up
Search      menu
اقلیم و هواشناسی :: مقاله گرمايش زمين PDF
QR code - گرمايش زمين

گرمايش زمين

زمين در خطر global warming

اقليم به معني آب و هوايي که در يک ناحيه در درازمدت حکمفرماست يکي از فاکتورهاي کليدي محيط زيست است که با گذشت زمان دگرگون مي شود. يکي از تبعات دگرگوني اقليم تغيير در توزيع جغرافيايي گونه هاي گياهي و جانوري است. به طور نسبي در طول تاريخ زمين گهگاهي تغييراتي در اقليم صورت گرفته است. اما تغييرات اقليمي که اخيراً به وقوع پيوسته در مقايسه با تغييرات اقليمي ۴ ۲ ميليون سال گذشته شديدتر بوده است. تغييرات اقليمي اخير نتيجه فعاليت هاي بشري مخصوصاً فعاليت هايي است که منجر به توليد گازهاي گلخانه اي شده است. اين گازها باعث گرمايش جهاني شده و سبب نازک شدن يا از بين رفتن بخش هايي از لايه ازن شده است.
در سال هاي اخير تاثيرات احتمالي گازهاي گلخانه اي مورد توجه فراوان هواشناسان و ساير دانشمندان بوده است. برخي از آثار تغييرات اقليمي با استفاده از مدل هاي رياضي قابل پيش بيني است. از ديدگاه اکولوژي گرمايش جهاني ممکن است باعث تغييرات پردامنه اي در پراکنش و انتشار موجودات زنده شود. اين موضوع با توجه به اهميت شيب هاي محيطي، حدود بردباري و فاکتورهاي محيطي که توزيع گونه ها و گسترش جغرافيايي آنها را تحت تاثير قرار مي دهند داراي اهميت زيادي است. تعداد زيادي از فاکتورهاي آب و هوايي داراي ريتم هاي روزانه و فصلي هستند. اين فاکتورها نحوه زندگي ارگانيسم ها را تنظيم مي کنند. تعداد زيادي از گونه ها داراي نوعي ساعت بيولوژيک هستند که با استفاده از آن در برابر تغييرات دوره اي محيط زيست دچار غافلگيري نمي شوند. توزيع جغرافيايي گونه ها بازتابي از تاريخچه جغرافيايي و تکاملي، تاثير سدهاي جغرافيايي، تعامل بين گونه ها و خصوصيات و نيازهاي افراد گونه است. گرمايش جهاني جنبه هاي زيادي از زندگي بشر از جمله الگوي بيماري ها را تحت تاثير قرار مي دهد. گرمايش جهاني، مسائل مربوط به توافقات جهاني، مسئوليت هاي فردي، سازماني و دولتي مربوط به گرمايش جهاني را پيش روي ما قرارداده است.
شواهد گرمايش
شواهد و مدارک موجود نمايانگر اثر انکارناپذير انسان بر اقليم جهاني است. نتيجه گيري که «انجمن چند دولتي تغيير اقليم» در سال ۱۹۹۵ به عمل آورد براساس تغييرات قابل توجه در درجه حرارت و تراکم دي اکسيد کربن حاصل از فعاليت هاي بشري بوده است. در بريتانيا گروهي موسوم به «پژوهشگران آثار تغيير اقليم» برخي از تغييرات اقليمي که آثار مهمي بر پوشش گياهي و حيات وحش دارند را مشخص کرده اند. آنها نشان داده اند که در سال هاي آتي ميانگين درجه حرارت جهاني افزايش خواهد يافت و احتمالاً اثرات درجه حرارت در نواحي معتدل جهان از ساير نواحي از جمله نواحي استوايي مشهودتر است. علاوه بر اين، از اين پس زمستان هاي ملايم با سرماي خفيف تري تجربه خواهد شد و تابستان ها گرم تر و احتمالاً امواج هواي گرم افزايش خواهند يافت. مانند هميشه افزايش درجه حرارت جهاني موجب افزايش ناچيز بارندگي در حدود ۱۰ درصد خواهد شد. در اروپاي غربي و بريتانيا تابستان ها، کم وبيش، خيلي خشک تر (مخصوصاً در بريتانياي جنوبي) و خشکسالي در برخي از نواحي فراواني بيشتري خواهد داشت. علاوه بر اين وقوع حوادثي نظير توفان هاي شديد که از آثار تغيير اقليم هستند، افزايش خواهند يافت و ميانگين سرعت باد مخصوصاً هنگام اعتدال بهاري و پاييزي افزايش خواهد يافت.
تغييرات آب و هوايي
دگرگوني اقليم يک پديده طبيعي است که در مقياس زماني چند هزار ساله به وقوع مي پيوندد. اما در مقياس قرن يا دهه نيز اشکالي از تغييرات اقليمي مشاهده شده است. در مورد مقياس چند هزار ساله مي توان به دوره هاي يخبندان اشاره کرد. عوامل خارجي که باعث تغييرات اقليم مي شوند عبارتند از: تغييرات در ميزان تابش نور خورشيد، تغيير در مدار زمين و همچنين رانش قاره ها. گرمايش جهاني يک مسئله جدي است. بدون شک گرمايش جهاني اخير يکي از نتايج فعاليت هاي بشري است. به هر حال تغيير اقليم و گرمايش جهاني به طور طبيعي نيز به وقوع مي پيوندند. بر حسب تعريف يک بهينه اقليمي در عرض هاي جغرافيايي متوسط نيمکره شمالي در حدود ۵۰۰۰ تا ۸۰۰۰ سال قبل اتفاق افتاده است که در آن درجه حرارت متوسط ۵ ۲ درجه سانتي گراد بيشتر از متوسط گرماي جهاني کنوني بوده است. اين ميزان از افزايش دما در اروپا، آمريکاي شمالي و شرق آسيا کمي بيشتر بوده است. در حدود ۲۵۰۰ سال پيش اقليم هاي مخرب به ويژه اقليم هاي شديداً سرد در هر دو نيمکره پديدار مي شوند و تا حدود قرن دهم ميلادي تداوم پيدا مي کنند. سپس روند وخامت اقليم مخصوصاً در نيمکره شمالي ادامه پيدا کرده و تحت عنوان «بهينه اقليمي کوتاه» يا «دوره گرم قرون وسطي» خوانده مي شود که يک دوره خشک و گرم از حدود اواخر ۹۰۰ تا ۱۳۰۰ بعد از ميلاد ادامه داشت. اين تغييرات اقليمي شرايط مناسبي براي پرورش انگور در انگلستان جنوبي فراهم کرد.
در همين دوره بود که وايکينگ ها جزيره گرينلند را مستعمره خود کردند و بوميان آمريکايي آناسازي اقدام به کشاورزي ديم در مناطق کويري جنوب شرق ايالات متحده کردند. از حدود سال ۱۸۸۰ دماي هوا در تابستان و زمستان در برخي از نواحي معتدله نيمکره شمالي در حال افزايش بوده است. در دهه ۱۹۲۰ افزايش دماي هوا جهاني بود و احتمالاً اين افزايش درجه حرارت نتيجه بالا بودن ميزان گازهاي گلخانه اي و فقدان نسبي انفجارهاي آتشفشاني بزرگ بوده است. شواهد تاريخي حاکي از اين واقعيت هستند که شرايط سرد اروپا نظير يخبندان کوتاه مدت که در حدود ۱۴۵۰ تا ۱۸۵۰ بر اروپا حاکم بود با دوره هاي کاهش و حتي با عدم وجود لکه هاي خورشيدي همراه بوده است. سيکل فعاليت لکه هاي خورشيدي که تقريباً ۹ تا ۱۳ سال (به طور ميانگين ۱۱ سال) است ظاهراً با ميزان بارندگي ها منطبق است و سال هاي پر باران با فعاليت بيشتر لکه هاي خورشيدي همراه است.
