_{تالیف: دکتر سلطانی نژاد}

 

"بنام خداوند بزرگ"

گرمای جهانی و علوم مربوط به تغییرات اقلیم:

تا قبل از انقلاب صنعتی، اقلیم زمین بنحو شگفت انگیزی و بصورت کامل توسط تاثیرات و فرآیندهای طبیعی مدیریت می شد.

بر اساس شواهد موجود در قلب یخ های قطبی و رسوبات بسیار قدیمی، نوسانات بسیار زیادی در اقلیم جهانی سیاره زمین بوجود آمده است.

 

 

 

"بنام خداوند بزرگ"

گرمای جهانی و علوم مربوط به تغییرات اقلیم:

تا قبل از انقلاب صنعتی، اقلیم زمین بنحو شگفت انگیزی و بصورت کامل توسط تاثیرات و فرآیندهای طبیعی مدیریت می شد.

بر اساس شواهد موجود در قلب یخ های قطبی و رسوبات بسیار قدیمی، نوسانات بسیار زیادی در اقلیم جهانی سیاره زمین بوجود آمده است.

از طرفی دیگر تئوری معروف میلانکووتیچ (Milankovitch) اظهار می دارد که تغییرات طبیعی بسیار طولانی و دراز مدت در تغییر درجه حرارت زمین عمدتاً توسط چرخه های 26000 تا 100000 ساله در جریانها و نوسانات تابشهای خورشیدی که به علت تغییرات چرخشی زمین بوجود آمده، مدیریت می شده است.

مقایسه سوابق تاریخی درجه حرارت و گازهای گلخانه نیز روشن می نماید که تغییرات درجه حرارت با تغییرات در گازهای گلخانه ای اصلی ناشی از منابع طبیعی(biogenic) از همبستگی بسیار بالائی برخوردار است.

یعنی گازهای گلخانه ای از قبیل CO₂ و methane و درجه حرارت نیز توسط حوادث دوره ائی مثل گرد و خاک ناشی از فعالیت های آتشفشانی یا شرایط خشک گسترده جهانی، همواره در اقلیم اثر داشته اند.

تا چند دهه بیش اعتقاد بر این بود که حضور انسان در سیاره زمین برای تاثیر در محیط طبیعی کافی نبوده است، ولی واقعیت این است که با آغاز انقلاب صنعتی در دهه 1600 میلادی و ادامه آن در دهه های 1700 و 1800 میلادی، نشان داد که فعالیت های انسانی تغییرات وسیعی در جهان طبیعی ایجاد کرده اند.

با شروع این دوره هزار ساله انتشار و آلاینده های ناشی از فعالیت های انسانی، هم اکنون این استعداد و توانمندی را دارند که حیات را در سیاره زمین به مخاطره بیندازند.

رصدهای جهانی شواهد متقنی را در خصوص فعالیت های انسانی از قبیل سوزاندن سوخت های فسیلی، توسعه کشاورزی، تولید انواع ضایعات، تولید مواد شیمیائی مصنوعی، سوزاندن زیست توده و تغییرات گسترده در نحوه کاربری زمین، همگی به شکل قابل ملاحظه ای سطوح تابش های خورشیدی و گازهای به لحاظ شیمیائی فعال گلخانه ای را و نیز آئروسلها را در اتمسفر این سیاره تغییر داده اند.

این تغییرات در گازهای گلخانه ای باعث افزایش درجه حرارت سیاره شده اند. این چنین وضعیتی که شرح آن رفت، در واقع گرمائی جهانی(Global warming) یا تغییر اقلیم (Climate change) نام دارد.

گرمای گلخانه ای یک پدیده طبیعی است که به علت وجود گازهای گلخا نه ای طبیعی(NGHGs) در اتمسفر سیاره زیبای زمین ایجاد میشود. این گازها(NGHGs) بیشتر تابش های مادون قرمز  که از زمین به طرف فضای لایتناهی فرار می کنند را جذب می نمایند.

تابش بدام انداخته شده توسط این گازهای محافظ حیات، اتمسفر پائین زمین را گرم نگه می دارد.

بعبارت دیگر اگر مکانیزم گل خانه ای در سیاره زمین تعطیل گردد سرنوشت حیات نامعلوم خواهد بود، سیاره زمین سرد، بی جان و دمای آن بشدت در نوسان خواهد بود و برای حیات نامتعادل میگردد.

تفسیر این موضوع این گونه رقم می خورد، فرض کنید در منطقه ای حرارت زمین 30 درجه سانتی گراد باشد، اگر گازهای گلخانه ای عمل نکنند، درجه حرارت زمین به سمت صفر میل می کند و در چنین شرایطی حیات در سیاره زمین نامیسر می گردد.

پدیده گازهای خانه ای در سیاره زمین اثر گلخانه ای(green house effect)        نام دارد.

این اثر، حیات(life) را در سیاره زمین زنده(survive) نگاه می دارد. گازهای اصلی گلخانه ای که در این اثر طبیعی(natural effect) نقش عمده و بارزی دارند، اساساً گازهائی هستند که منبع و منشاء طبیعی (natural source) دارند.

بخار آب(H₂O) ، دی اکسید کربن(CO₂) ، متان(CH₄)، نیتروس اکسید{(nitrous oxide)N₂o} و اوزن تولید شده در تروپسفر{(Tropospheric ozone، O₃} از جمله این گازهای گلخانه ای طبیعی بشمار می روند.

در واقع مشکل گرمای جهانی اثر افزایش یافته گازهای گلخانه ای است.                (enhanced green house effect).

اساساً اثر گلخانه ای از آغاز دورانهای صنعتی بنحو پایداری در افزایش غلظت این گازها در اتمسفر افزایش یافته است.

فراوانی و افزایش غلظت مواد شیمیائی گلخانه ای بعلت انتشار گازهای ناشی از فعالیت های انسانی است.

با بالا رفتن غلظت گازهای گلخانه ای تعادل تابشی سیاره زمین بهم خورده و نتیجه آن گرم شدن سطح سیاره زمین بوده است.

گازهای اصلی گلخانه ای که توسط فعالیت های انسانی تحت تاثیر نامطلوب قرار گرفته، گازهای CO₂، CH₄، N₂O و O₃تروپسفری می باشند.

گازهای CFC مخصوصاً CFC-11 و CFC-12 مسئول تخریب لایه اوزن بوده اند.

آئروسلهای ناشی از فعالیتهای انسانی، مخصوصاً سوزاندن سوخت های فسیلی، تابش های مادون قرمز زمین و اشعه های خورشیدی را پخش یا جذب می کنند و نتیجه این مهم سرد شدن سطح سیاره زمین را بدنبال دارد(Cooling and heating effect).

واقعیت این است که اگر بخواهیم گاز CO₂ و سایر گازهای گلخانه ای را کاهش دهیم، باید مصرف انرژی جهانی را به حداقل میزان ممکن برسانیم.

اگر انتشار گازهای گلخانه ای محدود نشود، بر اساس شواهد متقن علمی باید به این ایده برسیم که در چند دهه آینده شاهد گرم شدن فوق العاده گسترده سیاره زمین خواهیم بود.

این چنین گرمائی جهانی خواهد بود، ولی اثرات منطقه این گرما از شدت های متفاوتی برخوردار خواهد گشت، انتظار می رود که تغییرات همزمان(Concomitant) در الگوهای درجه حرارت، نزولات جوی و سطح دریاها بوجود آید که اثرات نامطلوب آن بر جامعه بشری، سیستم های اقتصادی و جنبه های محیط زیستی موجود در سیاره زمین اجتناب ناپذیر است.

با افزایش جمعیت جهان می توان انتظار داشت که اثرات نه تنها در نواحی کشاورزی و منابع آب متمرکز شود، بلکه امنیت غذائی جهان را نیز مختل می کند، و با بالا آمدن سطح آب دریاها سکونت گاههای ساحلی که شامل تعداد شهرهای اصلی ساحلی است را نیز تحت تاثیر نامطلوب قرار می دهد. این اثرات فعالیت اقتصادی و رفاه عمومی هر ملتی را تحت شعاع خود قرار می دهد.

