افزايش گازهاى گلخانه‌اى و گرم شدن زمين

واضح آرشیو وب فارسی:حيات نو: افزايش گازهاى گلخانه‌اى و گرم شدن زمين
اثر گلخانه‌اى يك پديده طبيعى است كه نقش عمده‌اى را در شكل گيرى آب و هواى زمين ايفاء مى‌كند. اين پديده، گرماى نسبى و محيط مناسبى را در نزديكى سطح زمين، جايى كه بشر و ديگر موجودات زنده قادر به رشد و توسعه و بالندگى هستند، فراهم مى‌كند. اين يكى از فرآيندهاى وسيع بيولوژيكي، شيميايى و فيزيكى است كه در تعيين اقليم زمين دخالت دارد. اقليم، چه براى سرتاسر كره خاكى يا براى يك كشور يا نقطه خاص، غالبا بصورت تركيب آب و هواى ثبت شده در يك دوره زمانى طولانى مدت بيان مى‌گردد. اقليم در اصطلاح، به صورت ميانگين‌هاى طولانى مدت و ديگر داده‌هاى آمارى آب و هوايى شامل فراوانى‌هاى حوادث مختلف بيان مى‌گردد. تنها يك الگوى هوايى ساده، روز به روز تغيير مى‌كند و علاوه براين شرايط آب و هوايى در يك محدوده زمانى ساليانه، يك دهه و قرن‌ها تا ميليون‌ها سال، بسته به تاريخ زمين شناسى زمين، بسيار متغيير است. ولى تمامى‌تغييرات در آب و هوا بواسطه فرآيندهاى طبيعى نيست. بشر نيز در اين تغييرات نقش عمده اي، مخصوصا طى 3 قرن اخير داشته است. توسعه شهرها و تغييرات الگوهاى كاربرى اراضى توسط انسان، باعث تغييرات آب و هوايى در مقياس محدود مى‌گردد. بواسطه پاره اى از فعاليت‌هاى بشرى از زمان انقلاب صنعتي، همچون استفاده لجام گسيخته از سوختهاى فسيلي، قطع بى رحمانه درختان جنگلى در مقياس وسيع و تغيير در كاربرى اراضي، سبب شده انسان‌ها در افزايش اثر گلخانه‌اى طبيعي، نقش داشته‌ باشند. افزايش اثرات گلخانه‌اى ناشى از افزايش غلظت گازهاى گلخانه‌اى اتمسفر مثل دى‌اكسيد‌كربن و متان بوده و به شكل وسيعى عامل افزايش محسوس ميانگين دماى جهانى در طول قرن بيستم شده است.

رابطه بين افزايش اثر گلخانه‌اى و تغييرات آب و هوا در دنيا يك رابطه بسيار پيچيده و گسترده است. اين پديده نه تنها غلظت گازهاى گلخانه‌اى در اتمسفر را افزايش مى‌دهد، بلكه غلظت آلاينده‌هاى اقيانوس‌ها، خاك و بيوسفر(زيست كره) را نيز افزايش مى‌دهد. اين اثرات تاكنون كاملا شناخته نشده است. علاوه براين مكانيسم‌هاى بازخورد پيچيده در داخل سيستم آب و هوايى مى‌تواند تغييرات آب و هوايى ناشى از اثرات گلخانه‌اى را تشديد يا حتى آن را بى‌اثر كند.

فاكتورهاى اصلى تعيين الگوهاى آب و هوا در زمين را مى‌توان در موارد زير خلاصه كرد:

1)شدت تابش خورشيدي، كه درجه حرارت سياره زمين را مشخص مى‌كند.

2)كروى شكل بودن زمين و جهت محور آن.

3)اثرات گلخانه‌اى تبخير آب و ديگر گازهاى با خاصيت جذب تشعشعي.

4)فرآيندهاى بيولوژيكي، شيميايى و فيزيكى مختلف كه در سيستم اقليم بيوسفر، ژئوسفر و اتمسفر اتفاق مى‌افتد، مخصوصا تعادل انرژى در سرتاسر كره زمين، چرخه آب در طبيعت، سيكل كربن در طبيعت و ديگر سيكل‌هاى بيوشيميايي.