تفسير و توضيح دگرگوني در توزيع جغرافيايي گونه هاي گياهي و جانوري بر اساس تغيير اقليم نيازمند زمان است و بسيار دشوار است. تغييرات اقليمي اثرات مهمي بر توزيع گونه هاي گياهي، جانوري و فعاليت هاي بشر نظير کشاورزي و جنگل داري گذاشته است. براي نمونه گرماي زياد دهه ۳۰ باعث پيشروي گونه هاي گياهي و جانوري به سمت شمال اسکانديناوي شد. ميانگين افزايش دما در دهه۱۹۳۰در فنلاند به ۵ ۱ درجه سانتي گراد رسيده بوده و دماي زمستاني در فنلاند يک درجه سانتي گراد گرمتر شده بود. بعد از دهه ۶۰ در قطب جنوب زمستان ها خيلي سردتر شده است. اين تغييرات اقليمي نه تنها باعث شده که ميانگين دماي فصول و رشد و توليد مثل جانوران افزايش حاصل کند بلکه در نتيجه اين تغييرات باردهي پوشش هاي گياهي نيز افزايش پيدا کرد. با توجه به روابط تغذيه اي بين گياهان و جانوران توليدمثل جانوران نيز بهبود يافته است. بايد اذعان کرد که ربط دادن تغييرات اقليمي به پديده هاي ديگر نظير بارندگي موضوع را خيلي پيچيده تر خواهد کرد.
نمونه اي ديگر از تغييرات اقليم طبيعي که مشکلات و مسائلي را به دنبال داشته است، گسترش بيابان هاي ساحلي در آفريقا است. اين منطقه يک نوار نيمه بياباني است که در جهت غرب به شرق بين کوير صحرا و نواحي شمالي و مرطوب آفريقا گسترش يافته است. خشکسالي اواخر دهه ۱۹۶۰ و اوايل دهه۱۹۷۰ بخش هاي وسيعي را در اين منطقه فرا گرفت. در اوايل قرن اخير کاهش بارندگي به معني واقعي مشهود نبود اما در عوض سرعت جنگل زدايي زياد بود. دليل خشکسالي ساحلي در دهه هاي ۶۰ تا ۷۰ عمدتاً نوسانات بسيار شديد بارندگي در دهه هاي ۴۰ و ۵۰ بود. به طوري که کشاورزان و مرتع داران براي کسب درآمد و منفعت بيشتر به محيط زيست آسيب هاي بسيار شديدي وارد کردند. زماني که تغيير اقليم يک هنجار باشد کشاورزي و مرتع داري به مدت طولاني دوام پيدا نخواهند کرد و مردم به قحطي و گرسنگي گرفتار خواهند شد. حتي در برخي از نواحي پوشش بوته اي هم از بين خواهد رفت و منطقه به يک بيابان واقعي تبديل خواهد شد. با رشد جمعيت و توسعه تکنولوژي، اثرات انسان بر اقليم محلي، ناحيه اي و جهاني اهميت فزاينده اي پيدا کرده است. نظر به اينکه فعاليت هاي بشري تنها يکي از فاکتورهاي تغييردهنده اقليم هستند تعيين ميزان اثر آن امري مشکل است. اما ثابت شده است که تغييرات اقليمي که در اثر انتشار گازهاي گلخانه اي ايجاد مي شوند نتيجه فعاليت هاي بشري هستند و سهم بزرگي در گرمايش جهاني اخير داشته اند.
اثر گلخانه اي چيست
تابش خورشيدي داراي طول موج کوتاه است اما به دليل سردتر بودن کره زمين تابش هاي زميني طول موج هاي خيلي بلندتري را از خود ساطع مي کند. انرژي طول موج هاي کوتاه (قرمز دور) در اتمسفر توسط گازها جذب مي شود به طوري که سرعت انتشار انرژي به فضا کند مي شود. اگر گازهاي اتمسفري نبودند متوسط دماي کره زمين منفي ۲۳ درجه سانتي گراد مي بود. اما به دليل وجود اتمسفر متوسط دماي کره زمين حدود ۱۵ درجه سانتي گراد است که اين يک نوع اثر گلخانه اي طبيعي محسوب مي شود. تابش هاي زميني داراي طول موج ۴ تا ۱۰۰ نانومتر هستند و در حدود ۱۰ کيلومتري سطح زمين يک اوج جذب دارند. جذب برخي از تابش هاي زميني توسط گازهاي گلخانه اي در ارتفاع ۴ کيلومتري سطح زمين صورت مي گيرد. حدود ۹۴ درصد از تابش هاي بلند موج که از زمين ساطع مي شوند توسط گازها مخصوصاً توسط دي اکسيدکربن، متان و بخار آب جذب مي شود.
گازهاي گلخانه اي
بخارآب، دي اکسيد کربن، اکسيد نيتروژن، متان، ازن جو پائين، کلروفلوئوروکربن ها، هيدروفلوئوروکربن ها و پرفلوئوروکربن ها گازهاي گلخانه اي نام دارند. تمامي اين گازها در ايجاد پديده گلخانه اي در جو زمين نقش دارند و در اين ميان بخار آب و دي اکسيد کربن مجموعاً ۹۰ درصد از سهم اثر گلخانه اي را به خود اختصاص مي دهند. گازهاي گلخانه اي به طور طبيعي در جو زمين وجود دارند اما فعاليت هاي انساني و آلودگي هاي ناشي از اين فعاليت ها، مقدار گازهاي مذکور را به طور غيرطبيعي افزايش مي دهد.
در نتيجه گرماي ناشي از تابش اشعه خورشيد در جو زمين محبوس مي شود و دماي کره زمين را بالا مي برد. گازهاي گلخانه اي داراي منابع توليدکننده طبيعي و غيرطبيعي هستند. اين منابع چشمه هاي گازهاي گلخانه اي ناميده مي شوند. از طرفي مقدار گازهاي گلخانه اي در اثر تغيير و تحولات شيميايي در جو يا توسط منابع جذب کننده اين گازها که اصطلاحاً چاهک ناميده مي شوند، کاهش مي يابد. هر گاز گلخانه اي طول عمر مشخصي دارد و با توجه به نوع گاز گلخانه اي ميزان تاثير آن بر شدت اثر گلخانه اي نيز متفاوت است. معمولاً گاز دي اکسيد کربن به عنوان مبناي تعيين ميزان تاثير گاز گلخانه اي بر گرماي زمين، درنظرگرفته مي شود و پتانسيل گرمايش ساير گازها نسبت به اين گاز سنجيده مي شود. قبل از صنعتي شدن جهان ميانگين تراکم دي اکسيد کربن از نظر حجمي ppm ۲۶۰(۲۶۰ قسمت در يک ميليون) بود. از سال ۱۹۹۸ به بعد ميزان دي اکسيدکربن از ميانگين ppm ۳۵۰ به ۳۶۰ رسيده است.
