مقطع فعلی شاید بهترین راه حل همین باشد .
عده ای استفاده از چوب هایی یا دوره ی رویش کوتاه (SRWC) را پیشنهاد داده اند .از سوختی که از چوب و اتانول به دست می اید ، می توان به جای سوخت های فسیلی استفاده کرد .
درختان افرای نقرهای ،سقز شیرین ، چنار امریکایی،سپیدار،و...از این گیاهان هستند 0
اما به نظر می رسد ، به توجه به کاربرد تنوع در سوخت های استحصال شده از انرژی فسیلی ، یافتن جایگزینی برای این محصولات روش مناسبی باشد .
مثلا" به جای سوختن بنزین در موتورهای نقلیه یا گرمایش منازل و ...می توان از گاز مایع استفاده کرد گاز متان در مقایسه با اکتان (بنزین ) ، انرژی برابر، ولی co2 کمتری تولید می کند .
جلوگیری از تخریب جنگل ها ، مرمت جنگل های مخروبه و ایجاد جنگل های مصنوعی بهترین روش طبیعی برای کاهش co2 جو است و ثبات شرایط آب وهوایی را در پی خواهد داشت .
تغییرات اقلیمی ناشی ازگرمایش گلخانه ای کره ی زمین از موضوع مورد توجه دانشمندان ، بخصوص اقلیم شناسان وجغرافی دانان است .بسیاری ازدانشجویان ، دبیران ودانش آموزان نیز به اطلاع از روند این پدیده ی نو وعوامل ونتایج مربوط به آن علاقمند هستند .
درخصوص پدیده گلخانه ای ونتایج آن ،مقالات فراوانی نوشته شده اند که البته هر کدام بخشی از موضوع را بررسی کرده اند در این مقاله سعی شده است کلیه ی جوانب موضوع گرمایش گلخانه ای به طور ساده وبه اختصار بیان شود .
در گرمایش گل خانه ای زمین ،بیش از 20گاز دخالت دارند که سهم گاز co2 بیش از بقیه است ومنبع مهم انتشار آن نیز ، فعالیت های بشری می باشد . بیشترین تاثیرات گرمایش گلخانه ای به تغییرات اقلیم وتغییردر الگوهای بارندگی ودمای کره ی زمین مربوط است واثرات این بی نظمی ها ، از هم اکنون آشکار شده است به نظر می رسد موثرترین چاره برای کنترل اثرات مضر این پدیده ،تجدید نظر در نحوه ی استفاده از سوخت های فسیلی و استفاده ی صحیح از منایع طبیعی ، مثل جنگل هاست .
در سالهای اخیر بحث در مورد اثرات گلخانه ای ،سایر مسائل مربوط به محیط زیست را تحت الشعاع قرار داده و اغلب به عنوان یک تهدید بزرگ و قریب الوقوع به مردم معرفی شده است .در حالیکه اینطور نیست ،از اینکه اثرات گلخانه ای یکی از تهدایدات جدی محیط زیست هستند و عوارض جانبی آن متوجه تمامی نقاط جهان است .بدون شک برای جلوگیری از تشدید آن باید در سراسر دنیا اقدام لازم بعمل آید .مقاله حاضر به این مسائل می پردازد .
مقدمه
پدیده تغییر اقلیم ،از زمان تشکیل جو کره ی زمین وجود داشته است و یکی از ویژگی های کره ی زمین محسوب می شود . شواهد زمین شناسی و بیولوژیکی یکی از فراوانی از یخچال ها و رسوبات مین در دسترس است که از تغییرات اقلیمی در دوره های متفاوت عمر کره ی زمین نشان دارند .
مطالعه رسوب های انباشته شده در دریاها و خشکی ها ، در اثار بدست آمده ار فسیل ها و سنگواره های گیاهان و جانوران ، بیانگر ظهور و تغییرانواع آب وهوا در یک منطقه است .ازشواهد مهم دراین خصوص ، زیست فیل ها و اسب های آبی حدود 100هزار سال پیش در محل فعلی لندن است [BRIGGS & SMITSON] سال 1994.