ما در این فصل بر اساس جدیدترین دریافت های عملی در خصوص گرمای جهانی یعنی تاثیرات فزآینده فعالیت های انسانی بر سیستم اتمسفر زمین که گرما را موجب شده است بتفصیل سخن خواهیم گفت.

ابتدا تاریخچه ئی از غلظت گازهای گلخانه ای و اثرات آنها بر اقلیم را بر ملا کرده و سپس روندهای آینده متقاعد کننده را تشریح می نمائیم.

در پایان با بحث طولانی مربوط به اثرات پتانسیل(بالقوه) اقلیم و بررسیهای سیاست های جاری سخن را خاتمه می دهیم.

 

شواهد تاریخی اثرات فعالیت های انسانی بر اقلیم:

 

الف: افزایش غلظت گازهای گلخانه ای و آئروسلها:

آنالیز حبابهای هوای بدام انداخته شده در مرکز یخهای قطبی نشان می دهد که قبل از انقلاب صنعتی، غلظت اتمسفری گازهای گلخانه ای بدام اندازنده گرما                  (heat – trapping) نسبتاً ثابت بوده است.

در اواسط دهه 1700 میلادی، جهان بطرز فزآینده ئی صنعتی گردید. در خلال این درگیریهای صنعتی، استفاده های فزآینده شگفت آوری از سوخت های فسیلی بر پایه کربن مخصوصاً ذغال سنگ، نفت و گاز طبیعی برای تامین نیازهای انرژی صورت پذیرفت.

در طی این دوره نیز مواد شیمیائی مصنوعی برای تهیه محصولات مهم ساخته شد و بر همین اساس، جمعیت بنحو بیسابقه ای چند برابر گردید و به تبع آن فعالیت های کشاورزی نیز افزایش پیدا کرد.

همه عوامل فوق باعث گردید که استفاده از انرژی بشکل فزآینده ائی در دستور کار قرار گیرد و جنگل زدائی  نیز عمدتاً در مناطق حاره ئی نیز فزونی گرفت.

مجدداً اگر همه موارد فوق را مدنظر قرار دهیم، به این نتیجه می رسیم که افزایش روز افزون سوخت های فسیلی، تولید مواد شیمیائی مصنوعی و کشاورزی، باعث گردیده اند که انتشار گازهای گل خانه ای و آئروسلها بسرعت افزایش یابند.

روندهای غلظت اتمسفری مشاهده شده و انتشارات جاری تخمین زده شده گازهای گلخانه ئی مهم(CO₂، CH₄، N₂O ، اوزن تروپسفری، CFC-11 و CFC-12 و آئروسلها) بشرح ذیل است:

البته چند گاز دیگر، از قبیلCO و NMHC و NO_x در اتمسفر وجود دارند که بخودی خود گازهای گلخانه ای مهمی تلقی نمی شوند، ولی منادیان بسیار مهمی برای تولید اوزن تروپسفری محسوب می گردند.

 

بخار آب: (H₂O):

بخار آب مهمترین گاز گلخانه ای (GHG) در اتمسفر است.

در واقع بیشترین تاثیر گلخانه ای طبیعی مربوط به آب است و آب از این منظر بسیار مهم تلقی می گردد، یعنی اگر آب در اتمسفر وجود نداشته باشد، معلوم نیست که گازهای گلخانه ای دیگر بتوانند جای خالی آنرا پر کنند، همانگونه که آب در همه سامانه های طبیعی حیات بسیار مهم است. در تعادل گرمائی سیاره زمین نیز از اهمیت فوق العاده بالائی برخوردار می باشد.

بخار آب اشعه های مادون قرمز منتشره از زمین در طول موجهای متفاوت  را جذب می کند و فقط یک پنجره اتمسفری با طول موج بسیار محدود(9 تا 12 میکرومتر) جهت فرار اشعه مادون قرمز به فضای لایتناهی را باز نگه می دارد.

بدین ترتیب سایر تابش های مادون قرمز همگی جذب بخار آب می گردند، البته سایر گازهای گلخانه ای بغیراز آب (non -H₂O GHG) حداقل یک پیوند جذبی بسیار قوی (یعنی جائی که آب اشعه ها را جذب نمی کند) در منطقه پنجره اتمسفری مخصوص بخود را دارند.

غلظت بخار آب در اتمسفر بشکل بسیار بالائی متغیر است. این میزان در اتمسفر حاره ائی تحتحانی بیش از 20000 پی پی ام حجمی ppmv و در استراتسفر فوقانی فقط چندppmv است(peixoto& Dort1992) غلظت های تروپسفری بخار آب، در مقیاس جهانی توسط پارامترها و عاملهای اقلیمی تعیین می شوند.

این فاکتورها عبارتند از میزانهای تبخیر، تغلیظ و نزولات جوی هستند که این مقادیر بنوبه خود تحت تاثیر درجه حرارت و تحرکات(dynamics) اتمسفری می باشند.

بعنوان مثال: بخار آب تروپسفری مستقیماً تحت تاثیر انتشار گازهای ناشی از فعالیت های انسانی نیست و عمدتاً توسط مکانیزمهای فعال موجود در درون سیستم اقلیم تعیین می گردد.

ولی(however) گرمای اقلیمی ناشی از فعالیت های انسانی بر بخار آب در اتمسفر تحتحانی تاثیر گذار است.

لذا، با افزایش درجه حرات، بخار آب بیشتر به داخل اتمسفر تبخیر می گردد. بخار آبی که به طریق فوق در اتمسفر پرتاب می گردد یک مکانیزم بازخورد مثبت بارز در ارتباط با گرمای جهانی را بوجود می آورد.(یک حلقه بازخورد مثبت باعث افزایش نیروهای اصلی می گردد).

در مورد بخار آب، بازخورد مثبت باعث افزایش درجه حرارت گشته که منجر به گرمای جهانی میگردد و گرم شدن جهان موجب بالا رفتن تبخیر و افزایش سطوح بخار آب در اتمسفر تحتانی بدنبال دارد.

بدین ترتیب با افزایش در یک پارامتر، پارامترها ی بعدی نیز افزایش پیدا میکند.

از آنجائیکه بخار آب یک گاز گلخانه ئی است، لذا H₂O بیشتر در اتمسفر به معنای جذب بیشتر اشعه مادون قرمز است. (Infera red radiation)

این میزان بخار آب اضافی که به گرمائی اولیه و اصلی، اضافه گشته و بدین ترتیب جهان گرم می شود.

ناگفته نماند که غلظت های مربوط به بخار آب در تروپسفر فوقانی و استراسفر تحتانی بسیار کم می باشند، ولی بعلت درجه حراتهای پائین در آن ارتفاعات، اثر بخشی بخار آب بعنوان یک گاز گلخانه ای افزایش می یابد.

منابع اصلی استراتسفری بخار آب، انتقال به بالای آن از منطقه تروپسفر و اکسیداسیون متان(CH₄) می باشند. یعنی آب از تروپسفر به طرف بالا حرکت کرده و در استراتسفر مستقر می شود و مقداری هم توسط متان تولید می گردد.

دی اکسید کربن:{(Carbon dioxide(CO₂}

دی اکسید کربن مهمترین گاز گلخانه ای است که توسط فعالیت های انسانی تولید می شود. بر اساس اندازه گیریها از حباب های هوای بدام انداخته شده درا شکال یخهای قطبی، غلظت CO₂ در دورانهای قبل از صنعتی شدن جوامع، در حدود 280ppmv بود، ولی اندازه گیریهای صحیح و دقیق مربوط به غلظت CO₂، در واقع از سال 1958 میلادی آغاز گردید.

اندازه گیرهانشان داد که میانگین سالیان غلظت اتمسفری CO₂ از 316ppmv در سال 1959 میلادی به 377ppmv در سال 2004، افزایش یافته است.                (Keeling & whorf 2005).

غلظت CO₂، بدلیل جذب و رهاسازی، CO₂ اتمسفری توسط اکوسیستم های خشکی، چرخه ائی فصلی را به نمایش می گذارد.