بر اساس گزارش آژانس ملي تغييرات جوي و اقيانوسي دولت ايالات متحده آمريکا، ميانگين غلظت دي اکسيدکربن در جو در سال ۲۰۰۵ به ۳۸۱ppm رسيد که نسبت به سال ۲۰۰۴ ميلادي، ppm ۲.۶افزايش داشته است. افزايش سالانه اين گاز، که از دهه ۱۹۵۰ اندازه گيري مي شود، در سه سال از چهار سال گذشته بيش از ۲ppmبوده است. تاکنون چنين افزايشي گزارش نشده بود و در نيم سده گذشته، افزايش سالانه کمتر از ۱ppm بوده است. مدل هاي تغييرات اقليمي نيز در سناريوهاي گوناگون مورد استفاده واقع مي شوند. براي نمونه مدل «انستيوگا» که براي مطالعات فضايي طراحي شده بود پيش بيني کرد که ميزان گازکربنيک تا سال ۲۰۲۶ بهppm ۶۰۰ خواهد رسيد. سناريوهاي ديگر عدد ppm ۸۵۰ را براي افزايش گازکربنيک تا سال ۲۱۰۰ پيش بيني کرده اند. مطالعاتي که اخيراً در مورد اثرات احتمالي افزايش گازکربنيک صورت گرفته، افزايش اين گاز را تا ppm ۷۰۰(دو برابر ميزان کنوني) مطرح مي کنند. سوخت هاي فسيلي، آتش سوزي جنگل ها (مخصوصاً در نواحي استوايي) عوامل اصلي افزايش گازکربنيک اتمسفر هستند. با وجود آنکه گازکربنيک بزرگترين سهم را در اثر گلخانه اي دارد، ولي کمترين جذب تابش قرمز دور را دارد. يکي از نظريات اين است که عامل اثر گلخانه اي فعاليت هاي انساني است. در حال حاضر سهم گازهاي گلخانه اي متفاوت در جذب تشعشات بلند موج بدين شرح است: دي اکسيدکربن ۵۰ درصد، متان بيش از ۲۰ درصد، اکسيدهاي ازت ۶ درصد، کلروفلوروکربن ها ۱۴ درصد و ازن نيز کمتر از ۱۲ درصد است. نرخ افزايش تراکم دي اکسيدکربن اتمسفر طي سه دهه گذشته ۲ ۰ تا ۷ ۰ درصد (به طور ميانگين ۴ ۰ درصد) در سال برآورد شده است. تراکم متان که جذب مؤثر تابش آن چهار برابر بيشتر از گازکربنيک (جذب کننده تابش هاي بلندموج) است با نرخ ۱ الي ۲ درصد (به طور ميانگين ۳ ۱ درصد) در سال افزايش داشته است. تراکم فعلي اين گاز حدود ppm ۱.۷ است. حدود يک پنجم از متان انتشار يافته به اتمسفر ناشي از نشت خطوط لوله گاز است. زباله هاي دفن شده منبع ديگر توليد گاز متان طي فرآيندهاي تجزيه مواد آلي هستند. منبع ديگر گاز متان فعاليت هاي کشاورزي مخصوصاً کشت محصولاتي از قبيل برنج است. دام هاي نشخوارکننده از قبيل گاو و گوسفند نيز از توليدکنندگان عمده متان هستند. ضايعات ناشي از فعاليت هاي موريانه نيز علاوه بر دي اکسيدکربن متان توليد مي کند. ميزان انتشار جهاني دي اکسيدکربن و متان توسط موريانه ها به ترتيب برابر ۷۰۰ +۳۵۰۰ و ۵ ۱+ ۷ ۱۹ مگاتن در سال برآورد شده است (يک مگاتن= ۱۰۹ کيلوگرم) که معادل حدود ۲ و ۴ درصد چرخه جهاني اين گازها است (ساندرسون ۱۹۹۶). جمعيت گاوها از سال ۱۹۵۰ به بعد دو برابر شده است. جمعيت موريانه در علفزارهاي استوايي به دنبال گسترش پاک تراشي جنگل ها افزايش يافته است. بنابراين تعجب آور نيست که ميزان متان اتمسفر به طور وسيع افزايش يافته است. در واقع افزايش آن دو برابر بيشتر از دي اکسيدکربن است.
اکسيدهاي نيتروژن محصولات طبيعي فعاليت هاي ميکروبي در خاک اند. افزايش اخير آنها (با نرخ ۲ ۰ درصد الي ۳ ۰ درصد در سال) ناشي از مصرف کودهاي ازت دار، سوخت هاي فسيلي، آتش سوزي جنگل ها و سوزاندن کاه مزارع است. تراکم اکسيد ازت در اتمسفر حدود ppm ۰.۳برآورد شده است.
گرم شدن زمين چه عواقبي به دنبال دارد؟
دما و ميزان بارش برف و باران، هر دو بر آب و هوا تاثير مي گذارند. مقادير دما وميزان بارش باران در هر منطقه نيز متاثر از عرض جغرافيايي، ارتفاع و جريان هاي اقيانوسي آن منطقه است. تغيير آب و هوا پديده اي است که ميزان تاثير عوامل فوق را بر آب و هواي هر منطقه تغيير مي دهد و تاثيرات نامطلوبي را به جاي مي گذارد. برخي پيامدهاي شناخته شده ناشي از تغيير آب و هوا عبارتند از:
تغيير در ميزان بارش باران و جهت وزش باد
بالا آمدن سطح آب درياها و کاهش منابع آب شيرين
افزايش بلاياي طبيعي مثل توفان، گردباد و سيل
تغييرات آب و هواي منطقه اي در عرض هاي بالا و نيمکره شمالي
افزايش ميزان خشکسالي و توسعه مناطق بياباني
تهديد بيش از يک ميليون گونه زيستي
افزايش آلودگي هوا در برخي مناطق در اثر افزايش بادهاي گرم
اثر احتمالي بر گسترش بيماري هايي نظير مالاريا .
گرمايش جهاني و بارندگي
اگر افزايش تراکم گازهاي گلخانه اي تداوم داشته باشد درجه حرارت جهاني در مقايسه با سال ۱۹۶۰ در سال ۲۰۰۵ به طور متوسط ۵ ۰ درجه سانتي گراد، تا سال ۲۰۱۵ ، ۵ ۱ درجه سانتي گراد و تا سال ۲۰۵۰ الي ۲۱۰۰ ، ۳ درجه سانتي گراد افزايش خواهد يافت. برخي از مدل ها پيش بيني کرده اند که تا سال ۲۱۰۰ ميانگين افزايش دماي جهان به ۵ ۵ درجه سانتي گراد خواهد رسيد. پيش بيني شده است که در عرض هاي جغرافيايي بالا در مقايسه با نواحي نزديک استوا افزايش دما بيشتر است. احتمالاً در برخي از نواحي اي که عرض جغرافيايي مشابه دارند افزايش دما سريع باشد و ممکن است نواحي اي که امروزه داراي ميانگين درجه حرارت پايين هستند در آينده به شدت با افزايش دما روبه رو شوند. در مقياس جهاني، احتمالاً اثر گلخانه اي منجر به افزايش ميزان بارندگي خواهد شد. در اين مورد نيز افزايش ميزان بارندگي در نواحي ويژه از اين الگو پيروي نخواهد کرد. افزايش ميانگين درجه حرارت پتانسيل تبخير و تعرق را افزايش مي دهد به طوري که گياهان حتي با وجود ثابت بودن ميزان بارندگي متحمل تنش خشکي مي شوند. انتظار مي رود که عرض هاي جغرافيايي شمالي فصل سرد کوتاه تر و فصل گرم طولاني تري داشته باشند. از اين رو افزايش دما در فصل سرد محسوس تر است و در عرض هاي جغرافيايي شمالي پاييز و زمستان پرباران تر و بهار و تابستان خشک تري حکمفرما خواهد بود. نواحي استوايي معمولاً بارندگي بيشتري خواهند داشت و نواحي تحت استوايي خشک تر خواهند بود. در اواخر دهه ۱۹۹۰ رويدادهاي اقليمي مهمي رخ دادند. از جمله مي توان به خشکسالي ها، تندبادها و توفان هاي شديد اشاره کرد. اين رويدادها ممکن است ناشي از تغييرات اقليمي طبيعي نظير بالا بودن فرکانس و شدت وقوع پديده ال نينو بوده باشند.
گرمايش جهاني و اکوسيستم هاي آب شيرين
تغييرات اقليمي نهرها و کيفيت آب آنها را تحت تاثير قرار مي دهد. اين تغييرات به ويژه در نواحي نيمه بياباني و خشک مشهودتر است. اثر غير مستقيم تغيير اقليم را مي توان در مورد آب هاي زير زمين ي (بالا يا پايين آمدن سفره هاي زير زمين ي) و شوري خاک مشاهده کرد. اثر مستقيم تغيير اقليم بر خاک احتمالاً منتهي به تغيير درجه حرارت و رطوبت خاک و همچنين ترکيب و تراکم گونه هاي خاکي مي شود. در اثر فعاليت هاي ميکروبي درون خاک ممکن است سرعت اسيدي شدن خاک افزايش حاصل کند. به دليل افزايش دما فعاليت ميکروبي و همچنين اثرات فلزات سنگين افزايش خواهد يافت. افزايش درجه حرارت در عرض هاي جغرافيايي زياد منجر به ذوب شدن پرمافراست (لايه يخ دائمي) مي شود که يکي از نتايج آن ايجاد سيل است.
