الاحترار العالمي: آلية وآثار ومراقبة الاحترار العالمي
قراءة هذا المقال للتعرف على آلية وآثار ومراقبة ظاهرة الاحتباس الحراري!
من المعتقد أن الاحترار العالمي ، وهو الاحترار الأخير لسطح الأرض والطبقة الجوية الدنيا ، هو نتيجة لتدعيم تأثير الاحتباس الحراري الذي يرجع في معظمه إلى الزيادات التي ينتجها الإنسان في غازات الاحتباس الحراري في الغلاف الجوي.
Image Courtesy: cdn.zmescience.com/wp-content/uploads/2012/11/global-warming2.jpg
تأثير ظاهرة الاحتباس الحراري هو عملية يتم فيها امتصاص الطاقة المشعة التي تخلف سطح كوكبي بواسطة بعض الغازات الجوية ، المسماة غازات الاحتباس الحراري. إنهم ينقلون هذه الطاقة إلى مكونات أخرى من الغلاف الجوي ، ويعيد إشعاعها في جميع الاتجاهات ، بما في ذلك الرجوع إلى السطح. هذا ينقل الطاقة إلى السطح والطبقة الجوية المنخفضة ، لذا فإن درجة الحرارة هناك أعلى مما لو كانت التسخين المباشر عن طريق الإشعاع الشمسي هي آلية الاحترار الوحيدة.
هذه الآلية تختلف اختلافًا جوهريًا عن تلك الموجودة في الدفيئة الفعلية ، والتي تعمل عن طريق عزل الهواء الدافئ داخل الهيكل بحيث لا يتم فقدان الحرارة عن طريق الحمل.
اكتشف جوزيف فورييه تأثير الدفيئة في عام 1824 ، حيث جربه أول مرة جون تيندال في عام 1858 ، وأبلغ عن ذلك لأول مرة من قبل Svante Arrhenius في عام 1896.
غاز الدفيئة (في بعض الأحيان اختصار GHG) هو غاز في الغلاف الجوي الذي يمتص وينبعث الإشعاع ضمن نطاق الأشعة تحت الحمراء الحرارية. هذه العملية هي السبب الأساسي للتأثير. غازات الدفيئة الرئيسية في الغلاف الجوي للأرض هي بخار الماء وثاني أكسيد الكربون والميثان وأكسيد النيتروز والأوزون. بالترتيب ، فإن غازات الدفيئة الأكثر وفرة في الغلاف الجوي للأرض هي:
أنا. بخار الماء.
ثانيا. ثاني أكسيد الكربون والميثان.
ثالثا. أكسيد النيتروز.
د. الأوزون ، مركبات الكلوروفلوروكربون.
تتأثر المساهمة في تأثير غازات الدفيئة بواسطة الغاز بخصائص الغاز ووفرته. الظاهرة التي تقلق علماء البيئة هي أنه نتيجة للأنشطة البشرية ، هناك زيادة في تركيز غازات الدفيئة في الهواء الذي يمتص الأشعة تحت الحمراء التي تحتوي على الحرارة وتؤدي إلى إعادة إشعاع أكثر من طاقة الأشعة تحت الحمراء الخارجة ، وبالتالي زيادة متوسط درجة حرارة السطح إلى ما بعد 15 درجة مئوية.
ويشار إلى هذه الظاهرة باسم تأثير الدفيئة المعزَّز لتمييز تأثيره عن التأثير الذي كان يعمل بشكل طبيعي لآلاف السنين. تناقش هنا غازات الدفيئة الموجودة في طبقة التروبوسفير والتي تؤدي إلى زيادة في درجة حرارة الهواء والأرض:
ثاني أكسيد الكربون:
وتساهم بنحو 55٪ في الاحترار العالمي من غازات الدفيئة الناتجة عن النشاط البشري. تمثل الدول الصناعية حوالي 76 ٪ من الانبعاثات السنوية. المصادر الرئيسية هي حرق الوقود الأحفوري (67 ٪) وإزالة الغابات ، وأشكال أخرى من إزالة الأراضي وحرقها (33 ٪). يبقى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي لمدة 500 سنة تقريبًا. كان تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي 355 جزء في المليون في عام 1990 وهو يزداد بمعدل 1.5 جزء في المليون كل عام.