CO₂ اتمسفری عمدتاً بواسطه فعالیت های انسانی تحت تاثیر قرار می گیرد. این فعالیتها عبارتند از:

1- سوزاندن سوخت های فسیلی:

کربن موجود در این سوخت ها به داخل اتمسفر پرتاب شده و با اکسیژن جو ترکیب وCO₂ را تولید می نمایند.

2- ساخت سیمان:

مقدار زیادی کربن را که در سنگ آهک (CaCO₃) نهفته است در اتمسفر رها  می کند.

3- تغییرات در کاربری زمین:

عمدتاً بواسطه جنگل زدائی (deforestation) بوجود می آید،قطع درختان جنگل مقدار زیادی کربن را که در زیست توده(biomass) وجود دارد، در اتمسفر آزاد می کند.

میزان انتشار جهانی کربن ناشی از سوزاندن سوخت های فسیلی و تولید سیمان درسال 2003 میلادی 7.3Cpgyr^-1 تخمین زده شده است، از این میزان فقط مقدار 0.3Cpgyr^-1 ناشی از تولید سیمان بوده است.

تغییرات خالص کاربری زمین (انتشار CO₂ را بعلت جنگل زدائی در مقابل جذب CO₂ به واسطه کاشت مجدد جنگل ها روی زمین هائی که کشاورزی بالانس و تعادل لازم را در انتشار و جذب CO₂بوجود آورده است) می تواند بر اساس آمارهای کاربری زمین و مدلهای ساده از میزان تخریب و بازسازی(رشد مجدد) تخمین زده شود.

عدم قطعیت در خصوص انتشار گازهای CO₂ بعلت تغییرات کاربری زمین فوق العاده بالا است (Jain & Yank 2005)

تغییرات سالانه کربن ناشی از تغییرات کاربری زمین برای دهه های 1980 و 1990 به ترتیب به میزان 1.7pgy1^-1 و1.4pgy1^-1 تخمین زده شده است. (Jain & Yank 2007)

CO₂ بر خلاف سایر گازهای گلخانه ای توسط واکنش های شیمیائی گازهای اتمسفری دیگر از بین نمی رود.

بدلیل فوق، CO₂ موجود در اتمسفرزمان ماند و توقف مشخصی ندارد، در عوض CO₂ بخشی از چرخه ایست که کربن بین ذخائر و انبارهای زمین، اقیانوس و اتمسفر در حرکت است و مقیاس زمانی این چرخش از ده ها سال تا هزاران سال طول می کشد.

 

متان (Methane):

هر مولکول متان تقریباً 20 برابر موثرتر از CO₂بعنوان یک گاز گلخانه ای در اتمسفر عمل می کند.(WMO, 1999)

اگر اثر بخشی این گاز را با افزایش غلظت اتمسفری ترکیب نمائیم، این گاز بعد از CO₂، دومین و مهم ترین گاز گلخانه ای است که در گرمائی جهانی مشارکت فعال دارد.

بر اساس اندازه گیری های انجام شده از مرکز یخ های قطبی و نیز سایر اندازه گیریهای مستقیم، غلظت این گاز که قبل از صنعتی شدن جوامع انسانی 0.7ppmv بود، در سال 2005 به میزان 1.75ppmv افزایش را نشان می دهد.

بدین ترتیب این از آغاز تا بحال تقریباً 2.5 برابر افزایش داشته است. ولی در طول دو دهه گذشته کاهش یافته است.

در حقیقت میزان رشد این گاز در سالهای 2004 – 2005 منفی بوده است. علت چگونگی این کاهش تا بحال بدرستی مشخص نشده است.

مطالعات تائید نشده ای وجود دارد که علت این کاهش را در میزان کاهش انتشار گازهای متان در سال ها اخیر قلمداد نموده اند.

میزان و مقدار فعلی متان در اتمسفر در حدود 600TgCH₄yr^-1 است که 70 درصد انتشار آن به واسطه فعالیت های انسانی و 30 درصد از آن مکانیزمهای طبیعی حاکم بر جو است.(Chen & prinn 2006).

منابع انسانی تولید متان (CH₄) عمدتاً منشاء زیست ساختاری(Biogenic) دارند و ارتباط تنگاتنگی با کشاورزی، حذف ضایعات و ضایعات موجودات زنده دارند.

(بقایای حیوانات، شالیکاریهای برنج، سوزاندن زیست توده، مدفوع و ادرار حیوانات و انسان و مکانهای دفن ضایعات، تولید متان را بر عهده دارند).

متان نیز بصورت  طبیعی از تالابها(Wet-lands)، موریانه ها، سایر نشخوارکنند گان غیر اهلی، اقیانوسها و هیدراتها(hydrates)، تولید می گردد. بیش از 90 درصد متان توسط واکنش با رادیکالهای هیدروکسیل(hydroxyl radicals) از اتمسفر حذف می شود.

 

OHها متان را اکسیده کرده و به منواکسید کربن(CO) تبدیل می کنند. CO با OH واکنش نموده و بدین ترتیب سطح OH را در اتمسفر پائین می آورد.

CO + OH → H + CO₂ (+ M → HO₂

این عمل حذف CH₄ اولیه و اصلی را در اتمسفر کاهش می دهد. دقیقاً به دلیل فوق است که طول عمر شیمیائی متان در اتمسفر8.7 سال رقم خورده است.

این طول عمر بدلیل چرخه بازخورد CH₄ – OH – CO می باشد. انتشار گاز CH₄ ناشی از فعالیت های انسانی در اتمسفر، در مدت زمان تقریباً دوازده ساله حذف می شود و حدوداً ده درصد متان توسط خاک یا انتقال به استراتسفر از اتمسفر حذف می گردد.

اکسید نیتروس(Nitrous oxide) :

این گاز که به گاز خنده نیز معروف است، سومین و مهمترین گازی است که بعنوان گاز گلخانه ای توسط فعالیت های انسانی تولید می شود. این  گاز به لحاظ مولکولی 200 مرتبه کاراتر از CO₂ در جذب اشعه مادون قرمز فعال است.

بر اساس اندازه گیریهای انجام شده از دل یخ های قطبی، سطوح غلظتی N₂O در اتمسفر جهانی نسبت به دوران قبل از صنعت افزایش داشته است.

این غلظت در اوایل در حدود 270 پی پی ب و(ppbv270( بود و با اندازه گیری های انجام یافته تا سال 2004 میلادی، این میزان 18 درصد افزایش  داشته است یعنی 319ppmbv است.(IPPCC 2007)

اندازه گیریهای مستقیم تر نشان می دهد که میانگین غلظت اتمسفری جهانی N₂O برای دوران 1978 – 2006 میلادی افزایش سالیانه 1.75 بوده است.(1.75ppbyr^-1)

نیتروس اکسید نیز توسط طیف وسیعی از منابع میکروبی در خاکها و آب تولید می شود. بر اساس تخمین های اخیر، کل میزان انتشارات مربوط به N₂O در حدود 17.1TgNY^-1 است که 39 درصد آن توسط فعالیت انسانی و 61 درصد آن توسط فرایندهای طبیعی تولید می گردد.

منابع اصلی با منشاء انسانی(Anthropogenic source) تولید N₂O، شامل خاکهای زراعی کود داده شده، سوزاندن زیست توده، منابع صنعتی و دامداریها هستند.

منابع اصلی طبیعی N₂O، عبارت از اقیانوسها، خاکهای حاره ئی(جنگل های مرطوب) و ساوانهای(Savanas) خشک می باشند.

خاکهای معتدل مانند جنگل ها و علف زارها نیز در تولید N₂O نقش دارند. N₂O اتمسفری عمدتاً در استراسفر توسط فتولیز(Phtolysis) و واکنش با اتمهای اکسیژن که بصورت الکترونیک(electronically) فعال شده اند، از بین می رود.

 

هالوکربنها:(Halocarbons)

نقش هالوکربنها در ایجاد گرمای جهانی و تخریب لایه اوزن بی مانند است، این گازها، در واقع ترکیبات گل خانه ای بسیار مهمی هستند که قدرت جذب اشعه مادون قرمز آنها بسیار قوی است.

