گرم شدن کره زمین و گازهای گلخانه ای

• توسط : محبوبه خاوری
• در : ۱۳۹۹-۰۲-۲۹
• در : طبیعت

کره زمین در حال گرم شدن است. زمین و اقیانوس ها از زمان انقلاب صنعتی و حدوداً از سال ۱۸۸۰ مدام گرم تر می شوند و درجه حرارت آن ها سال به سال در حال افزایش است. بیایید با پدیده گرم شدن کره زمین و گازهایی که باعث گرم شدن کره زمین می شوند و البته اثر گازهای گلخانه ای بر گرم شدن کره زمین بیشتر آشنا شویم؛ این دو موضوعی است که علی رغم همه اغماض ها و چشم پوشی ها، در آینده نه چندان دور یا خود ما و یا فرزندان ما را با خود درگیر خواهند کرد.

طبق آمارها و بررسی ها NOAA (اداره ملی اقیانوس ها و اتمسفر ایالات متحده)، تقریباً  از سال های ۱۸۸۰ و ۱۹۸۰ به بعد دمای سالانه جهانی به طور میانگین با نرخ ۰٫۱۳ درجه فارنهایت (۰٫۰۷ درجه سانتیگراد) در هر دهه افزایش یافته است. در سال ۱۹۸۱ این افزایش سرعت بیشتری پیدا کرد و به ۰٫۳۲ درجه فارنهایت (۰٫۱۸ درجه سانتیگراد) در هر دهه رسید؛ این امر منجر به افزایش کلی دمای ۳٫۶ درجه فارنهایت (۲ درجه سانتیگراد) در دمای جهانی امروز در مقایسه با دوره پیش شده است. در سال ۲۰۱۹ متوسط ​​دمای جهانی زمین و اقیانوس ۱٫۷۵ درجه فارنهایت (۰٫۹۵ درجه سانتیگراد) بالاتر از میانگین قرن بیستم بود. این امر باعث شد تا تابستان سال ۲۰۱۹ بعد از سال ۲۰۱۶ رکورد گرم ترین سال تاریخ کره مین را به خود اختصاص دهد.

گازهایی که باعث گرم شدن کره زمین می شوند – اثر گازهای گلخانه ای بر گرم شدن کره زمین

آمار ها به شدت ترسناک اند و با کمی دقت شاید این تصور ایجاد شود که شاید چند دهه دیگر زمین به یک بیابان بزرگ تبدیل شود؛ اما چه شد که ما به این جا رسیدیم؟ این افزایش گرما به خاطر چیست؟ در پاسخ باید گفت که این افزایش گرما توسط انسان ایجاد می شود. سوختن سوخت های فسیلی باعث انتشار گازهای گلخانه ای در جو شده است که گرمای خورشید را به دام می اندازد و دمای سطح و هوا را بالا می برد.

اثر گازهای گلخانه ای بر گرم شدن کره زمین

این که امروزه نگرانی های زیادی در خصوص گرم شدن کره زمین و آینده ما وجود دارد به خاطر احتراق سوخت های فسیلی است. هیدروکربن ها از طریق اثر گلخانه، کره زمین را گرم می کنند. جوزف وارن Josef Werne، استاد زمین شناسی و علوم زیست محیطی در دانشگاه پیتسبورگ درباره این پدیده اظهار داشته است : ” کارکرد اثر گلخانه ای صد سال پیش توسط یک فرد باهوش اثبات شد که تنها از یک قلم و کاغذ برای کشف آن استفاده کرد. وی سوانته آرنیوس Svante Arrhenius دانشمند سوئدی بود که بعد ها برنده جایزه نوبل شد.