گرمايش جهاني نهرها و درياچه ها را نيز تحت تاثير قرار مي دهد. پسروي کوه هاي يخي، بالا رفتن خط برفي و افزايش برف و آب بهاري از ديگر آثار گرمايش جهاني است. نشان داده شده که در دهه هاي ۱۹۷۰ و ۱۹۸۰ ميلادي درجه حرارت درياچه هاي مصنوعي واقع در شمال غرب «اونتاريو» دو درجه سانتي گراد افزايش يافته و فصل غيريخبندان تا سه هفته افزايش يافته است. در چنين درياچه هايي تراکم بعضي از مواد شيميايي افزايش پيدا کرده است. در اثر گرمايش جهاني گونه هاي ساکن آب ها از قبيل ماهي قزل آلا و ميگو کاهش پيدا خواهند کرد. برخي از مدل ها پيش بيني مي کنند که درجه حرارت عمق آب در بخش هايي از کانادا به ۸ درجه سانتي گراد خواهد رسيد. همچنين پيش بيني شده است که حدود جغرافيايي ماهي هاي ساکن آب هاي سرد به اندازه ۵۰۰ الي ۶۰۰ کيلومتر به سمت شمال گسترش خواهد يافت. براساس يک برآورد ديگر اگر چنانچه تراکم دي اکسيد کربن در هوا دو برابر شود افزايش سالانه دما به اندازه ۳ الي ۵ درجه خواهد بود. اين امر باعث خواهد شد که آب دهي نهرها و چشمه هاي نواحي مياني شمالي ايالات متحده آمريکا و انگلستان به ترتيب ۲۱ و۳۱ درصد کاهش پيدا کنند.
دليل اين امر افزايش شديد تبخير آب است. همچنين پيش بيني شده است اکثر اکوسيستم هاي تالابي در اين نواحي از بين خواهند رفت. طبق يک پيش بيني ديگر با افزايش دي اکسيدکربن، دماي هوا در تابستان ۴ درجه سانتي گراد افزايش خواهد يافت و افزايش دماي هوا در زمستان در قطب جنوب و بخش هايي از آمريکاي شمالي به ۹ درجه خواهد رسيد. اما در مورد تغييراتي که ممکن است در الگوي بارندگي کره زمين در عرض هاي جغرافيايي بالا رخ دهد توافق نظر زيادي وجود ندارد. با وجود اينکه همه اين پيش بيني ها بر احتمال استوارند، اما اين تغييرات از لحاظ هيدرولوژي و ليمنولوژي در نواحي دور از نيمکره شمالي بحراني خواهند بود. طغيان چشمه ها و رودخانه هايي که به سمت شمال در جريان اند (به دليل آب شدن يخ ها) به طور قطع آب بسياري از درياچه ها و مخصوصاً تالاب ها را در مناطق کم ارتفاع تأمين خواهند کرد و در نتيجه زيستگاه هاي ويژه اي براي موجودات زنده ايجاد خواهد شد. تمام جوامع آبي تحت تاثير تغييرات کيفيت (از جمله تراکم مواد غذايي) و کميت آب قرار مي گيرند. فصل رشد و توليدمثل طولاني و افزايش درجه حرارت آب مخصوصاً در بهار مجدداً حيات درون آب را تحت تأثير قرار خواهد داد و احتمالاً اثراتي زيانبخش بر کل زنجيره غذايي خواهد داشت. سرانجام اينکه تالاب ها و تورب زارها که سهم مهمي در موازنه چرخه کربن جهان را به عهده دارند به دليل افزايش دماي هوا و کاهش آب (به خاطر انحراف آب و افزايش تبخير) نابود شده و به صورت يک منبع انتشار کربن (ميزان انتشار از مقدار جذب کربن بيشتر است) در خواهند آمد.
گرمايش جهاني و تغييرات سطح آب دريا
پيش بيني مي شود که سطح آب دريا در اثر گرمايش جهاني افزايش يابد. کوه هاي يخ به طور محسوسي ذوب شده و يخ هاي قطبي نيز خيلي آسيب پذير خواهند شد. طبق پيش بيني هاي اخير سطح آب درياها در سال ۴ ۲ ميلي متر افزايش خواهد يافت و تا سال ۲۰۵۰ سطح آب درياها ۲۴ الي ۳۴ سانتي متر افزايش خواهد يافت. طبق پيش بيني برخي از مدل ها اگر روند گرمايش جهاني همچنان ادامه داشته باشد سطح آب درياها تا سال ۲۰۵۰ ، ۶۰ سانتي متر و تا سال ۲۱۰۰ يک متر و حتي تا سال ۲۲۰۰ چندين متر افزايش خواهد يافت. افزايش ميانگين سطح آب درياها با تغييرات رژيم جزر و مد همراه خواهد بود. با افزايش سطح آب، نواحي بيشتري به زير آب مي روند و اکوسيستم هاي ساحلي تحت تاثير تغيير الگوي جابه جايي رسوبات و عملکرد امواج قرار مي گيرند. تغيير اقليم و چرخه کربن در اقيانوس ها ارتباط محکمي با يکديگر دارند. آب گرم تر قادر به نگهداري مقدار کمتري گازکربنيک است، از اين رو گرمايش جهاني ممکن است جذب دريايي دي اکسيد کربن را کاهش دهد. اين مسئله باعث وخامت اثر گلخانه اي خواهد شد. آثار مشهود بالا آمدن سطح آب درياها، آب گرفتگي، فرسايش و تخريب ساحل هاي شني و کپه هاي گلي به هنگام مد است. توده شن هاي ساحلي و تپه هاي مرجاني و شبه جزيره هاي مرجاني در نواحي پست جهان تحت تأثير بالا آمدن سطح آب قرار مي گيرند و عملکرد اکوسيستم هاي ويژه در معرض خطر قرار مي گيرد. در واقع بخش هاي عمده اي از کشورهاي واقع در نواحي پست حاشيه درياها از قبيل «بنگلادش»، قسمت هايي از اروپا نظير شرق انگلستان و بخش هايي از ساحل هلند دچار آب گرفتگي هاي شديد خواهند شد.
گرمايش جهاني و گياهان
تغييرات تراکم دي اکسيد کربن در هوا ارتباط محکمي با تغيير درجه حرارت و مهيايي آب براي گياه دارد. بخشي از گرمايش جهاني اخير نتيجه فعاليت هاي بشر است که نتيجه انتشار گازهاي گلخانه اي بوده است. نبايد فراموش کرد که بخش عمده اي از انتشار دي اکسيدکربن منشاء انساني ندارد. فرآيند فتوسنتز عمده ترين جذب کننده دي اکسيدکربن و تنفس مهم ترين منبع انتشار اين گاز است. انتظار مي رود که مقدار بيشتري از دي اکسيدکربن (با منشاء انساني) ايجاد شده با افزايش فتوسنتز از اتمسفر جذب شود. گياهان کربن زيادي ذخيره مي کنند و يک مخزن بالقوه کربن محسوب مي شوند. به هر حال هرگونه تغيير جزيي در تراکم دي اکسيدکربن با افزايش نرخ تنفس در درجه حرارت بالاتر جبران خواهد شد از اين رو مقدار بيشتري دي اکسيدکربن توليد مي شود. تغييرات تراکم دي اکسيد کربن عکس العمل گياهان به فاکتورهاي اقليمي (درجه حرارت، بارندگي، تبخير و تعرق) را تحت تاثير قرار مي دهد. کاهش ميزان تراکم اين گاز مي تواند در جهت معکوس عمل کند. اين مسئله به نوبه خود اثرات متقابل غيرمستقيمي بر جوامع جانوري و ميکروبي خواهد داشت.
