تغییر اقلیم: حقایق، علل و اثرات

درک تغییر اقلیم

علم تصویری واضح ترسیم می‌کند: تغییر اقلیم در حال وقوع است؛ عمدتا توسط انسان‌ها ایجاد می‌شود؛ و اثرات جدی و مخرب زیادی را به همراه دارد. علت اصلی تغییر اقلیم فعالیت‌های انسانی - مانند رانندگی، تولید برق و قطع درختان - است، نه تغییرات طبیعی اقلیم. این فعالیت‌های انسانی گازهایی به نام گازهای گلخانه‌ای را در جو آزاد می‌کنند که به تدریج کره زمین را گرم کرده و باعث تغییر اقلیم می‌شوند. اقلیم بسیار پیچیده است و هنوز چیزهایی در مورد آن نمی‌دانیم. اما از طریق قرن‌ها مطالعه و آزمایش، توانسته‌ایم درک خوبی از نحوه‌ی عملکرد این سیستم و چگونگی تغییر آن توسط انسان به دست آوریم.

آب و هوا در مقابل اقلیم

آب و هوا به وضعیت جو در کوتاه مدت مانند دقیقه یا روز اشاره دارد که شامل موارد بسیاری است که با آن‌ها آشنا هستید؛ مانند دما، رطوبت، بارش و سرعت باد. آب و هوا هر روز تغییر می‌کند، اما اقلیم بسیار پایدارتر است زیرا الگوهای آب و هوا را در مدت زمان طولانی (حداقل چند دهه) اندازه‌گیری می‌کند. فرض کنید قرار است برای چند روز در ماه ژوئن به فلوریدا سفر کنید. انتظار دارید که هوا گرم و مرطوب باشد، زیرا این آب و هوای معمول فلوریدا در ماه ژوئن است. ممکن است در طول سفر، هوا گرم باشد، یا ممکن است باران ببارد یا ابری باشد. همه این‌ها نمونه‌هایی از وضعیت احتمالی آب و هوا در آن روزها هستند.

اثر گلخانه‌ای

تصور کنید گلخانه‌ای شیشه‌ای دارید که برای پرورش گیاهانی مانند گل و سبزی‌جات استفاده می‌شود. گلخانه، حتی زمانی که بیرون هوا سرد است، داخل را گرم نگه می‌دارد، زیرا گرمای خورشید را به دام می اندازد. جو زمین نیز مانند یک گلخانه عمل می‌کند: هنگامی که نور خورشید از جو عبور می‌کند، بخشی از آن توسط سطح زمین جذب می‌شود تا آن را گرم کند، اما بخشی از گرما نیز توسط گازهای خاصی در جو به دام می‌افتد. این گازهای جذب کننده گرما، “گازهای گلخانه‌ای” نامیده می‌شوند و مانند پتویی عمل می‌کنند که زمین را گرم نگه می‌دارند. این اثر گلخانه ای یک فرآیند طبیعی است که زندگی را در سیاره راحت می کند.

اما فعالیت‌های انسانی در حال افزایش مقدار گازهای گلخانه‌ای در جو است. میزان یک نوع گاز گلخانه‌ای به نام “دی‌اکسید کربن” در جو به سطحی رسیده که که زمین بیش از 400000 سال است که ندیده است! گیاهان، خاک و اقیانوس می‌توانند دی‌اکسید کربن را جذب کنند، اما نمی‌توانند با تمام گازهای گلخانه‌ای اضافی که آزاد کرده‌ایم، مقابله کنند. برخی از گازهای گلخانه‌ای نیز برای مدت طولانی، از صدها تا حتی هزاران سال، در جو باقی می‌مانند. تمام این گازها باعث می‌شوند زمین گرم‌تر از حالت طبیعی شود، بنابراین برای جلوگیری از تغییر اقلیم، باید تولید آن‌ها را متوقف کنیم.

منشاء گازهای گلخانه‌ای

تا حدود 150 سال پیش، انسان‌ها گازهای گلخانه‌ای زیادی تولید نمی‌کردند. اما با افزایش جمعیت انسان، قطع درختان برای ساخت شهرها و مزارع و اختراعات و فناوری‌های مهم مثل برق خانگی و خودرو که شیوه‌ی زندگی ما را متحول کردند. این اختراعات و فناوری‌ها به انرژی نیاز دارند. برخی از انواع انرژی به نام سوخت‌های فسیلی - مانند زغال سنگ، نفت و گاز طبیعی - به منابع مهمی برای تأمین انرژی تبدیل شده‌اند. سوزاندن سوخت‌های فسیلی، دی اکسید کربن و سایر گازهای گلخانه‌ای را در جو آزاد می‌کند. ما به آزاد شدن این گازها، «انتشار» می‌گوییم.

