up
Search      menu
اقلیم و هواشناسی :: مقاله گرمايش زمين 3 PDF
QR code - گرمايش زمين 3

گرمايش زمين 3

تغييرات آب و هوايي 3

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 كوتاه مدت نبوده اند. فسيل ها و مدارك حاكي از اين هستند كه 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 حداكثر نرخ حركت گونه هاي درختي در اروپا براي ممرز ۳۰۰ متر، براي بلوط ۵۰۰ متر و براي نمدار و زبان گنجشك و افرا ۱۰۰ متر در سال بوده است. چنين اختلافاتي در ميزان حركت گونه هاي درختي بر ساختار و نيز پويايي جوامع اكولوژيك تاثير گذاشته است.
اگر نرخ گرمايش جهاني اخير از گرمايش جهاني گذشته بيشتر باشد مي بايستي همان رويداد حركت گونه هاي درختي رخ دهد. واكنش فيزيولوژيك گياهان به افزايش تراكم دي اكسيدكربن به ويژه در مدل هاي اكوسيستم بررسي شده است. افزايش حساسيت جنگل ها و ساير جوامع گياهي به تغييرات اقليمي يكي از آثار افزايش تراكم دي اكسيدكربن است. به هر حال در مدل ها متغيرهاي كوچكي وجود دارند كه در مراحل اوليه تغييرات شديدي از خود نشان مي دهند.
تغييرات در رويش گياهي در نواحي كوهستاني ضرورتاً بيانگر تغييرات عمودي (وابسته به ارتفاع) وقايعي نيستند كه 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 كه اگر ميانگين درجه حرارت سالانه به ۲ تا ۸ ۲ درجه سانتي گراد برسد و بارندگي وجود نداشته باشد در بخش سوئيسي كوهپايه هاي آلپ جنگل ممرز به جنگل بلوط ممرز تبديل خواهد شد. اگر بارندگي صورت نگيرد كمربند جنگل سوزني برگان مورد تهاجم گونه هاي برگ ريز قرار خواهد گرفت و شرايط گرم تر و خشك تر (به علت افزايش ميزان تبخير و تعرق) نيز منجر به افزايش غناي گونه اي مي شود و برخي از اجتماعات كه امروزه وجود ندارند ظهور خواهند كرد. برخي از گونه ها توانايي آن را دارند كه در واكنش به گرمايش جهاني فراواني و توزيع خود را تغيير دهند. برخي ديگر از گونه ها ممكن است فاقد اين توانايي باشند و انقراض پيدا كنند. مخاطره انقراض براي گونه هايي بيشتر است كه از لحاظ توزيع جغرافيايي دچار محدوديت باشند و يا اينكه داراي جمعيت هاي كوچك و متفرق بوده و نرخ توليدمثل پاييني داشته و همچنين بر سر راه مهاجرت آنها موانعي وجود داشته و از تنوع ژنتيكي پاييني برخوردار باشند.
تنوع ژنتيكي ممكن 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 خشك تر و گرم تر به خوبي رشد كند.
مطالعات صورت گرفته نشان داده است در صورتي كه درخت غان جوان در معرض ppm ۷۰۰ گاز كربنيك (دو برابر تراكم فعلي دي اكسيدكربن) به مدت ۵ ۴ سال قرار بگيرد (اين آزمايش يكي از طولاني ترين مطالعاتي است كه 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 گازكربنيك اثر بيشتري بر نرخ رشد اين درخت بر جاي گذاشت و در سال چهارم به رغم اينكه با مقادير بالايي از دي اكسيدكربن در تماس بود، رشد كمتري از خود نشان داد. درختاني كه در تماس با هواي غني از دي اكسيد كربن قرار مي گيرند صاحب ميزان كربن بيشتري در ريشه هاي فرعي خود مي شوند. احتمالاً تراكم اين ريشه هاي فرعي در اين درختان به خاطر بالا بودن نياز غذايي آنها است. درختاني كه در معرض تراكم هاي بالايي از دي اكسيد كربن قرار مي گيرند، در مقايسه با درختاني كه در تماس با تراكم هاي بالاي دي اكسيدكربن نيستند، سطح برگ كمتري دارند. اين امر احتمالاً بيانگر بالا بودن كارايي فتوسنتز در اتمسفر غني از دي اكسيدكربن است. به هر حال با در نظر گرفتن همه جوانب، در آينده جنگل هاي سوزني برگ ذخيره گاه عمده اي براي دي اكسيدكربن اتمسفر خواهند بود.
نتايج مطالعات مختلف در مورد گونه هاي مختلف سوزني برگان نشان مي دهد كه افزايش تراكم دي اكسيدكربن در اتمسفر باعث تشديد رشد سوزني برگان شده از اين رو اين جنگل ها به صورت مخزن بزرگي براي دي اكسيدكربن در مي آيند و در عين حال مي توانند گاز كربنيك ناشي از فعاليت هاي صنعتي را جذب كنند. بدين ترتيب يك مكانيسم پس خور منفي بسيار با اهميت در بخش اتمسفري چرخه جهاني كربن ايجاد مي شود.
