المتغيرات المناخية مما يؤدي إلى الاحترار العالمي

تلقي هذه المقالة الضوء على المتغيرات المناخية الرئيسية الثلاثة المؤدية إلى الاحترار العالمي. المتغيرات المناخية هي: 1. درجة الحرارة 2. التغيرات في هطول الأمطار 3. رطوبة التربة والتبخر.

الاحترار العالمي: متغير مناخي # 1. درجة الحرارة:

يؤثر تركيز غازات الدفيئة في الغلاف الجوي تأثيراً كبيراً على جميع المتغيرات المناخية تقريباً. يختلف حجم الاختلافات من منطقة إلى منطقة أخرى من العالم. تمتص غازات البيت الأخضر معظم الإشعاع الموجي الطويل المنبعث من الأرض. هذه العملية مستمرة منذ سنوات عديدة.

بسبب امتصاص الإشعاع طويل الموجة ، كانت درجة حرارة الهواء تتزايد لسنوات عديدة. في البداية كان التغير في درجة الحرارة منخفضًا جدًا. الآن ، مع الزيادة في تركيز غازات الدفيئة ، ازداد حجم التغيير.

تم تطوير عدة نماذج للتنبؤ بالتغير في المتغيرات المناخية. أشارت العديد من النماذج التنبؤية إلى أن درجة الحرارة تتزايد تدريجيًا. تشير التقديرات إلى أن متوسط ​​درجة الحرارة العالمية من المرجح أن يرتفع إلى 3 درجات مئوية بحلول عام 2050.

وقد وجد أن 80 في المائة من الزيادة في درجة الحرارة قد حدثت في درجات الحرارة الدنيا. حجم الزيادة في درجة الحرارة ليست موحدة في جميع أنحاء العالم.

أشار النموذج الذي طوره ويلسون وميتشل (1987) إلى ارتفاع درجة الحرارة لأكثر من 5 درجات مئوية في متوسط ​​درجة الحرارة العالمية بسبب مضاعفة ثاني أكسيد الكربون. ويكون الاحترار الشتوي الكبير في خطوط العرض المرتفعة حيث يكون الجليد أرق وأقل كثافة بسبب زيادة امتصاص الأشعة الشمسية في الصيف بعد ذوبان الجليد في وقت سابق.

في الصيف ، يميل الاحترار إلى الحد الأقصى على أجزاء من القارات. ويرجع ذلك إلى أن رطوبة التربة تميل إلى أن تكون أقل بسبب زيادة التبخر ، حيث تصبح رطوبة التربة غير كافية للحفاظ على التبخر بالمعدل المحتمل ، وبالتالي يؤدي الانخفاض في التبريد التبخيري إلى ارتفاع درجات الحرارة.

الاحترار العالمي: التغيرات المناخية # 2.التغيرات في هطول الأمطار:

وقد أشارت معظم النماذج إلى زيادة بنسبة 10 في المائة في التهطال في جميع أنحاء العالم. من المرجح أن تحدث زيادة في هطول الأمطار في خطوط العرض الوسطى والعالية ، خاصة في فصل الشتاء. ومع ذلك ، فمن الثابت أنه على الأقل في المناطق المدارية ، فإن الانحرافات في درجات حرارة سطح المحيط لها تأثير كبير على توزيع الأمطار.

ولذلك ، فمن المرجح أنه خلال العقود القليلة القادمة ، ستهيمن التغيرات في معدل هطول الأمطار على التغيرات الجغرافية في معدل استجابة السطح إلى تأثير البيت الأخضر.

الاحترار العالمي: متغير مناخي # 3. رطوبة التربة والتبخر:

تمثل النماذج المناخية الرطوبة في التربة وتحسب التغيرات فيها من التوازن بين المكاسب ومن تسرب مياه الأمطار وذوبان الجليد والخسائر الناتجة عن التبخر والصرف. قام كلوج وزونغ سي تشاو (1988) بتحليل تغيرات رطوبة التربة في أمريكا الشمالية وشرق آسيا.

وشملت الميزات المتناسقة زيادة الرطوبة في خطوط العرض العالية بسبب زيادة هطول الأمطار والتربة الأكثر جفافا في المناطق المدارية في فصل الشتاء. في الصيف ، كانت النماذج تميل إلى أن تكون أكثر جفافا على جزء كبير من خطوط العرض الوسطى.