تغييرات اقليمي موضوع جديدي نيست اما تغييرات شديد بقاي تعدادي از گونه ها و جوامع امروزي را تحت تاثير قرار مي دهد. دوره هاي يخبندان و ميان يخبندان پليستوسن در مقياس هاي زماني هزاران سال به وقوع پيوسته اند و محصول تغييرات آب و هوايي کوتاه مدت نبوده اند. فسيل ها و مدارک حاکي از اين هستند که گرمايش جهاني بعد از پايان آخرين دوره يخبندان ادامه يافته و باعث توزيع گونه ها در امتداد شيب هاي محيطي مختلف شده است. طي آخرين دوره يخبندان حداکثر نرخ حرکت گونه هاي درختي در اروپا براي ممرز ۳۰۰ متر، براي بلوط ۵۰۰ متر و براي نمدار و زبان گنجشک و افرا ۱۰۰ متر در سال بوده است. چنين اختلافاتي در ميزان حرکت گونه هاي درختي بر ساختار و نيز پويايي جوامع اکولوژيک تاثير گذاشته است.
اگر نرخ گرمايش جهاني اخير از گرمايش جهاني گذشته بيشتر باشد مي بايستي همان رويداد حرکت گونه هاي درختي رخ دهد. واکنش فيزيولوژيک گياهان به افزايش تراکم دي اکسيدکربن به ويژه در مدل هاي اکوسيستم بررسي شده است. افزايش حساسيت جنگل ها و ساير جوامع گياهي به تغييرات اقليمي يکي از آثار افزايش تراکم دي اکسيدکربن است. به هر حال در مدل ها متغيرهاي کوچکي وجود دارند که در مراحل اوليه تغييرات شديدي از خود نشان مي دهند.
تغييرات در رويش گياهي در نواحي کوهستاني ضرورتاً بيانگر تغييرات عمودي (وابسته به ارتفاع) وقايعي نيستند که در عرض هاي جغرافيايي متفاوت اتفاق مي افتند. با اين وجود تغييرات درجه حرارت ضرورتاً با تغييرات بارندگي هماهنگي نشان نمي دهند.
پيش بيني شده است که اگر ميانگين درجه حرارت سالانه به ۲ تا ۸ ۲ درجه سانتي گراد برسد و بارندگي وجود نداشته باشد در بخش سوئيسي کوهپايه هاي آلپ جنگل ممرز به جنگل بلوط ممرز تبديل خواهد شد. اگر بارندگي صورت نگيرد کمربند جنگل سوزني برگان مورد تهاجم گونه هاي برگ ريز قرار خواهد گرفت و شرايط گرم تر و خشک تر (به علت افزايش ميزان تبخير و تعرق) نيز منجر به افزايش غناي گونه اي مي شود و برخي از اجتماعات که امروزه وجود ندارند ظهور خواهند کرد. برخي از گونه ها توانايي آن را دارند که در واکنش به گرمايش جهاني فراواني و توزيع خود را تغيير دهند. برخي ديگر از گونه ها ممکن است فاقد اين توانايي باشند و انقراض پيدا کنند. مخاطره انقراض براي گونه هايي بيشتر است که از لحاظ توزيع جغرافيايي دچار محدوديت باشند و يا اينکه داراي جمعيت هاي کوچک و متفرق بوده و نرخ توليدمثل پاييني داشته و همچنين بر سر راه مهاجرت آنها موانعي وجود داشته و از تنوع ژنتيکي پاييني برخوردار باشند.
تنوع ژنتيکي ممکن است تا اندازه اي تغييرات اقليمي را خنثي سازد و از اين رو بخشي از جمعيت در برابر تغييرات اقليمي از خود مقاومت نشان دهد، در نتيجه در شرايط خشک تر و گرم تر به خوبي رشد کند.
مطالعات صورت گرفته نشان داده است در صورتي که درخت غان جوان در معرض ppm ۷۰۰ گاز کربنيک (دو برابر تراکم فعلي دي اکسيدکربن) به مدت ۵ ۴ سال قرار بگيرد (اين آزمايش يکي از طولاني ترين مطالعاتي است که بر روي گونه هاي درختي برگ ريز صورت گرفته است) در پايان آزمايش ميزان وزن زنده ۵۸ درصد افزايش نشان خواهد داد. در سه سال اول افزايش گازکربنيک اثر بيشتري بر نرخ رشد اين درخت بر جاي گذاشت و در سال چهارم به رغم اينکه با مقادير بالايي از دي اکسيدکربن در تماس بود، رشد کمتري از خود نشان داد. درختاني که در تماس با هواي غني از دي اکسيد کربن قرار مي گيرند صاحب ميزان کربن بيشتري در ريشه هاي فرعي خود مي شوند. احتمالاً تراکم اين ريشه هاي فرعي در اين درختان به خاطر بالا بودن نياز غذايي آنها است. درختاني که در معرض تراکم هاي بالايي از دي اکسيد کربن قرار مي گيرند، در مقايسه با درختاني که در تماس با تراکم هاي بالاي دي اکسيدکربن نيستند، سطح برگ کمتري دارند. اين امر احتمالاً بيانگر بالا بودن کارايي فتوسنتز در اتمسفر غني از دي اکسيدکربن است. به هر حال با در نظر گرفتن همه جوانب، در آينده جنگل هاي سوزني برگ ذخيره گاه عمده اي براي دي اکسيدکربن اتمسفر خواهند بود.
نتايج مطالعات مختلف در مورد گونه هاي مختلف سوزني برگان نشان مي دهد که افزايش تراکم دي اکسيدکربن در اتمسفر باعث تشديد رشد سوزني برگان شده از اين رو اين جنگل ها به صورت مخزن بزرگي براي دي اکسيدکربن در مي آيند و در عين حال مي توانند گاز کربنيک ناشي از فعاليت هاي صنعتي را جذب کنند. بدين ترتيب يک مکانيسم پس خور منفي بسيار با اهميت در بخش اتمسفري چرخه جهاني کربن ايجاد مي شود.
گرمايش جهاني و گونه هاي جانوري
جانوران نيز همانند گياهان تنها در شرايط محيطي خاص مي توانند زندگي کنند. تغييرات اقليمي از قبيل افزايش تراکم دي اکسيدکربن و درجه حرارت به طور مستقيم يا غيرمستقيم بر جانوران تأثير مي گذارند. دي اکسيدکربن يک محصول زائد فعاليت هاي متابوليکي است که مي بايستي از بدن خارج شود. افزايش تراکم دي اکسيدکربن اتمسفر باعث آسيب ديدگي و بروز علائم بيماري مي شود. براي نمونه در پستانداران، سرخرگ هاي ششي (سرخرگ هايي که مسئول اکسيژن گيري خون هستند) منقبض شده و تنفس به دشواري صورت مي گيرد، انقباض عضلات قلب کاهش يافته و فشار خون افت پيدا مي کند. به طور کلي ميزان دي اکسيدکربن اتمسفر ۰۳۶ ۰ درصد (ppm ۳۶۰) است.