گرمايش جهاني و گونه هاي جانوري
جانوران نيز همانند گياهان تنها در شرايط محيطي خاص مي توانند زندگي كنند. تغييرات اقليمي از قبيل افزايش تراكم دي اكسيدكربن و درجه حرارت به طور مستقيم يا غيرمستقيم بر جانوران تأثير مي گذارند. دي اكسيدكربن يك محصول زائد فعاليت هاي متابوليكي است كه مي بايستي از بدن خارج شود. افزايش تراكم دي اكسيدكربن اتمسفر باعث آسيب ديدگي و بروز علائم بيماري مي شود. براي نمونه در پستانداران، سرخرگ هاي ششي (سرخرگ هايي كه مسئول اكسيژن گيري خون هستند) منقبض شده و تنفس به دشواري صورت مي گيرد، انقباض عضلات قلب كاهش يافته و فشار خون افت پيدا مي كند. به طور كلي ميزان دي اكسيدكربن اتمسفر ۰۳۶ ۰ درصد (ppm ۳۶۰) است.
برخي از محيط هاي خرد به دلايل متفاوت ممكن است مقادير خيلي بيشتر دي اكسيد كربن داشته باشند: غلظت دي اكسيد كربن در كندوي زنبور عسل ۲ ۰ تا ۶ درصد و در خاك هاي گرم و مرطوب كه محل نقب ها و دالان هاي مسكوني پستانداران است تراكم دي اكسيد كربن ۳ الي ۵ درصد است و حتي به علت فعاليت نقب زني جانوران و افزايش فعاليت متابوليكي و تندتر شدن تنفس مقدار بيشتري دي اكسيد كربن توليد مي شود. برخي از جانوران از قبيل گوفرهاي كوچك (جونده هاي نقب زن به اندازه موش صحرايي) ممكن است با دارا بودن مجموعه اي از ويژگي هاي فيزيولوژيك از قبيل كاهش ضربان قلب، كاهش نرخ متابوليسم (از جمله كاهش مقدار تبادل گازهاي غيرضروري) و كاهش نرخ تنفسي در برابر افزايش دي اكسيدكربن مقاومت كنند. اين مسئله به تنهايي منجر به كاهش كارايي فيزيولوژيك، پريشاني و احتمالاً مرگ موجود زنده خواهد شد.
چهار واكنش عمومي گونه هاي جانوري نسبت به تغييرات اقليمي عبارتند از تغيير در الگوي پراكنش، تغيير در حدود بردباري، تغييرات تكاملي و انقراض. در مناطقي كه اقليم عامل محدودكننده پراكنش گونه هاست آن دسته از جمعيت هايي كه در حاشيه حوزه پراكنش قرار گرفته اند نسبت به تغييرات اقليمي حساس تر هستند. اين به ويژه در مورد گونه هايي كه محيط فيزيكي، غذا و ساير نيازهاي زيستگاهي ويژه دارند اهميت بيشتري مي يابد. پيش بيني سرعت تغييرات اقليمي تنها توسط گونه هايي كه انتشار سريع دارند و به گرمايش جهاني در حاشيه گستره جغرافيايي شان واكنش نشان مي دهند، امكان پذير است.
اكثر جانوران در رابطه با تغيير اقليم مشكل عمده اي ندارند. اما مشكل زماني بروز مي كند كه به موازات انتشار سريع جانوران گونه هاي جانوري ميزبان يا گياهاني كه غذاي آنها هستند به تناسب انتشار پيدا نكنند. مفيد خواهد بود كه در ارتباط با پارامترهاي اقليمي نقشه توزيع كنوني گونه ها را ترسيم كرد. سپس نقشه مزبور را با نقشه توزيع پيش بيني شده تطبيق داد. دليل اين امر آن است كه به طور يقين در همه موارد حضور گونه ها بر اساس نيازها و رجحان هاي آنها صورت نمي گيرد.
بعيد به نظر مي رسد كه تغييرات تكاملي در موجودات زنده، نتيجه واكنش در برابر تغييرات اقليم در يك مقياس زماني كوتاه بوده باشد. اما تغييرات اقليمي مي توانند تا حدودي تغييرات تكاملي خرد را ايجاد كنند. در اين صورت اثر تغييرات اقليمي بيشتر به صورت ظهور گونه هاي جديد، تغيير در فراواني ژن ها و نوتركيبي ژنتيكي خواهد بود. چنين تكاملي طي نسل ها رخ مي دهد. مقاوم شدن سريع آفات و علف هاي هرز در برابر مواد شيميايي نمونه اي از تغييرات تكاملي خرد است. در برخي از موارد ممكن است به طور واقعي بخش هايي از جمعيت مقاومت پيدا كند. اين نوع مقاومت مي تواند موفقيت گونه ها را تحت شرايط جديد كه براي اكثر جمعيت تنش زا است، تضمين كند. مدرك و دليلي مبني بر عدم وجود تفاوت گونه ها در واكنش 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 كشاورزي
درجه حرارت، ميزان و فصل بارندگي فاكتورهايي كليدي هستند كه نوع محصول و دام هاي قابل پرورش را تعيين مي كنند. تغييرات اقليمي بر محصولات زراعي، گونه هاي مرتعي و دام ها اثر مي گذارد. افزايش تراكم دي اكسيد كربن در مناطقي كه مواد غذايي در دسترس گياهان قرار دارد باعث تحريك رشد محصولات كشاورزي مي شود. با اين وجود ميزان اثر افزايش تراكم دي اكسيد كربن بر محصولات زراعي هنوز يك مسئله بحث انگيز است. موضوع افزايش درجه حرارت و تأثير آن بر كشاورزي در مناطق قطبي يك مسئله است، به هر حال افزايش ميزان بارندگي اثرات خشكسالي را تا حدودي بي اثر مي سازد. تغيير بارندگي ممكن است مهم ترين تغيير اقليمي باشد. تغييرات اقليمي در مقياس جهاني ممكن است به طور ويژه بخش هايي از جهان در حال توسعه را تحت تأثير قرار دهد كه هم اكنون براي تأمين معيشت مشكلاتي دارند. دراين مورد مي توان به تغيير بادهاي موسمي اشاره كرد. 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 مشكلات و نارسايي هاي جدي خواهند شد و در بسياري از نواحي ممكن است اثرات شديدي بر سيستم هاي كشاورزي داشته باشد.
