تنها 22 سال تا روز حادثه باقی است

مجموعه: اخبار علمی و آموزشی

تاریخ انتشار : دوشنبه, 30 -3443 03:25

اخبار علمی - تنها 22 سال تا روز حادثه باقی است

روزنامه وال‌استریت ژورنال می‌نویسد: «دمای زمین به مدت 15 سال است که ثابت باقی‌مانده است؛ موضوعی که هیچ کس نمی‌تواند به درستی دلیل آن را توضیح دهد.». روزنامه دیلی‌میل هم می‌نویسد: «توقف گرمایش جهانی ممکن است به مدت 20 سال ادامه داشته باشد، و پوشش یخی قطب شمال هم اکنون در حال بازیابی است.» اگرچه این دست گفته‌های اطمینان‌بخش راجع به وضعیت آب و هوای کره زمین در رسانه‌های عمومی فراوان دیده می‌شود، اما همه آنها در بهترین حالت صرفا گفته‌هایی گمراه کننده هستند. گرمایش جهانی بدون کاستی ادامه دارد و کماکان به عنوان مشکلی حیاتی مطرح است.

به گزارش ساینتیفیک‌امریکن، این سوءتفاهم از داده‌هایی ریشه می‌گیرد که نشان می‌دهد طی دهه گذشته، نرخ افزایش میانگین دمای سطح زمین دچار کاهش شده است. این رخداد عموما تحت عنوان «مکث» نام برده می‌شود، اما این نامگذاری کاملا غلط است: دما کماکان در حال افزایش است و تنها سرعت بالا رفتن دما در مقایسه با دهه قبل از آن کاهش یافته است.

در این میان سوال مهم این است که از این کاهش کوتاه‌مدت چه نتیجه‌ای می‌توان درباره گرمایش درازمدت آینده زمین استنباط کرد؟

هیئت بین‌المللی تغییرات آب و هوایی (IPCC) مسئول پاسخگویی به چنین سوالاتی است. در واکنش به این داده‌ها، IPCC در گزارش سپتامبر 2013 / شهریور 1392 خود یکی از وجوه پیش‌بینی‌اش را درباره آینده گرمایش جهانی کاهش داد. پیش‌بینی‌های این هیئت، که هر پنج تا هفت سال منتشر می‌شود، سیاست جهانی آب و هوایی را تعیین می‌کند. به همین دلیل، حتی کوچک‌ترین تغییرات مناقشات فراوانی در خصوص سرعت گرمایش زمین و مدت زمانی‌که برای توقف آن در اختیار داریم بر می‌انگیزد.

البته IPCC هنوز اثرات این گرمایش یا چگونگی کاهش آن را وزن‌دهی نکرده است و این کار را به گزارش ماه آوریل / اردیبهشت خود موکول ساخته است. با این حال، مایکل مان، استاد برجسته هواشناسی دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا محاسباتی انجام داده که نتیجه‌ای نگران کننده به دست می‌دهد: اگر دنیا با همین سرعت به سوزاندن سوخت‌های فسیلی ادامه دهد، تا سال 2036 / 1415 از آستانه انهدام زیست‌محیطی عبور خواهیم کرد. این «مکث گول‌زننده» می‌تواند تنها چند سال زمان بخرد تا بتوان انتشار گازهای گلخانه‌ای را کاهش داد و از چنین فاجعه‌ای جلوگیری کرد؛ اما فقط چند سال.

مناقشه حساس
طبعیت دراماتیک گرمایش جهانی در سال 2001 / 1380 توجه جهان را به خود جلب کرد؛ زمانی‌که IPCC نموداری را منتشر ساخت که به نمودار «چوب اسکی» شهرت یافت. میله این چوب که شکلی افقی داشت و با شیب آرامی از سمت چپ به راست پایین می‌رفت، بیانگر تغییرات اندک دمای نیم‌کره شمالی زمین برای حدود نزدیک به 1000 سال بود؛ مدت زمانی‌که داده‌های دانشمندان می‌توانست تا آن تاریخ به عقب باز گردد. در سمت راست، تیغه به عقب برگشته این نمودار نمایانگر افزایشی بی‌سابقه و ناگهانی در دمای نیم‌کره شمالی بود که از میانه‌های قرن نوزدهم آغاز می‌شد. در گزارش شهریور 1392، IPCC چوب این نمودار (بخش سمت چپ) را در زمان به عقب برد و به این نتیجه رسید که گرمایش اخیر به احتمال فراوان طی 1400 سال اخیر بی‌سابقه بوده است.