CFC:
ويعتقد أن هذه مسؤولة عن 24 ٪ من مساهمة الإنسان في غازات الدفيئة. كما أنها تستنزف الأوزون في الستراتوسفير. وتشمل المصادر الرئيسية لمركبات الكربون الكلورية فلورية تسريب مكيفات الهواء والثلاجات ، وتبخر المذيبات الصناعية ، وإنتاج الرغاوي البلاستيكية ، والهباء الجوي ، والوقود ، وما إلى ذلك.
تستغرق مركبات الكربون الكلورية فلورية من 10 إلى 15 سنة للوصول إلى طبقة الستراتوسفير ، وعادةً ما تعوض 1500 إلى 7000 ضعفًا من الحرارة لكل جزيء من C02 أثناء وجودها في طبقة التروبوسفير. يمكن تعويض هذا التأثير الحراري في طبقة التروبوسفير جزئياً عن طريق التبريد الذي يحدث عندما تستنفذ مركبات الكربون الكلورية فلورية الأوزون خلال فترة 65 إلى 110 سنوات في الستراتوسفير. التركيز الجوي من CFC هو 0.00225 جزء في المليون الذي يتزايد بمعدل 0.5 ٪ سنويا.
الميثان:
وهو يمثل 18 ٪ من زيادة غازات الدفيئة. ينتج الميثان عندما تقوم البكتيريا بتكسير المادة العضوية الميتة في الأماكن الرطبة التي تفتقر إلى الأكسجين مثل المستنقعات والأراضي الرطبة الطبيعية وحقول الأرز ومدافن القمامة والجهاز الهضمي من الأبقار والأغنام والنمل الأبيض.
إن إنتاج واستخدام النفط والغاز الطبيعي والحرق غير الكامل للمواد العضوية هي أيضًا مصادر مهمة للميثان. يبقى الميثان في الغلاف الجوي لمدة 7-10 سنوات. يعوق كل جزيء ميثان حوالي 25 ضعف مقدار حرارة جزيء C02. يبلغ تركيز الميثان في الغلاف الجوي 1.675 جزء من المليون ، وهو يزداد بمعدل 1٪ سنويًا.
N2O:
وهي مسؤولة عن 6 ٪ من المدخلات البشرية من غازات الدفيئة. وإلى جانب حبس الحرارة في طبقة التروبوسفير ، فإنه يستنزف أيضًا الأوزون في الستراتوسفير. يتم تحريره من منتجات النايلون ، من حرق الكتلة الحيوية والوقود الغني بالنيتروجين (وخاصة الفحم) ومن انهيار الأسمدة النيتروجينية في التربة ، ومخلفات الثروة الحيوانية والمياه الجوفية الملوثة بالنترات. يبلغ العمر الافتراضي في التروبوسفير 140-190 سنة ، ويحتجز حوالي 230 ضعف مقدار الحرارة لكل جزيء CO2. يبلغ تركيز N20 في الغلاف الجوي 0.3 جزء في المليون ويزداد بمعدل 0.2٪ سنوياً.
1. آلية الاحترار العالمي:
أنا. الإشعاع القادم من الشمس هو في الغالب على شكل ضوء مرئي وأطوال موجية قريبة ، إلى حد كبير في المدى 0.2-4 متر ، وهو ما يماثل درجة حرارة الإشعاع للشمس البالغة 6000 كيلوجرام. ما يقرب من نصف الإشعاع في شكل ضوء "مرئي" ، والتي تتكيف أعيننا للاستخدام.
ثانيا. يتم امتصاص حوالي 50 ٪ من طاقة الشمس على سطح الأرض والباقي ينعكس أو يمتصها الغلاف الجوي. إن انعكاس الضوء مرة أخرى في الفضاء - إلى حد كبير بالغيوم - لا يؤثر كثيراً على الآلية الأساسية ؛ هذا الضوء ، على نحو فعال ، ضاع للنظام.