برخي از محيط هاي خرد به دلايل متفاوت ممکن است مقادير خيلي بيشتر دي اکسيد کربن داشته باشند: غلظت دي اکسيد کربن در کندوي زنبور عسل ۲ ۰ تا ۶ درصد و در خاک هاي گرم و مرطوب که محل نقب ها و دالان هاي مسکوني پستانداران است تراکم دي اکسيد کربن ۳ الي ۵ درصد است و حتي به علت فعاليت نقب زني جانوران و افزايش فعاليت متابوليکي و تندتر شدن تنفس مقدار بيشتري دي اکسيد کربن توليد مي شود. برخي از جانوران از قبيل گوفرهاي کوچک (جونده هاي نقب زن به اندازه موش صحرايي) ممکن است با دارا بودن مجموعه اي از ويژگي هاي فيزيولوژيک از قبيل کاهش ضربان قلب، کاهش نرخ متابوليسم (از جمله کاهش مقدار تبادل گازهاي غيرضروري) و کاهش نرخ تنفسي در برابر افزايش دي اکسيدکربن مقاومت کنند. اين مسئله به تنهايي منجر به کاهش کارايي فيزيولوژيک، پريشاني و احتمالاً مرگ موجود زنده خواهد شد.
چهار واکنش عمومي گونه هاي جانوري نسبت به تغييرات اقليمي عبارتند از تغيير در الگوي پراکنش، تغيير در حدود بردباري، تغييرات تکاملي و انقراض. در مناطقي که اقليم عامل محدودکننده پراکنش گونه هاست آن دسته از جمعيت هايي که در حاشيه حوزه پراکنش قرار گرفته اند نسبت به تغييرات اقليمي حساس تر هستند. اين به ويژه در مورد گونه هايي که محيط فيزيکي، غذا و ساير نيازهاي زيستگاهي ويژه دارند اهميت بيشتري مي يابد. پيش بيني سرعت تغييرات اقليمي تنها توسط گونه هايي که انتشار سريع دارند و به گرمايش جهاني در حاشيه گستره جغرافيايي شان واکنش نشان مي دهند، امکان پذير است.
اکثر جانوران در رابطه با تغيير اقليم مشکل عمده اي ندارند. اما مشکل زماني بروز مي کند که به موازات انتشار سريع جانوران گونه هاي جانوري ميزبان يا گياهاني که غذاي آنها هستند به تناسب انتشار پيدا نکنند. مفيد خواهد بود که در ارتباط با پارامترهاي اقليمي نقشه توزيع کنوني گونه ها را ترسيم کرد. سپس نقشه مزبور را با نقشه توزيع پيش بيني شده تطبيق داد. دليل اين امر آن است که به طور يقين در همه موارد حضور گونه ها بر اساس نيازها و رجحان هاي آنها صورت نمي گيرد.
بعيد به نظر مي رسد که تغييرات تکاملي در موجودات زنده، نتيجه واکنش در برابر تغييرات اقليم در يک مقياس زماني کوتاه بوده باشد. اما تغييرات اقليمي مي توانند تا حدودي تغييرات تکاملي خرد را ايجاد کنند. در اين صورت اثر تغييرات اقليمي بيشتر به صورت ظهور گونه هاي جديد، تغيير در فراواني ژن ها و نوترکيبي ژنتيکي خواهد بود. چنين تکاملي طي نسل ها رخ مي دهد. مقاوم شدن سريع آفات و علف هاي هرز در برابر مواد شيميايي نمونه اي از تغييرات تکاملي خرد است. در برخي از موارد ممکن است به طور واقعي بخش هايي از جمعيت مقاومت پيدا کند. اين نوع مقاومت مي تواند موفقيت گونه ها را تحت شرايط جديد که براي اکثر جمعيت تنش زا است، تضمين کند. مدرک و دليلي مبني بر عدم وجود تفاوت گونه ها در واکنش به تنش ناشي از تغييرات اقليمي وجود ندارد. به هرحال برخي از گونه ها توانايي تحمل تغييرات اقليمي را ندارند بنابراين توانايي انتشار و يا حداقل انتشار سريع را ندارند از اين رو انقراض محلي و در برخي از موارد انقراض سراسري رخ خواهد داد.
گرمايش جهاني و کشاورزي
درجه حرارت، ميزان و فصل بارندگي فاکتورهايي کليدي هستند که نوع محصول و دام هاي قابل پرورش را تعيين مي کنند. تغييرات اقليمي بر محصولات زراعي، گونه هاي مرتعي و دام ها اثر مي گذارد. افزايش تراکم دي اکسيد کربن در مناطقي که مواد غذايي در دسترس گياهان قرار دارد باعث تحريک رشد محصولات کشاورزي مي شود. با اين وجود ميزان اثر افزايش تراکم دي اکسيد کربن بر محصولات زراعي هنوز يک مسئله بحث انگيز است. موضوع افزايش درجه حرارت و تأثير آن بر کشاورزي در مناطق قطبي يک مسئله است، به هر حال افزايش ميزان بارندگي اثرات خشکسالي را تا حدودي بي اثر مي سازد. تغيير بارندگي ممکن است مهم ترين تغيير اقليمي باشد. تغييرات اقليمي در مقياس جهاني ممکن است به طور ويژه بخش هايي از جهان در حال توسعه را تحت تأثير قرار دهد که هم اکنون براي تأمين معيشت مشکلاتي دارند. دراين مورد مي توان به تغيير بادهاي موسمي اشاره کرد. تغييرات اقليمي توزيع علف هاي هرز، آفات و بيماري هاي گياهي را تحت تأثير قرار مي دهد. برخي از نواحي جهان از تغييرات اقليمي سود مي برند و برخي ديگر از نواحي جهان احتمالاً متحمل مشکلات و نارسايي هاي جدي خواهند شد و در بسياري از نواحي ممکن است اثرات شديدي بر سيستم هاي کشاورزي داشته باشد.
در يک مطالعه آزمايشگاهي در مورد گياهان زراعي که در معرض تراکم ppm ۷۰۰ دي اکسيد کربن و دماي بالاتر از دماي محيط (سه درجه بالاتر از دماي محيط) قرار داده شده بودند، بازده غله ۵۰ تا ۶۰ درصد افزايش يافت. افزايش بازده غله عمدتاً نتيجه افزايش تراکم ساقه هاي سنبله دار بود. در مقابل، ميزان ازت دانه هاي گياهان در تماس با تراکم هاي بالاي دي اکسيد کربن کاهش پيدا کرد. طي سه سال مطالعه اثر درجه حرارت مشخص شد که با افزايش دما رشد گندم افزايش پيدا مي کند. اما اثر افزايش تراکم دي اکسيد کربن بر بازده محصول بيشتر از اثر دماست. انتظار مي رود که تراکم کنوني دي اکسيد کربن براي گياهاني نظير گندم يک عامل محدودکننده فتوسنتز باشد. بر اساس نتايج به دست آمده از يک مطالعه ديگر اگر در آغاز رشد گندم آب کافي در دسترس باشد، افزايش دما به ميزان سه درجه سانتيگراد بازده محصول را کاهش خواهد داد. با افزايش تبخير و تعرق نياز آبي گياه تغيير خواهد يافت. چند برابر شدن تراکم دي اکسيد کربن باعث افزايش بازده محصول به ميزان ۴۰ درصد خواهد شد که دليل آن افزايش جذب دي اکسيد کربن است. به هر حال اگر آب عامل محدودکننده باشد، افزايش درجه حرارت منجر به کاهش بازده محصول خواهد شد. در چنين حالتي افزايش تراکم دي اکسيد کربن بازده گياهان را افزايش خواهد داد زيرا افزايش تراکم دي اکسيد کربن نياز آبي گياه را تغيير خواهد داد. با تلفيق افزايش تراکم دي اکسيد کربن و درجه حرارت، بر اساس پيش بيني هاي اين مدل بازده گندم در وضعيت کنوني سه تن در هکتار افزايش خواهد يافت.