مطالعه حلقه رشد درختانی که چند هزار سال عمر کرده اند ، تغییرات آب وهوایی در طول حیات آنها را ثابت می کند .حتی از شواهد تاریخ بشری نیز می توان ، تغییر اقلیم را اسباط نمود .مدارک نشان می دهند که در بریتانیای قرن 17میلادی ،زمستان ها خیلی سرد بوده و نابودی محصولات کشاورزی نیز متداول نبوده است در حالیکه شواهد دیگری از بروز خشکسالی و قحطی های مداوم در قرن 12میلادی در انگلستان خبر می دهند{پیشین }
بنابراین ظهور تغییرات در اقلیم کره ی زمین پدیده ای تاریخی نیست ، ولی تغییرات جدید قدرت با تغییرات پیشین متفاوت است وان دخالت عاملی بنام انسان در تغییرات اب وهوای فعلی است .عقیده براین است که اکثر نوسانات وتغییرات طبیعی ،به مرور زمان به وسیله سیستم های طبیعی کره ی زمین کنترل می شوند و دخالت آنها تعادل ایجاد میکنند .
بنظر می رسد که ، دخالت انسان در سیستم طبیعی کره ی زمین ونقش مهم آن در فعال کردن یا تخریب برخی سیستم ها ، نقش طبیعت را در برقراری توازن در محیط جهانی ضعیف کرده که از مظاهر بارز آن ، تخریب جنگل ها و مراتع ، افزایش بیابان ها ، آلودگی آب و افزایش گاز گلخانه ای است .
مقاله حاضر کوشیده است به این پرسش ها پاسخ گوید:
الف ) پدیده گلخانه ای چیست ؟
ب ) عوامل بوجود آورنده آن کدامند ؟
ج ) اثرات و نتایج این پدیده چیست ؟
د ) واکنش های بین المللی در قبال گرمایش کره ی زمین کدام اند ؟
و ) برای کنترل اثرات نا مطلوب گرمایش گلخانه ای چه چاره ای می توان اندیشید؟
پدیده گلخانه ای چیست ؟
در جو اطراف کره زمین گازهای متنوعی وجود دارد که اگر تراکم برخی از گازها (گازهای سه اتمی و بالاتر ) در جو بیش از حد طبیعی آنها باشد ، به وقوع پدیده گلخانه ای می انجامد .
این گازها توانایی جذب انرژی گرمایی بازتابی از سطح زمین را دارند ، لذا می توانند موجب افزایش جذب انرژی گرمایی توسط جو شوند ودر نتیجه اثر گل خانه ای تشدید می شود به عبارت دیگر ، این گازها همانند شیشه های یک گلخانه ، اشعه های خورشیدی (امواج کوتاه ) را از خود عبور می دهند و به سطح زمین هدایت می کنند ولی از خروج اشعه های بازتابی زمین (امواج بلند) ممانعت می کنند و این امواج در لایه ی پایینی جو حبس و موجب گرم شدن این لایه می شوند .
امواج تابیده شده از خورشید و امواج زمینی که در واقع بازتاب همان امواج خورشید هستند ، هر دو الکترومغناطیسی اند و تفاوت انها در طول موج می با شد .
امواج خورشیدی را اصطلاحا" {امواج کوتاه} یا قابل رویت و امواج بازتاب زمینی را{ امواج بلند} یا مادون قرمز (غیر قابل رویت ) می نامند .
گازهای گلخانه ای به امواج بلند زمینی حساس اند و انها را جذب و به گرما تبدیل می کنند . اگر به بیلان انرژی خورشیدی در زمین توجه کنیم ، متوجه خواهیم شد که گرمایش جو زمین از طریق نور مستقیم خورشید نیست ،بلکه سطح زمین این نقش را بعهده دارد از مجموع 100واحد انرژی خورشیدی ، حدود 18واحد مستقیما" صرف گرم کردن جو زمین می شود و بعد از انعکاس قسمتی دیگر از نور خورشید ، 50واحد دیگر به سطح زمین می رسد که از مجموع آن هم ، 42 واحد از طریق گرمای نهان تبخیر ، بازتاب امواج بلند زمینی و رسانای مولکولی ،صرف گرمایش جو می شود ]علیجانی و کاویانی 1372[ .
بنابراین ، سهم زمین در مقایسه با امواج خورشیدی 7به 3 است .
در بیلان انرژی خورشیدی ، زمین باید تمام انرژی خورشیدی را به مرور از خود خارج کند تا از گرم شدن کره ای زمین جلوگیری شود .ولی حضور بیش از حد گازهای گل خانه ای در دراز مدت ،بر میزان دمای جو زمین می افزاید و اثرات نامطلوبی در سیستم های زیست محیطی برجای می گذارد .
کره زمین مرتبا" بوسیله اشعه خورشید گرم می شود ودر نتیجه این عمل از زمین اشعه حرارتی به هوا منعکس می گردد و تعادلی بین زمین و گرمای ناشی از تابش اشعه خورشید وجود داشت که دمای متوسط 15درجه کره ی زمین را باعث شده است .