در يك مطالعه آزمايشگاهي در مورد گياهان زراعي كه در معرض تراكم ppm ۷۰۰ دي اكسيد كربن 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 تراكم ساقه هاي سنبله دار بود. در مقابل، ميزان ازت دانه هاي گياهان در تماس با تراكم هاي بالاي دي اكسيد كربن كاهش پيدا كرد. طي سه سال مطالعه اثر درجه حرارت مشخص شد كه با افزايش دما رشد گندم افزايش پيدا مي كند. اما اثر افزايش تراكم دي اكسيد كربن بر بازده محصول بيشتر از اثر دماست. انتظار مي رود كه تراكم كنوني دي اكسيد كربن براي گياهاني نظير گندم يك عامل محدودكننده فتوسنتز باشد. بر اساس نتايج به دست آمده از يك مطالعه ديگر اگر در آغاز رشد گندم آب كافي در دسترس باشد، افزايش دما به ميزان سه درجه سانتيگراد بازده محصول را كاهش خواهد داد. با افزايش تبخير و تعرق نياز آبي گياه تغيير خواهد يافت. چند برابر شدن تراكم دي اكسيد كربن باعث افزايش بازده محصول به ميزان ۴۰ درصد خواهد شد كه دليل آن افزايش جذب دي اكسيد كربن است. به هر حال اگر آب عامل محدودكننده باشد، افزايش درجه حرارت منجر به كاهش بازده محصول خواهد شد. در چنين حالتي افزايش تراكم دي اكسيد كربن بازده گياهان را افزايش خواهد داد زيرا افزايش تراكم دي اكسيد كربن نياز آبي گياه را تغيير خواهد داد. با تلفيق افزايش تراكم دي اكسيد كربن و درجه حرارت، بر اساس پيش بيني هاي اين مدل بازده گندم در وضعيت كنوني سه تن در هكتار افزايش خواهد يافت.
با بررسي يك نمونه از گياهان علوفه اي نشان داده شده كه اگر شبدر سفيد در معرضppm ۶۷۰ دي اكسيد كربن قرار بگيرد در مقايسه با حالتي كه تراكم دي اكسيد كربن ppm ۳۸۰ است، بازده محصول ۱۶ تا ۳۸ درصد افزايش خواهد يافت. در تراكمppm ۶۷۰ دي اكسيد كربن علف چاودار و يك مرغزار مخلوط به ترتيب ۵ تا ۹ و ۱۲تا ۲۹ درصد افزايش بازده خواهد داشت. به هر حال گياهاني كه در معرض تراكم هاي بالاي دي اكسيد كربن قرار مي گيرند محتواي غذايي كمتري خواهند داشت. در گياهاني كه در تراكم هاي بالا از گاز كربنيك رشد يافته باشند نوعاً پتاسيم و سديم كاهش مي يابد هر چند كه از سطح حداقل نياز نشخواركنندگان كمتر نمي شود. اما گاهي ميزان فيبر گياه از ميزان قابل قبول پايين تر خواهد بود. افزايش كارايي گياهان زراعي در بهره گيري از آب تحت شرايط افزايش دي اكسيد كربن منجر به افزايش بازدهي محصول در گياهان زراعي در مناطقي مي شوند كه نيمه خشك بوده يا داراي فصل خشك باشند. درجه حرارت پايين يك فاكتور محدودكننده توليد محصولات زراعي است. در آينده در بسياري از نواحي جهان به دليل افزايش دما توليد محصول افزايش خواهد يافت. اما مخاطره اي كه در اين رابطه وجود دارد اين است كه جذب دي اكسيدكربن براي تامين كربن مورد نياز فتوسنتز در اثر افزايش دما كاهش خواهد يافت و در برخي از گياهان زراعي نظير جو و چاودار كه در فصل پاييز بذر افشاني مي شوند و براي جوانه زني و گل دهي به سرما نيازمند هستند كاهش محصول صورت خواهد گرفت.

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 3