5)چرخش زمين كه به شكل اساسى در مقياس بالا الگوهاى چرخش حرارتى را در اتمسفر و اقيانوس‌ها تعيين مى‌كند.6)توزيع قاره‌ها و اقيانوس‌ها.

در اينجا اشاره اى مختصر به نحوه تعيين دماى متوسط كره زمين، خالى از لطف نيست. مهم‌ترين فاكتورهاى تعيين كننده درجه حرارت كلى هر سياره شدت تابش خورشيد و فاصله آن تا خورشيد است. ضريب آلبيدو (Albedo)، ضريب انعكاس تابش خورشيدى است. مقدار تابش خورشيدى مربوط به زمين (تقريبا 1360 وات مترمربع در ميانگين سالانه) و ضريب آلبيدو تقريبا 3/0 مى‌باشد. محاسبه درجه حرارت سياره‌ زمين به سادگى ميسر است، با توجه به اينكه رابطه تابش مادون قرمز ساتع شده به فضا از سياره، به نسبت توان چهارم درجه حرارت مطلق آن است. با برابر قرار دادن تابش ساتع شده (طول موج بلند) با تابش جذب شده (طول موج كوتاه)، مى‌توان درجه حرارت كره زمين را برآورد كرد كه بدون درنظر گرفتن اثرات ديگر، ميانگين درجه حرارت كره زمين 18 درجه سانتيگراد(255 ردرجه كلوين) است. اين مقدار براى سياره ونوس 46- درجه سانتيگراد و براى مريخ 57- درجه سانتيگراد مى‌باشد. بدليل كروى بودن شكل زمين، مناطق استوايي، جايى كه خورشيد عمودى مى‌تابد، تابش خورشيدى بيشترى را در هر مترمربع از زمين دريافت مى‌كنند. اگر هر مدار عرض جغرافيايى در تعادل با تابش خورشيدى باشد (يعنى دريافت و بازتاب تابش با هم برابر باشند) كمربند استوايى دماى بيش از 100 درجه سانتيگراد را در نزديكى ظهر خورشيدى دريافت كرده و قطبين داراى دماى نزديك به صفر مطلق (يعنى 273- درجه سانتگراد) خواهد بود. اما در جهان واقعى سيكل‌هاى اقيانوسى و اتمسفري، گرما را از استوا به سمت قطبين منتقل كرده و سبب تعديل دماى آنها مى‌شود.

اثر گلخانه‌اى چيست؟

زمين به شكل يك توپ جامد ساده‌اى نيست كه هميشه ما آن را در ذهن خود تصور مى‌كنيم. زمين توسط يك لايه نازك هوا در اطراف آن محصور شده است كه اين لايه بواسطه نيروى جاذبه زمين نگه داشته شده و قسمت اعظم آن را نيتروژن (78درصد) و اكسيژن (21درصد) تشكيل مى‌دهد. اين گازهاى اصلي، هم براى تابش دريافتى خورشيدى (موج كوتاه) و هم براى تابش خروجى (موج بلند) ساتع شده از زمين، به شكل اساسى رساناى نور مى‌باشند. در اتمسفر زمين علاوه بر اين گازها تركيبات جزئى ديگرى مانند بخار آب و دى اكسيد كربن وجود دارند كه نسبت به تابش‌هاى دريافتى با موج كوتاه،به صورت لايه گذران بوده ولى به شدت تابش‌هاى خروجى از زمين (با طول موج بلند) را جذب مى‌كنند.

تابش جذب شده توسط اين گازها مجددا در جهات مختلف منعكس مى‌شوند، بعضى مجددا به سمت زمين برمى‌گردند كه باعث گرم شدن سطح زمين مى‌گردند. به اين پديده اثر گلخانه‌اى گفته مى‌شود.