بیشتر بخوانید : زیلاندیا ، هشتمین قاره گمشده زمین

گازهایی که باعث گرم شدن کره زمین می شوند – اثر گازهای گلخانه ای بر گرم شدن کره زمین

سوانته آرنیوس کشف کرد که پرتوهای خورشیدی به سطح زمین برخورد می کند و سپس گرما به سمت جو حرکت می کند. گازهای موجود در جو این گرما را به دام می اندازند و از فرار آن به فضای خالی فضا جلوگیری می کنند و همین سبب می شود که کره زمین مانند سیارات دیگر خیلی سرد نباشد و گرمای اسیر شده در فضای میان جو و سطح رمین سبب می شود که دمای آن برای زندگی مناسب شود. آرنیوس در مقاله ای که در سال ۱۸۹۵ منتشر کرد نوشت که گازهای گلخانه ای مانند دی اکسید کربن می توانند گرمای نزدیک به سطح زمین را به دام بیندازند و تغییرات کوچک در مقدار آن گازها می تواند تفاوت زیادی در میزان گرفتاری گرما ایجاد کند.

گازهای گلخانه ای از کجا می آید ( گازهایی که باعث گرم شدن کره زمین می شوند )

از آغاز انقلاب صنعتی انسان به سرعت در حال تغییر تعادل گازها در جو است. سوختن سوخت های فسیلی مانند ذغال سنگ و روغن باعث آزاد شدن بخار آب، دی اکسید کربن (CO2)، متان (CH4)، اوزون و اکسید نیتروژن (N2O) می شود که گازهای اصلی گلخانه ای محسوب می شوند. دی اکسید کربن رایج ترین گاز گلخانه ای است. بین حدود ۸۰۰۰۰۰ سال پیش و آغاز انقلاب صنعتی، حضور CO2 در جو حدود ۲۸۰ در میلیون بود (ppm ، یعنی حدود ۲۰۸ مولکول CO2 در هوا به ازای هر میلیون مولکول هوا). طبق آمارهای سال ۲۰۱۸ (آخرین سالی که داده های کامل در این خصوص تهیه شد؛ میانگین CO2 در جو در جو ۴۰۷٫۴ ppm بوده است. این مقدار ممکن است خیلی زیاد به نظر نرسد اما مطابق موسسه اقیانوس شناسی اسکریپس، میزان CO2 از دوره پلیوسن، که بین ۳ میلیون و ۵ میلیون سال پیش رخ داده است؛ این مقدار هیچ وقت تا این حد نبوده است. براساس تحقیقات سال ۲۰۱۳ که در ژورنال Science منتشر شد؛ در آن زمان قطب شمال حداقل بخشی از سال بدون یخ و به طور قابل توجهی گرمتر از امروز بود.

گازهایی که باعث گرم شدن کره زمین می شوند – اثر گازهای گلخانه ای بر گرم شدن کره زمین

در سال ۲۰۱۶ طبق تجزیه و تحلیل از سازمان حفاظت از محیط زیست (EPA)، میزان CO2 از کل گازهای گلخانه ای آزاد شده در ایالات متحده ۸۱٫۶% درصد محاسبه شد.
کیٍ پترمن Keith Peterman، استاد شیمی در کالج یورک در این باره می گوید: “ما از طریق اندازه گیری های دقیق می دانیم که افزایش بی سابقه ای در CO2 موجود در جو در حال رخ دادن است؛ علاوه بر این می دانیم که CO2 تابش مادون قرمز [گرما] را جذب می کند و میانگین دمای جهانی را افزایش می دهذ.”
CO2 از طریق مسیرهای مختلفی وارد اتمسفر می شود؛ براساس گزارش EPA 2018، احتراق سوخت های فسیلی ایالات متحده، از جمله تولید برق، بیش از ۵٫۸ میلیارد تن (۵٫۳ میلیارد تن متریک) CO2 را در سال ۲۰۱۶ وارد جو کرده است، تولید سیمان و سوزاندن زباله باعث افزایش کل انتشار سالانه CO2 در ایالات متحده به ۷ میلیارد تن (۶٫۵ میلیارد تن) شده است.