وقد اقترحت النماذج أن الرطوبة النسبية قد لا تتغير بشكل منهجي ، وإذا كان الأمر كذلك ، فإن نسبة الرطوبة المحددة التي تقل عن مستوى التشبع ستزداد بنسبة 7٪ تقريبًا لكل ارتفاع درجة حرارة 1 درجة مئوية. ومن المتوقع حدوث انخفاض طفيف في الإشعاع الشمسي في السماء الصافية نتيجة لزيادة بخار الماء وثاني أكسيد الكربون.

النتائج من تجربة ويلسون وميتشيل (1987) مع مضاعفة ثاني أكسيد الكربون (CO 2) التي تعطي إحترارًا عالميًا متوسطًا حوالي 5 درجة كلفن ، يشير إلى انخفاض في الإشعاع بنسبة 5Wm -2 ، منها 0.5 واط -2 بسبب زيادة امتصاص ثاني أكسيد الكربون ، والباقي بسبب أبخرة الماء.

سيكون التأثير أقل مع الاحترار الأصغر. خلاف ذلك ، الإشعاع الشمسي يعتمد على كمية السحب والانتقال. يمكن توقع بعض الزيادة حيث نقص الرطوبة في التربة يقلل من التبخر. من ناحية أخرى ، يمكن أن يكون زيادة الغيوم وانخفاض الإشعاع الشمسي بسبب الزيادة في محتوى المياه السحابية المرتبطة بتغيرات طور الجليد / الماء للسحابة في خطوط العرض الوسطى.

تشير التقديرات إلى أن درجة الحرارة من المحتمل أن تزداد في جميع أنحاء العالم إلى 3 درجات مئوية بحلول عام 2030. ومن المرجح أن يحدث الاحترار في هذا القرن في أي وقت. يمكن تحقيقه عندما يكون المحيط والغلاف الجوي قد بلغا توازنًا مع مستويات غازات الدفيئة في ذلك الوقت ، يمكن أن يكون أكبر بمقدار عامل واحد من اثنين.

قد تختلف الاستجابة المحلية من هذه الوسائل العالمية. قد يكون الاحترار بطيئا في أوروبا الغربية بسبب وجود شمال الأطلسي. ومن المتوقع أن ترتفع معدلات هطول الأمطار في المتوسط ​​العالمي للأمطار ، ولكن قد يكون هطول الأمطار في بعض الأماكن أقل. ومن المتوقع زيادة متناسقة في خطوط العرض العالية.

يزداد تركيز ثاني أكسيد الكربون بمعدل 1.5 جزء في المليون سنوياً. لقد برز الخطر الذي يهدد البيئة البشرية نتيجة لإزالة الغابات وتدهورها في المحيط الحيوي باعتبارها واحدة من القضايا الرئيسية في العصر الحديث.

إن التغيرات المناخية ، إذا كانت كبيرة بما فيه الكفاية ، ستؤثر على الزراعة وستتوافر الموارد المائية والأمن الغذائي العالمي على طبيعة ودرجة التغيير الذي يحدث في كل منطقة مهمة لإنتاج الأغذية في العالم.

وتتنبأ نماذج تغير المناخ بشكل عام بزيادة في درجة الحرارة والتغيرات في مستويات الترسيب والإشعاع التي من المحتمل أن تؤثر على إنتاج المحاصيل. وقد ترجع هذه التغيرات المناخية إلى زيادة مستويات غازات الدفيئة ، مثل ثاني أكسيد الكربون والأوزون في الغلاف الجوي.

إن الاتجاه الصاعد لتركيزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي أمر راسخ ، لكن التغيرات المناخية التي قد تكون ناجمة عن هذه الظاهرة غير مؤكدة. هناك شكوك كبيرة حول المعدل الذي يتراكم به غاز ثاني أكسيد الكربون وغيره من غازات الدفيئة في الغلاف الجوي. كما أنه ليس من الواضح جداً متى وأين ستكون دافئة.

مع الأخذ في الحسبان التركيز المتوقع لغازات الدفيئة ، يمكن مضاعفة ثاني أكسيد الكربون بحلول عام 2030. ومن المتوقع أنه إذا استمر تركيز غازات الدفيئة في الارتفاع بالمعدل الحالي ، فقد تزداد درجة الحرارة العالمية من 1.5 إلى 4.5 درجة مئوية بحلول عام 2050.