امروزه در ایالات متحده، بخش‌های تأمین برق و حمل و نقل (خودرو، کامیون و هواپیما) مسئول نزدیک به 60 درصد از انتشار گازهای گلخانه‌ای هستند. مابقی انتشار از بخش کشاورزی، صنعت - مانند کارخانه‌هایی که محصولاتی را که ما استفاده می‌کنیم می‌سازند - و از انرژی‌ای که در خانه‌ها و مشاغل خود مصرف می‌کنیم، ناشی می‌شود.

گازهای گلخانه‌ای

رایج‌ترین انواع گازهای گلخانه‌ای عبارتند از:

دی اکسید کربن (CO2): دی اکسید کربن رایج ترین گاز گلخانه ای است که توسط فعالیت های انسانی ایجاد می شود. این گاز، حدود ۸۰ درصد از کل انتشار گازهای گلخانه‌ای در ایالات متحده را تشکیل می‌دهد. بیشتر دی‌اکسید کربن، زمانی وارد جو می‌شود که سوخت‌های فسیلی (نفت، گاز طبیعی و زغال سنگ) برای تأمین برق و حمل و نقل سوزانده می‌شوند. همچنین فرایندهایی مانند ساخت سیمان نیز موجب تولید این گاز می‌شوند. دی‌اکسید کربن به عنوان بخشی از چرخه‌ی کربن، می‌تواند توسط گیاهان، خاک، جانوران و اقیانوس جذب و ذخیره شود.

متان (CH4): متان، دومین گاز گلخانه‌ای رایج ناشی از فعالیت‌های انسانی است. این گاز، حدود ۱۰ درصد از کل انتشار گازهای گلخانه‌ای در ایالات متحده را تشکیل می‌دهد. بیشتر انتشار متان ناشی از پرورش دام (مانند گاو) است، اما متان همچنین در حین تولید و حمل و نقل زغال سنگ، گاز طبیعی و نفت، و در هنگام تجزیه‌ی پسماندهای آلی (مانند غذا) در محل‌های دفن زباله آزاد می‌شود. متان نسبت به دی‌اکسید کربن دارای قدرت گرمایش بیشتری است، اما مدت زمان کمتری در جو باقی می‌ماند.

نیتروزاکسید (N2O): بیشتر نیتروزاکسید از فعالیت‌های کشاورزی مانند استفاده از کودهای شیمیایی منتشر می‌شود، اما این گاز همچنین می‌تواند ناشی از فعالیت‌های صنعتی، سوزاندن سوخت‌های فسیلی و منابع دیگر باشد. این گاز، حدود ۶ درصد از کل انتشار گازهای گلخانه‌ای در ایالات متحده را تشکیل می‌دهد. نیتروزاکسید در گرمایش جو حتی از متان و دی‌اکسید کربن نیز قوی‌تر است.

هیدروفلوئوروکربن ها (HFC)، پرفلوئوروکربن ها (PFC) و هگزا فلوراید گوگرد (SF6): گفتن سه بار پشت سر هم نام این گازها کار سختی است! به همین دلیل به آن‌ها به صورت خلاصه «گازهای فلورینه » می‌گویند. این گروه از گازها تنها ۳ درصد از کل انتشار گازهای گلخانه‌ای در ایالات متحده را تشکیل می‌دهند. این مقدار ممکن است کم به نظر برسد، اما این گازها به دلیل باقی ماندن در جو برای مدت زمان بسیار طولانی (گاهی اوقات هزاران سال!) و داشتن قدرت گرمایش بسیار بیشتر از سایر گازها، اهمیت زیادی در حل مسئله‌ی تغییر اقلیم دارند. این گازها توسط انسان ساخته می‌شوند و در یخچال‌ها، فریزرها، ساختمان‌ها و خودروها برای خنک‌سازی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

یادداشت

در سال 2021، ایالات متحده 3/6 میلیارد تن گازهای گلخانه ای (CO2e) منتشر کرد. دی اکسید کربن بیشترین درصد گازهای گلخانه ای را به خود اختصاص داده است (79%)، متان (13%)، نیتروزاکسید (6%) و سایر گازهای گلخانه ای (3%). مجموع انتشار گازهای گلخانه ای ایالات متحده برای سال 2021 در مجموع به 6340 میلیون تن CO2e رسید. انتشار خالص گازهای گلخانه‌ای که شامل مخزن‌های کربن می‌شود، در مجموع به 5586 میلیون تن CO2e رسید. گازهای گلخانه‌ای توسط تمام بخش‌های اقتصاد منتشر می‌شود، از جمله برق (25 درصد کل)، حمل‌ونقل (28 درصد)، صنعت (23 درصد)، مسکونی (6 درصد)، تجاری (7 درصد)، کشاورزی (10 درصد). ).

Inventory of U.S. Greenhouse Gas Emissions and Sinks 1990-2021 (EPA, 2023)

اثرات اقلیم در حال تغییر

به دلیل افزایش انتشار گازهای گلخانه‌ای، درجه حرارت کره زمین در حال افزایش است. هر یک از چهار دهه گذشته گرمتر از دهه قبل بوده است. سال‌های ۲۰۱۶ و ۲۰۲۰ گرم‌ترین سال‌های ثبت شده بوده‌اند و شش سال گرم‌تر تاریخ، همگی از سال ۲۰۱۰ به بعد رخ داده‌اند.