ثالثا. الطاقة الممتصة تدفئ السطح. تظهر العروض البسيطة لأثر ظاهرة الاحتباس الحراري ، مثل نموذج الصوبة الزجاجية المثالية ، أن هذه الحرارة فقدت كإشعاع حراري. الواقع أكثر تعقيدا: الغلاف الجوي بالقرب من السطح معتم إلى حد كبير على الإشعاع الحراري (مع استثناءات هامة للنطاقات "النافذة") ، ومعظم فقدان الحرارة من السطح هو الحرارة الحساسة والنقل الحراري الكامن.
تصبح خسائر الطاقة الإشعاعية ذات أهمية متزايدة في الجو بشكل كبير بسبب انخفاض تركيز بخار الماء ، وهو أحد غازات الدفيئة الهامة. من الأكثر واقعية أن نفكر في ظاهرة الاحتباس الحراري بأنها تنطبق على "السطح" في طبقة التروبوسفير الوسطى ، التي تقترن فعليا بالسطح بمعدل زوال.
2. آثار الاحترار العالمي:
(1) الزيادة العالمية في درجة الحرارة:
وتشير التقديرات إلى أن متوسط درجة حرارة الأرض سيرتفع ما بين 1.5 إلى 5.5 درجة مئوية بحلول عام 2050 إذا استمرت مدخلات غازات الدفيئة في الارتفاع بالمعدل الحالي. حتى عند القيمة الأقل ، ستكون الأرض أكثر دفئا مما كانت عليه منذ 10،000 سنة.
(2) الارتفاع في مستوى البحر:
مع الزيادة في درجة الحرارة العالمية ستتوسع مياه البحر. سوف تعمل التدفئة على إذابة الصفائح الجليدية القطبية والأنهار الجليدية مما يؤدي إلى ارتفاع إضافي في مستوى سطح البحر. وتشير النماذج الحالية إلى أن الزيادة في متوسط درجة الحرارة في الغلاف الجوي عند 3 درجات مئوية من شأنه أن يزيد من متوسط مستوى سطح البحر العالمي بمقدار 0.2-1.5 متر خلال السنوات الخمس والأربعين المقبلة.
سيؤدي ارتفاع مستوى سطح البحر بمقدار متر واحد إلى إغراق المناطق المنخفضة في مدن مثل شنغهاي والقاهرة وبانكوك وسيدني وهامبورغ والبندقية وكذلك الأراضي المنخفضة الزراعية والدلتا في مصر وبنغلادش والهند والصين وسيؤثر على إنتاجية الأرز.
وسيؤدي ذلك أيضا إلى اضطراب العديد من أراضي التفريخ ذات الأهمية التجارية ، وربما يزيد من وتيرة حدوث أضرار بالعواصف إلى البحيرات ومصاب الأنهار والشعاب المرجانية. في الهند ، قد تكون جزر Lakshadweep التي يبلغ ارتفاعها الأقصى 4 أمتار فوق مستوى سطح البحر ضعيفة.
قد يتم حفظ بعض من أجمل المدن مثل مومباي عن طريق الاستثمار الضخم على الجسر لمنع الفيضان. وستتأثر حياة الملايين من الناس بارتفاع مستوى سطح البحر الذين بنوا منازل في دلتا نهر الغانج والنيل وميكونغ ونهر اليانغتسي ونهر الميسيسيبي.
(3) الآثار على صحة الإنسان:
سوف يؤدي الاحترار العالمي إلى تغييرات في نمط سقوط الأمطار في العديد من المناطق ، مما يؤثر على توزيع الأمراض المنقولة بواسطة ناقلات الأمراض مثل الملاريا وداء الفيلاريات وداء الفيل وما إلى ذلك. المناطق الخالية حاليًا من أمراض مثل الملاريا. قد تصبح داء البلهارسيات ، وما إلى ذلك ، مناطق خصبة لنواقل هذه الأمراض.