گازهایی که باعث گرم شدن کره زمین می شوند – اثر گازهای گلخانه ای بر گرم شدن کره زمین

جنگل زدایی و تخریب چنگل ها یکی دیگر از دلایل عمده تشدید CO2 در جو است. در حقیقت، طبق تحقیقات انجام شده از سوی دانشگاه دوک، جنگل زدایی دومین خرابکاری بزرگ انسان ها است که تولید حجم گسترده ای از دی اکسید کربن را به همراه داشته است. با مرگ درختان کربنی که آن ها در طول فتوسنتز ذخیره کرده اند آزاد می شود. براساس ارزیابی جهانی منابع جنگلی در سال ۲۰۱۰، جنگل زدایی تقریباً یک میلیارد تن کربن در جو به صورت سالانه آزاد می کند.

گازهایی که باعث گرم شدن کره زمین می شوند – اثر گازهای گلخانه ای بر گرم شدن کره زمین

در سطح جهان ، متان دومین گاز رایج گلخانه ای است، اما در به دام انداختن گرما کارآمدترین است. EPA گزارش می دهد که متان ۲۵ برابر بیشتر از دی اکسید کربن، گرمای موجود در جو را به دام می اندازد. طبق گزارش EPA، در سال ۲۰۱۶ آمریكا حدود ۱۰٪ از كل انتشار گازهای گلخانه ای را به خود اختصاص داده است.
متان می تواند از منابع طبیعی زیادی به وجود آید اما انسان باعث می شود بخش اعظمی از انتشار متان از طریق معدن ها، استفاده از گاز طبیعی، جمع آوری دام و استفاده از دفن زباله ها ایجاد شود. طبق گزارش EPA، گاوها بزرگترین منبع منفرد متان در ایالات متحده را تشکیل می دهند و حیوانات تقریباً ۲۶٪ از تولید کل انتشار متان را بر عهده دارند.

گازهایی که باعث گرم شدن کره زمین می شوند – اثر گازهای گلخانه ای بر گرم شدن کره زمین

این میزان از تولید گازهای گلخانه ای بین سال های ۱۹۹۰ و ۲۰۱۶ با ۲٫۴٪ افزایش رو به رو بود اما بین سال های ۲۰۱۵ تا ۲۰۱۶ خوشبختانه  ۱٫۹% کاهش داشت.
بخشی از این کاهش در زمستان گرم سال ۲۰۱۶ بر می گردد که به خاطر گرم بودن هوا به سوخت کمتری برای گرم کردن خانه ها، ادارات، کارخانه ها و شرکت ها احتیاج بود. اما براساس اعلام مرکز آب و هوا و راه حل های انرژی، دلیل مهم دیگری برای این میزان کاهش در تولید گازهای گلخانه ای وجود داشت ؛ در حقیقت این امر به خاطر کاهش اخیر جایگزینی ذغال سنگ با گاز طبیعی رخ داد.
ایالات متحده همچنین در حال گذار از اقتصاد مبتنی بر تولید به اقتصاد مبتنی بر خدمات است که یک معنای بزرگ در پس آن نهفته است و آن هم این است که کاهش تولید به کاهش مصرف سوخت و البته گازهای گلخانه ای می انجامد. براساس گزارش EPA، وسایل نقلیه با سوخت کارآمد و استانداردهای مصرف انرژی در ساختمان ها نیز تولید گازهای گلخانه ای را بهبود داده اند.

بیشتر بخوانید : تغییرات آب و هوایی و انسان ها حیات وحش مصر را نابود کردند

گازهایی که باعث گرم شدن کره زمین می شوند – اثر گازهای گلخانه ای بر گرم شدن کره زمین

اثرات گرم شدن کره زمین

گرم شدن کره زمین فقط به معنای گرم شدن دمای هوا نیست، و اثرات گسترده تر و بیشتری برای ما در پی خواهد داشت که پژوهشگران و سیاستگذاران از آن به عنوان تغییرات آب و هوایی Climate Change یاد می کنند. در حالی که دمای کره زمین به صورت متوسط در حال افزایش است این افزایش دما می تواند اثرات متناقضی به همراه داشته باشد برای مثال سبب طوفان های برف بیشتر و شدیدتری در زمستان ها شود. تغییرات آب و هوایی می تواند و از چندین طریق بر کره زمین تأثیر بگذارد: ذوب شدن یخ های قطبی و یخچال های طبیعی، تشدید خشکی مناطق گرم مسیر، ایجاد اختلال در تعادل ظریف اقیانوس ها و اسیدی شدن آب دریاها و اقیانوس ها. بیایید در ادامه با برخی از این اثرات آشنا شویم.