یعنی خطوط جذب اشعه مادون قرمز مستحکمی در منطقه پنجره اتمسفری را بخود اختصاص می دهند. این خاصیت بخاطر آن است که این هالوژنهای کربن دار از غلظت بسیار بالائی برخوردارند.

در حال حاضر قوی ترین هالوکربنهای موجود در اتمسفر کلروفلوروکربن ها (Chloro-fluoro- carbons) یا CFC ها هستند.

CFCl₃ شامل CFC-11 و CF₂Cl₂ شامل CFC-12 از این گونه اند. یک مولکول CFC-11 و CFC-12، بترتیب 12400 و 15800 مرتبه، موثرتر و قوی تر از یک مولکول CO₂ در جذب اشعه مادون قرمز، عمل می کند(jain et al 2000).

هالوکربنها علاوه بر خصوصیات و ویژه گیهای تابشی، بشدت در اتمسفر پایدار بوده و از عمر طولانی برخوردارند، هیچ مکانیزم مشخصی برای حذف این گازهای خطرناک برای جو، در تروپسفر وجود ندارد.

لذا، بیشتر هالوکربنها مستقیماً وارد استراتسفر می شوند و در آنجا توسط تابش های خورشیدی با انرژی بسیار بالا شکسته شده و آزاد سازی کلروبرم صورت می پذیرد.

این اشکال کلروبرم وارد شده در استراتسفر که فوق العاده واکنش زا هستند، قبل از اینکه به اشکال و ترکیبات کم واکنش گر تری تبدیل شوند، بصورت دسته جمعی   تسریع گر هزاران واکنش تخریب گر اوزن می گردند.

از آغاز قرن بیستم، هالوکربنها، برای استفاده در محصولات بازرگانی و صنعتی ساخته شده اند. هالوکربنها بدلیل عمر بسیار بالا، در زمره مواد شیمیائی جذابی قرار گرفته اند که کاربردهای فراوانی نیز دارند، این ترکیبات بعنوان خنک کننده، اطفاء حریق و سایر کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند.

بجز دو ترکیب بنامهای CH₃Br و CH₃CL که از فعالیت های آتشفشانی و اقیانوس بصورت طبیعی در فضا پرتاب می شود و طول عمر کوتاهی هم دارند، سایر هالوکربنها، اساساً توسط فعالیت های انسانی تولید شده و در اتمسفر رها می گردند.

هالوکربنهای تخریب کننده لایه اوزن با بیشترین پتانسیل، علاوه بر تخریب لایه فوق، بر اقلیم هم اثر فوق العاده دارند وCFCها مخصوصاً CFC-11 و CFC-12 یعنی CFCl₃ و CF₂Cl₂ و CFCH-113 یعنی CF₂CLCFCL₂ بیشترین تاثیر را دارند.

هیدروکلروفلوروکربن ها(HCFCs) و هیدروفلوروکربن ها(HFCs) که کلروفلور دارند، تاثیر کمتری بر لایه اوزن دارند.

ارتباط شیمیائی بین ترکیبات فوق و تخریب استراسفریO₃، اولین بار در سال 1974 میلادی توسط آقایان مونیلا(Monila) و رولند(Rowland)  پیشنهاد گردید و در سال 2007 با مطالعات، مشاهدات و مدلینک توسط WMO تائید گردید.

مطالعات انجام گرفته در هوای قطبی نشان می دهد که CFCها، HCFCها و HFCها، منبع طبیعی ندارند.(Butler et al.1999).

CFCها بیشترین غلظت را در اتمسفر دارند. غلظت CFC-11 مساوی 0.26ppbv و CFC-12= 0.53ppbv است، غلظت تروپسفری گازهای فوق در دهه 1980 و اوایل دهه 1990 به میزان 4 درصد در سال افزایش داشته است.

ولی خوشبختانه هم اکنون میزان گازهای فوق در اتمسفر بطرز خوشبینانه ائی کاهش داشته است. این کاهش عمدتاً به واسطه ممنوعیت استفاده از CFCها که از اجرای پروتکل مونترال تاثیر گرفته است، بوجود آمده است.

هالوکربن هائی که تولید آنها به واسطه نگرانیهای محیط زیستی ممنوع شده است، استفاده های بسیار مهمی برای زندگی بشر داشته اند.

ولی جایگزین کردن این مواد و موادی دیگری که خطر محیط زیستی ندارند، بسیار مهم و ضروری است، استفاده از مواد کم خطر برای لایه اوزن، در وسایل و تجهیزات خنک کننده، عایق های با مصرف انرژی کارا (صرفه جوئی در مصرف انرژی)، فوم های پلاستیکی، حلالها و سایر مواد دارای کاربرد در زندگی بشر هستند، از جمله محصولات پزشکی، همگی  باید عاری از مواد شیمیائی خطر آفرین برای لایه اوزن باشند.

بعنوان مثال: اضافه کردن هیدروژن به ساختار مولکولی CFCها تا حدود زیادی از خطر آنها برای تخریب لایه اوزن، می کاهد. و گرمای جهانی را نیز کاهش می دهد.

دلیل عمده آن طول عمر کوتاهی است که این مواد در اتمسفر دارند. گونه های دیگری از مواد شیمیائی که بعنوان گازهای گلخانه ای ساخت بشر، شناخته شده اند، در واقع PFCها هستند(perflurinated compounds) مانند CF₄ و C₂F₆بعلاوه SF6(sulphur-hexa-fluoride)، این مواد طول عمر بسیار بالائی (بیشتر از 1000 سال) در اتمسفر دارند و خطوط جذبی مادون قرمز بارزی در منطقه پنجره اتمسفری را بخود اختصاص می دهند.

در واقع گونه های CF₄ و C₂F₆ محصولات فرعی هستند که هنگام تولید آلومینیم در اتمسفر رها می شوند، CFs بعنوان یک مایع دی الکتریک در تجهیزات سنگین الکتریکی مورد استفده قرار می گیرد.

انتشارات CF₄ ناشی از فعالیت های انسانی 1000 برابر بیشتر از انتشارات طبیعی این ترکیب است.

غلظت اتمسفری CF₄ و CF₆ هم اکنون در حال افزایش است. میانگین غلظت جهانی CF₆ در سال 2004 میلادی 5.4pptبود.(Velders, at al 2005).

غلظت CF₄ در سال 1997 نیز به میزان 73ppt گزارش شده است.            (Khalil at al 2003)

این مواد بخاطر عمر اتمسفری بالا، قابلیت تجمع داشته و در طول چند سال آینده منجر به اثرات قابل ملاحظه ائی بر اقلیم سیاره زمین می گردند.

 

 

 

 

اوزن استراتسفری:(Stratospheric ozone)

بیش از 90 درصد اوزن در لایه(بالائی) فوقانی اتمسفر یعنی استراسفر واقع است. اوزن در استراتسفر دو اثر بسیار مهم دارد.

1- اوزن استراتسفری اشعه خورشید را جذب کرده و بدین طریق استراتسفر را گرم می کند، این گرم شدن درجه حرارت استراتسفر را با ارتفاع (height) بالا      می برد.

هنگامیکه طبقات بالای اتمسفر، یعنی استراسفر گرم است، در عوض سطح زمین سرد میشود.

2- مهمتر اینکه اوزن موجود در استراتسفر سطح زمین را از اشعه خطرناک ماوراء بنفش B(که از خورشید منشاء می شود) محافظت می نماید.

در غیر صورت اشعه  فوق اثرات بسیار خطرناکی بر انسان، حیوانات و حیات گیاهی دارد.

اوزن استراتسفری توسط متلاشی شدن نوری(photodissocitation) اکسیژن(O₂) به واسطه اشعه ماوراء بنفش، تولید می گردد.

فرآیندی که انتشارات گازهای ناشی از فعالیت بشر در آن دخالت ندارند، سپس اوزن بواسطه مکانیزمهای کاتالیزری(catalytic mechanism) عمدتاً رادیکالهای آزادی همانند No_x، HO_x و CLO متلاشی گشته و از بین می رود.

