آثار زيادة درجة الحرارة على كوكب الأرض و الإحتباس الحراري

[العازم]

آثار زيادة درجة الحرارة على كوكب الأرض

هل يتغير المناخ العالمي؟ هل يصبح العالم أكثر دفئًا؟

على مدى 425000 عام مضت مرت الأرض بأربعة عصور جليدية فصلت بينها فترات وجيزة من الدفء. نحن الآن نعيش في فترة الدفء. وكان الاتجاه على مدى القرن الماضي بصفة عامة نحو الزيادة في درجة الحرارة على كوكب الأرض. ويتفق خبراء المناخ على أن تلك الزيادة ستستمر خلال بقية القرن الحالي. حسنًا. أين المشكلة في ذلك؟ هل سيضار أحد من زيادة قليل في حرارة الجو؟ في الحقيقة، ربما تكون زيادة درجة حرارة كوكب الأرض شيئًا جيدًا بالنسبة لأولئك الذين يعيشون في المناخ البارد. وفي بعض مناطق العالم، سيؤدي ذلك إلى إطالة موسم الزراعة وبالتالي ستصبح الأرض الزراعية أكثر إنتاجًا.
نعم، ولكن هناك جانب سلبي لزيادة درجة الحرارة على كوكب الأرض. وإليك بعض تلك المشاكل.

ماذا لو تحرينا فترةً أطول من الزمن، الألف العام الماضية، على سبيل المثال؟ يشكل هذا الأمر مشكلة نظرًا لعدم الاحتفاظ بسجلات دقيقة لدرجات الحرارة قبل منتصف القرن التاسع عشر. إلا أنه، تتوفر طرق لتقدير درجة الحرارة باستخدام معلومات أخرى مثل حجم حلقات النمو في الأشجار، وتركيب الجليد المأخوذ من القارة القطبية الجنوبية، وجرينلند. وتدعى السجلات المستخدمة في هذه القياسات غير المباشرة لدرجات الحرارة "البيانات البديلة" تعرف على المزيد حول كيفية تقدير درجات الحرارة باستخدام البيانات البديلة.

لقد ارتفعت درجة الحرارة العالمية على مدى المائة وخمسين عامًا الماضية. تمثل الفترة من عام 1961 إلى عام 1990 نقطة المقارنة لهذا الرسم البياني. ويمثلها الخط الأفقي عند قيمة "الصفر". ويعرض الرسم البياني الانحراف، أو الاختلاف عن هذا المتوسط، لكل عام. ويُعبر عن متوسط درجات الحرارة العالمية لعامٍ ما بنقطة زرقاء أو حمراء. على سبيل المثال، العام 1900 كان أكثر برودة بمقدار 0.2 درجة مئوية مقارنةً بمتوسط الفترة 1961-1990. أما أدفأ عام في هذا السجل، فكان عام 1998، والذي كان أدفأ بمقدار 0.6 درجة مئوية تقريبًا مقارنةً بالمتوسط عن الفترة 1961-1990. أما الخط الأزرق والأحمر الثقيل، فيرسم متوسط درجات الحرارة العالمية لفترة خمس سنوات. على سبيل المثال، كان متوسط درجة الحرارة في الفترة من 1998-2002، والتي كانت نقطتها المركزية في عام 2000، أعلى من متوسط الفترة من 1961-1990 بمقدار 0.4 درجة مئوية. أما الفترة من 1958 إلى 1962، والتي كان مركزها عام 1960، فكانت مساوية للمتوسط تمامًا. الرسم البياني مستمد من بيانات وحدة الأبحاث المناخية في جامعة إيست أنجليا.

يوضح الرسم البياني التالي متوسط درجات الحرارة في نصف الكرة الشمالي على مدار الألفيتين الماضيتين.
ويقابل الجزء الذي على يمين الخط العمودي الأرجواني الفترة الزمنية التي شملها الرسم البياني الأول - 150 عام تقريبًا. وفي سياق الألفي عام الماضية، تبدو زيادة درجات الحرارة في القرن العشرين حادة للغاية. ماذا عن بقية هذه الفترة الزمنية؟ يُشار إلى الفترة التي امتدت لبضع مئات السنوات قبيل القرن 19 باعتبارها العصر الجليدي الصغير في أوروبا. إلا أنه لم يتفق على التواريخ الدقيقة لتلك الفترة. فهناك العديد من الدلائل على شدة برودة الطقس في هذا العصر مقارنة بعصرنا اليوم أو في فترة الدفء التي تتراوح بين عامي 900 إلى 1100 حيث كانت الأنهار الجليدية في ازدياد. وكثيرًا ما كان يتجمد بحر البلطيق ونهر التيمز في لندن أثناء الشتاء. وكانت مواسم الزراعة قصيرة. وكانت الماشية والدواجن تنفق بأعداد كبيرة خلال فصول الشتاء القارص. كما كان المناخ أكثر برودة في الجزء الشمالي الشرقي لأمريكا الشمالية. ولكن، ليس من الواضح ما إذا كانت تلك البرودة عالمية أم كانت مقتصرة على منطقة شمال الأطلسي.

يستند الجزء الأرجواني من الخط إلى القياسات غير المباشرة أو "البيانات البديلة". أما الجزء الأخضر فيمثل القراءات الفعلية المأخوذة بواسطة مقياس الحرارة. الرسم البياني مستمد من البيانات الصادرة عن موبيرج في جريدة الطبيعة، إصدار 433 بتاريخ 10 فبراير 2005.