گازهایی که باعث گرم شدن کره زمین می شوند – اثر گازهای گلخانه ای بر گرم شدن کره زمین

ذوب شدن یخ های قطبی و یخچال های طبیعی

شاید بارزترین تأثیر تغییرات آب و هوایی تاکنون ذوب شدن یخچال های طبیعی و یخ های دریایی باشد. ورق های قطور یخ از زمان آخرین عصر یخبندان در حدود ۱۱۷۰۰ سال پیش تشکیل شده اند و در دو قرن گذشته و به دلیل افزایش دمای کلی زمین، قطر این یخ ها نیز در حال کوچکتر شدن است. یک مطالعه در سال ۲۰۱۶ که نشان داد که ۹۹٪ علت ذوب شدن یخال های طبیعی در جهان به گرم شدن زمین بر می گردد.

گازهایی که باعث گرم شدن کره زمین می شوند – اثر گازهای گلخانه ای بر گرم شدن کره زمین

یخچال های طبیعی در جهان در حال از بین برفتن هستند و این نتیجه تغییرات آب و هوایی و گرم تر شدن کره زمین است. پارک ملی یخچالهای طبیعی مونتانا در سال ۱۸۵۰ دارای ۱۵۰ یخچال طبیعی بود اما حالا تنها ۲۵ عدد از آن ها باقی مانده است. پیش بینی می شود که آخرین یخچال های طبیعی گرمسیری طی یک دهه آینده ناپدید می شوند.
ذوب شدن یخ های قطبی و یخچال های طبیعی به تدریج به سطح آب دریا ها و اقیانوس ها می افزاید و این افزایش در هنگام جزر و مدهای شدید و طوفان های دریایی و سونامی ها، خسارات زیادی به شهرها و مناطق مسکونی در مجاور اقیانوس ها و دریاها می زند.

گازهایی که باعث گرم شدن کره زمین می شوند – اثر گازهای گلخانه ای بر گرم شدن کره زمین

ذوب شدن یخ ها در قطب شمال نسبت به گذشته سرعت زیادی به خود گرفته است و سرعت آن حتی از ذوب شدن یخ ها در عرض های جغرافیایی زمین بیشتر است؛ در سال های ۲۰۱۵ و ۲۰۱۶ یخ هایی که در قطب شمال و در طول زمستان شکل گرفت به اندازه ای نبود که بتواند سطح این ناحیه را به خوبی پوشش دهد؛ براساس اعلام مرکز ملی برف و یخ، میزان یخ در ماه ژانویه طی ۴۰ سال گذشته ۳٫۱۵ درصد در هر دهه کاهش یافته است. برخی دانشمندان تخمین می زنند که اقیانوس قطب شمال طی ۲۰ یا ۳۰ سال آینده تابستان های بدون یخ را شاهد خواهد بود.

میزان ذوب یخ های دریایی قطب جنوب بسیار متغیر است اما برخی از مناطق در سال های اخیر به بالاترین نقطه اوج خود در ذوب یخ ها رسیده اند. در سال ۲۰۱۷، هرچند این مقدار به صورت ناگهانی معکوس شد؛ با این حال در تاریخ ۳ مارس ۲۰۱۷، یخ های دریایی قطب جنوب با اندازه ۷۱۷۱ مایل مربع (۱۸۴،۰۰۰ کیلومتر مربع) کمتر از سطح قبلی ( از سال ۱۹۹۷ ) اندازه گیری شده اند.