اگرچه سیاره زمین گرمایشی استثنائی را در قرن گذشته از سر گذرانده است، برای تخمین اینکه چه میزان گرمایش بیشتری را تجربه خواهیم کرد؛ نیازمند دانستن این موضوع هستیم که واکنش دمایی زمین به افزایش انسان‌ساز گازهای گلخانه‌ای جو (که عمدتا دی‌اکسید کربن است) چگونه است. دانشمندان این پاسخ‌دهی را «حساسیت تعادل آب و هوایی» یا به اختصار ECS می‌نامند. شاخص ECS سنجه‌ای متداول از اثر گرمایی گازهای گلخانه‌ای است که نشان می‌دهد در صورت دو برابر شدن غلظت دی‌اکسید کربن جو و متعاقب آن پایدار شدن (به تعادل رسیدن) شرایط آب و هوایی، دمای سطح زمین به چه میزان افزایش پیدا می‌کند.

پیش از انقلاب صنعتی، سطح دی‌اکسید کربن جو حدود 280 قسمت در میلیون (پی‌پی‌ام) بوده است؛ بنابراین دو برابر آن حدودا 560 پی‌پی‌ام می‌شود. دانشمندان انتظار دارند اگر کشورهای جهان به جای محدود کردن استفاده از سوخت‌های فسیلی، با نرخ فعلی به سوزاندن آنها ادامه دهند -سناریویی که تحت عنوان «تجارت مثل همیشه» از آن یاد می‌شود- این دو برابر شدن طی قرن جاری رخ دهد. هر چقدر حساسیت جو به افزایش سطح دی‌اکسید کربن بیشتر باشد، ECS بالاتر خواهد بود و دما سریع‌تر افزایش خواهد یافت. با داشتن سناریوی مشخصی از سوزاندن سوخت‌های فسیلی، ECS سنجه‌ای سریع برای محاسبه میزان گرمایش جهانی مورد انتظار است.

تعیین میزان دقیق ECS کار دشواری است، زیرا گرمایش جهانی در اثر سازکار‌های بازخوردی مانند پوشش ابر، پوشش یخ و سایر عوامل تحت تاثیر قرار می‌گیرد و مدل‌های مختلف هواشناسی به نتایج متفاوتی در خصوص اثرات دقیق این بازخوردها منجر می‌شوند. در این میان، پوشش ابر شاید مهم‌ترین عامل است. ابرها هم با سد کردن نور خورشید می‌توانند اثری خنک‌کننده داشته باشند، و هم با جذب بخشی از انرژی گرمایی ارسالی زمین به سوی فضا می‌توانند اثری گرم‌کننده داشته باشند. غلبه هر کدام از این دو اثر به نوع، توزیع و ارتفاع ابر بستگی دارد؛ موضوعاتی که پیش‌بینی آنها برای مدل‌های هواشناسی بسیار دشوار است. سایر عوامل بازخوردی به میزان بخار آب موجود در یک جو گرم‌تر، و همچنین سرعت ذوب شدن پوسته‌های یخی قاره‌ای و پوشش یخی اقیانوس‌ها مربوط می‌شود.

به دلیل عدم قطعیت طبیعت این عوامل، IPCC به جای تعیین یک عدد خاص، گستره‌ای را برای ECS در نظر می‌گیرد. در گزارش شهریورماه (که پنجمین ارزیابی عمده این نهاد است)، IPCC بازه 1.5 تا 4.5 درجه سانتی‌گراد را برای ECS اعلام کرد. در مقایسه با چهارمین گزارش این نهاد که در سال 2007 / 1386 منتشر شده بود، IPCC حد پایین این بازه را که قبلا 2 درجه سانتی‌گراد بود پایین‌تر آورده است. دلیل IPCC برای کاهش حد پایین این عدد بر مدرک متزلزلی استوار است: کاهش گرمایش زمین طی دهه گذشته، یا همان مکث گول‌زننده.