تولید و تخریب استراتسفری O₃ در گذشته، در تعادل قرار داشت(balanced) و این فعالیت باعث می گردید که لایه محافظتی اوزن به نحو ثابتی برقرار و استوار باشد.

ولی (However)،به موازات گسترش فعالیت های صنعتی ، انتشار گازهای CFC و سایر هالوکربن های ناشی از فعالیت های انسانی با افزایش غلظت گازهای واکنش زای کلروبرم باعث تغییرات گسترده در لایه اوزن استراتسفری گردید.

هر دو ماده فوق(CL و Br) به شکل فزآینده و موثری ، چرخه های حذف O₃ را تسریع می نمایند(effective catalysts)، کلروبرم قبل از اینکه به ترکیبات کم واکنشگر تری تبدیل شوند، هزاران بار با O₃ در گیر شده و آنرا به خاک سیاه می کشانند.

در دهه 1970 میلادی، یعنی زمانی که، حفره لایه اوزن(ozone hole)، کشف گردید، افزایش تخلیه کلروبرم و جای گیری آنها در استراسفر، بر فراز اقیانوس منجمد شمالی در ارتفاعات میانی و بالائی، به میزان 5 درصد اوزن استراتسفری تحتانی جهانی کاهش داشته است.

اوزن تروپسفری:(Tropospheric Ozone)

تقریباً ده درصد اوزن موجود در اتمسفر، در تروپسفر وجود دارد.

در برابر اثرات بسیار مفید اوزن در استراتسفر، اوزن در تروپسفر، یعنی سطوح پائین اتمسفر، یک گاز گلخانه ای بسیار مهم تلقی می گردد و بدین ترتیب در گرمائی جهانی مشارکت جسته و نقش عمده ائی دارد.

علاوه بر موارد فوق اوزن در مناطق شهری برای انسان، حیوان و سایر موجودات زنده سمی است و نقش تخریب گر ی دارد.

مهم تر از همه موارد فوق، فتولیز اوزن منبع اصلی تولید OH است و OH عامل بسیار مهم و حیات بخشی در تمیز و پاک کردن اتمسفر از مواد شیمیائی خطرناک دارد.

اوزن(O₃) نیز محرک اولیه در فرآیندهای فتوشیمیائی محسوب می شود، این فرآیندها آلاینده ها را از تروپسفر حذف می کنند.

اوزن بصورت مستقیم توسط فعالیت های انسانی تولید نمی گردد، ولی انسانها مسئول انتشار گازهائی هستند که پیشرو و منادی تولید اوزن(O₃) در اتمسفر می باشند، این گازها عبارتند از: NO_X, CO, CH₄ و سایر هیدروکربنهای بدون متان(NMHC_s) هستند.

میزان انتشار این گازها در تروپسفر از دورانهای قبل از صنعتی شدن جوامع افزایش یافته است.

افزایش NO_X در زمینه تولید اوزن تروپسفر وضعیتی بحرانی دارد و تقریباً 50 درصد اوزن تروپسفری توسط فتولیز NO₂ تولید می گردد و 50 درصد تولیدات تروپسفری اوزن ناشی از حرکت به پائین O₃ از استراسفر به تروپسفر می باشد.

بدلیل طول عمر کوتاه و توزیع نامتوازن NO_X، این گاز یک عامل محدود کننده در تولید اوزن نیز می باشد.

تخمین زده شده است که فقط 10 درصد تولید اوزن تروپسفری بالقوه، در حال حاضر قابل تشخیص است.

تولید خالص اوزن در مناطقی که NO_X بالا دارند و تخریب خالص آن در مناطق با NO_X پائین، میزان واقعی اوزن موجود را در تروپسفر، نشان می دهد.این تشخیص در حال حاضر به میزان 10 درصد است.

تولید دود-مه فتوشیمیائی، در صد سال گذشته در اغلب مناطق شهری به نحو پایداری افزایش داشته است.

اوزن ناشی از دود – مه علی رغم اینکه اثرات بهداشتی اساسی و اصلی دارد، ولی در اقلیم نقش کامل قابل ملاحظه ای ندارد.

بالا رفتن سطوح NO_X, CO, CH₄ و NMHC_s و از بین رفتن O₃ استراسفری باعث افزایش تولید O₃ نیزمی گردد.

در صورتیکه افزایش درجه حرارت و بخار آب ناشی از گرمائی جهانی می تواند باعث کاهش یا افزایش سطوح O₃ گردد.

بدلیل پیچیده بودن عاملهای تاثیرگذار در فراوانی O₃ تروپسفری، میزان وحتی علائم مربوط به تغییر آینده O₃ تروپسفری تا حدود بسیار زیادی نامعلوم است.

ولی مطالعات مدلینگ اخیر نشان می دهد که مقدار O₃ تروپسفری در چند دهه آینده افزایش می یابد.

 

 

آئروسلها:(Aerosols)

آئروسلها حداقل در دو جنبه اولیه با سایر GHGهای گلخانه ای تفاوت دارند:

1- این ذرات قادرند باعث گرم یا سرد شدن اقلیم شوند. البته این حالت تا حدود بسیار زیادی بستگی به ترکیب شیمیائی آئروسل دارند.

2- آئروسلها در اتمسفر طول عمر کوتاهی دارند، زندگی آنها از چند روز تا چند هفته در نوسان است.

به همین دلیل این ترکیبات از غلظت ناهماهنگ و نامتوازنی در قاره های نیمکره شمالی برخوردارند و اساساً این توزیع ناموزن است که بصورت منطقه ای اثرات اقلیمی دارد، در صورتیکه گازها ی گلخانه ای کاملاً مخلوط شده، این گونه عمل نمی کنند.

یک تعداد از انواع اصلی آئروسلها هستند که تاثیرات قابل ملاحظه ای بر اقلیم دارند. مهمترین نوع، آئروسلهای سولفات هستند که اثرات ویژه خنک کننده بر اقلیم دارند.

آئروسلهای سولفات به واسطه فعالیت انسانی مستقیم تولید نمی شوند، بلکه به واسطه سوخت فسیلی ابتدا دی اکسیدسولفور(SO₂) تولید شده، این گاز بعنوان پیش رو و منادی آئروسلهای فسفات است.

SO₂ در اتمسفر بسرعت اکسیده شده و تبدیل به اسید سولفوریک(H₂SO₄) می گردد. سپس این اسید در قطرات ابر سطوح ذرات آئروسل  راتغلیظ نموده و آئروسلهای سولفات را تشکیل می دهد.

تولید برق بر پایه سوخت ذغال سنگ یکی از مهمترین منابع آئروسلهای با منشاء فعالیتهای انسانی است که باعث بخش عمده ئی از انتشارات گاز در کل سیاره زمین است. سایر گازهای منتشره مرتبط با فعالیت های بشری ناشی از سایر سوخت های فسیلی و سوزاندن زیست توده(biomass) است.

نمک دریائی ناشی از اقیانوسها فقط 15 درصد سولفور اتمسفری را در کل فضای سیاره زمین در شکل دی میتل سولفید(DMS) تولید می کند. و نهایتاً اینکه سولفات و سایر آئروسلها مخصوصاً آئروسلهای ناشی از انفجارات آتشفشانی نیز مقدار زیادی از آئروسلهای با ترکیبات مخلوط را مستقیماً به داخل استراتسفر تزریق می کنند.

طول عمر آئروسلها در استراتسفر از چند روز تا چند ماه و حتی یکسال در نوسان است.

مشاهده شده است که نوارهائی از آئروسلهای ناشی از انفجارات آتشفشانی همواره زمین را محاصره کرده اند و اثر قابل ملاحظه ای بر اقلیم زمین داشته اند.

آئروسلها عمدتاً باعث بوجود آمدن اقلیم سرد در کره زمین می شوند.

