تا حالا تو تابستان سوار اتومبیلی که تو آفتاب مونده شدید؟ چرا اینقدر داخل اتومبیل گرمه در حالیکه هوای بیرون به آن گرمی نیست؟
تا حالا توی زمستان داخل یک گلخانه رفته اید؟ با اینکه هوای بیرون سرد است هوای داخل گلخانه بنظر گرمتر می آید. علت اینها را می توان در پدیده ای دانست که به آن اثر گلخانه ای می گویند.
اشعه خورشید وارد گلخانه می شود. با گیاهان و خاک که تیره است برخورد کرده و قسمتی از آن جذب آنها می شود. حال آنها انرژی جذب شده را می توانند دوباره تابش کنند، اما بصرت اشعه فروسرخ(اشعه با طول موج بلندتر). اینطوری انرژی به تله می افتد. چون اشعه فرو سرخ از شیشه ( یا پلاستیک) نمی تواند عبور کند. برای همین گلخانه گرم شده دمای آن بالا می رود. این اتفاق برای زمین هم می تواند بیافتد. هرچه میزان گازهای گلخانه ای مانند دی اکسید کربن در هوا بیشتر باشد، اثر گلخانه ای شدیدتر است.
گرم شدن زمین یعنی چه؟
میدانیم که کره زمین به طور طبیعی در اثر تابش خورشید گرم میشود، اما اینجا منظور ما از گرم شدن زمین، پدیده دیگری است.این پدیده نسبتا جدید عبارت است از تغییر دمای زمین در اثر فعالیتهای بشری که با تغییرات طبیعی آن فرق دارد. در طول 100 سال گذشته، کره زمین به طور غیرطبیعی 4/0 درجه سانتیگراد گرمتر شده که این موضوع دانشمندان را نگران کردهاست. آنها حدس میزنند فعالیتهای صنعتی در ایجاد این مشکل بسیار موثر است و به گرم شدن کره زمین کمک میکند. منظور از«گرم شدن زمین» افزایش میانگین دمای زمین است. «تغییر آب و هوا» در اثر این افزایش دما به وجود میآید. گرم شدن زمین موجب تغییر الگوی بارش، افزایش سطح آب دریاهای آزاد و کاهش سطح آب دریاچهها و تاثیرات وسیع بر گیاهان، حیات وحش و انسانها میشود.
اثر گلخانه ای چیست؟ گازهای گلخانه ای چه گازهایی هستند؟
به مجموعهای از گازها که مقداری از انرژی خورشید را در جو زمین نگه میدارند و باعث گرم شدن جو میشوند، گازهای گلخانهای میگویند.
گازهای گلخانهای نامی آشنا برای اغلب ماست. اگر از ما بخواهند که نام یکی از این گازها را بر زبان بیاوریم، این نام احتمالا دیاکسید کربن خواهد بود. تقریباً همه کسانی که با اصطلاح "گازهای گلخانهای" آشنا هستند، دیاکسید کربن را به عنوان معرف این گروه از گازها میشناسند. البته این دیدگاه نادرست هم نیست، اما دیاکسید کربن تنها یکی از گازهای گلخانهای است که انسان تولید میکند.
بخار آب(H2O)، دی اکسیدنیتروژن یا گاز خنده (NO2)، دی اکسیدکربن (CO2) ، متان (CH4) و ازت گازهای گلخانهای اصلی هستند. اگر این گازها در جو نبودند، انرژی گرمایی خورشید مجددا به فضا بر میگشت و به این ترتیب هوای زمین 33 درجه سانتیگراد سردتر از الان میشد. اثر گلخانهای به افزایش دمای کره زمین در اثر وجود گازهای گلخانهای در جو زمین گفته میشود.