حال اگر در اثر آلودگی هوا ، غلظت گازها در جو از حد طبیعی بیشتر شود ، عبور تشعشات حرارتی زمین از آن مشکلتر شده و این تشعشات در حد بین زمین و این قشر گازها محبوس و باعث گرم شدن کره زمین می شود .
الف ) عوامل موثر در ایجاد پدیده گل خانه ای :
در گرمایش زمین سه دسته عوامل دخالت دارند : 1) گازها 2)بخار آب 3) ذرات ائروسل .
1-گازها :
حدود 20نوع گاز اتمسفری ،دارای خاصیت گل خانه ای هستند]سیف ، 1376[ که منشاء طبیعی و انسانی دارند . یعنی برخی از این گازها توسط بشر به طبیعت وارد می شوند و برخی دیگر هم ، توسط خود طبیعت تولید می شوند . مهمترین این گازها عبارت است از :
دی اکسید کربن (co2) :
مهمترین گاز موثر دربروز پدیده گل خانه ای در جو زمین ، co2 است . شواهد نشان می دهد ، در قرون اخیر (به خصوص قرن 20) ، میزان co2 در جو افزایش یافته است 0
وجود رابطه مستقیم بین افزایش دما و افزایش co2 در جو زمین ، در قرون گذشته به اثبات رسیده است. آزمایشهایی که بر روی حبابب های هوای محبوس شده در یخ خای قطبی انجام کرفته است که درصد co2 در دوران یخبندان و بین یخبندان را نشان می دهد
در دوره های یخبندان ، غلظت co2 جو 30تا 50 درصد کمتر از میزان فعلی آن بوده ]سیف ، 1376[.
و غلظت کم این گاز در جو ، یکی از دلایل بروز یخبندان بوده است .در حالیکه درصد میلیون سال پیش که دمای زمین گرم تر بوده ، غلظت co2 جو حدود 6تا 10برابر میزان فعلی آن بوده است .غلظت فعلی این گاز در جو حدود ppm300 است و سالانه ppm 2/1 به غلظت آن اضافه می شود ]کرباسی و رحیمی ،1374[.
با روند فعلی انتشار co2 پیش بینی می شود که در سال 2040میلادی ، غلظت آن به دو برابر برسد ]ذوالفقاری ،1374[.هر چند پیش بینی های دانشمندان ارقام متفاوتی را ازمیزان co2 در آینده ارائه می دهند که غلظت این گاز را برای سال 2100میلادی حدود ppm 600 اعلام کرده است که بیشترین ذخیره آن در اقیانوس ها و سپس در خاک هاست .
ذخیره آن در اقیانوس ها 50 برابر ودر خاک 40 برابرجو است . در جو ، غلظت آن 0.03و مدت حضور آن 50 تا 200سال طول می کشد .
منابع انتشار co2
سالانه حدود هفت میلیون تن دی اکسید کربن وارد جو زمین می شود که حدود نیمی از آن را گیاهان و اقیانوس ها جذب می کنند و نیمی دیگر، در جو باقی می ماند. منابع انتشار co2 ، فعالیتهای موجودات زنده ، به خصوص در باطلاق ها ومرداب ها وجوامع جانوری ،و همینطور فعالیتهای آتشفشانی وانسانی ،از طریق استفاده از سوختهای فسیلی وسوزاندن جنگلها ومراتع است .
فعالیتهای صنعتی انسان که بخصوص در قرن اخیر بیشتر انرژِی خود را از ذغال سنگ ونفت بدست می اورد مقادیر زیادی co2 را که طی میلیونها سال گذشته در لایه های زمین بصورت مواد آلی انباشته شده بود ، به جو رهاء ساخته است هر چند افزایش جمعیت جهان لزوم افزایش مصرف انرژی بویژه سوختهای فسیلی را درپی دارد ولی این افزایش متانسب با رشد جمعیت نبوده است مثلا در ایران ، با وجود اینکه طی 50 ساله گذشته ، جمعیت در حدود 4 برابر شده است ، ولی میزان انتشار co2 حدود 30برابر افزایش یافته است یعنی ایران با داشتن یک درصد جمعیت جهان ، حدود دو نیم درصد از انتشار جهانی co2 را به خود اختصاص داده است .
سهم کشورهای صنعتی در co2 به مرتب بیشتر از کشورهای در حال توسعه است.
بین گازهای گلخانه ای ،co2 حدود 50٪ از اثر گلخانه ای را باعث شده است ] سیف ، 1376 [ و نقش اول را به عهده دارد .
وجود گازهای گلخانه ای ، از جمله co2 برای جو زمین ضروری است و در تعدیل دمای آن تاثیر دارد
گرمای زمین هنگام شب و در فصلهای سرد سال توسط گازهای گلخانه ای جو حفظ میشود سهم co2 در گرمایش زمین 32٪ و سهم بخار آب 65٪ است نبود این گازها دمای زمین را تا 18- درجه سانتیگراد سرد می کند در حالی که متوسط درمای فعلی آن 15درجه سانتیگراد است .
درگرمایش زمین ، علاوه بر افزایش co2 و دیگر گازهای گلخانه ای عوامل دیگری مثل تغییر موضع نسبی خورشید ، تغییرات تابش خورشید و ... موثراند انطباق فعالیت لکه های خورشیدی و افزایش جهانی co2 ، وجود همبستگی مثبت بین این دو را 3000 سال پیش تا به امروز نشان می دهد . ] خالری 1370 [
بخارآب
وجود بخار آب ، رابطه مستقیم با گرمای زمین و تشعشع خورشیدی دارد . از این رو ، در دوره ی سرد سال و همینطور در دوره های یخ بندان ، مقدار آن در جو کم است . بخار آب توانائی جذب امواج مادون قرمزو بازتابی از سطح زمین را دارد و موجب گرم شدن جو پائین میشود و مجددا در افزایش تبخیر از سطح دریا و اقیانوسها نقش ایفاء می کند .
ابر
تراکم بخار آب در جو موجب تشکیل ابر می شود ابر نقش دوگانه ای بر عهده دارد : اول اینکه همانند بخار اب توانائی جذب امواج بازگشتی از سطح زمین را دارد و باعث کرمایش زمین و جو پائینی می شود این نکته را همه ما در زمستان و شبهای ابری که هوا قدری گرم میشود تجربه کرده ایم .
ابرهای بالای ( سیروسها ) که ابرهای نازک و شفاف هستند ، اشعه های خورشید را از خود عبور می دهند و امواج زمینی را به خود جذب می کنند دوم اینکه ابرها باعث سرد شدن زمین می شوند یعنی از ورود اشعه های خورشید به سطح زمین جلوگیری می کنند . ابرهای پائینی ( استراتوسها ) که ابرهای ضخیم و تیره رنگ هستند ، با درصد بالای (( آلبیدو )) اشعه های خورشید این نقش را برعهده دارند بنابراین ، افزایش بخارآب جو ، می تواند تاثیرات منفی و مثبت در گمایش زمین بگذارد .
متان (CH 4 )
گاز متان نیز امواج بلند زمینی را جذب می کند منبع انتشار آن مرداب ها ، شالیزارها ، سوزاندن مواد آلی ، فعالیت موریانه ها ، مزارع برنج ، دامپروری ها ، اکوسیستمهای آبی و غیره هست . دوام آن در جو حدود 10 سال است و با گرم شدن زمین ، انتشار آن نیز بیشتر می شود غلظت آن قبل از انقلاب صنعتی حدود PPM 8/0 بود و در حال حاضر PPM 7/1 رسیده است .
متان امروزه بعنوان سوخت برای تامین انرژی مورد استفاده قرار می گیرد این گاز ، علاوه بر اثر گلخانه ای ، باعث تخریب لایه ازن نیز می شود و هر ساله یک درصد به ان افزوده می شود گاز هیدروکسیل (HO) کنترل کننده متان در جو است و این دو گاز نسبت عکس با یکدیگر دارند .
ازن (O3)
در دو لایه ای استراتوسفر ( لایه بالا) و تروپرسفر( لایه پائینی ) وجود دارد و بیشترین حجم آن در لایه ی استراتوسفر موجود است نقش این گاز جذب اشعه ی ماورائ بنفش خورشید است . ازن یک لایه ، خاصیت گل خانه ای ندارد ولی ازن تروپرسفری علاوه بر مضرات دیگر که برای انسان و گیاهان دارد ، نقش گل خانه ای نیز دارد . ازن تروپوسفری در نتیجه فعالیت های صنعتی و ماشین آلات حمل و نقل وارد هوا می شود ] کوچکی و نظامی ، 1376 [
اکسید نیترو ( N2O )
این گاز علاوه بر نقش گل خانه ای ، خود باعث تخریب لایه ای ازن نیز می شود . درمقابل اشعه های خورشید ، تولید اکسید نیتریک می کند که سبب کاهش غلظت ازن می شود . مقدار NO2 درجو حدود PPM 310 است . منبع انتشار این گاز خاک است و علاوه بر آن ، از طریق سوخت هواپیماهای مافوق صوت نیز وارد جو می شود .
کلر( CL) ، فلور (F) ، کربن ( C )
نقش اصلی این گروه گازها ، تخریب لابه ی ازن است ، ولی خاصیت گل خانه ای نیز دارند . توسط اشعه ماوراء بنفش خورشید شکسته و به اتم های فعال Br ، CL تبدیل می شود که قادر به از بین بردن لایه ی ازن هستند . منبع انتشار این گازها ، صنایع ابر سازی ، صنایع کود شیمیایی ، صنایع اسفنج سازی ، سوخت هواپیما ، حلال ها ، اسپری ها و ... است . در صورت تخریب لایه ی ازن و نفوذ اشعه ی ماوراء بنفش زمین ، لطمه فراونی به گیاهان و پلانکتون های دریایی وارد می شود که جاذب اصلی CO2 در سطح زمین هستند .
2- هواریزه ها (آئروسل ها )
هواریزه ها ، ذرات ریز معلق در هوا هستند که بر حسب وزنشان ، در ارتفاعات متفاوت جو قرار می گیرند منشاء آنها ، فعالیتهای آتشفشانی ، آتش سوزی جنگل ها ، برخورد شهاب سنگها با جو زمین و ذرات جدا شده از امواج شدید دریاست . در جو زمین دو نقش برعهده دارند :
اول) به طورغیر مستقیم در تراکم بخار آب و تشکیل ابر موثرند .
دوم ) به طور مسقیم باعث جذب و انعکاس اشعه خورشیدی و امواج زمینی می شوند هواریزه های موجود در لایه استراتوسفر بیشتر اشعه های خورشیدی را جذب و منعکس می کنند . بنابراین به عنوان عاملی منفی ( بازخورد منفی ) در گرمایش زمین عمل میکنند . ولی نقش هوارریزه های موجود در لایه پائینی تروپوسفر ، بیشتر جذب امواج بازتابی زمین و ایجاد پدیده گلخانه ای است . عمر این هواریزه های از عمر هواریزه های لایه استراتوسفر کمتر است .
ب ) نتایج گرمایش گلخانه ای :
گرمایش گلخانه ای اثرات منفی و مثبت دارد نظام اقلیم جهانی متشکل از سامانه ها و عناصر پیچیده ای است که متقابلا با هم رابطه دارند ; یعنی از هم تاثیر می پذیرند و بر هم تاثیر می گذارند . از این رو ، گرمایش جو زمین سبب تقویت یک سیستم و یا تضعیف سیستم دیگر می شود . ولی در کل اثرات منفی گرمایش گل خانه ای بیشتر مشهود است و توجه دانشمندان را به خود جلب کرده است . در این جا برای درک بهتر وابط سیستم های جوی زمین ، به یکی از این روابط اشاره می شود .
نظریه بازخوردها
بازخورد ، یعنی نتیجه عمل یک پدیده موجب تقویت یا تضعیف آن پدیده یا دیگر پدیده ها می شود . بازخورد به دو دسته مثبت و منفی تقسیم می شود
(( بازخورد مثبت )) یعنی اثر یک پدیده باعث تشدید فعالیت ان پدیده می شود . مثلاً هرچه هوای جو گرم تر شود ، باعث افزایش تبخیر از سطح زمین می شود ازانجا که بخارآب هم دارای خاصیت گل خانه ای است ، به تشدید گرمایش زمین می انجامد .
((باخورد منفی )) یعنی نتیجه فعالیت یک پدیده یا سیستم باعث تضعیف آن پدیده می شود یا به عبارت دیگر ، بازخورد منفی ، باخورد مثبت را کنترل می کند . مثلا ًدر نتیجه ی گرمایش زمین بر اثر افزایش CO2 ، تبخیر از سطح دریاها بیشتر می شود و بر اثر آن ، ابرناکی جو زمین نیز افزایش می یابد که موجب افزایش ضریب آلبیدو انعکاس نور خورشید می شود و در نتیجه از شدت گرمایش زمین می کاهد . با توجه به افزایش مسلم CO2 درجو و نیز افزایش اندک گرمای کره ی زمین ، دانشمندان اثرات مثبت و منفی این پدیده را پیش بینی می کنند که تکیه ای بیشتر روی اثرات منفی است . بر اساس تحقیقات (( انستیتوگودار ) . دو برابر شدن CO2 بازخوردهایی به این شرح را در پی خواهد داشت : افزایش بخار اب 85/1 درصد ، توزیع بخار اب 90 درصد ، افزایش آلبیدو زمین 38 درصد افزایش پوشش ابری 42 درصد ] ذوالفقاری 1374[
اثرات پدیده ی گل خانه ای به شرح زیر است .
1- افزایش دمای سطح زمین
بر اثر افزایش CO2 تا حدود دو برابر ، پیش بینی می شود که دمای سطح زمین بین 3 تا 5 درجه افزایش خواهد یافت . هندرسون معتد است . با دوبرابر شدن CO2 انرژی دریافتی هر متر مربع معدل 2/4 وات افزایش خواهد یافت و نهایتاً 9/2 درجه ی کلوین ، دمی زمین افزایش می یابد و نوسانات حرارتی در سطح زمین بیشتر خواهدشد ] سیف ، 1376 [ .
(( سازمان محیط زیست آمریکا )) پیش بینی کرده است که تا سال 2040 میلادی ، دمای زمین به طور متوسط دو درجه افزایش خواهد یافت ] علیجانی و کاویانی [ بررسی های دانشمندان طی قرن گذشته ، افزایش دمای جو زمین ر به اثبات رسانده است .
2- افزایش دمای سطح زمین
افزایش دمای سطح زمین تغییراتی را در بارش مناطق متفاوت زمین به وجود خواهد آورد . در سطح جهانی ، میزان رطوبت افزایش خواهد یافت که بیشتر تغییرات اقلیمی متوجه عرض های بالاتر و بیرون از خاره خواهد بود ] علیجانی وکاویانی ، 1372 [افزایش گرمای جهانی بر اثر CO2 موجب تغییر الگوی بارش در عرض های 30 تا 50 درجه ی شمالسی خواهد شد . و از این رو ، در مناطق مذکور خشکی حاکم و موجب تشدید بیابان زایی خواهد شد . ولی در عرض های پایین تر از 30 درجه و بالتر از 50 درجه شمالی ، بارندگی ها افزایش خواهد یافت .
3-تغییردر آلبیدو زمین .
افزایش تبخیر از سطح اقیانوسها باعث افزایش ابرناکی در سطح جهان می شود و ضریب آلبیدو را بیشتر خواهد کرد . همین طور گسترش بیابانها در مناطق حاره و ذوب یخ ها دو برف های دائمی در قطب ها و کوهستانها تغییراتی را در آلبیدو زمین ایجاد خواهد کرد افزایش آلبیدو بر اثر ابرناکی و گسترش بیابانها به صورت یک بازخورد منفی عمل می کند ولی خروج زمین ها از زیر گستره ی یخ ها و برف های دائمی ،باعث جذب بیشتر انرژی خورشیدی می شود و به صورت بازخورد ثبت عمل می کند. تغییر در مرز برف در ارتفاعات ، از دیگر نتایج افزایش دمای زمین است ، به طوری که در صورت افزایش 3 درجه به دمای سطح زمین ، ارتفاع مرز برف 400 متر بالاتر خواهد رفت و مدت دوام آن 50 روز کمتر از میزان فعلی خواهد بود که در رژیم آب دهی رودخانه ، تاثیرات منفی ایجاد خواهد کرد. ذوب یخ های قطبی و کاهش آلبیدو و جذب اشعه های خورشید در زمین مناطق قطبی گرادیان دما بین قطب و استوا رکاهش خواهد داد.]غیور ومسعودیان [ و موجب تغییر در الگوی گردش عمومی جو زمین خواهد شد .
4-تغییر در سطح استاتیک آب ها .
از نتایج بارز افزایش دمای سطح زمین بالا رفتن سطح استاتیکی آب های آزاد براثر ذوب یخ های قطبی و کوهستانی است .این پدیده خسارات فراوانی را به ساحل نشینان وارد خواهد کرد و تاسیسات ، مزارع و ... به زیر آب خواهد رفت . دانشمندان معتقدند ،سطح آب اقیانوس اطلس طی 40سال اخیر 2 متر بالا آمده است و تا سال 2090میلادی نیز یک متر دیگر افزایش خواهد یافت و به شهرهای مهم ساحلی مثل نیویورک ، خسارات عمده ای واردخواهد شد .
افزایش co2 تا سال 2100میلادی ، به دمای زمین تا حدود 2/3درجه ی کلوین می افزاید و موجب بالا آمدن آب اقیانوس ها بین 21 تا 65 سانتی متر خواهد شد . در صورتی که تمام یخ های قطبی آب شوند ،سطح آب اقیانوس ها 70متر بالا خواهد آمد . گرمایش جهانی همچنین در الگوی جریان های دریایی نیز تاثیر خواهد گذاشت . جریان های عمودی وافقی اقیانوس ها براثر گرادیان دما و غلظت بین قطب و استوا و نیز سطح آب با عمق آن صورت می گیرد که گرمایش زمین مسلما" گرادیان دما را تغییر خواهد داد. این جریان به کندی صورت خواهد گرفت .
از سوی دیگر ، تغییر در الگوی بارش نیز در این پدیده (جریان دریایی ) موثر است . بیشترین نفوذ آب های اقیانوس به اعماق آن ، در عرض های متوسط در اطلس شمالی صورت می گیرد . افزایش بارندگی در این ناحیه به کاهش غلظت آب های منطقه منجر می شود و از پایین رفتن آن ها جلوگیری به عمل خواهد آورد ( نظیر کاری که افزایش دما خواهد کرد ) . در نتیجه ، در جریان گردش جهانی co2 اختلال بزرگی به وجود خواهد آمد ، به طوری که ثابت شده است ، بیشترین حجم co2 جهان به همراه املاح در کف اقیانوس ها ذخیره می شود .
5-صدمات کشاورزی
افزایش co2 و گرمایش زمین و به تبع آن تغییرات اقلیمی ، صدماتی را به کشاورزی جهان وارد خواهد کرد و قسمتهایی از زمین های کشاورزی در سواحل به زیر آب خواهند رفت. بیشترین صدمات متوجه کشاورزی مناطق حاره خواهند بود همین طور تغییر اقلیم ، فعالیت آفت های کشاورزی را تشدید می کند واز این طریق نیز ، کشاورزی صدمات فراوانی را متحمل خواهد شد.تخریب سیستم های کشاورزی با توجه به تغییرات مثبت کشاورزی در یک منطقه و تغییرات منفی در منطقه ای دیگر ، کمبود واد غذایی را در نقاط بحرانی و پر جمعیت موجب خواهد شد و موانع مهاجرت در جهان کنونی مشکلات پیچیده ی سیاسی انسانی را ایجاد خواهد کرد ]علیجانی و کاویانی ،1372[ .
6-رشد تولیدات کشاورزی از نکات مثبت گرمایش زمین
قبلا" اشاره شد که بر اثر گرمایش زمین ناشی از گازهای گل خانه ای پیش بینی شده است که بارندگی در منطقه ی پایینی حاره و بالاتر ار عرض 50درجه بیشتر شود . در نتیجه ، علی رغم خساراتی که در مناطق دیگر به کشاورزی وارد خواهد آمد ، در این مناطق تولیدات کشاورزی بیشتر خواهد شد . افزایش دما و افزایش غلظت co2 نیز باعث بهره وری بیشتر گیاهان می شود و رابطه ی خطی بین آنها وجود دارد بخصوص co2 تاثیر مستقیمی بر فتوسنتز گیاهان دارد و درضمن باعث بهره گیری گیاه از شدت نور تابشی می شود این موارد روی گیاهان سورگوم و سویا امتحان شده است ] محمودی ، قرشی 1376[ .
گروهی از محققان در مجموع ، تغییرات اقلیمی را به نفع کشاورزی دانسته اند و پیش بینی می کنند که بطور تخمینی حدود 50 درصد به تولیدات شاورزی اضافه شود .
ج ) نقش انسان در گرمایش جهانی و تغییر اقلیم
فعالیت انسان در چهار زمینه موجب تغییر آب وهوای کره ی زمین شده است 1-انتشار ازهای گل خانه ای 2-انتشار هوا ریزه ها ( آئروسل ) و گردوغبار 3-آلودگی های حرارتی 4-تغییر در ضریب انعکاس زمین (آلبیدو).
هر چند که شواهد اقلیم شناسی دیرینه نشانگر تغییرات آب وهوا یی در تاریخ زمین است که بردور از دخالت انسان بوده اند ولی بنا به نظر اکثر محققان ، تغییرات به وجود آمده ی فعلی و دیگر عواملی که تغییرات آینده را درپی خواهند داشت ، معلول دخالت انسان در تغییر اقلیم در کمیته ی بین المللی تغییر اقلیم (IPCC) نیز تائید شده است . ] نوریان ،1376[ .
بخش زیادی از لطمات وارده از سوی انسان بر طبیعت ، ناشی از تشدید فعالیت های صنعتی به ویژه در قرن اخیر بوده است .از یک طرف عوامل تغییر دهنده ی اقلیم ،مثل انتشار co2 و دیگر گازهای گل خانه ای وآلاینده های جوی را به طور گسترده وارد جو کرده واز سوی دیگر ، منابع کنترل کننده ( بازخورد های منفی ) طبیعی را نیز از بین برده است .