بعنوان مثال: انفجارات آتشفشانی کوه پیناتوبو(Pinatubo) نوسانات بسیار زیادی بر میزان CO₂ ,CO, CH₄ و سایر گازها داشت که تخریب O₃ استراتسفری  راافزایش داد و باعث سرمای کوتاه مدتی در ارتفاعات شمالی گردید.

آئروسلهای کربناته(Carbonaceous) بر اساس کربن سیاه(Black Carbon) یا (OC) کربن ارگانیک  نیز بر اقلیم اثر می گذارند.

بعنوان مثال: کربن سیاه که در دوده(soot) وجود دارد، هسته آئروسلهای کربناته را شکل داده که در جذب اشعه مادون قرمز خورشید، نیروی تابشی مثبتی         (positive radiative forcing) بر جای می گذارد.

منابع اصلی تولید BC ناشی از فعالیت های انسانی، سوخت ذغال سنگ و سوخت های دیزلی هستند و نسبت آنها پنجاه درصد است.و بقیه انتشارات BC مربوط به سوختن زیست توده است.

سوختهای فوق علاوه بر BC مقداری OC نیز تولید می کنند. نسبتBC به OC بستگی به درجه حرارت سوخت دارد.

از آنجائیکه اغلب تجهیزات سوخت در درجه حرارت های بالا کار می کنند، لذا منبع اصلی تولید BC، معمولاً صنایع هستند، در صورتیکه سوخت های محلی بدلیل استفاده از سوزاندن زیست توده ،منبع اصلی تولیدات و انتشارات OC می باشند.

بدین ترتیب آئروسلهای ارگانیک، تنوع بالائی را به نمایش گذاشته و به همین دلیل ، مشخص کردن  اثرات آنها بر شیمی اتمسفر و اقلیم تا حدودی  مشکل است.

سایر آئروسلهای ناشی از منابع طبیعی و انسانی، از قبیل نیتراتها و گردوغبارهای معدنی نیز قادرند در تعادل تابشی اتمسفر اختلال ایجاد نمایند.

تغییرات در نیروی تابشی(Changes in radiative forcing):

شواهد متقن و روشن نشان می دهد که در طول صد سال گذشته، غلظت اتمسفری گازهای گلخانه ای بدلیل تشدید فعالیتهای صنعتی انسان بطرز قابل ملاحظه ای افزایش یافته است.

گازهای گلخانه ای اشعه مادون قرمز را جذب کرده و از این طریق قدرت به دام اندازی گرما را در اتمسفر بالا می برند،که نتیجه آن تغییرات اقلیمی(Climate change)است.

همانگونه که در بالا توضیح دادیم فعالیت های انسانی مرتبط با تولید این گازها، مسئول افزایش ذرات آئروسل در اتمسفر نیز می باشند، که می توانند اثرات گرمائی یا سرمائی وابسته به نوع آئروسل، در اقلیم ایجاد نمایند.

تغییر در غلظت گازهای گلخانه ائی و آئروسلها بالانس و تعادل بین تابشهای خورشیدی به زمین و انعکاس اشعه ی مادون قرمز از زمین  به فضا را نیز تغییر خواهد داد. این تغییر در بودجه تابش سیاره ئی،{ نیروی تابشی(Radiative Forcing)} سیستم اقلیمی زمین نام دارد.

تغییرات درجه حرارت در سطح زمین تقریباً خطی بوده(Linearly) و متناسب  با نیروی تابشی که تغببرات ایجاد می کنند ،می باشند.

البته ممکن است حساسیت عکس العمل بین اقلیمی به ارتفاع، عرض جغرافیای و طبیعت نیروی تابشی، در بعضی از مواقع تغییرات درجه حرارت را غیر خطی کند.               (Jain et al 2000)

گازهای گلخانه ای و نیروی تابشی:

تحقیقات نشان می دهد که نیروی تابشی مستقیم بدلیل تغییرات در غلظت گازهای گلخانه ای در وضعیت خوبی قرار دارد.

از اواخر دهه 1700 میلادی تا بحال نیروی تابشی میزان2.64WM^-2 را نشان می دهد. از مقدار فوق ( 2.64WM^-2) تغییر در نیروی تابشی ناشی از گازهای گلخانه در طول 200 سال گذشته، تقریباً 0.7WM^-2 آن در دهه گذشته بوده است.

در واقع بزرگترین اثر بر نیروی تابشی به مراتب به واسطه افزایش غلظت دی اکسید کربن(CO₂) بوده است و در حدود 63 درصد یعنی 1.66WM^-2 ، از میزان کل 2.64WM^-2 را به خود اختصاص می دهد.

نیروهای تابشی بعلت تغییرات در غلظت CFC ,N₂O,CH₄ها از اواخر دهه 1700 میلادی بترتیب 0.16,0.48 و0.34WM^-2تخمین زده شده است.

اوزن استراتسفری و نیروی تابشی:

تخریب اوزن استراتسفری در طول چند دهه گذشته در عرض های جغرافیای میانی و بالا عمدتاً به میزان 0.6 درجه سانتیگراد، باعث سرد شدن استراتسفر تحتانی در هر دهه شده است. و این مهم باعث گردیده است که نیروی تابشی بر اقلیم منفی باشد. و بدین ترتیب خاصیت خنک کننده بر اقلیم داشته است.

تخمین های اخیر نشان می دهد که تخریب لایه اوزن در استراتسفر نیروی تابشی را به میزان -0.05+- 0.1WM^-2 رسانده است.(IPPC – 2007) International Plant Protection Convention

اوزن تروپسفری و نیروی تابشی:

مدارک مشاهداتی در خصوص میزان افزایشات اوزن تروپسفری در طول صد سال گذشته ضعیف هستند. ولی همانگونه که در بحث های قبلی توضیح دادیم مطالعات مدلینگ در خصوص انتشارات و غلظت های پیشروها و منادیان اوزن یک افزایش خالص را برایO₃ تروپسفری از دورانهای قبل از صنعتی شدن نشان می دهند.

تخمین های مربوط به تغییرات در نیروی تابشی از دهه 1700 میلادی برای اوزن تروپسفری مثبت هستند و به مقدار 0.35+- 0.15WM^-2 می باشند.

آئروسلها و نیروی تابشی:

آئروسلهای تروپسفری ناشی از فعالیت های انسانی عبارتند از، سولفات، کربن سیاه، کربن ارگانیک، گرد و غبارهای معدنی و آئروسلهای نیترات می باشند.

آئروسلها بدلیل طول عمر کوتاه، توزیع جغرافیائی و الگوهای روزانه و فصلی نیروی تابشی، با گازهای گلخانه ای تفاوت عمده دارند و بر بودجه تابشی سیستم اتمسفری زمین به دو طریق متفاوت اثر می گذارند:

1- اثر مستقیم: جائیکه این ذارت در اتمسفر پراکنده شده و اشعه خورشیدی و نیز تابش مادون قرمز گرمائی زمین را جذب می کنند و بدین وسیله بالانس و تعادل تابشی سیستم اتمسفر – زمین را تغییر می دهند.

2- اثر غیر مستقیم: که به موجب آن آئروسلها ساختار میکروفیزیکی (microphysical)، خصوصیات تابشی و طول عمر ابرها(clouds) را تغییر (modify) می دهند.

بدین ترتیب مشارکت های انسانی(anthropogenic) در ارتباط با تولید آئروسلها عمدتاً سولفات،OC، BC، نیترات و گردوغبار، مجموعاً اثرات خنک کننده گی بر اتمسفر دارند.

میزان نیروی تابشی مستقیم با تاثیر گذاری آئروسلها0.05+- 0.4WM^-2 و غیر مستقیم نیروی آلبیدو(albedo) ابرها به میزان0.07+- 0.75WM^-2 است.

 

اثرات بالقوه تغییر در اقلیم(potential impact of climate change):

با توجه به مباحث قبلی در خصوص تغییر اقلیم، در صورتیکه روند فعالیت های جاری و آینده انسان در ارتباط با انتشار گازهای گلخانه ای بدون توجه به مدیریت کاهش، افزایش یابد، این انتشارات اثرات ویران کننده ئی در مجموعه حیات در سیاره زمین خواهند داشت.