آیا می دانید چرا به این گازها، گازهای گلخانهای میگوییم؟
این گازها به این دلیل گازهای گلخانهای نامیده میشوند که فضای گلخانهها را در اطراف زمین ایجاد میکنند. در گلخانهها نور خورشید وارد محیط میشود اما به دلیل جداره شیشهای، بخشی از آن دوباره به درون گلخانه برمیگردد. به این ترتیب فضای داخل گلخانه از بیرون گرمتر میشود. در جو زمین هم اتفاق مشابهی روی میدهد.
وقتی اشعههای خورشید به سطح زمین میرسند، بخشی از آنها جذب میشود و سطح زمین را گرم میکند، زیرا سطح زمین بسیار سردتر از خورشید است. در نتیجه امواج را با طول موج بلندتری نسبت به خورشید منتشر میکند. اشعههای خورشید هم پس از برخورد با زمین با طول موج بلندتری منتشر میشوند. از طرف دیگر جو زمین امواج با طول موج بلندتر را راحتتر جذب میکند. به این ترتیب این امواج بازگشتی از زمین جذب اتمسفر میشود. جذب این امواج سبب گرم شدن جو میشود. این عمل به خودی خود مضر نیست. اما زمانی که گازهای گلخانهای در سر راه این امواج بازگشتی قرار میگیرند، مضرات بیشتر میشود.
نقش اثر گلخانهای طبیعی در تعادل گرمایی زمین
این واقعیت که سیاره زمین با لایه ضخیمی از یخ پوشیده نشده است، بهعلت نقش طبیعی اثر گلخانهای است. سطح زمین همان اندازه که با انرژی دریافتی از خورشید گرم میشود، با مکانیسم اثر گلخانهای نیز گرم میشود. نقش جو برای زمین همانند پتو میباشد که در فضایی که پوشش میدهد مقداری از گرمای آزاد شده از جسم را حفظ میکند و باعث افزایش دما میشود. چنانچه جوی در کار نبود و دمای میانگین سطح زمین حدود بود. در حالیکه به خاطر وجود جو و اثر گلخانهای ، این دمای میانگین میباشد.
اثر گلخانهای افزوده
پدیدهای که دانشمندان محیط زیست را نگران میکند، اثر گلخانهای طبیعی نیست، بلکه پدیدهای به نام اثر گلخانهای افزوده میباشد که با افزایش غلظت گازهای کم مقدار در هوا که IR گرمایی را جذب میکنند، سبب میشود. مقدار بیشتری از انرژی IR گرمایی منتشره مجددا به سمت زمین هدایت شود و از این راه میانگین دمای سطح زمین از است، مانند اینکه چند پتو را روی هم بیاندازیم.
آیا شما تا حالا یک گلخانه دیده اید؟
گلخانه یک اتاق شیشهای است که نور خورشید از شیشههای آن به داخل میتابد و هوای گلخانه را گرم میکند. اما شیشههای گلخانه اجازه نمیدهند که این هوای گرم از گلخانه خارجشود. جو یا هوایی که در اطراف ماست، شبیه یک گلخانه است. گازهای گلخانهای در جو درست مثل شیشههای گلخانه عمل میکنند. نور خورشید پس از عبور از لایههای گازهای گلخانهای وارد جو زمین میشود. زمانی که نور خورشید به سطح زمین میرسد، مقداری از انرژی گرمایی آن توسط خاک، آب و سایر موجودات جذب میشود. مقداری هم در جو زمین میماند و باقیمانده آن به فضا برمیگردد. اگر مقدار گازهای گلخانهای در جو از حد طبیعی آن بالاتر باشد، انرژی کمتری به فضا برمیگردد، در نتیجه جو زمین گرم تر میشود و به دنبال آن دمای کره زمین بالا میرود.
اثر گلخانهای، کره زمین را به اندازهای گرم نگه می دارد که ما انسان ها بتوانیم بر روی آن زندگی کنیم. اما اگر اثر گلخانه ای شدت یابد، ممکن است دمای زمین به قدری زیاد شود که ما و بقیه گیاهان و جانوران نتوانیم گرمای آن را تحمل کنیم.
تغییر آب و هوا یعنی چه و اثرات آن چیست؟
اصلا «هوا» و «آب و هوا» با هم چه فرقی دارند؟
هر وقت آسمان صاف باشد و گرمای ملایمی به ما برسد و باد به شدت نوزد، می گوییم هوا خوب است. هر وقت آسمان گرفته باشد، باد تند بوزد یا برف و باران ببارد و ما را دچار زحمت کند، می گوییم هوا بد است. معمولا اخبار هواشناسی ما را از چگونگی وضع هوا آگاه میسازد.
هوای برخی مناطق کره زمین معتدل است، یعنی باران به اندازه کافی می بارد و هوا زیاد گرم یا سرد نمیشود. هوای بعضی جاها سرد است یعنی برف میبارد و دمای هوا سرد میشود. جاهایی هم هست که بسیار گرم و خشک است. هر کدام از این جاها یک نوع آب و هوا دارد.
برای تعیین آب و هوای هر منطقه، تغییرات دمای هوا و مقدار باران و برف را در طول سال اندازه گیری میکنند. شما هم میتوانید اندازه تغییرات دمای هوا و مقدار باران و برف را در محل سکونت خودتان به دست آورید. اما برای این که آب و هوای جاهای گوناگون را بشناسیم، باید این مقادیر را چندین سال پشت سرهم اندازه گیری کنیم.
در نقشه ایران، جای شهرهای بابلسر، شهرکرد، بندرعباس و طبس را پیدا کنید. آب و هوای هر یک از این شهرها نمونه آب و هوای یک ناحیه از کشور ماست. در حال حاضر شرایط آب و هوایی جاهای مختلف در اثر گرم شدن کره زمین در حال تغییر است. مثلا شهری مثل تهران را در نظر بگیرید، تهران در نزدیکی رشته کوه البرز قرار دارد. بنا به تعریف آب و هوا، تهران باید هوای سرد بارانی یا برفی داشته باشد، اما میبینید که به علت تغییر آب و هوا، از هوای سرد بارانی یا برفی چندان خبری نیست!
انسانها چگونه آب و هوا را تغییر میدهند؟
شاید باور نکنید که انسان ها هم میتوانند آب و هوای زمین را تغییر دهند. دانشمندان میگویند اکثر فعالیتهای انسانها گاز گلخانهای تولید میکند. پس از انقلاب صنعتی و اختراع انواع ماشین آلات صنعتی، انسانها بافعالیت های کشاورزی و صنعتی چهره زمین و آب و هوای آن را دگرگون ساختند. با شروع انقلاب صنعتی روش زندگی مردم عوض شد. قبل از آن مقدار گازهای گلخانه ای در جو کم بود، اما با رشد جمعیت و افزایش استفاده از نفت و زغال سنگ ترکیب گازهای اتمسفر نیز تغییر کرد. بطوریکه در حال حاضر، غلظت گازهای گلخانه ای از حدود 270 واحد به 367 واحد رسیده است. ما برای انجام کارهای خود به انرژی نیاز داریم و این انرژی را از غذا تامین میکنیم.
همچنین برای روشنایی و گرم کردن خانههایمان به انرژی نیاز داریم. اتومبیلها برای حرکت به سوخت نیاز دارد. ماشینهای صنعتی نیز به انرژی نیاز دارند. اکثر انرژیهای لازم برای موارد فوق به طور مستقیم یا غیر مستقیم از سوختهای فسیلی مثل نفت و گاز و زغالسنگ بدست میآید.اینهاسوختهایی هستند که سوزاندن آنها گاز گلخانهای آزاد میکند!!!
با افزایش میزان آلایندههای جوی و پدید آمدن اثر گلخانهای ، دانشمندان پیشبینی کردهاند که میانگین دمای هوا در نتیجه افزایش میزان دیاکسید کربن و سایر گازهای گلخانهای
، به اندازه چند درجه افزایش خواهد یافت و این افزایش دما ، روی آب و هوا ، محیط زیست و اکوسیستمهای مختلف کشورهای جهان تأثیر خواهد گذاشت.