في القرون التي سبقت العصر الجليدي الصغير مباشرة، قام المستكشفون النرويجيون بمغامرات وصلت إلى أمريكا الشمالية، وقاموا بتأسيس مستعمرات في كل من أيسلندا وجرينلند. ومع غزو المناخ الأكثر برودة تعطلت الرحلات البحرية نتيجة لزيادة الجليد في البحار. وأصبح الاتصال بين الدول الإسكندنافية وتلك المستعمرات محدودًا. وفي نهاية الأمر توقفت الرحلات إلى جرينلند. ونظرًا لافتقارها إلى الإمدادات من أوروبا، ومعاناتها من قِصَر مواسم الزراعة، اختفت مستوطنات جرينلند بحلول أوائل القرن الخامس عشر.
هل من الطبيعي أن يتغير المناخ؟
يبدو أن المناخ يتغير باستمرار. وهل نحن الآن في فترة دفء وجيزة؟ وهل سينعكس ذلك الاتجاه؟ وكيف تبدو الصورة على الأجل البعيد؟
فيما يلي رسم بياني لدرجات الحرارة المقدرة لفترة 425000 عاماً مضت. وقد تم حساب هذا السجل لدرجات الحرارة من تحليل لعينة جليد جوفية من فوستوك؛ وهي عينة يبلغ طولها 3,623 متر مأخوذة من لوح جليدي في قاعدة الأبحاث الروسية في القارة القطبية الجنوبية. لقد بقي الجليد في قاعدة هذا اللوح الجليدي دون تغيير ودون أن يمس لما يقرب من نصف مليون عام. ظهرت خلال تلك الفترة أربعة عصور جليدية.

تغيرات درجات الحرارة العالمية على مدى 425000 عامًا مضت. إلى اليمين، يظهر الزمن الحاضر. ويمثل خط الصفر الأفقي متوسط درجة الحرارة العالمية عن الفترة من 1961-1990. وتبين الأرقام التي إلى اليسار التغيرات مقارنةً بخط الأساس المرجعي بالدرجات المئوية. وتم استخراج تلك البيانات من تحليل عينات الجليد الجوفية المأخوذة من محطة فوستوك في القارة القطبية الجنوبية. تعرف على المزيد حول كيفية تقدير درجات الحرارة باستخدام البيانات البديلة تستند هذه الصورة إلى البيانات المستمدة من الإدارة الوطنية لدراسة المحيطات والغلاف الجوي

أما اليوم الحالي فيظهر في أقصى يمين المخطط البياني. ما الذي يمكننا رؤيته؟ أولاً وقبل كل شيء، يمكننا ملاحظة قدرًا كبيرًا من التذبذب. فقد مرت فترات كان فيها متوسط درجات الحرارة العالمية أكثر برودة بمقدار 9 درجات مئوية مقارنة بالوقت الحاضر. كما كانت هناك عصور جليدية. وكانت أجزاء كثيرة من القسم الشمالي من العالم مغطاة بألواح سميكة من الجليد، مثل تلك التي نراها اليوم في جرينلند والقارة القطبية الجنوبية. وكانت نهاية آخر عصر جليدي منذ 12000 عام مضت. كما كانت هناك أوقات أكثر دفئًا من اليوم. وبصفة عامة، نحن الآن نعد في فترة دافئة نسبيًا. ما الذي يسبب تلك التغيرات المناخية؟ هناك العديد من العوامل.

ما السبب وراء تغير مناخ الأرض؟ يرتبط مستوى ثاني أكسيد الكربون في الجو ارتباطًا وثيقًاَ بدرجات الحرارة على كوكب الأرض. تركيز ثاني أكسيد الكربون يعتبر ثاني أكسيد الكربون (CO2) من "غازات الاحتباس الحراري". حيث يمتص الطاقة من الشمس ويطلقها مرةً أخرى في الجو. ومن شأن هذا "الاحتباس الحراري" أن يجعل الأرض أكثر دفئًا مما لو لم تحدث تلك العملية. وعلى مدى الفترة الماضية التي بلغ طولها 425000 عام، تراوح تركيز ثاني أكسيد الكربون بين 180 و280 جزء في المليون (ppm). وعندما بلغ التركيز ذروته كان العالم أكثر دفئًا. حيث إن عينات الجليد الجوفية المأخوذة من المنطقة القطبية الجنوبية التي قدمت إلينا الدليل على درجات الحرارة في قديم الزمان، كانت تحتوي أيضًا على فقاعات هواء بالغة الصغر ظلت حبيسة في الثلج المتراكم. وقد حللت تلك الفقاعات، وزودتنا بسجل لتركيز ثاني أكسيد الكربون على مر الزمن. ولوحظ وجود توافق وثيق بين متوسط درجات الحرارة على كوكب الأرض، وتركيز ثاني أكسيد الكربون.

انقر لمشاهدة الرسم المتحرك. الاحتباس الحراري يمتص ثاني أكسيد الكربون (CO2) الطاقة من الشمس ويطلقها مرة أخرى في الغلاف الجوي. هل التغير في تركيز ثاني أكسيد الكربون هو الذي يتسبب في تغيرات درجة الحرارة أم العكس؟ كلاهما. حيث يُعد انخفاض درجة الحرارة سببًا رئيسيًا في نقص ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، نظرًا لأن المحيطات الباردة تكون قادرة على إذابة المزيد من ثاني أكسيد الكربون. وهناك تبادل مستمر لثاني أكسيد الكربون بين الغلاف الجوي والمحيطات. حيث يُذاب الغاز ويُطلّق أيضًا في الغلاف الجوي. ويتحدد التوازن بصورة كبيرة بدرجة الحرارة. ويمكنك أن تلاحظ هذا الأثر بنفسك. افتح زجاجة مياه غازية أو صودا. صب بعضًا منها في كوبين. ضع واحدة في الثلاجة واترك الأخرى في درجة حرارة الغرفة. عُدْ مرة أخرى بعد ساعة واشرب قليلاً من كل كوب. ستجد أن الكوب المحفوظ في الثلاجة احتفظ بكمية أكبر من الفقاعات. وتشكل التذبذبات في مستوى ثاني أكسيد الكربون في الجو جزءًا من دورة الكربون، التي تعد عملية معقدة ينتقل فيها الكربون فيما بين الغلاف الجوي، والكائنات البيولوجية، والقشرة الأرضية، والمحيطات. ولا تبدأ الانخفاضات في تركيز ثاني أكسيد الكربون أبدًا إلا بعد أن تبدأ فترة البرودة. علاوة على ذلك، عندما يوشك العصر الجليدي على الانتهاء، قد تبقى التركيزات منخفضة لبعض الوقت في فترة الدفء. ويعني ذلك أن تغيرات ثاني أكسيد الكربون لا يمكن أن تكون القوة الدافعة البادئة لتلك التحولات الكبرى في المناخ. ولكن ما إن يصبح المناخ باردًا، ينخفض تركيز ثاني أكسيد الكربون مما يزيد من تأثير البرودة. وعندما يصبح المناخ دافئًا، يتم إطلاق المزيد من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، مما يزيد من درجات الحرارة على كوكب الأرض. ويطلق على تلك العملية حلقة تغذية ارتجاعية إيجابية. على مدى 425000 عام مضت تزامنت فترات البرودة مع الأوقات التي كان فيها تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي منخفضًا. وعندما يقل ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي يقل الاحتباس الحراري ويصبح العالم باردًا. يمثل الخط الأزرق والأحمر التغير في متوسط درجات الحرارة على كوكب الأرض مقارنةً بمتوسط الفترة من 1961-1990. ويبين الخط الأخضر تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. (تأمل بعناية الطرف الأيمن من الرسم البياني). يوضح هذا الرسم البياني أربع حقب كان فيها العالم أكثر برودة مما هو عليه اليوم. ويفصل بينها فترات قصيرة من الدفء، مثل تلك التي نعيشها الآن. تستند هذه الصورة إلى بيانات مستمدة من NOAA. ويبدو أن هناك حلقة تغذية ارتجاعية إيجابية تحدث الآن في المنطقة القطبية الشمالية. ففي أثناء الصيف يذوب الجليد الطافي في المحيط المتجمد الشمالي جزئيًا. وفي كل شتاء يزيد الغطاء الجليدي. وفي السنوات الأخيرة، كان الجليد ينحسر بمقدار أكثر في الصيف ويعوض بنسبة أقل في الشتاء. وتميل تلك العملية إلى تعزيز ذاتها. ويحدث ذلك كما يلي: يعكس الجليد قدرًا كبيرًا من ضوء الشمس. ولكن الماء أقل إعكاسًا بدرجة كبيرة ويمتص قدرًا أكبر من طاقة الشمس. وكلما زادت كمية المياه المفتوحة، زادت كمية طاقة الشمس الممتصة. ومن ثم تزيد درجة حرارة الماء. مما يؤدي إلى مزيد من الذوبان، الذي يؤدي بدوره إلى زيادة كمية المياه المفتوحة، وهكذا... مزيد من الإيضاحات بشأن تغير المناخ يوجد توافق وثيق بين متوسط درجات الحرارة على كوكب الأرض، وتركيز ثاني أكسيد الكربون. ولكن ذلك لا يكشف لنا العامل البادئ للتغيرات المناخية التي نشهدها. وربما يتعلق تفسير ذلك بحركة الأرض والشمس.

نُشرت الصورة بإذن من NOAA. ما هو "الاحتباس الحراري"؟ يسمح البيت الزجاجي بمرور ضوء الشمس خلال سقفه وحوائطه الزجاجية. تسخن طاقة الشمس النباتات وغيرها من الأشياء الصلبة داخل البيت الزجاجي. وتلك بدورها، تسخن الهواء. وتحدث نفس تلك العملية في الخارج أيضًا، إلا أن الهواء المسخن يرتفع ويستبدل به هواء أبرد. ونظرًا لأن البيت الزجاجي مكان مغلق، لا يستطيع الهواء المسخن الإفلات. ومن ثم تزداد السخونة في الداخل. وتحدث عملية شبيهة بذلك إلى حد ما مع الغلاف الجوي للأرض. حيث يمر ضوء الشمس خلال الغلاف الجوي الشفاف ويؤدي إلى تسخين الأرض والبحار. ويصبح الغلاف الجوي السفلي ساخنًا نتيجة لملامسته للأرض والمحيطات الساخنة. أما الهواء ذاته فلا تسخنه الشمس. نُشرت الصورة بإذن من NOAA. تُشع بعض الحرارة التي تصدرها الأرض مرة أخرى في الفضاء. ولو كان الأمر مقتصرًا على ذلك فقط، لكان متوسط درجة حرارة الأرض -18 درجة مئوية، أي أكثر برودة بمقدار 33 درجة مئوية عما هو عليه الحال الآن. بل إن ذلك يعد أكثر برودة مما كان عليه الحال في أعماق العصور الجليدية. إذن لماذا لا نعيش حاليًا في صقيع شديد؟ يرجع ذلك إلى وجود "غازات الاحتباس الحراري" - ثاني أكسيد الكربون، والميثان، وبخار الماء، وغيرها - التي تحافظ على دفئنا. ويحدث ذلك كما يلي: انقر لمشاهدة الرسم المتحرك. الاحتباس الحراري يمتص ثاني أكسيد الكربون (CO2) الطاقة المشعة من الأرض ويطلقها مرة أخرى في الغلاف الجوي. تمتص جزيئات غازات الاحتباس الحراري بعض الحرارة. ثم تطلقها مرة أخرى بعد ذلك في الغلاف الجوي، مما يجعل المناخ أكثر دفئًا مما كان يمكن أن يكون عليه. فالاحتباس الحراري ليس مشكلة في ذاته. بل في الحقيقة، يُعد ضروريًا للحياة على الأرض كما نعرفها. ولكن منذ أواخر الثمانينات، كانت هناك زيادة مرتفعة في مستويات ثانيأكسيدالكربون. على مدى مئات الآلاف من السنين كان هناك توافق وثيق بين ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي وبين متوسط درجة الحرارة على كوكب الأرض. تأمل جيدًا الطرف الأيمن من الرسم البياني التالي. فقد زاد مستوى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي زيادة مفاجئة. فقد زاد تدريجيًا منذ نهاية العصر الجليدي الأخير قبل 12000 عام حتى وصل إلى 280 جزء في المليون في ثمانينيات القرن التاسع عشر. ويمثل هذا الطرف الأعلى لهذا النطاق التاريخي، ولكن يتسق مع النمط الذي تم الكشف عنه عند تحليل عينات الجليد الجوفية التي أخذت من المنطقة القطبية الجنوبية. وفي الحقيقة، استطاعت الأبحاث الحديثة التي أجريت على مثل تلك العينات الجوفية أن تعود بالسجل إلى الوراء أكثر مما يظهره الرسم البياني السابق. فخلال 600000 عام مضت، لم يتجاوز تركيز ثاني أكسيد الكربون مقدار 300 جزء في المليون...حتى وقتنا الراهن. ففي عام 2007، وصل إلى 379 جزء في المليون. يرسم الخط الأخضر مستويات ثاني أكسيد الكربون. ويرسم الخط الأحمر-الأرجواني-الأزرق درجة الحرارة. تستند هذه الصورة إلى بيانات مستمدة من NOAA. ما السبب وراء تلك الزيادة المفاجئة؟ يرجع السبب إلى زيادة حرق الوقود الأحفوري - الفحم الحجري، والنفط، والغاز - منذ بداية الثورة الصناعية. ومن الصعب التنبؤ بمستقبل المناخ على سطح الأرض نظرًا لتعقيده الشديد. ولكن العلاقة بين مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي وبين درجة الحرارة معروفة. ولذلك فهناك قلق من احتمال توجهنا نحو حقبة أكثر دفئًا. نعم، سبق أن حدثت تذبذبات في درجة الحرارة على كوكب الأرض في الماضي. وللوهلة الأولى قد يبدو الأمر وكأننا في مرحلة من الدفء ضمن نمط دوري. ولكن ثمة فارق هام: تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي أعلى كثيرًا مقارنة بأية فترة دفء أخرى في السجلات. وكما نعلم أيضًا فإن شعورنا بتأثير زيادة تركيزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي يحدث بعد مرور بعض الزمن. ويعني ذلك أنه حتى في حالة توقف زيادة مستوى ثاني أكسيد الكربون فسيكون هناك زيادة أخرى في درجات الحرارة على كوكب الأرض. فهذه المرة الأمر مختلف.