مطالعات علمی نشان داده است که سلامت و بهداشت انسان، سیستم های اکولوژیکی، بخش های اقتصادی – اجتماعی مخصوصاً هیدرولوژی و منابع آب، غذا، تولید فیبر و سیستمهای ساحلی که همگی در توسعه پایدار نقش حیاتی دارند، نسبت به تغییرات اقلیمی حساس بوده و اختلالات وسیعی در کاربرد طبیعی آنها انجام خواهد شد.

بطور کلی تغییراتی که در مجموعه سیستمهای طبیعی به واسطه تغییر اقلیم بوجود خواهد آمد بشرح ذیل مکتوب می گردد:

1- اکوسیستم ها: (Ecosystems)

اکوسیستم بر اقلیم اثر گذاشته و از آنها نیز تاثیر می گیرند.

با افزایش سطوح دی اکسید کربن(CO₂) بهره وری و کارائی استفاده از آب توسط پوشش گیاهی افزایش می یابد و این مهم یک تاثیر مثبت است، ولی از طرف دیگر، با بالا رفتن درجه حرارت تروپسفر به واسطه افزایش CO₂ و جذب اشعه انعکاسی مادون قرمز توسط گازهای گلخانه ای، ترکیب و توزیع جغرافیائی اکوسیستم های زیادی را در سیاره زمین تغییر داده و این مهم باعث می گردد که گونه های جانوری و گیاهی فراوانی نسبت به این تغییر اقلیم واکنش نشان داده و یک جابجائی وسیع در مامن و مسکن آنها ایجاد گردد.

جابجائی در پوشش گیاهی نیز به نوبه خود بر اقلیم مناطق اثر می گذارد.

پوشش های علفی میزان و مقدار اشعه جذب شده به سطح زمین را تعیین می کنند.

بدلیل تغییر بالانس و تعادل تابشی زمین ، درجه حرارت اتمسفر نیز تحت تاثیر قرار خواهد گرفت و در نتیجه تغییرات اقلیمی ناشی از اکوسیستم ها، شامل کاهش تنوع بیولوژیکی(Biological diversity) و تغییراتی در کالاها و خدماتی که اکوسیستم ها برای جوامع فراهم می کنند، نیز بوجود خواهد آمد.

 

 

 

2- اثر تغییرات اقلیم بر منابع آب:

تغییرات اقلیم ممکن است منجر به تشدید(intensification) چرخه هیدرولوژیکی آب در کل سیاره زمین گردد. که می تواند اثرات قابل ملاحظه و مهمی در منابع آب مناطق داشته باشد.

کاهش نزولات جوی و افزایش تبخیر در یک جهان برابر قادر است بنحو اعجاب انگیزی آب جاری را در بعضی از مناطق جهان کاهش دهد.

این کاهش بنحو بارزی موجودیت منابع آب را برای آبیاریهای کشاورزی، تولید برق بصورت برق آبی ، استفاده های تجاری – صنعتی و حمل و نقل را با بحران مواجه کرده و کاهش جدی در موجودی آب در دست رس را باعث می گردد.

نظر به افزایش در کودهای صنعتی ، آفت کش ها، ضایعات و مدفوع دامداریها و رهاسازی های ضایعات سمی، پیش بینی می شود که تهیه آبهای آشامیدنی با کیفیت بالا با اشکالات جدی مواجه گردد.

 

اثرات تغییر اقلیم بر کشاورزی:

با تغییر اقلیم محصولات کشاورزی و بهره وری در بعضی از مناطق جهان افزایش و در پاره ای دیگر مخصوصاً در مناطق حاره ائی و جنب حاره ائی کاهش خواهد داشت.

این مناطق اکثریت جمعیت جهان را در خود جای میدهند و با کاهش محصولات کشاورزی بحرانی جدی در آذوقه جهانی ایجاد می گردد.

لذا مشکل گرسنگی و قحطی، فقیر ترین مردم جهان را در نواحی فوق تهدید می کند.

ولی در کشورهای صنعتی و توسعه یافته ممکن است اثرات اقلیمی، به واسطه توسعه تکنولوژیکی، تنوع ژنیتک و انبار کردن ذخائر غذائی تا حدودی کاهش یابد.

تولید دامداریها به واسطه تغییر در قیمت حبوبات بدلیل بهره وری پائین مزارع علوفه نیز تحت تاثیر جدی قرار خواهد گرفت.

ممکن است موجودی و ذخائر محصولات جنگلی مثل چوب، در صد سال آینده بطرز فزآینده ائی برای تامین نیازمندیهای انسانی بدلیل عاملهای اقلیمی و غیر اقلیمی ناکافی باشد.

جنگلهای سوزنی برگ شمالی احتمالاً بدلیل تغییرات اقلیمی، دچار نقصان و از بین رفتن وسیع درختان بزرگ می شوند، تولید محصولات آبزی(ماهیگیری) نیز بدلیل تغییرات اقلیمی تحت تاثیر شدید قرار خواهد گرفت و کاهش قابل ملاحظه ای ایجاد می گردد.

بطور کلی اثرات اساسی در سطح ملی و بین المللی در ارتباط  با محصولات کشاورزی بوجود خواهد آمد.

اثرات تغییرات اقلیمی بر سطح دریا (بالا آمدن سطح آب دریا):

سطح دریا در اقلیم گرمتر به دو  دلیل عمده بالا می آید:

1- هنگامیکه اقیانوس گرم می شود، در واقع یک توسعه و گسترش گرمائی کل اقیانوس را فرا می گیرد.

2- با گرم شدن اقلیم، برفها ذوب و یخها، کوههای یخچالی و قله های یخهای قطبی ذوب می شوند. در طول 100 سال گذشته میانگین جهانی سطح آب دریاها در حدود 25 سانتی متر بالا آمده است.

بر اساس بررسیهای بعمل آمده توسط مدل ارزیابی علمی یکپارچه      (Integrated seience assessment) در طول صد سال آینده به میزان 35 – 50 سانتیمتر افزایش سطح آب دریاهای جهان، بر اساس سناریوهای مختلف متصورخواهد بود.

اگر سطح آب دریا در محدوده بالا) (35 – 50 قرار گیرد، این افزایش باعث اثرات ویرانگری در نواحی ساحلی پائین دست خواهد داشت.

بعلاوه طوفانهای وحشتناک مستقیم ، تخریب، خسارت و از بین رفتن دارائیها و مستغلات و حتی فرسایش های ساحلی بوجود می آید و نهایتاً افزایش فرکانس و فراوانی طوفانهای دریائی نیز محتمل است.

نفوذ آب شور دریا به آبهای شیرین و در نتیجه آلودگی آبهای مورد استفاده برای کشاورزی و آبهای آشامیدنی، تخریب و خسارت بر صدف های مرجانی  نیز دور از تصور نیست.

 

 

 

 

اثرات تغییر اقلیم بر سلامت انسان و زیر ساخت های بشری:

تغییرات اقلیم قادرند اثرات گسترده بر سلامت و بهداشت انسان، موجودات زنده و مجموعه حیات اعمال کنند.

این تغییرات عمدتاً در قالب آب و هوا(Weather changes)، افزایش و بالا رفتن سطح آب دریاها(sea-levels) و منابع آب(water supplies) ظاهر میگردند.

مهمتر اینکه مجموعه تغییرات فوق بر تغییرات وسیع در اکوسیستم ها باعث می گردد که امنیت غذائی (food security) مختل گشته و  امراض مرتبط با حشرات ناقل در مناطق جغرافیائی مختلف بر گستره ئی وسیع از سیاره زمین توزیع و پراکنده گردند.

اثرات مستقیم تغییرات فوق اول از همه متوجه انسان می گردد. افزایش فرکانس و فراوانی موجهای گرما، میزان بیماریهای تنفسی – قلبی عروقی را افزایش خواهد داد. و بدنبال  آن مرگ و میرهای ناخواسته فراوانی در اجتماعات مختلف انسانی و حیوانی بوجود می آید.