دانشمندان معتقدند که گرم شدن کره زمین از مدتها پیش در جریان بوده است و بطور عمده ، علت افزایش دما به اندازه دو سوم یک درجه سانتیگراد از سال 1860 به بعد ، افزایش گازهای گلخانهای میباشد.
آیا میدانید که چه وقتی گازهای گلخانهای را به هوا میفرستید؟
هر وقت که:
· تلویزیون تماشا می کنید،
· با کامپیوتر بازی می کنید،
· از کولر یا فن کوئل استفاده میکنید،
· از استریو ضبط استفاده می کنید،
· چراغ را روشن می کنید،
· لباسهایتان را می شویید یا اطو میکنید،
· سوار اتومبیل می شوید،
· غذایتان را در مایکروویو گرم می کنید،
· از بخاری گازی یا نفتی استفاده می کنید،
· به تولید گازهای گلخانهای در هوا کمک میکنید.
چرا؟ چون شما برای انجام این کارها به برق و سوخت نیاز دارید.
آیا میدانیداین برق و سوخت از کجا تامین میشود؟
خوب، نیروگاه ها زغال سنگ و نفت را می سوزانند تا برق تولید کنند و پالایشگاهها نیز برای تصفیه نفت خام و تولید نفت و بنزین، سوخت مصرف میکنند. سوزاندن نفت و زغالسنگ هم گاز گلخانهای تولید میکند. پس هر چه شما بیشتر برق مصرف کنید، نیروگاهها از سوخت بیشتری استفاده میکنند و در نتیجه گاز گلخانهای زیادتری تولیدمیشود.
مکانیسم اثر گلخانهای
سطح و جو کره زمین بطور عمده توسط نور خورشید گرم میشود. بیشترین گستره نورخورشید که به زمین میرسد، در محدوده نور مرئی قرار دارد. از کل نور ورودی خورشید از تمام طول موجها ، حدود 50 درصد به سطح زمین میرسد. 20% بوسیله گازها (UV) بوسیله ازن و IR بوسیله CO2 و H2O و قطرههای آب در هوا جذب میشود و 30% دیگر بوسیله برف و یخ و آب و بدون آنکه جذب شود، منعکس شده ، به فضا بر میگردد.
زمین مانند هر جسم گرم دیگر ، انرژی منتشر میکند. انرژی منتشر شده از زمین نور زیر قرمز است که در گستره 4 تا 50µm قرار دارد. این ناحیه ، زیر قرمز گرمایی نام دارد. بعضی از گازها در هوا میتوانند زیر قرمز گرمایی با طول موجهای خاصی را جذب کنند. بنابراین تمام زیر قرمز منتشر شده از سطح و جو زمین ، مستقیما به فضا باز نمیگردد و در فاصله کوتاهی پس از جذب آن بوسیله مولکولهای معلق در هوا مانند CO2 بهصورت کاتورهای منتشر و مجددا به سطح زمین هدایت و از نو جذب شده ، باعث گرم شدن بیشتر سطح زمین و هوا میشود.
متان هم یک گاز گلخانهای است. متان چگونه تولید میشود؟
وقتی که شما:
· زباله هایتان را به محل دفن زباله می فرستید،
· حیواناتی مثل گاو، گوسفند و ... را برای تولید لبنیات و گوشت پرورش میدهید،
· در شالیزار برنج میکارید،
· زغالسنگ استخراج میکنید.
اتومبیل ها و کارخانههایی هم که مایحتاج روزانه ما را تولید میکنند، مقادیر زیادی از انواع گازهای گلخانهای را به هوا میفرستند.
چرا نمیخواهیم زمین گرمتر بشود؟
بعضی وقتها مسائل کوچک میتوانند به مشکلات بزرگی تبدیل شوند! مثلا به مسواک زدن دندانهایتان فکر کنید. اگر شما یک روز مسواک نزنید، هیچ اتفاق خاصی نمیافتد، اما آیا میدانید اگر یک ماه دندانهایتان را مسواک نزنید، چه اتفاقی خواهد افتاد؟ این همان چیزی است که برای زمین نیز اتفاق میافتد. اگر دمای هوا فقط چند روز، بالاتر از حد طبیعی باشد، چندان مهم نیست- چون دمای زمین تقریبا ثابت میماند. اما اگر دمای هوا مدت زیادی بطور مداوم بالا برود، کره زمین با مشکلاتی مواجه خواهد شد.
دمای متوسط زمین در طول قرن گذشته تقریبا 5/0 درجه سانتیگراد افزایش یافتهاست؛ دانشمندان انتظار دارند که در طول 100 سال آینده متوسط دمای زمین 5/1 تا 5/3 درجه سانتیگراد افزایش یابد. شاید فکر کنید "این که چیزی نیست"، اما همین مقدار میتواند آب و هوای زمین را به طور بی سابقهای تغییر دهد. زمانیکه این پدیده رخ دهد، ممکن است تغییرات بزرگی در سطح آب اقیانوسها، مزارع کشاورزی و هوایی که تنفس میکنیم یا آبی که مینوشیم، رخ دهد.
چه اتفاقی ممکن است بیفتد؟
در صورتیکه آب و هوا تغییر کند، آب و هوای جایی مثل شهرکرد که هوای سرد و کوهستانی دارد گرمتر میشود یا مثلا هوای بندر عباس گرم و خشک تر میشود. البته ممکن است تغییر آب و هوا برای شهرکردی ها خوشایند باشد، اما همه تاثیرات ناشی از آن خوشایند نیست. زیرا ممکن است این تغییرات با افزایش بلایای طبیعی مثل سیل و طوفان همراه باشد.
اگر دمای کره زمین زیاد شود، تعداد روزهای گرم سال افزایش مییابد و در نتیجه بیماریهای ناشی از گرما مثل گرمازدگی و مالاریا زیاد میشود. بد نیست بدانید که معمولا کودکان و سالمندانی که در کشورهای فقیر زندگی میکنند، بیشتر در معرض خطر ابتلاء به این بیماریها قراردارند. زیرا این کشورها سرمایه لازم برای مبارزه با این بیماریهارا ندارند.
با گرم شدن آب و هوا و تاثیر آن بر مزارع کشاورزی، منابع غذایی انسانها کاهش مییابد، آب بیشتری بخار میشود و در نتیجه انسانها با کمبود آب شیرین مواجه خواهندشد. این تغییرات بر روی حیوانات و گیاهان هم تاثیر منفی میگذارد. اگر این تغییرات به آرامی اتفاق بیفتد، جانوران و گیاهان خود را با آن وفق میدهند، اما اگر این تغییرات خیلی سریع اتفاق بیفتد، حیات وحش با خطرات جدی روبرو میشوند. مثلا پرندگان و جانورانی که در فصلهای مختلف سال به جاهای دیگر مهاجرت میکنند، ممکن است مکان مناسبی را برای مهاجرت پیدا نکنند و یا غذایی برای خوردن نداشتهباشند.
مقدار آب دریاها در اثر ذوب شدن یخهای قطبی افزایش مییابد و از سوی دیگر بر اثر افزایش دما، آب دریاها و اقیانوسها منبسط میشود. اگر آب اقیانوس منبسط شود، فضای بیشتری را اشغال میکند و در نتیجه سطح آب دریاها بالا میآید. سطح آب دریا ممکن است در قرن آینده چند سانتیمتر یا حداکثر 1 متر بالا بیاید. در اینصورت مردمی که خانههایشان در کنار ساحل دریا قرار دارد و جزیرهنشینان، خانههای خود را از دست میدهند و مزارع ساحلی هم به زیر آب میروند. در اثر بالا آمدن آب دریا منابع آب شیرین نیز غیرقابل استفاده میشوند.