[العازم]

غازات الاحتباس الحراري



يتكون الغلاف الجوي للأرض في القسم الأكبر منه من النيتروجين (78%) والأكسجين (21%). وتبقى نسبة 1% تتكون في معظمها من الأرجون. وتعتبر تلك الغازات شفافة لضوء الشمس، حيث تسمح بمروره من خلالها وتسخين سطح الأرض. وتقوم الأرض والمحيطات الدافئة بدورها بتسخين الغلاف الجوي السفلي. وتُشع بعض من تلك الحرارة مرة أخرى إلى الفضاء. ولو كان الأمر مقتصرًا على ذلك، لكان متوسط درجة حرارة الأرض -18 درجة مئوية بدلاً من 15 درجة مئوية كما في الوقت الحالي. ويرجع السبب في هذا الدفء الزائد إلى وجود غازات في الغلاف الجوي تمتص الطاقة قبل أن تفقد في الفضاء، ثم تطلقها ببطء مرة أخرى في الغلاف الجوي. وتسمى تلك الغازات المسؤولة عن "الاحتباس الحراري" غازات الاحتباس الحراري.
وحيث إن الغلاف الجوي يتكون في 99.9% منه من النيتروجين، والأكسجين، والأرجون، فلا يتبقى سوى مساحة ضئيلة جدًا لغازات أخرى. ولكن حتى تلك الكميات الضئيلة من غازات الاحتباس الحراري لها تأثير كبير على المناخ.
ويوجد عاملان محددان لمقدار تأثير غاز معين من غازات الاحتباس الحراري. الأول، عامل تسخين كوكب الأرض الخاص به (GWF) - أي قدرته على امتصاص الحرارة ثم إطلاقها. وقد تم إعطاء ثاني أكسيد الكربون قيمة عشوائية لعامل تسخين كوكب الأرض (GWF) تساوي 1. أما القيم المعطاة للغازات الأخرى فتشير إلى قوتها بالمقارنة إلى ثاني أكسيد الكربون.
أما العامل الثاني، فهو مقدار الغاز الموجود في الغلاف الجوي. ويبين هذا الجدول كلا العاملين لبعض من غازات الاحتباس الحراري. وعلى الرغم من أن ثاني أكسيد الكربون يعد غازًا أضعف من غيره من غازات الاحتباس الحراري، إلا أنه يتواجد بكمية كبيرة في الغلاف الجوي، لذا فله التأثير الأكبر.

	عامل تسخين كوكب الأرض أجزاء التركيز (ppb*) ثاني أكسيد الكربون – CO2 1 379,000 الميثان – CH4 21 1,760 أكسيد النيتروز – N2O 310 320 الكلوروفلوروكربونات—CFCs 5000 إلى 14000 أقل من 1 * جزء في البليون

ثاني أكسيد الكربون
عندما نتنفس، فإننا نأخذ الأكسجين من الهواء ونطلق ثاني أكسيد الكربون. ويشكل ذلك جزءًا من عملية التنفس، التي تمكِّن النباتات والحيوانات من الحصول على الطاقة. كما يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون في حرائق الغابات ومن البراكين. ويساهم البشر في إطلاق ثاني أكسيد الكربون في الجو عن طريق حرق الأخشاب، والفحم الحجري، والنفط.
الميثان
يُنتج الميثان بصورة طبيعية بواسطة بكتيريا تدعى مولدات الميثان (methanogens)، التي تتغذى على المواد النباتية والحيوانية في البيئات التي لا يوجد بها أكسجين. وتعيش مولدات الميثان تحت المياه الراكدة في المستنقعات، حيث تنتج فقاعات من الميثان تسمى "غاز المستنقعات" أو "غاز الهور". كما تعيش مولدات الميثان أيضًا في الأجهزة الهضمية للحيوانات، حيث تساعد على تحليل الأعشاب وغيرها من المواد العضوية الموجودة في المواد الغذائية. وينتج النمل الأبيض الكثير من الميثان. حيث تولد كل نملة من النمل الأبيض نصف ميكروجرام فقط في اليوم، ولكن نظرًا لوجود أعداد كبيرة منها في العالم، فيبلغ ما تنتجه جميعًا 20 مليون طن تقريبًا كل عام.
وتنتج بعض الأنشطة الزراعية الميثان أيضًا. حيث يُزرع الأرز عادة في حقول مغمورة. ويشجع الماء الراكد الذي يغطي التربة على توليد الميثان كما يحدث في المستنقعات.
كما تنتج الماشية الأهلية مقدارًا أكبر من الميثان الذي تنتجه الحيوانات البرية. حيث تنتج الأبقار 50 لترًا من الميثان كل يوم، وتنتج الماشية والأغنام التجارية في العالم 100 مليون طن تقريبًا في كل عام.
أكسيد النيتروز
تطلق نترات الأمونيوم، المستخدمة على نطاق واسع كسماد لزيادة غلة المحصول، غاز أكسيد النيتروز(N2O).
الكلوروفلوروكربونات
تُعتبر الكلوروفلوروكربونات مركبات من الكلور، والفلور، والهيدروجين، والكربون. ولا تتواجد تلك المركبات بصورة طبيعية. فقد تم تصنيع الكلوروفلوروكربونات لأول مرة عام 1892، ولكن لم يكن يُعرف لها أي استخدام في ذلك الوقت. إلا أنها أثبتت فائدتها كمادة دافعة في البخاخات والثلاجات. ولكن ظهرت مشكلة. عند إطلاق الكلوروفلوروكربونات في الجو فإنها تنزح حتى الطبقات العليا من الغلاف الجوي (الستراتوسفير) حيث تحلل جزيئات الأوزون الموجودة بها. ويعتبر الأوزون أحد صور الأكسجين، تتحد فيها ثلاث ذرات من الأكسجين لتكوّن جزيء O3. وفي العادة يكوّن الأكسجين الحر جزيئات O2.
تعمل طبقة الأوزون على تقليل اختراق الأشعة فوق البنفسجية. وتعتبر تلك الأشعة ضارة على الإنسان، حيث تسبب سرطان الجلد، وإعتام عدسة العين (الكتاراكت)، كما يمكنها أن تعوق نمو وتكاثر الكائنات الحية الأخرى. وبناء عليه، تم حظر استخدام الكلوروفلوروكربونات بموجب اتفاقية دولية في عام 1987. وعلى الرغم من أن الكلوروفلوروكربونات تعد من غازات الاحتباس الحراري شديدة القوة، إلا أنها تتواجد فقط بكميات صغيرة جدًا في الغلاف الجوي. والآن، بعد حظرها، سيقل وجودها أكثر فأكثر.