المناطق التي من المحتمل أن تتأثر بهذه الطريقة هي إثيوبيا وكينيا وإندونيسيا. ومن شأن درجة الحرارة الأكثر دفئا والكثير من ركود المياه أن يؤيد تكاثر البعوض والقواقع وبعض الحشرات التي هي ناقلات الأمراض. سوف ارتفاع درجة الحرارة والرطوبة تزيد / تفاقم أمراض الجهاز التنفسي والجلد.
(4) الآثار على الزراعة:
هناك وجهات نظر مختلفة بشأن تأثير ظاهرة الاحتباس الحراري على الزراعة. قد تظهر آثار إيجابية أو سلبية على أنواع مختلفة من المحاصيل في مناطق مختلفة من العالم. المناطق المدارية وشبه الاستوائية ستكون أكثر تأثراً حيث أن متوسط درجة الحرارة في هذه المناطق هو بالفعل في الجانب الأعلى.
حتى ارتفاع 2 درجة مئوية قد يكون ضارًا جدًا للمحاصيل. سوف تنخفض رطوبة التربة وسيزداد التبخر ، مما قد يؤثر بشكل كبير على إنتاج القمح والذرة. زيادة في درجة الحرارة والرطوبة سوف تزيد من نمو الآفات مثل نمو ناقلات الأمراض المختلفة. سوف تتكيف الآفات مع هذه التغيرات بشكل أفضل من المحاصيل. وللتأقلم مع الوضع المتغير ، يجب تطوير أصناف من المحاصيل المقاومة للجفاف والحرارة والمقاومة من الآفات.
3. مراقبة قياس الاحترار العالمي:
هناك طرق عديدة لوقف الاحترار العالمي:
أنا. زراعة المزيد من الأشجار وإيقاف المساهمة في إزالة الغابات:
هذا هو الإجراء الأسهل لإنقاذ كوكبنا من مخاطر الاحترار العالمي. يمكن أن يعزى الاحترار العالمي إلى تركيز واسع النطاق لثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. يمكن القول أن زراعة الأشجار يمكن أن تساعد في امتصاص هذا الغاز الضار والمساعدة في تنظيم مقداره في الغلاف الجوي والمساعدة في منع الاحترار العالمي عن طريق تقليل تأثير البيت الأخضر.
ثانيا. قم بالتبديل إلى مصابيح الفلورسنت المدمجة:
تساهم كل أسرة تستخدم المصابيح المتوهجة في الاحترار العالمي على نطاق واسع. على العموم ، تضيف هذه المصابيح 300 رطل من ثاني أكسيد الكربون إلى الغلاف الجوي كل عام. استبدال المصابيح المتوهجة بمصابيح موفرة للطاقة يمكن أن تساعد المصابيح الفلورية المدمجة (CFLs) في تقليل توليد ثاني أكسيد الكربون وتساعدك على توفير 60٪ من الطاقة.
ثالثا. منتجات إعادة الاستخدام وإعادة التدوير:
إن إعادة استخدام وإعادة تدوير المنتجات المختلفة التي نستخدمها في حياتنا اليومية يمكن أن تساعدك أيضًا في القيام بواجبك لوقف الاحترار العالمي. على سبيل المثال ، ستقوم إعادة تدوير الورق بالتأكد من توقف قطع الأشجار على نطاق واسع لإنتاج الورق ، وستقوم هذه الأشجار بدورها بامتصاص ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي وتخفيض الاحترار العالمي.
د. افصل الأجهزة:
يعد فصل الأجهزة لتوفير الطاقة وسيلة فعالة أخرى لمعالجة مشاكل الاحترار العالمي. يمكن ببساطة إلغاء توصيل جميع الأجهزة الإلكترونية غير المستخدمة أن يساعد في توفير الطاقة بنسبة 20٪. والأهم من ذلك ، أنه سيساعد أيضًا في خفض فاتورة الكهرباء بنسبة 10٪ كل شهر.