در درجه حرارت های بالا نیز اثرات بهداشتی ناشی از آلاینده های اولیه که به واسطه سوزاندن سوخت های فسیلی تولید گردیده است، تسریع می گردد.

افزایش تشکیل آلاینده های ثانویه مخصوصاً اوزن تروپسفری(tropospheric ozone) نیز امراض انسانی را در بعضی از مناطق جهان باعث می گردد.

تغییرات در توزیع جغرافیائی (geographical distribution) امراض مرتبط با حشرات ناقل همانند مالاریا و یا تغییر در چرخه طول عمر جانوران ناقل و پارازیت های عفونی، پتانسیل انتقال امراض را افزایش خواهد داد.

امراض غیر مرتبط با حشرات ناقل، مثل کلرا(وبا) در مناطق حاره ئی و جنب حاره ئی بخاطر اثرات تغییرات اقلیمی بر منابع آب آشامیدنی، اشاعه میکروارگانیزمهای بیماری زا،  نیز افزایش می یابد.

نگرانیها در خصوص اثرات اقلیمی بر سلامت انسان بسیار جدی – برحق و واقعاً درست است.

ولی تحقیقات نشان می دهد که این اثرات در حال حاضر تا حدود بسیار زیادی متفرق و پراکنده بوده و بطرز شگفت آوری بر نظر و فکر استوار ند و اندیشه های نظری فعلاً در این خصوص جایگاه تحقیقات علمی و تجربی را بخود اختصاص داده اند.

اثرات غیر مستقیم ناشی از تغییرات اقلیمی نیز باعث کاهش تولید غذا در سطح جهان(سیاره زمین) می گردد.

این تغییر در کلیت خود باعث کاهش امنیت غذائی در سیاره زمین گشته و عمدتاً منجر به سوء تغذیه و گرسنگی در اغلب نقاط جهان می گردند.

کاهش ها در غذا، آب شیرین و اثرات آزار دهنده ناشی از بالا آمدن سطح آب دریاها منجر به افزایش انواع فشارهای روان ساختاری و ناهنجاریهای اقتصادی و نهایتاً مختل کردن سیستمهای اجتماعی می گردند.

بحثی نظری در خصوص نگرانیهای تغییرات اقلیمی:

واقعیت این است که تغییرات اقلیمی و اثرات بالقوه آن بر مجموعه سامانه های حیات به ویژه شکل پیش رفته آن یعنی انسان، باعث نگرانیهای در سطح جهان انسانی  گردیده است.

لذا، لازم است این موضوع مهم در سطح محلی، منطقه ای ، ملی و مهمتر از همه     بین المللی مورد بررسی و توجه جدی قرار گیرد.

مجموعه اقداماتی که می توانند در این خصوص مدنظر قرار گیرند، عبارت خواهند بود از رویکردهائی که بتوانند زمینه های لازم را در جهت حل مشکلات فوق یعنی گرمای جهانی فراهم آورند.

این رویکردها بصورت ذیل قابل تقسیم بندی خواهند بود:

1- رویکرد سازگاری و تطابق با محیط زیست موجود.(adoptive approach).

2- رویکرد تخفیف و تسکین در جهت کاهش گرمای جهانی و تغییرات اقلیمی. (mitigation approach).

در رویکرد اول که بر اصول تطابق با محیط موجود و گرمای جهانی، استوار است، انسان باید شرایطی را که در آن زندگی می کند تغییر داده و با حالت موجود، سازگاری پیدا نماید.

این روش گرچه قابل حصول است ولی هزینه های سنگین اجتماعی – اقتصادی و محیط زیستی را بدنبال دارد.

بطور کلی در این روش باید به محیط جدید که شرایط کاملاً متفاوتی به محیط زندگی معمولی دارد، سازگاری بوجود آوریم.

دست یابی به این رویکرد، مستلزم انجام مراحل ذیل است:

1- پذیرش انقراض زودرس گونه های حیوانی و گیاهی حساس نسبت به بالا رفتن درجه حرارت.

2- تغییرات وسیع اکوسیستمی و کاهش قابل ملاحظه در بهره وری بعضی از اکوسیستمهای جهان.

3- پرورش حیوانات و گیاهان مقاوم در برابر گرمای بوجود آمده.

4- مهاجرت به نقاط امن تر سیاره زمین که در مناطق اقلیمی ملایم تری قرار دارند.

5- گسترش تحقیقات در خصوص بالا بردن کیفیت مواد غذائی قابل حصول در شرایط ویژه اقلیمی.

6- پذیرش انواع امراض و در نتیجه از بین رفتن گونه های انسانی غیر قابل تطبیق با شرایط محیطی موجود(گرمای جهانی).

7- کاهش قابل ملاحظه گونه های متنوع حیات و تغییرات پی در پی در روند تکامل طبیعی گونه ها و پذیرش انتخاب اصلح مقاوم به گرمای جهانی و زندگی در شرایط دشوار محیطی.

رویکرد دوم که بر کاهش و جلوگیری از گرم شدن جهان و عدم تغییر اقلیم استوار است، در حال حاضر روشی مناسب و قابل حصول با هزینه کمتر است.

در این روش مصرف انرژی و کم کردن میزان آن بنحو قابل ملاحظه ای در کاهش گرمای جهانی و عدم آلودگی و کاهش انتشار گازهای گلخانه ای متمرکز است.

در این رویکرد مصرف سوخت های فسیلی در حداقل میزان ممکن قرار می گیرد و حتی جایگزین های مناسب فاقد آلودگی و انتشار گاز بصورت جدی دنبال می شود.

استفاده از انرژی پاک، مخصوصاً انرژی لایزال خورشیدی راه حلی مناسب درجهت جلوگیری از انتشار گازهای گلخانه ای است.

این انرژی، در صورتیکه  به نحو شایسته ئی در خدمت انسان و سایر اکوسیستم ها  قرار گیرد، دارای مزایا و محاسن فراوانی برای انواع سامانه های حیات خواهد بود، بخاطر اینکه غیر آلاینده (non- polluting) است.

انرژی خورشید ی حداقل در مقیاس سیاره زمین و  منظومه خورشیدی  تمام نشدنی (non-depletable) است و حداقل می تواند سیاره زمین را برای مدت های بسیار طولانی متجاوز از چند میلیارد سال دیگر، از نظر انرژی بنحوی مطمئنی تغذیه نماید و مهمتر از همه این نوع انرژی بسیار پایدار (ever-lasting) خواهد بود.

بشر میتواند، در اندازه و سطح  جهانی بسمت کاهش انتشار گازهای گلخانه ئی متعهد گردد و به واسطه تعهد جهانی مجموعه اقدامات پیش گیرانه و تحقیقات جایگزین سالار، اقدام به محو ناهنجاریهای ناشی از گرمای جهانی و تغییرات اقلیمی نماید.

البته تا کنون علی رغم تعهدات بین المللی که در خصوص میزان کاهش این گازها(کنواسیون تغییرات اقلیمی، سازمان ملل، ریودو ژانیرو در سال 1992، توکیو ژاپن 1996 و سایر موافقت های بین المللی) کاهش قابل ملاحظه ای در میزان انتشار این گازها صورت نگرفته است.

در جهت جلوگیری از انتشار گازهای گلخانه ای که باعث گرم شدن زمین می شود،  لازم است ،سازکارهای تعهد آورتری مدنظر قرار گیرد، تا بتوان از مجموعه ناهنجاریها کاست.

گرم شدن سیاره زمین به واسطه تغییرات در تعادل و مبادله انرژی، پیامدهای وحشتناک محیط زیستی را بدنبال دارد که بارزترین آن، انقراض زودرس مجموعه ئی از گونه های گیاهی و حیوانی موجود می گردد که در نهایت متوجه کل سیاره زمین خواهد شد.

 

گرمای فراتر از حد معمول و بالاتر از آستانه تحمل حیات،سیاره زمین را به نابودی می کشاند،برای جلوگیری از این مهم تلاشهای دانش بنیان با تکیه بر فناوریهای بسیار پیشگیرانه ضروری است.