گرمایش
بسیاری از هواشناسان عقیده دارند داده‌های مربوط به تنها یک دهه آن‌قدر کوتاه است که نمی‎توان گرمایش جهانی را به دقت اندازه‌گیری کرد و IPCC بی‌جهت تحت تاثیر این عدد کوتاه‌مدت قرار گرفته است. علاوه بر این، سایر تفاسیری که در خصوص این نوسان نرخ گرمایش ارائه می‌شود، با شواهد محکم‌تری که نشان دهنده افزایش دما هستند تناقضی ندارند. برای مثال، اثرات تجمعی فورانات آتشفشانی طی دهه گذشته (مانند آتشفشان ایسلند) ممکن است نسبت به آنچه در اغلب مدل‌های شبیه‌سازی هواشناسی در نظر گرفته می‌شود، اثر خنک‌کنندگی بزرگ‌تری بر دمای سطح زمین داشته باشد. همچنین تغییری اندک ولی قابل اندازه‌گیری در انرژی خروجی خورشید طی دهه گذشته رخ داده است که در شبیه‌سازی‌های IPCC در نظر گرفته نمی‌شود.

تغییرات طبیعی میزان گرمای قابل جذب اقیانوس‌ها نیز می‌تواند در این میان تاثیرگذار باشد. در نیمه دوم دهه گذشته، شرایط لانینا (La Nina) در مناطق شرقی و مرکزی ناحیه استوایی اقیانوس آرام ادامه داشت، که دمای سطح زمین را حدود 0.1 درجه سانتی‌گراد خنک‌تر از میانگین درازمدت نگاه داشت. این میزان اگرچه در مقایسه با گرمایش درازمدت اثر کوچکی است، اما در طول یک دهه به اثر قابل توجهی تبدیل می‌شود. همچنین نتیجه مطالعه‌ای که به تازگی انجام شده است نشان می‌دهد نمونه‌گیری ناقص دمای مناطق قطبی باعث شده است میزان واقعی گرمای زمین دست پایین تخمین زده شده باشد.

هیچ کدام از تفاسیر محتملی که در بالا به آنها اشاره شد، به این معنا نیست که آب و هوای زمین حساسیت کمتری به گازهای گلخانه‌ای دارد. سایر اندازه‌گیری‌ها نیز از تجدید نظر IPCC در کاهش حد پایین ECS به 1.5 درجه سانتی‌گراد حمایت نمی‌کند. زمانی‌که تمام مدارک کنار هم گذاشته می‌شود، به نظر می‌رسد محتمل‌ترین و منطقی‌ترین مقدار برای ECS حدود 3 درجه سانتی‌گراد است. به عبارت دیگر، کاهش حد ECS از سوی IPCC به احتمال فراوان اهمیت چندانی برای آینده آب و هوای زمین، و همچنین مکث گول‌زننده نخواهد داشت.

1415؛ سال سرنوشت
برای ادامه بحث همان مقدار ارائه شده توسط IPCC را مبنا قرار می‌دهیم تا بتوانیم به این پرسش پاسخ دهیم که کاهش 0.5 درجه‌ای ECS نسبت به مقداری که پیش از این تصور می‌شد، چه معنایی خواهد داشت. آیا این کاهش، خطر ناشی از سوزاندن سوخت‌های فسیلی بر مبنای سناریوی تجارت مثل همیشه را تغییر خواهد داد؟ یا اینکه چه مدت طول می‌کشد تا زمین از آستانه بحرانی افزایش دما عبور کند؟

اغلب دانشمندان با یکدیگر هم‌عقیده‌اند که افزایش دمای کره زمین بیش از 2 درجه سانتی‌گراد نسبت به میانگین دمای دوران انقلاب صنعتی، به تمام بخش‌های مختلف تمدن بشری ضربه خواهد زد و غذا، آب، سلامت، انرژی، امنیت ملی و شکوفایی اقتصادی را به نابودی خواهد کشاند. شاخص ECS سنجه‌ای است که نشان می‌دهد اگر انتشار گاز دی‌اکسید کربن با نرخ فعلی ادامه یابد، این فاجعه چه زمانی رخ خواهد داد.