با بررسي يک نمونه از گياهان علوفه اي نشان داده شده که اگر شبدر سفيد در معرضppm ۶۷۰ دي اکسيد کربن قرار بگيرد در مقايسه با حالتي که تراکم دي اکسيد کربن ppm ۳۸۰ است، بازده محصول ۱۶ تا ۳۸ درصد افزايش خواهد يافت. در تراکمppm ۶۷۰ دي اکسيد کربن علف چاودار و يک مرغزار مخلوط به ترتيب ۵ تا ۹ و ۱۲تا ۲۹ درصد افزايش بازده خواهد داشت. به هر حال گياهاني که در معرض تراکم هاي بالاي دي اکسيد کربن قرار مي گيرند محتواي غذايي کمتري خواهند داشت. در گياهاني که در تراکم هاي بالا از گاز کربنيک رشد يافته باشند نوعاً پتاسيم و سديم کاهش مي يابد هر چند که از سطح حداقل نياز نشخوارکنندگان کمتر نمي شود. اما گاهي ميزان فيبر گياه از ميزان قابل قبول پايين تر خواهد بود. افزايش کارايي گياهان زراعي در بهره گيري از آب تحت شرايط افزايش دي اکسيد کربن منجر به افزايش بازدهي محصول در گياهان زراعي در مناطقي مي شوند که نيمه خشک بوده يا داراي فصل خشک باشند. درجه حرارت پايين يک فاکتور محدودکننده توليد محصولات زراعي است. در آينده در بسياري از نواحي جهان به دليل افزايش دما توليد محصول افزايش خواهد يافت. اما مخاطره اي که در اين رابطه وجود دارد اين است که جذب دي اکسيدکربن براي تامين کربن مورد نياز فتوسنتز در اثر افزايش دما کاهش خواهد يافت و در برخي از گياهان زراعي نظير جو و چاودار که در فصل پاييز بذر افشاني مي شوند و براي جوانه زني و گل دهي به سرما نيازمند هستند کاهش محصول صورت خواهد گرفت.
گرمايش جهاني يقيناً توليد و توزيع دام ها را تحت تاثير قرار خواهد داد. گرمايش جهاني به واسطه ايجاد تغييرات در ترکيب گونه اي مرتعي دام را تحت تاثير قرار خواهد داد. از اين رو اثر غيرمستقيم گرمايش جهاني بر جانوران بيشتر از اثر مستقيم آن خواهد بود. تخمين زده شده است که به ازاي افزايش يک درجه سانتيگراد درجه حرارت، سالانه مرز چراگاه هاي پرورش گوسفند در استراليا ۱۶۷ کيلومتر از شمال به جنوب گسترش خواهد يافت. با وجود عدم قطعيت در پيش بيني هاي مربوط به تغييرات اقليمي، بديهي است که نيمکره شمالي در آينده بيشتر دچار گرمايش جهاني خواهد شد. در نتيجه مرز شمالي گياهان زراعي به سمت مناطق قطب گسترش پيدا خواهد کرد. به طور نظري پيش بيني شده است که به ازاي هر يک درجه سانتيگراد افزايش ميانگين دما در سال مرزهاي شمالي گستره گياهان زراعي ۱۵۰ تا ۲۰۰ کيلومتر توسعه خواهد يافت. اما در عمل چنين پديده اي رخ نمي دهد زيرا فاکتورهاي ديگر نظير وقوع يخبندان هاي فصلي و حاصلخيزي خاک در اين رابطه نقش ايفا مي کنند.
به طور نظري مرزهاي شمالي کشت ذرت به ازاي هر يک درجه سانتي گراد افزايش ميانگين درجه حرارت، سالانه ۳۰۰ کيلومتر گسترش خواهد يافت. اما عامل حياتي براي اين گياه ميزان درجه حرارت متوسط روزانه است. ذرت به سرما بسيار حساس است و براي رشد به گرماي تابستاني نيازمند است. فاکتور محدودکننده رشد در شمال متوسط درجه حرارت است. ظاهراً در آمريکاي شمالي عامل محدودکننده کشت ذرت يخبندان و طولاني بودن فصل رشد است اما در غرب آمريکا رطوبت خاک عامل محدودکننده است. طبق پيش بيني هاي انجام شده اگر اقليم قاره اي آمريکاي شمالي گرم و خشک تر شود مرز کشت ذرت به ازاي هر يک درجه افزايش درجه سانتي گراد ميانگين درجه حرارت ۱۷۵ کيلومتر از شمال به سمت شرق گسترش پيدا خواهد کرد.
گرمايش جهاني و تغيير الگوي بيماري ها
شيوع بيماري مالاريا، تب زرد، تب استخوان، آنسفالي هاي ويروسي، شيستوزوماسيز و ساير بيماري هاي ويژه نواحي حاره، در اروپا و استراليا واقعيت هاي ترسناکي هستند. بدون شک با افزايش دما بيماري هاي دامي نظير تريپانوزومايز (بيماري خواب) که انسان و گاوها را نيز مبتلا مي کند، در مناطق معتدله شيوع پيدا خواهند کرد. يک تغيير اقليم جزيي مي تواند به صورت محرک انتشار ناقل بيماري هايي نظير پشه آنوفل عمل کند. مالاريا مايه بيشترين نگراني ها است. عامل اين بيماري در برابر داروها مقاومت پيدا کرده است و تاکنون در بسياري از نواحي جهان مخصوصاً در آسيا و آمريکاي جنوبي مهار نشده است.
عامل بيماري مالاريا چهار گونه پروتوزواي انگلي از جنس پلاسموديوم هستند. شايع ترين گونه پلاسموديوم ويواکس است که در بخش هايي از اروپا و آمريکا هنوز مهار نشده است. در اوايل دهه ۱۹۵۰ بيماري مالاريا در بريتانيا شيوع پيدا کرد. عامل اين بيماري پلاسموديوم ويواکس بود که در باتلاق هاي شور «کنت» زندگي مي کرد و به همين دليل اين بيماري را «تب باتلاق» ناميده اند. خطرناک ترين عامل بيماري مالاريا، پلاسموديوم فالسيپاروم است. درجه حرارت بالا، رطوبت و آب هاي راکد فاکتورهاي مهمي براي رشد و نمو اين پلاسموديوم هستند. به هر حال هم پلاسموديوم فالسپاروم و هم پشه ناقل آن به کوچکترين تغيير اقليم حساس هستند. در صورتي که ميانگين درجه حرارت جهاني به ۲۰ درجه سانتي گراد برسد، ميزان رشد و نمو آن دو برابر افزايش خواهد يافت.
بهينه درجه حرارت براي نمو پلاسموديوم ۲۶ درجه سانتيگراد است. احتمالاً در اوايل قرن ۲۱ اروپا چنين دمايي خواهد داشت. در نواحي اي که بيماري مالاريا شايع است تا حدودي افراد در برابر آن ايمني حاصل کرده اند. اما در حوزه مديترانه که مردم آن ايمني طبيعي ندارند در آينده اين بيماري به دليل گرمايش جهاني شيوع پيدا خواهد کرد. پلاسموديوم در برابر داروها مقاوم است از اين رو انتظار مي رود که در آينده که دما افزايش مي يابد عده زيادي از مردم به دليل ابتلا به اين بيماري جان خود را از دست بدهند. بزرگترين مورد مرگ ومير ناشي از بيماري مالاريا در اواخر دهه ۱۹۸۰ در شمال ماداگاسکار به وقوع پيوست. مردم اين ناحيه مدت ها بود که به بيماري مالاريا مبتلا نشده بودند و در نتيجه فاقد هر گونه ايمني در برابر اين بيماري بودند. در برخي از نواحي روستايي در اين کشور نيمي از مردم آلوده، جان خود را از دست دادند. گفته شد که در مجموع ۲۰ هزار نفر در اثر ابتلا به اين بيماري جان باختند.