گازهایی که باعث گرم شدن کره زمین می شوند – اثر گازهای گلخانه ای بر گرم شدن کره زمین

تشدید خشکی مناطق گرم مسیر

با افزایش میزان دمای کره زمین پیش بینی می شود که بسیاری از مناطق که هم اکنون جز مناطق خشک و گرم سیری محسوب می شوند، بسیار بیشتر از قبل با خشکی و کم آبی رو به رو شوند. بنجامین کوک Benjamin Cook، دانشمند هواشناسی در موسسه مطالعات فضایی گودارد ناسا در شهر نیویورک که تحقیقات خود را در سال ۲۰۱۵ منتشر کرده است؛ می گوید: ” اگر این وضعیت ادامه پیدا کند به زودی همه ما خشکسالی هایی را تجربه خواهیم کرد که در تاریخ معاصر سابقه نداشته است؛ حتی فکر کردن به آن چه که منتظر ماست وحشتناک خواهد بود! ”

تحقیقات سال ۲۰۱۴ نشان داد که با گرم شدن آب و هوا، بسیاری از مناطق احتمال بارندگی کمتری دارند. براساس این بررسی، مناطق نیمه گرمسیری، از جمله مدیترانه، آمازون، آمریکای مرکزی و اندونزی، بیشترین آسیب را خواهند دید ، در حالی که آفریقای جنوبی، مکزیک، استرالیا غربی و کالیفرنیا به صورت کامل دچار خشکسالی می شوند.

گازهایی که باعث گرم شدن کره زمین می شوند – اثر گازهای گلخانه ای بر گرم شدن کره زمین

تغییرات جوی شدید

انتظار می رود با گرم شدن کره زمین، طوفان ها و گردبادها شدیدتری به وقوع بپوندند. گرم شدن اقیانوس ها، رطوبت را تبخیر می کند و این هسته محرکه طوفان های شدید است. حتی اگر جهان منابع انرژی خود را تغییر داده و به سوی اقتصاد با سوخت فسیلی کمتر (که به سناریوی A1B معروف است) روی بیاورد؛ سیکلن های گرمسیری احتمالاً تا ۱۱٪ بیشتر خواهند بود و این به معنای بادها و طوفان های شدیدتر است.
به طور متناقضی، تغییر آب و هوا همچنین ممکن است باعث طوفان های شدید برف شود. طبق اعلام مرکز ملی اطلاعات زیست محیطی آمریکا، طوفان های شدید برفی در شرق ایالات متحده دو برابر بیشتر از اوایل دهه ۱۹۰۰ هستند. اما چرا این موضوع رخ می دهد؟ پاسخ این است که گرم شدن دمای اقیانوس منجر به افزایش تبخیر رطوبت در جو می شود و همین موضوع طوفان های شدیدی را در جای جای مختلف دنیا رقم می زند.

گازهایی که باعث گرم شدن کره زمین می شوند – اثر گازهای گلخانه ای بر گرم شدن کره زمین

اختلال در اقیانوس ها و اسیدی شدن آب آن ها

اقیانوس ها دی اکسید کربن حل شده را جذب می کنند، این امر برای جو زمین بد نیست زیرا مقدار این گاز را در آن کاهش می دهد؛ اما برای اکوسیستم دریایی این موضوع نتایج زیان باری را به همراه دارد. هنگامی که دی اکسید کربن با آب دریا واکنش نشان می دهد، pH آب کاهش می یابد (یعنی اسیدی تر می شود)، به طور کلی به این فرآیند به اسیدی شدن اقیانوس معروف است. اسیدی شدن آب اقیانوس ها موجب از بین رفتن بسیاری از موجودات دریایی و ارگانیسم های آن از جمله مرجان های دریایی، فیتوپلانکتون و غیره می شود و از بین رفتن آن ها به صورت زنجیره وار علاوه بر نابودی موجودات دریایی بر زندگی موجودات خشکی و بالطبع انسان ها نیز تأثیر منفی می گذارد.

بیشتر بخوانید : نابودی جنگل ها، گوری که برای خود می کنیم!