[العازم]

الدليل

البيانات البديلة تقدم الأدلة SEED

بدأ تسجيل القياسات الموثوقة لدرجات الحرارة العالمية في عام 1856، عندما بدأت الجمعية البريطانية للأرصاد الجوية في جمع السجلات من جميع أنحاء العالم. أما الأحوال المناخية قبل ذلك التاريخ، فيمكن تقديرها من واقع سجلات تاريخية أقل موثوقية. كما يمكن أيضًا تقدير تلك الأحوال من مجموعة متنوعة من السجلات البيئية الطبيعية التي ربما تعود إلى ما قبل وجود الإنسان. ويطلق على مثل تلك المعلومات "البيانات البديلة"، نظرًا لأنها تحل محل، أو تمثل بديلاً، للبيانات الفعلية التي نسعى للحصول عليها.

ومن بين أشكال البيانات البديلة: الدليل الذي تمثله حلقات النمو في الأشجار.

الأدلة المستمدة من البيانات التاريخية
من الممكن أن تزودنا سجلات المزارعين، ومذكرات الرحالة، والصحف الإخبارية، وغيرها من السجلات المكتوبة، بمعلومات عن المناخ في الماضي. فطول الموسم الزراعي يتغير في موقع ما تبعًا لدرجات الحرارة. فستتأخر الزراعة، في عام بارد، مع تأخر قدوم الربيع. أما إذا جاء الخريف مبكرًا، فكذلك الحصاد. ونحن نمتلك، في عصرنا الحديث، سجلات دقيقة لدرجات الحرارة إضافة إلى سجلات عن طول الموسم الزراعي. وطالما تتوفر لدينا المعرفة بعلاقة كل عامل منهما بالآخر، فيمكننا في هذه الحالة إعادة بناء البيانات التاريخية الناقصة عن درجات الحرارة من واقع ما عرفنا عن أوقات الزراعة والحصاد. على سبيل المثال، استخدمت مواعيد حصاد العنب التاريخية في إعادة بناء بيانات درجات الحرارة في صيف باريس، بفرنسا في الفترة من عام 1370-1879. إلا أن تلك الطريقة ليست مثالية، ولكنها، مع استخدام قياسات غير مباشرة، يمكنها أن تسمح بإعادة بناء معقولة للمناخ على مدى فترة طويلة من الزمن.
حلقات الأشجار
تنتج العديد من الأشجار حلقة واحدة كل عام، وذلك نظرًا للنمو السريع في الربيع والصيف، والنمو البطيء في الخريف والشتاء. وعندما يكون العام أكثر دفئًا تكون الحلقة أعرض. ويمكن استخدام أنماط العرض، وكثافة الخشب، والتركيب النظائري للهيدروجين والأكسجين لحلقات الأشجار لتقدير درجات الحرارة.

تكون بعض أنواع المرجان حلقات سنوية من كربونات الكالسيوم أثناء نموها. وكما هو الحال مع حلقات الأشجار، يمكن استخدامها لتقدير درجات الحرارة. نُشرت الصورة بإذن من NOAA.

الأدلة المستمدة من المرجان
يمتلك المرجان هياكل صلبة من كربونات الكالسيوم (CaCO3). كما تكوِّن بعض أنواع المرجان حلقات سنوية من كربونات الكالسيوم أثناء نموها. وكما هو الحال مع حلقات الأشجار، يمكن أن تستخدم لتقدير درجات الحرارة. عندما تكون درجة حرارة البحر دافئة سينمو المرجان أسرع مما لو كانت درجة الحرارة باردة، ولذا ففي السنوات الدافئة ستكون حلقات النمو أعرض، وفي السنوات الباردة ستكون الحلقات رفيعة. ويمكن استخدام نظائر الأكسجين الموجود في كربونات الكالسيوم في تقدير درجة حرارة المياه أثناء نمو المرجان.
الأدلة المستمدة من عينات الجليد الجوفية
يتكون الجليد الدائم الذي يغطي الجبال العالية، والقلنسوة القطبية الجليدية، من تراكم الثلج الساقط عليها على مدى مئات وآلاف السنين. وقد تم حفر تجاويف عميقة في ألواح جليدية متعددة الثخانات في جميع أنحاء العالم. وأخذت عينة جليد جوفية في محطة فوستوك بالمنطقة القطبية الجنوبية. وكان طولها 2083 متر، وأحضرت على أجزاء بين عامي 1970 إلى 1974 وعامي 1982 إلى 1983. وتتيح لنا عينة الجليد الجوفية المستخرجة من فوستوك أن نلقي نظرة على الماضي. فالجليد الموجود في قاعدة العينة الجوفية يبلغ عمره 500 عام تقريبًا.
ويتكون هذا الجليد، كما هو الحال مع الماء والجليد كافة، من الهيدروجين والأكسجين. كما توجد به كميات صغيرة من شكل خاص ثقيل من الهيدروجين يدعى الدوتيريوم. وقد لاحظ العلماء وجود علاقة بين درجة الحرارة المحلية وتركيز الدوتيريوم في الجليد الذي تم جمعه خلال الفترات التي كانت درجة الحرارة معلومة فيها أيضًا. ولا يوجد ما يدعو إلى اعتقاد حدوث تغير في تلك العلاقة بمرور الزمن، لذا يمكن استخدام مستويات الدوتيريوم الموجود في الجليد القديم لإعادة بناء المناخ في الماضي. كما يحتوي الجليد أيضًا على الرماد، والذي يكوِّن في بعض الأحيان طبقات تشير إلى حدوث ثورات بركانية كبرى نشرت الرماد في جميع أنحاء كوكب الأرض. كما تحتوي عينات الجليد الجوفية على فقاعات صغيرة من الهواء القديم، والذي يمكن تحليله لاكتشاف تركيزات الغازات مثل ثاني أكسيد الكربون.

يقوم العلماء بالحفر في المرجان لاستخراج عينة جوفية. ثم تغلف بعناية وترسل للمختبر لتحليلها.

إخراج عينة جليد جوفية من المثقب. نُشرت الصور السابقة بإذن من NOAA.

توضع بطاقات تعريفية على قطاعات عينات الجليد الجوفية وتحفظ في درجة حرارة -15 درجة مئوية.

الأدلة المستمدة من ثفالات المحيطات والبحيرات
تقوم الأنهار باستمرار بدفع الطين والرمال من الأرض إلى البحيرات، والبحار، والمحيطات، حيث تترسب مكونة طبقات من الثفالة. ومن الممكن أن تسفر العينات الجوفية المأخوذة من تلك الثفالات عن حفريات صغيرة ومواد كيماوية، كما يمكن أن تساعد على استجلاء المناخ في الماضي. وتعد حبوب اللقاح ذات فائدة خاصة. حيث إنها متينة للغاية، ولذا كثيرًا ما توجد محفوظة حفظًا جيدًا في طبقات الثفالة. وينتج كل نوع من النبات حبوب لقاح ذات أشكال مختلفة. وبتحليل حبوب اللقاح، يمكن الكشف عن أنواع النباتات التي كانت تنمو في الجوار، ومن ثم تكون مؤشرًا على حالة المناخ.

SEED

[العازم]

آثار زيادة درجة الحرارة على كوكب الأرض

تغيرات في مستوى سطح البحر
في ذروة العصر الجليدي الأخير، منذ 18000 عام مضت، كان مستوى سطح المحيطات أقل مما هو عليه اليوم بنحو 120 مترًا. وكانت كميات كبيرة من المياه ترتكز على اليابسة في صورة أنهار جليدية تغطي جزءًا كبيرًا من أمريكا الشمالية، وأوروبا، وآسيا.

وكانت غالبية بحر الشمال وبحر البلطيق يابسة. وكان مضيق بيرينج الذي يفصل الآن بين سيبيريا وألاسكا فوق مستوى سطح البحر أيضًا. ويُعتقد أن الناس كانوا يعبرون هذا المعبر الأرضي سيرًا وعمروا الأمريكتين لأول مرة في تاريخ البشرية.
وبانتهاء العصر الجليدي، ذابت معظم الأنهار الجليدية وعادت مياهها إلى المحيطات. وبذلك ارتفعت مستويات سطح البحار. ومن بين العوامل الأخرى التي تؤثر على مستوى سطح البحر، درجة حرارة الماء. فالمياه، مثلها مثل معظم المواد، تتمدد عند تسخينها. ويصبح حجم مياه البحر المتمددة أكبر مما يساهم في رفع مستوي سطح البحار.

تستند هذه الصورة إلى البيانات المستمدة من الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC).
وإذا نظرنا إلى الماضي القريب، سنلاحظ استمرارًا في ارتفاع مستويات البحار. يبين الرسم البياني مستويات البحار في ثلاثة مواقع في أوروبا على مدى الثلاثمائة عام الماضية. فقد ارتفع مستوى البحر في تلك الفترة بمقدار 100 مللي متر أو أكثر. ولكن ذلك الارتفاع ليس متساويًا في جميع أجزاء العالم. ففي بعض الأماكن، ينخفض مستوى سطح البحر بالفعل كما هو مبين في خريطة ارتفاع وهبوط مستوى بحار العالم.

وقد يبدو ذلك غريبًا. إذا كانت جميع المحيطات متصلة ببعضها البعض، فكيف يختلف المستوى من مكان لآخر؟ في الحقيقة هذا ممكن. فمستوى البحر يتأثر محليًا بالتيارات، والرياح، ومعدل تدفق المياه من اليابسة إلى المحيطات، وضغط الهواء، والمد والجزر. ولكن يأتي في المقام الأول، تعريفنا لمستوى البحر. فنحن نقيس، "المستوى النسبي البحر"، أي مستوى البحر بالنسبة لليابسة المجاورة. وقد ترتفع اليابسة أو تهبط. على سبيل المثال، المنطقة المحيطة بدلتا نهر المسيسيبي، حيث يصب النهر في خليج المكسيك، يحدث بها هبوط. فاليابسة تكونت من ثفالة ترسبت مؤخرًا وهي في حالة ترتيب. والعديد من المناطق التي كانت مغطاة بالأنهار الجليدية في العصر الجليدي الأخير، آخذة في الارتفاع بعد أن خف عنها وزن الجليد. كما توجد مواضع في الساحل الجنوبي لألاسكا يحدث بها هبوط في مستوى البحر. وهو الحال نفسه مع عدة موانئ في الدول الإسكندنافية.
يعيش أكثر من 100 مليون نسمة على الأرض فوق مستوى سطح البحر بمتر واحد (ثلاثة أقدام). وبعض البلدان الجزر مثل سيشيل، ناحية الساحل الشرقي لأفريقيا، تقع في غالبها على ارتفاع أقل من متر واحد من فوق مستوى البحر. ومن المقدر أنه في حالة زيادة مستوى سطح البحر بمقدار 1 متر، فإن ذلك سيودي بنصف الأرض في بنجلاديش إلى ما تحت الماء. وعلى الرغم من وجود تغيرات محلية في مستوى البحر، إلا أن السؤال الرئيسي هو، ما الذي يحدث لحجم مياه المحيطات في جميع أنحاء العالم. يعتبر العامل المحدد الرئيسي هو كمية المياه في الأنهار الجليدية الذي يغطي اليابسة، خاصة في جرينلند، والقارة القطبية الجنوبية.
ما الذي يمكن أن يحدث بعد ذلك؟
على الرغم من انحسار معظم الأنهار الجليدية للعصر الجليدي، تبقى كل من جرينلند والقارة القطبية الجنوبية مغطاة بالجليد الذي تتراوح ثخانته ما بين 2000 إلى 4000 متر. وسيكون لمصير تلك الكتل الجليدية أثرٌ هامٌ على مستقبل مستويات البحار. وقد أعلنت الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) في عام 2001 عن توقعها لارتفاع في مستوى البحر بحلول عام 2100 بسبب ذوبان الأنهار الجليدية بمقدار يصل إلى 66 سم. وفي عام 2002، قام باحثون في جامعة كولورادو، بالولايات المتحدة الأمريكية، بتحليل معدل ذوبان الأنهار الجليدية في جميع أنحاء العالم. ووفقًا لحساباتهم فإن الأنهار الجليدية تذوب أسرع مما كان يعتقد قبل ذلك، وبحلول عام 2100 سيرتفع مستوى البحر بمقدار يصل إلى 89 سم. ولكن الدراسات الأحدث تثير العديد من التساؤلات حول تلك التوقعات. وقد أظهرت دراستان نُشرتا في عام 2005، أنه خلال الفترة من عام 1992 إلى 2003 زاد معدل تساقط الثلج على أجزاء كبيرة من المناطق الداخلية لكل من القارة القطبية الجنوبية وجرينلند. فالأنهار الجليدية آخذة في الذوبان عند حوافها، ولكنها تزداد ثخانةً في الداخل. والسؤال الذي يطرح نفسه، كيف ستتوازن تلك التوجهات المتناقضة.

تظهر هذه الصورة التي اُلتقطت بواسطة الأقمار الصناعية لجرينلند التغيرات في ثخانة الجليد. فالمناطق الزرقاء تصبح رقيقة. والمناطق الرمادية والصفراء تصير أكثر ثخانة. أما المناطق الرمادية الخشنة التي عند حواف كتلة اليابسة فليست مغطاة بالأنهار الجليدية. تستند هذه الصورة إلى مسوحات بالأقمار الصناعية أجريت لجرينلند خلال تسعينيات القرن الماضي. وتشير تلك الدراسة التي أجرتها وكالة ناسا (NASA) إلى خسارة صافية في جليد جرينلند، إلا أن دراسة أجراها في عام 2005 فريق من الباحثين تحت قيادة أولا إم. جوهانسن، في جامعة برغن، بالنرويج، توصلت إلى أن الزيادة في ثخانة الغطاء الجليدي بعيدًا عن الحواف كانت كبيرة إلى درحة كافية لتحقيق كسب صافي في حجم الجليد من عام إلى عام. إلا أن دراسات أحدث أشارت إلى وجود خسارة صافية في الوقت الراهن في كتلة الجليد من عام إلى آخر.

الجليد في القارة القطبية الجنوبية تصوير بن هولت، الأكبر بإذن من NASA.

تضمن تقرير خاص صدر في عدد 24 مارس 2006 من مجلة العلوم Science دراسات عديدة تشير إلى الفقدان السريع المتزايد في الألواح الجليدية في العالم. وقد وجد، بصفة خاصة، أن حركة الأنهار الجليدية في كل من القارة القطبية الجنوبية وجرينلند تجاه البحر تتسارع. وسيؤدي هذا بكل تأكيد إلى فقدان أسرع في تلك الأغطية الجليدية وبالتالي، إلى ارتفاع أسرع في مستويات البحار.
تغيرات في معدلات الهطول
على مدى المائة عام الماضية، صارت المناطق الجافة أكثر جفافًا، والمناطق المطيرة أكثر إمطارًا. وفي السنوات الأخيرة، تم تحطيم العديد من الأرقام القياسية الجوية التي لطالما بقيت لفترات طويلة. في عام 1992، فاض كل من نهري الدانوب والإلبه في وسط أوروبا من ضفافهما. وكانت المناطق الجنوبية للصحراء الأفريقية هي الأكثر جفافًا منذ عام 1990، وفي غرب الولايات المتحدة استمر الجدب الذي دام ثلاث سنوات وأصبح أكثر شدة.

تستند هذه الصورة إلى البيانات المستمدة من الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC).
العواصف المدارية
تتكون العواصف المدارية فوق مياه المحيطات الدافئة بالقرب من خط الإستواء. وكلما كانت المياه أدفأ، ازدادت العواصف وازدادت شدتها. وفي السنوات الأخيرة، زادت العواصف المدارية في كل من عددها وشدتها. وكان موسم أعاصير المحيط الأطلسي لعام 2005 مدمراً بصفة خاصة، حيث هبت ثلاثة عواصف كبرى - كاترينا، وريتا، وويلما - مما أحدث أضرارًا شديدة في كل من الولايات المتحدة والمكسيك.
ومن المعتقد أن موسم العواصف المدارية الأطلسية يمتد من حزيران/يونيو إلى تشرين الثاني/نوفمبر. إلا أن العاصفة المدارية زيتا في عام 2005، وهي العاصفة الأخيرة في الموسم، تكونت في أواخر كانون الأول/ديسمبر واستمرت حتى كانون الثاني/يناير 2006. وهو ما يدفع إلى عزو الزيادة في نشاط العواصف إلى ارتفاع درجات الحرارة على سطح كوكب الأرض. قد يكون الأمر كذلك، ولكن الموقف أكثر تعقيدًا. فقد كانت هناك دورات لشدة العواصف وتكرارها في الماضي. فتميزت الفترة من ثلاثينيات إلى خمسينيات القرن الماضي بنشاط كبير للعواصف. وتبعها بعد ذلك عدة عقود من الهدوء النسبي، ثم فترة من النشاط الزائد التي نعاني منها في الوقت الراهن. ويرجع السبب وراء تلك الدورات إلى تغيرات في معدلات سقوط الأمطار، وتيارات المحيطات وملوحتها. ومن ثم فهناك اتجاهان، أحدهما دوري والآخر طويل الأجل. وحتى إذا تذبذب نشاط العواصف بين الانحسار والزيادة كما كان يحدث في الماضي، فإن المحيطات الأكثر دفئًا قد تؤدي على الأرجح إلى مزيد من العواصف من حيث عددها وشدتها. وكذلك لن تكون فترات الهدوء بنفس هدوئها التي كانت عليه في الماضي. ومن المرجح أن تكون فترات النشاط أكثر سوءًا. وجدير بالذكر أن هناك أشخاصًا في بعض مناطق من العالم، معرضون بصفة خاصة إلى مخاطر من جراء العواصف إضافة إلى ارتفاع مستوى البحر. فخليج المكسيك وخليج البنغال يعتبران من الأماكن التي يرتفع فيها المستوى النسبي للبحر بصورة سريعة. وهما معرضان كذلك لعواصف مدارية متكررة.
هل يمكن أن تسبب زيادة درجة الحرارة على سطح الأرض في البرودة؟
في الوقت الذي يتوقع فيه أن يصبح الجو في العديد من مناطق من العالم أكثر دفئًا، يمكن أن يكون لزيادة درجة الحرارة على كوكب الأرض الأثر العكسي في بعض الأماكن. فأوروبا الغربية تعتبر دافئةً إلى حد بعيد بالنسبة إلى خط عرضها. ويرجع ذلك إلى وصول تيار الخليج، وهو تيار محيطي دافئ، إلى شمال الأطلسي. فالرياح التي تمر فوق المياه الدافئة وعلى اليابسة يكون لها أثر ملطف على المناخ. على سبيل المثال، تبلغ درجة الحرارة المتوسطة في الشتاء في لندن 4 درجات مئوية. إلا أن كالجاري، في غرب كندا، وعلى الرغم من أنها تقع على نفس خط العرض إلا أن متوسط درجة حرارتها في الشتاء يبلغ -9 درجات مئوية. أما ميناء ترومسو النرويجي ومدينة الميناء الروسية مورمانسك فتخلوان من الجليد على مدار العام على الرغم من وجودها في منطقة القطب الشمالي. ويعتبر تيار الخليج جزءًا من دوران عالمي لمياه المحيط يعرف باسم الدوران الحراري الملحي (thermohaline). حيث تشير "Thermo" إلى الحرارة و"haline" إلى الملوحة. وتؤثر كلٌ من الحرارة والملوحة على كثافة الماء.

الدوران الحراري الملحي انقر لمشاهدة الرسم المتحرك. هذا رسم بياني مبسط للدوران الحراري الملحي العالمي. تحمل التيارات السطحية الماء الدافئ بينما تكون التيارات العميقة باردة. يسمى التيار الدافئ الذي يصل إلى شمال الأطلسي تيار الخليج. ويعد مسؤولاً عن الحفاظ على الدفء النسبي لغرب أوروبا. نُشرت الصورة بإذن من NOAA.

عندما تتدفق مياه تيار الخليج ناحية الشمال، يتبخر الماء. ويؤدي ذلك إلى زيادة الملوحة، حيث إن نفس الكمية من الملح تحملها كمية أقل من المياه. وفي الوقت نفسه، تبرد المياه.
وتؤدي زيادة الملوحة وانخفاض درجة الحرارة إلى أن يصبح الماء أكثر كثافة. ويهبط الماء الأكثر كثافة ويتدفق ناحية الجنوب. ما علاقة ذلك بارتفاع درجة الحرارة على كوكب الأرض؟ يؤدي ذوبان الجليد القطبي الشمالي إلى إضافة الماء العذب إلى شمال الأطلسي. ويعني ذلك أن المياه في خطوط العرض الشمالية تصبح أقل كثافة ومن ثم، أقل عرضة للهبوط. ويؤدي ذلك إلى نقصان معدل تدفق التيارات. وقد يؤدي نقص تدفق تيار الخليج إلى تقليل الأثر المدفئ على أوروبا الغربية. وكذلك فثمة توقعات بتوقف مفاجئ للدوران الحراري الملحي مما سيتسبب في هبوط في درجات الحرارة يبلغ ما يقرب من 8 درجات مئوية في أوروبا الغربية في غضون بضعة عقود. إلا أن غالبية أخصائيي علم المناخ يعتقدون أن ذلك الأمر بعيد الاحتمال جدًا. ولكن، ربما يحدث بعض البطء في الدوران مما ينتج عنه بعض الأثر التبريدي. ومن ناحيةٍ أخرى، طالما كانت درجات الحرارة على كوكب الأرض آخذة في الزيادة، فإن الأثر النهائي على أوروبا الغربية سيبقى كما هو، أو ربما يصبح أكثر دفئًا بعض الشيء. ونظرًا لأن المناخ يعد معقدًا جدًا فمن الصعب التوصل إلى تنبؤات دقيقة. فالاتجاهات المحددة معروفة، ولكن كيفية تفاعلها فيما بينها يبقى أمرًا غير يقيني.
ما الذي يمكننا توقعه؟
نظام المناخ العالمي معقد. ومن الصعب التوصل إلى تنبؤات دقيقة. ولكن الاتجاهات المستقبلية تتضح أكثر فأكثر: ارتفاع مستويات البحار، وزيادة تكرار العواصف وشدتها، وزيادة الجدب في عدة مناطق من العالم جافة بالفعل

[المجلجل]

عمل رائع مشكور

[ابو سناء]

الف شكر محللنا الكبير

[هاوي بر]

وعليكم السلام ورحمة الله وبركاتة

موضوع وشرح ومعلومات اكثر من رائع

تقبل مني كل الشكر والتقدير..خبيرنا((العازم)) ... بارك الله فيك

دمة في حفظ الله ورعايتة

[محري بالخير]

مشكور
يعطيك العافيه
لكن ما تاثير هذه الظاهره على اجواء المملكه
وشكرا