با اعمال مقادیر مختلف ECS در مدلی به نام تعادل انرژی (Energy Balance Model) که دانشمندان از آن برای بررسی سناریوهای محتمل آب و هوایی استفاده می‌کنند، مایکل مان آینده فرضی دمای سیاره را محاسبه کرده است. این مدل رایانه‌ای تعیین می‌کند میانگین دمای سطحی زمین چگونه در برابر عوامل متغیر طبیعی مانند آتشفشان و خورشید، و عوامل انسانی مانند گازهای گلخانه‌ای یا آلودگی ذرات معلق واکنش نشان می‌دهد. مان مدل را به ازای مقادیر مختلف ECS که در گزارش IPCC آمده بود اجرا کرد. بر اساس نتایج مدل (اینفوگراف زیر را ببینید)، نمودارهای به دست آمده برای ECS های 2.5 و 3.0 درجه سانتی‌گراد با قرائت ابزارهای اندازه‌گیری تطابق نزدیک‌تری نشان می‌دهد. در مقابل، نمودارهای مقادیر پایین‌تر (ECS 1.5) و مقادیر بالاتر (ECS 4.5) با نتایج قرائت‌های اخیر دستگاه‌های اندازه‌گیری تطابق ندارد؛ که نظریه غیرواقعی بودن مقادیر آنها را تقویت می‌کند.

آب و هوا
به ازای ECS معادل 3 درجه سانتی‌گراد، سیاره ما در سال 2036 / 1415 از آستانه خطرناک گرمایش 2 درجه‌ای عبور خواهد کرد؛ زمانی که تنها 22 سال وقت در اختیار ما قرار می‌دهد. در صورت در نظر گرفتن مقدار کمتر 2.5 درجه سانتی‌گراد برای ECS، عبور از این آستانه تنها به 10 سال دیرتر، یعنی به سال 2046 / 1425 موکول می‌شود. بنابراین حتی اگر مقادیر پایین‌تر ECS را قبول داشته باشیم، باز هم به سختی نشانه‌ای از انتهای گرمایش جهانی یا حتی مکث موقتی آن دیده می‌شود. تنها نکته مثبت این است که مقدار پایین‌تر ECS برای ما اندکی زمان -زمانی بالقوه ارزشمند- می‌خرد تا مانع از عبور سیاره خود از این حد بحرانی شویم.

خوش‌بینی محتاطانه
این یافته‌ها حاوی نشانه‌هایی هستند که مشخص می‌کند برای جلوگیری از فاجعه چه کاری باید انجام شود. مقدار ECS معادل 3 درجه سانتی‌گراد به این معناست که اگر قصد داریم گرمایش جهانی را برای همیشه زیر 2 درجه سانتی‌گراد محدود کنیم، باید غلظت دی‌اکسید کربن جو را بسیار پایین‌تر از حد دو برابری در مقایسه با دوران انقلاب صنعتی نگاه داریم؛ و نهایتا آن را در حدود 450 پی‌پی‌ام ثابت کنیم. نکته کنایه‌آمیز در این میان آن است که اگر کشورهای دنیا سوزاندن زغال‌سنگ را به میزان چشمگیری کاهش دهند، علاوه بر کاهش انتشار دی‌اکسید کربن میزان ذرات معلق موجود در جو (مانند ترکیبات سولفات) که باعث مسدود شدن نور خورشید می‌شود نیز کاهش می‌یابد. در نتیجه مجبور خواهیم بود میزان دی‌اکسید کربن موجود در جو را زیر حدودا 405 پی‌پی‌ام نگاه داریم.