يك مثال از اهميت اثرات گلخانه‌اى را مى‌توان در كرات همسايه زمين نشان داد، مثلا سياره زهره (ونوس) خيلى نزديكتر از زمين به خورشيد است در حالى كه خصوصيت تابشى بيشترى دارد. به همين علت دماى آن بدون در نظر گرفتن اثر گلخانه‌اى 46- درجه سانتيگراد است يعنى در حدود 28 درجه سردتر از زمين. اما به علت تمركز بالاى دى اكسيد‌كربن در جو غليظ آن، دماى واقعى آن 464 درجه سانتيگراد است! درحاليكه ونوس دوبرابر دورتر از عطارد به خورشيد است، ولى درجه دماى سطح آن به شكل قابل توجه‌اى گرمتر از دماى سطح عطارد است زيرا كه عطارد بدون اتمسفر بوده و در نتيجه بدون اثرات گلخانه‌اى مى‌باشد.

اثرات انسان بر آب و هوا

تغييرات الگوهاى كاربرى اراضي:تغييرات وسيع در الگوهاى كاربرى اراضي، مثل قطع درختان جنگلى مى‌تواند به شكل قابل توجه‌اى زبرى و بازتابش سطح زمين در مقابل تابش خورشيدى را تغيير دهد و لذا باعث جذب تابش، تبخير و تعرق گردد. اين فرآيند، مى‌تواند تغييراتى را در آب و هواى منطقه‌ ايجاد كند. همچنين تغييرات وسيع در كاربرى اراضى مى‌تواند بر آب و هواى كره زمين از طريق افزايش اثرات گازهاى گلخانه‌اى تاثير بگذارد. براى مثال با كاهش ظرفيت مزارع در جذب كربن (مثلا با نابودى جنگل‌ها) و با افزايش انتشار كربن از اراضى (يعنى از طريق تجزيه زيست توده‌ها)، باعث تمركز و غلظت بالاى گازهاى گلخانه‌اى مى‌گردد. گرماى ناشى از نواحى شهري:به نواحى شهري، نقاط گرم گفته مى‌شود، بدين معنى كه با توجه به مشاهدات صورت گرفته، شهرها و شهرك‌ها داراى دماى متوسط بيشترى نسبت به مناطق كشاورزى اطراف هستند. محيط‌هاى آسفالت و بتنى شهرها بخش كوچكترى از نور خورشيد تابيده را نسبت به مناطق طبيعى منعكس مى‌كنند. اين عامل باعث افزايش جذب تابش خورشيدى در سطح مى‌گردد. علاوه براين تبخير و تعرق در شهرها نسبت به مناطق كشاورزى اطراف آنها بدليل كم بودن درختان نيز كاهش مى‌يابد. آلودگى هوا گرم شدن مناطق شهرى را به شدت افزايش مى‌دهد و در واقع مانند پتويى مانع از خروج گرماى آنها مى‌شود. علاوه براين، گرماى حاصل از صنايع، گرمايش خانه‌ها و استفاده از اتومبيل‌ها نيز بر اين حرارت مى‌افزايد. با افزايش مناطق شهرى اثرات گرماى مناطق شهرى نيز تشديد مى‌شود.

گسترش تمركز گازهاى گلخانه‌اي:بيش از يكصد سال بعد از اولين كاوش‌هاى علمى‌در مورد گازهاى گلخانه‌اى و 60 سال بعد از دانشمند سوئدى كه گرماى اضافى ناشى از دى‌اكسيد‌كربن را در اتمسفر محاسبه كرد، اقيانوس شناس و اقليم شناس مشهور آمريكايى راجر روله هشدارى را درمورد مشكلات پيشرو بشر در اين مورد را بدين شكل ارائه كرد: بشر به ‌رغم ميل خود، به سمت يك تجربه بى‌سابقه در تاريخ بشرى هدايت مى‌شود. ما درحال تبديل شدن نفت، ذغال سنگ و گازهاى طبيعى كه طى 500 ميليون سال گذشته روى زمين تجمع يافته‌اند، به هوا هستيم. اين موضوغ مى‌تواند تاثيرى عميق، پيچيده، ناشناخته و فاجعه بار بر آب و هوا داشته باشد.

هرگونه افزايش در ميزان تمركز تركيبات كربني، داراى تاثيرات خيلى شديدى در ميزان گرم شدن سطح زمين، بواسطه خصوصيات جذب تابش خورشيدى بالاى آنها خواهد داشت.

دوشنبه|ا|28|ا|بهمن|ا|1387

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: حيات نو]

[مشاهده در: www.hayateno.ws]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 4813]