تجنب حفظ الأجهزة الكهربائية في وضع الاستعداد:
وبالمثل ، فإن الحفاظ على الأجهزة الإلكترونية في وضع الاستعداد يساهم أيضًا في فقدان الطاقة والاحترار العالمي ، ولذلك من الأفضل تجنبه. قد يشعر المرء أن الاحتفاظ بجهاز كمبيوتر واحد في وضع الاستعداد لن يحدث فرقاً كبيراً ، ولكن عندما يفكر ملايين الناس بهذه الطريقة ، فإن ذلك يحدث فرقاً كبيراً.
السادس. استخدم جهاز ترموستات قابل للبرمجة:
يساعد الترموستات في تنظيم درجة الحرارة عن طريق تغيير إمدادات الحرارة. تأكد من الحفاظ على الحرارة منخفضة قدر الإمكان خلال فصل الشتاء ، وعلى أعلى مستوى ممكن خلال فصل الصيف. يمكن أن يساعد خفض الحرارة بواسطة درجتين في الشتاء وزيادة درجة الحرارة بمقدار درجتين في الصيف في الحفاظ على 2000 رطل من ثاني أكسيد الكربون في الجو.
السابع. تعزيز استخدام المنتجات العضوية:
يعتبر تشجيع استخدام الأغذية العضوية أيضًا إحدى الطرق الفعالة لمنع الاحترار العالمي. ميل التربة العضوية لالتقاط ثاني أكسيد الكربون يتجاوز بكثير من التربة المستخدمة في الزراعة التقليدية. تشير التقديرات إلى أنه يمكننا التخلص من 580 مليار رطل من ثاني أكسيد الكربون إذا ما أردنا الزراعة العضوية لإنتاج الغذاء.
الثامن. استخدام المركبات بكفاءة:
واحدة من الأسباب الرئيسية للتلوث ، تفريغ المركبات كمية كبيرة من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. إذا توقفنا عن استخدام السيارة ، يمكننا تقليل كمية التلوث الكبيرة. إذا لم تكن قادراً على مقاومة السيارة ، يمكنك اختيار نصائح القيادة الفعالة ، مثل إيقاف تشغيل المحرك في أضواء حمراء والقيادة بسرعات معتدلة ، والمساهمة في الحد من ظاهرة الاحتباس الحراري. من الناحية المثالية على الرغم من ذلك ، يجب عليك اختيار وسائل النقل العام أو غيرها من وسائل النقل الصديقة للبيئة مثل ركوب الدراجات.
التاسع. اللجوء إلى مصادر بديلة للطاقة:
واحدة من أكثر تحدث عن حل الاحتباس الحراري هو التحول إلى مصادر الطاقة البديلة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح. يمكنك بسهولة تسخير هذه المصادر الطبيعية لتوليد الطاقة ، واستبدال الوقود الأحفوري به. سيساعد التخلص من الوقود الأحفوري وحده في تقليل الكمية الهائلة من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي كل يوم.
س. كن مواطنا مسؤولا:
هذا هو الأكثر أهمية من بين التدابير المختلفة للحد من ظاهرة الاحتباس الحراري. نحن بحاجة إلى الاعتراف بحقيقة أننا مسؤولون عن هذا الخطر إلى حد كبير. إن مجرد تنفيذ الخطوات البسيطة لوقف الاحترار العالمي المشار إليه أعلاه يمكن أن يحدث فرقًا كبيرًا. يمكنك أيضا الخروج بطرق جديدة خاصة بك للمساهمة في هذه القضية.
على سبيل المثال ، قام أحد قرائنا بنشر نقطة صحيحة بالقول: "إذا ضحينا بالكماليات غير الضرورية في حياتنا ، فيمكننا المساهمة في إنقاذ المقدار الهائل من الطاقة التي تدخل في إنتاجهم". اللجوء إلى هذه الطرق العشرة للتوقف الاحترار العالمي يمكن أن يساعدنا على الحد من المشكلة إلى حد كبير.