متاسفانه عبور از این محدودیت چندان هم کار دشواری نیست. در سال 2013 / 1392، برای نخستین بار در تاریخ مکتوب دنیا (و شاید نخستین بار در کل تاریخ، بر اساس شواهد زمین‌شناسی) غلظت دی‌اکسید کربن جو برای مدت کوتاهی به 400 پی‌پی‌ام رسید. برای اجتناب از شکست آستانه 405 پی‌پی‌ام ، سوزاندن سوخت‌های فسیلی باید بی‌درنگ متوقف شود. برای اجتناب از آستانه 450 پی‌پی‌ام ، انتشار کربن جهانی تنها برای چند سال می‌تواند افزایش داشته باشد و پس از آن باید سالیانه به میزان چند درصد کاهش یابد. این کار، وظیفه‌ای طولانی و دشوار است. حتی اگر میزان ECS برابر 2.5 باشد، این کار تنها اندکی آسان‌تر خواهد شد.

حتی با این وجود، دلایل منطقی برای نگرانی وجود دارد. نتیجه‌گیری به دست آمده مبنی بر محدود کردن سطح دی‌اکسید کربن به زیر 450 پی‌پی‌ام برای جلوگیری از گرمایش جهانی بیش از 2 درجه سانتی‌گراد، بر اساس تعریف محافظه‌کارانه‌ای از حساسیت آب و هوایی به دست آمده است که تنها بازخوردهای سریع سامانه‌های هواشناسی (مانند تغییرات پوشش ابری، بخار آب و ذوب شدن یخ دریا) را در نظر می‌گیرد.

برخی دانشمندان هواشناس، مانند جیمز هانسن، رئیس اسبق موسسه تحقیقات فضایی گودارد ناسا عقیده دارند باید بازخوردهای کندتر مانند تغییرات پوسته یخی قاره‌ای را نیز مد نظر قرار داد. هانسن و دیگر طرف‌داران این عقیده مدعی هستد زمانی‌که این عوامل نیز در نظر گرفته شوند، سقف سطح دی‌اکسید کربن موجود در جو باید به حدود 350 پی‌پی‌ام کاهش یابد؛ عددی که حتی از مقدار موجود در میانه قرن بیستم نیز کمتر است. دستیابی به این سطح از دی‌اکسید کربن نیازمند در اختیار داشتن لشکری از فناوری گران‌قیمت «به دام‌اندازی هوا» است تا بتوان دی‌اکسید کربن را به شکل فعال از جو خارج کرد.

علاوه بر این، این نظریه که گرمایش 2 درجه‌ای «حد ایمنی» محسوب می‌شود، خود محل بحث و مناقشه است. تعیین حد مذکور بر این فرض استوار بوده است که با عبور از این مقدار، بیشتر سیاره در معرض تغییرات آب و هوایی بازگشت‌ناپذیر قرار گیرد. در حال حاضر، میزان تغییرات در برخی از مناطق زمین به حد مخربی رسیده است. در منطقه قطب شمال، از دست رفتن پوشش یخی دریا و ذوب شدن لایه همیشه یخ‌زده قطبی، زیست‌بوم و زندگی اسکیموهای منطقه را از بین برده است. در کشورهای جزیره‌ای، بالا آمدن آب دریا و فرسایش باعث ناپدید شدن خشکی و منابع آب شیرین شده است. در این مناطق، گرمایش فعلی (و گرمایش آینده نزدیک حداقل به میزان 0.5 درجه سانتی‌گراد که به دلیل انتشار فعلی دی‌اکسید کربن مطمئنا رخ خواهد داد)، هم اکنون نیز خسارت آب و هوایی مذکور را ایجاد کرده است.

بنابراین تنها می‌توانیم امیدوار باشیم حساسیت آب و هوایی کمتر 2.5 درجه سانتی‌گرادی درست باشد. اگر این چنین باشد، آنگاه خوش‌بینی محتاطانه‌ای در انتظار ما خواهد بود. در این صورت می‌توانیم دلگرم باشیم که بشر قادر است خسارات جبران‌ناپذیری را که به سیاره محل سکونت خود وارد ساخته است ترمیم کند. این امر نیز فقط و فقط تنها در صورتی امکان‌پذیر است که همه ما ضرورت گذار بی‌درنگ از وابستگی به سوخت‌های فسیلی به عنوان منبع انرژی را درک و به آن عمل کنیم.
اخبار علمی - خبر آنلاین