حضور آلاینده های جوی ناشی از فعالیت های طبیعت و انسان سبب اختلال در فتوسنتز و تنفس گیاهان شده و لطماتی را به فیزیولوژی ان ها وارد کرده است که به کاهش تولید منجر می شوند ، از جمله این آلاینده ها می توان آلاینده های گوگردی و co2 و نیتروژنی ( آمونیاک ، اکسید نیتروژن ، نیترات ها ) ازن و فلوئور را نام برد ] کوچکی و نظامی ،1376[ .
و)نتیجه و چاره اندیشی برای مطالعه
افزایش گازهای گل خانه ای و گرمایش ناشی از آن ، از سوی اکثر کشورها مورد قبول واقع شده است و چاره را درکاهش آلاینده های جوی و انتشار co2 می دانند که این موضوع را در کنفرانس 1988تورنتو قبول کردند و متضمن کاهش 10درصدی انتشار co2 تا سال 2010میلادی شدند . هزینه این کاهش برای کشورهای در حال توسعه 2تا 6درصد تولید ناخالص ملی است . ] نوریان ،1376[ .
محققان ، علاوه بر تائید کاهش انتشار co2 و دیگر گازها های گل خانه ای ، روش های دیگر را نیز برای کاستن از حجم co2 جو ارائه داده اند ، البته موارد مطرح شده درصد کمی از حجم co2 را دربر می گیرند و بزرگ ترین عامل کنترل کننده ی گازهای گل خانه ای خود طبیعت است بطوری که حجم عمده ای از co2 جو توسط اقیانوس ها و سپس خاک جذب می شود .
تئوری گرد وغبار آتشفشانی و پخش so2 بیانگر یکی از پدیده های طبیعی است که از شدت گرمایش زمین می کاهد و موجب سرمایش زمین می شود .بنابراین نظریه ، گردوغبار ناشی از فعالیت آتشفشانی ها و so2 منتشر شده از آتشفشان ها و فعالیت های انسانی ، نظیر آتش زدن مواد ارگانیک ، برعکس گازهای گل خانه ای عمل می کند و با انعکاس نور خورشید ، درصد کمی از آن را به سطح زمین هدایت می کند .هم چنین ، مانع خروج امواج بازتابی زمین نمی شوند
فعالیت آتشفشان پیناتوبو در فیلیپین به مدت دو سال موجب کاهشدمای متوسط زمین به میزان 3/0تا 5/.
درجه ی سانتیگراد شد .
با توجه به نظریه فوق ، هیئت بررسی اثرات گل خانه ای در ایالات متحده آمریکا ، در سال 1991پیشنهاد کرد که برای جلوگیری از گرمایش زمین ، با استفاده از توپ های بزرگ ، مقادیر زیادی گرد وغبار در لایه ی استراتوسفر پخش شود تا با انعکاس بخشی از نور خورشید ، گرمای زمین کاهش یابد .
این عده برای خنثی کردن میزان افزایش گرمای زمین ، پخش حدود 10 میلیون تن گرد وغبار را پیشنهاد کردند . گروه کثیری ار محققان ، جایگزینی سوخت ها را مطرح می کنند ومعتقدند که در مقطع فعلی شاید بهترین راه حل همین باشد .
عده ای استفاده از چوب هایی یا دوره ی رویش کوتاه (SRWC) را پیشنهاد داده اند .از سوختی که از چوب و اتانول به دست می اید ، می توان به جای سوخت های فسیلی استفاده کرد .
درختان افرای نقرهای ،سقز شیرین ، چنار امریکایی،سپیدار،و...از این گیاهان هستند 0
اما به نظر می رسد ، به توجه به کاربرد تنوع در سوخت های استحصال شده از انرژی فسیلی ، یافتن جایگزینی برای این محصولات روش مناسبی باشد .
مثلا" به جای سوختن بنزین در موتورهای نقلیه یا گرمایش منازل و ...می توان از گاز مایع استفاده کرد گاز متان در مقایسه با اکتان (بنزین ) ، انرژی برابر، ولی co2 کمتری تولید می کند .
جلوگیری از تخریب جنگل ها ، مرمت جنگل های مخروبه و ایجاد جنگل های مصنوعی بهترین روش طبیعی برای کاهش co2 جو است و ثبات شرایط آب وهوایی را در پی خواهد داشت .
دیدگاه ها