چه مي توان کرد
قبل از کنوانسيون ريو، نشست ها و اقداماتي در رابطه با کنترل انتشار گازهاي گلخانه اي صورت گرفته بود. براي نمونه در سال ۱۹۸۸ در کنوانسيوني تحت عنوان «تغيير اقليم» اعلام شد که ميزان انتشار گازهاي گلخانه اي مي بايستي تا سال ۲۰۰۵ به ميزان ۲۰ درصد کاهش پيدا کند. خط مشي کنوانسيون ريو، ابتدا در کنوانسيون «اقليم جهاني» در سال ۱۹۹۰ در «جنوا» مشخص شد. بايد خاطرنشان کرد که دستيابي به توافقات سياسي در رابطه با مسائل محيط زيست امري دشوار است. برخي از مشکلات به اجراي مفاد توافقات و تعيين غرامت در رابطه با مسائل محيط زيست از اين واقعيت ناشي مي شود که کشورهاي توسعه يافته به حفظ وضع موجود تمايل نشان مي دهند و کشورهاي در حال توسعه به دليل نياز جمعيت در حال رشد و توسعه اقتصادي، به مصرف زياد سوخت هاي فسيلي وابسته هستند. انتشار گازهاي گلخانه اي توسط جريانات اتمسفري يک «تراژدي عمومي» محسوب مي شود. در رابطه با اين تراژدي کشورهايي مورد خطاب هستند که در آلوده کردن اتمسفر و رعايت حقوق ساير کشورها هيچ گونه احساس مسئوليتي نمي کنند. برخي از دانشمندان در ۱۹۹۵ برخي از راه هاي کنترل و کاهش گازهاي گلخانه اي را به شرح زير معرفي کردند:
وضع ماليات بر سوخت: اين کار در کاهش مصرف سوخت ها موثر است. اين امر در آگاه کردن مردم از اثرات ناشي از انتشار گازهاي گلخانه اي موثر واقع مي شود و مردم را به استفاده کارآمد از انرژي و تکنولوژي پايدار و کاهش انتشار گازهاي گلخانه اي ترغيب خواهد کرد.
وضع ماليات بر انتشار کربن: تعيين ماليات بر انتشار کربن مستلزم آن است که ميزان انتشار کربن ناشي از سوخت هاي فسيلي و ميزان آلودگي نيروگاه ها، اتومبيل ها و... اندازه گيري و مشخص شود. بر اين اساس بايد بر واردات و توليد سوخت هاي فسيلي ماليات وضع شود. اين امر در واقع گرفتن غرامت آلودگي محسوب مي شود.
تعيين سهميه تجاري انتشار: در چنين اقدامي براي هر کشور سهميه انتشار تعيين مي شود و اگر کشوري از سهميه مجاز خود استفاده نکند مي تواند آن را بفروشد و چنانکه کشوري از حد مجازي که براي آن تعيين شده تجاوز کند، بايد غرامت پرداخت کند. بخش عمده اي از مفاد توافقنامه «کيوتو» را اين بند شامل مي شد.
استاندارد کردن کارايي انرژي: ضرورت ايجاب مي کند که کشورها در زمينه استاندارد کردن کارايي انرژي در صنعت، تجارت و مصارف خانگي در سطح ملي و بين المللي به توافق برسند و در اين توافق مسائل حفاظتي، تجديد انرژي و پيشرفت تکنولوژي را بايد مد نظر داشته باشند. وضع استاندارد براي عايق سازي ساختمان نمونه اي در اين مورد است.
مهار آتش سوزي پوشش هاي گياهي: حدود ۴۰ درصد از انتشار دي اکسيد کربن، ۳۲ درصد از انتشار منوکسيدکربن و ۲۱ درصد انتشار اکسيد نيتروژن به علت آتش سوزي پوشش هاي گياهي است.
ذخيره سازي کربن توسط پوشش گياهي: توسعه جنگل کاري، تلفيق کشاورزي و جنگل و کاشت گياهان زراعي همگي نقش هايي در چرخه کربن به عهده دارند. تحقيقات اخير نقش ذخيره سازي کربن توسط جنگل هاي آمازون و اهميت محيط زيستي اين موضوع را به اثبات رسانده است.
برداشت و ذخيره سازي: اين روش از لحاظ تکنيکي امکان پذير است. اما از لحاظ اقتصادي موفق و مقرون به صرفه نيست. در واقع استخراج کربن از اتمسفر و به صورت مايع يا جامد و سپس ذخيره کردن آن در انبارهاي زيرزميني و در اعماق اقيانوس ها توجيه اقتصادي ندارد.بنا بر دلايل فوق ضرورت دارد که موضوع توسعه سوخت هاي غيرفسيلي نظير انرژي باد، انرژي جزر و مد، انرژي خورشيدي و انرژي هسته اي مورد بررسي قرار بگيرد. استفاده از اين قبيل منابع، انرژي بهتر و ارزان تري را در اختيار ما قرار مي دهد و موثرترين راه کاهش انتشار گازهاي گلخانه اي است. آکادمي ملي علوم آمريکا اعلام کرده است که کاهش انتشار گازهاي گلخانه اي، به ميزان ۱۰ تا ۴۰ درصد هزينه هاي اقتصادي ناخالص را کاهش مي دهد.
به هر حال يک نوآوري تکنولوژيک (براي نمونه روشي براي برداشت دي اکسيد کربن موجود در دودکش ها قبل از ورود به اتمسفر) و تحولي در استفاده از انرژي تجديدشونده و غيرآلوده کننده ضرورت دارد. همچنين لازم است روش هاي صرفه جويي در استفاده از انرژي و کاهش ضايعات در کشورهاي در حال توسعه مورد توجه و عمل قرار بگيرند. براساس پيش بيني هاي موجود براي کاهش گرمايش جهاني مي بايستي ميزان انتشار گازهاي گلخانه اي تا ۸۰ درصد کاهش يابد. عدم اجراي مفاد کنوانسيون ريو و برگزاري کنوانسيون کيوتو در دسامبر ۱۹۹۷ در ژاپن و کنوانسيون بوئنوس آيرس آرژانتين در سال ۱۹۹۸ همگي شواهدي دال بر وجود مشکلاتي هستند که بر سر راه دستيابي به توافق در زمينه اتخاذ سياست هاي معقول جهت کاهش گازهاي گلخانه اي و جلوگيري از تغييرات اقليمي وجود دارند.

تغييرات آب و هوايي زمين عصر يخبندان در خلال تاريخ، آب و هواي زمين بار ها دستخوش تغييرات اساسي شده است. بين ۸۰۰ تا ۶۰۰ ميليون سال پيش در طي دوره اي به ...

● مقدمه زمين ، سومين سياره نزديک به خورشيد و بزرگترين سياره در ميان سيارات دروني است. ساختار دروني زمين مثل ساير سيارات دروني از يک هسته داخلي و يک هس ...

تعريف: بنا به تعريف انجمن زمين شناسي مهندسي(IAEG)، زمينلغزش عبارتست از جابجايي به سمت پايين توده اي از مواد بر روي يك شيب طبقه بندي زمينلغزش ها: در سا ...

حرکت و جابجايي بخشي از مواد دامنه در امتداد يک سطح گسيختگي مشخص را «لغزش» مي ناميم. در لغزشهاي دامنه اي تغيير شکل از نوع «برش ساده» است. لغزش انواع مخ ...

بشر همواره به دنبال حل مشکلاتي است که خود به وجود آورده است. يکي از اين مشکلات مهم که امروزه بيشتر محققان را به تفکر واداشته است، گرم شدن کره زمين مي ...

امروزه هنگام تنفس از هر يک ميليون مولکولي که وارد ريه هاي ما مي شود، حدود ۳۸۰ مولکول دي اکسيد کربن است. اين درحالي است که در گذشته اين عدد حدود ۲۸۰ مو ...

گازهاي گلخانه اي به گازهايي گفته مي شود که تراکمشان در جو، ديواره اي ايجاد مي کند که نقش آن مانند شيشه گلخانه ها است. انتشار بيش از حد گازهاي گلخانه ا ...

با افزايش ميزان آلاينده هاي جوي و پديد آمدن اثر گلخانه اي ، دانشمندان پيش بيني کرده اند که ميانگين دماي هوا در نتيجه افزايش ميزان دي اکسيد کربن و ساير ...

دانلود نسخه PDF - گرمايش زمين