نمودارهای زیر نشان می‌دهند که انتشار گازهای گلخانه‌ای و درجه حرارت از سال ۱۹۰۰ چگونه افزایش یافته‌اند و ممکن است در آینده چگونه تغییر کنند. اگر به انتشار بیش از پیشِ این گازها ادامه دهیم، دمای زمین به ‌شدت افزایش خواهد یافت - شاید تا ۵ درجه سانتی‌گراد (۹ درجه فارنهایت) تا سال ۲۱۰۰. حتی اگر انتشار را همین حالا کاهش دهیم، دمای زمین همچنان کمی افزایش خواهد یافت، اما شاید بتوانیم افزایش را زیر ۲ درجه سانتی‌گراد (یا حدود 8/4 درجه فارنهایت) نگه داریم. ممکن است دو درجه زیاد به نظر نرسد، اما دانشمندان بر این باورند که حتی همین مقدار اندک گرمایش هم می‌تواند تأثیرات گسترده‌ای بر انسان و محیط زیست داشته باشد.

تأثیرات افزایش دمای جهانی

افزایش دمای جهانی بر بسیاری از جنبه‌ها مانند آب و هوای شدید، سلامت انسان، تأمین غذا و اکوسیستم‌ها تأثیر می‌گذارد. این تأثیرات هم‌اکنون در حال وقوع هستند و گروه‌هایی مانند افراد کم‌بضاعت، سالمندان و سایر گروه‌های آسیب‌پذیر، بیش از دیگران تحت تأثیر قرار می‌گیرند.

برخی از تأثیرات تغییر اقلیم عبارتند از:

موج گرما: امواج گرما، دوره‌های طولانی با دمای بالاتر از حد معمول هستند. با گرم شدن زمین، مناطق بیشتری در معرض خطر موج‌های گرمای شدیدتر و مکرر قرار خواهند گرفت.

بارش شدید و طوفان: بارش شدید مانند باران یا برف در بسیاری از نقاط در حال افزایش است که می‌تواند منجر به سیل و سایر شرایط آب و هوایی خطرناک شود. با گرم شدن دریاها، طوفان‌های ساحلی مانند توفان‌های حاره‌ای نیز بیشتر و  آسیب رسان تر می شوند.

افزایش سطح آب دریا: سطح آب دریاها از سال ۱۸۸۰ به دلیل ذوب شدن یخچال‌ها و صفحات یخی و همچنین گرم شدن آب دریاها، حدود  اینچ (۲۰ سانتی‌متر) افزایش یافته است. دانشمندان پیش‌بینی می‌کنند که با 5/1 درجه سانتی‌گراد گرمایش، سطح آب دریاها در این قرن ممکن است تا نیم متر دیگر افزایش یابد که به جوامع ساکن در جزایر و سواحل آسیب می‌زند. اگر یخچال های طبیعی در گرینلند یا قطب جنوب خیلی سریع ذوب شوند، این افزایش می تواند حتی بیشتر شود.

تهدید زیستگاه‌ها (رویشگاه ها) و جانوران: افزایش دما، بالا آمدن سطح آب دریاها، ذوب شدن یخ‌ها و سایر اثرات تغییر اقلیم می‌توانند زیستگاه (و رویشگاه) بسیاری از گیاهان و حیوانات را تهدید کند. برخی گونه‌ها به زیستگاه‌های (رویشگاه های) جدیدی مهاجرت می‌کنند، اما برخی دیگر ممکن است در سازگاری با تغییرات دچار مشکل شوند و در معرض خطر قرار گیرند و یا منقرض شوند.

اسیدی شدن اقیانوس‌ها: دی‌اکسید کربن اضافی در جو توسط اقیانوس‌ها جذب می‌شود و باعث اسیدی‌تر شدن آن‌ها می‌شود. این امر می‌تواند بقا و رشد مرجان‌ها و موجوداتی که پوسته تشکیل می دهند را با مشکل مواجه کند و که می‌تواند مشکلاتی را در زنجیره غذایی برای سایر جانوران دریایی ایجاد کند.

آتش‌سوزی‌های گسترده (Wildfires): آتش‌سوزی‌هایی که بخش‌های وسیعی از جنگل‌ها و علفزارها را می‌سوزانند. اگر این آتش‌سوزی‌ها کنترل نشوند، می‌توانند خانه‌ها را ویران کنند و منجر به تلفات جانی شوند. تعداد آتش‌سوزی‌های بزرگ و طول فصلی که احتمال و خطر آن‌ها بیشتر است، در سال‌های اخیر افزایش یافته است.

خشکسالی: خشکسالی دوره‌ای با بارندگی کم و کمبود آب است. گرمایش جهانی خطر خشکسالی را در برخی مناطق افزایش می‌دهد و تولید غذا را دشوارتر می‌کند.