إن قدرة الغلاف الجوي على الاحتفاظ بالماء هي دالة متزايدة لدرجات الحرارة. لذلك ، يؤدي الجو الدافئ إلى تبخر أعلى.

ومن ثم ، فإن تأثير ثاني أكسيد الكربون الناتج عن البيت الأخضر سوف يتصرف بشكل إيجابي عن طريق زيادة كمية أبخرة الماء في الغلاف الجوي ما لم تعوض زيادة الغيوم لهذا التأثير بزيادة انعكاس الإشعاع الشمسي إلى الفضاء ، من خلال تقليل الكمية التي تصل إلى سطح الأرض.

وفيما يتعلق بالإشعاع الشمسي الساقط ، فليس من الواضح ما إذا كان سيزيد أو ينقص على الرغم من توقع حدوث اختلافات في مناطق مختلفة من الأرض. ولكن من المتوقع أن كمية أكبر من أبخرة المياه في الغلاف الجوي سوف تمتص أشعة الشمس القادمة مما يؤدي إلى انخفاض طفيف في الإشعاع (بنسبة 1 ٪ أو نحو ذلك).

لقد تنبأت العديد من الدراسات التي أجريت على نماذج نمو المحاصيل بالتغيرات في متوسط ​​غلة المحاصيل كنتيجة للبيئة العالمية المتغيرة ، ومن المتوقع أن يكون لهذه التغييرات آثار اقتصادية مهمة.

وبحلول عام 2020 ، مع ارتفاع تركيز ثاني أكسيد الكربون ودرجة الحرارة 1 درجة مئوية ، سيزداد المحصول المحتمل للأرز في المتوسط ​​بنسبة قليلة في المائة.

تشير التقديرات إلى أن 80 ٪ أو أكثر من الزيادة في درجة الحرارة يرجع إلى زيادة في درجة الحرارة الدنيا مع زيادة ضئيلة أو معدومة في درجة الحرارة القصوى في النهار. لم يتم التنبؤ بمستويات الإشعاع المستقبلية من قبل GCM ، وقد تنخفض أو تزيد مما قد يؤثر على الإنتاج المحتمل للمحاصيل.

من المفترض أن يتم تحديد الإنتاج المحتمل للمحصول عن طريق تفاعل الخصائص الوراثية مع الإشعاع الشمسي ودرجة الحرارة ومستوى ثاني أكسيد الكربون وطول النهار الذي يواجهه. يوفر الإشعاع الشمسي الطاقة لاستيعاب ثاني أكسيد الكربون في عملية التمثيل الضوئي ، في حين تحدد درجة الحرارة مدة نمو المحصول ، ومعدلات العمليات الفسيولوجية والمورفولوجية.

يتم تحديد معدل النمو ومستوى الإنتاج النهائي من خلال استجابة العمليات الفسيولوجية للمحاصيل إلى الإشعاع ودرجة الحرارة وثاني أكسيد الكربون.

وقد أشارت بعض الدراسات إلى أن الزيادات المستقبلية في تركيزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ستؤدي إلى نمو أكبر وحاصل الحبوب للأرز وستعوض تخفيضات الغلة بسبب ارتفاع درجة الحرارة.

زيادة عدد السكان تقلص الموارد على سطح الأرض. بحلول عام 2020 ، ينبغي إنتاج أكثر من 65٪ من الأرز في العالم للتعامل مع تزايد عدد السكان.

يعتبر القمح والأرز أهم محاصيل الحبوب في شمال غرب الهند. من المتوقع أن يزداد غلة القمح بحوالي 30-40٪ بمضاعفة ثاني أكسيد الكربون الذي يمكن أن يقاوم التأثيرات الضارة لارتفاع درجة الحرارة.

كما يتم تحديد محاصيل الأرز المحتملة من خلال درجة الحرارة والإشعاع الشمسي التي لها أكبر تأثير على إنتاجية الحبوب في مراحل التكاثر والإنضاج. يمكن للتغيرات الإقليمية في متوسط ​​الإشعاع الشمسي ومتوسط ​​التهطال أن تخفف من آثار ارتفاع درجة الحرارة وزيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون.