اقرأ في هذا المقال
تعتمد درجة حرارة الأرض على التوازن بين الطاقة التي تدخل وتخرج من نظام الكوكب، فعندما يمتص نظام الأرض الطاقة الواردة من الشمس، ترتفع درجة حرارة الأرض وعندما تنعكس طاقة الشمس مرة أخرى في الفضاء، تتجنب الأرض الاحترار، وعندما يتم إطلاق الطاقة الممتصة مرة أخرى في الفضاء تبرد الأرض، فمن الممكن أن تسبب العديد من العوامل الطبيعية والبشرية على حد سواء تغييرات في توازن طاقة الأرض.
كيف يؤثر الاحتباس الحراري على احتفاظ الغلاف الجوي بالحرارة
عندما يصل ضوء الشمس إلى سطح الأرض يمكن أن ينعكس مرة أخرى في الفضاء أو تمتصه الأرض وبمجرد امتصاصه، يطلق الكوكب بعض الطاقة مرة أخرى في الغلاف الجوي كحرارة تسمى أيضًا الأشعة تحت الحمراء. تمتص الغازات الدفيئة مثل بخار الماء (H2O) وثاني أكسيد الكربون (CO2) والميثان (CH4) الطاقة، مما يؤدي إلى إبطاء أو منع فقدان الحرارة في الفضاء، وبهذه الطريقة تعمل الغازات الدفيئة مثل البطانية، مما يجعل الأرض أكثر دفئًا مما يمكن أن تكون عليه وتُعرف هذه العملية عمومًا باسم تأثير الاحتباس الحراري.
دور ظاهرة الاحتباس الحراري في الماضي
على مدى مئات الآلاف من السنين الماضية، اختلفت مستويات ثاني أكسيد الكربون بالترادف مع الدورات الجليدية وخلال فترات بين الجليدية الدافئة، كانت مستويات ثاني أكسيد الكربون أعلى أما خلال الفترات الجليدية الباردة، وقد كانت مستويات ثاني أكسيد الكربون أقل.
ويمكن أن يؤدي تسخين أو تبريد سطح الأرض والمحيطات إلى تغيرات في المصادر الطبيعية ومصارف هذه الغازات، وبالتالي تغيير تركيزات غازات الاحتباس الحراري في الغلاف الجوي، حيث يُعتقد أن هذه التركيزات المتغيرة كانت بمثابة ردود فعل إيجابية، مما أدى إلى تضخيم التغيرات في درجات الحرارة الناتجة عن التحولات طويلة المدى في مدار الأرض.
تأثير الدفيئة
منذ أن بدأت الثورة الصناعية حوالي عام 1750، ساهمت الأنشطة البشرية بشكل كبير في تغير المناخ عن طريق إضافة ثاني أكسيد الكربون وغيره من الغازات المسببة للاحتباس الحراري إلى الغلاف الجوي، بحيث أدت انبعاثات غازات الاحتباس الحراري هذه إلى زيادة تأثير الاحتباس الحراري وتسبب في ارتفاع درجة حرارة سطح الأرض. إن النشاط البشري الأساسي الذي يؤثر على كمية ومعدل تغير المناخ هو انبعاثات غازات الاحتباس الحراري من حرق الوقود الأحفوري.
الغازات الدفيئة الرئيسية
تشمل أهم غازات الدفيئة المنبعثة مباشرة من البشر ثاني أكسيد الكربون (CO2) والميثان (CH4) وأكسيد النيتروز (N2O) والعديد من الأنواع الأخرى، وفيما يلي تفصيل للمصادر والاتجاهات الحديثة لهذه الغازات
ثاني أكسيد الكربون
ثاني أكسيد الكربون هو غاز الدفيئة الأساسي الذي يساهم في تغير المناخ في الآونة الأخيرة حيث يُمتص ثاني أكسيد الكربون وينبعث بشكل طبيعي كجزء من دورة الكربون، وذلك من خلال تنفس النبات والحيوان والانفجارات البركانية والتبادل بين المحيط والغلاف الجوي.
وتؤدي الأنشطة البشرية، مثل حرق الوقود الأحفوري والتغيرات في استخدام الأراضي إلى إطلاق كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون، مما يؤدي إلى ارتفاع التركيزات في الغلاف الجوي. كما زادت تركيزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بأكثر من 40٪ منذ فترات ما قبل الصناعة، حيث أن مستوى ثاني أكسيد الكربون الحالي أعلى مما كان عليه في 800000 سنة على الأقل.
الميثان
يتم إنتاج الميثان من خلال الأنشطة الطبيعية والبشرية، فعلى سبيل المثال، تنبعث جميع الأراضي الرطبة الطبيعية والأنشطة الزراعية واستخراج الوقود الأحفوري ونقله من غاز الميثان.
الميثان موجود بكثرة في الغلاف الجوي للأرض الآن أكثر من أي وقت مضى على الأقل في الثمانمائة ألف سنة الماضية؛ وذلك بسبب الأنشطة البشرية، حيث زادت تركيزات الميثان بشكل حاد خلال معظم القرن العشرين، وأصبحت الآن أكثر من مرتين ونصف من مستويات ما قبل الصناعة، وفي العقود الأخيرة تباطأ معدل الزيادة بشكل كبير.
أكسيد النيتروز
ينتج أكسيد النيتروز من خلال الأنشطة الطبيعية والبشرية، وخاصة من خلال الأنشطة الزراعية والعمليات البيولوجية الطبيعية، كما ينتج عن حرق الوقود وبعض العمليات الأخرى أكسيد النيتروز، حيث إن تركيزات أكسيد النيتروز ارتفعت بنسبة 20٪ تقريبًا منذ بداية الثورة الصناعية، مع زيادة سريعة نسبيًا في نهاية القرن العشرين.
الغازات الدفيئة الأخرى
- يعد بخار الماء من أكثر غازات الدفيئة وفرة وأيضًا الأكثر أهمية من حيث مساهمته في تأثير الاحتباس الحراري الطبيعي على الرغم من قصر عمره في الغلاف الجوي، حيث يمكن أن تؤثر بعض الأنشطة البشرية على مستويات بخار الماء المحلية، ومع ذلك، فإنه على المستوى العالمي يتم التحكم في تركيز بخار الماء بواسطة درجة الحرارة، مما يؤثر على المعدلات الإجمالية للتبخر والتساقط، ذلك لا يتأثر التركيز العالمي لبخار الماء بشكل كبير بالانبعاثات البشرية المباشرة.
- أوزون التروبوسفير (O3)، الذي يمتاز أيضًا بعمر قصير في الغلاف الجوي و هو أحد غازات الدفيئة القوية، حيث تخلق التفاعلات الكيميائية الأوزون من انبعاثات أكاسيد النيتروجين والمركبات العضوية المتطايرة من السيارات ومحطات الطاقة والمصادر الصناعية والتجارية الأخرى في وجود ضوء الشمس. بالإضافة إلى حبس الحرارة، يعتبر الأوزون على مستوى الأرض من الملوثات التي يمكن أن تسبب مشاكل صحية في الجهاز التنفسي وتضر بالمحاصيل والنظم البيئية.
- غالبًا ما تستخدم مركبات الكلوروفلوروكربون (CFCs) ومركبات الكربون الهيدروكلورية فلورية (HCFCs) ومركبات الكربون الهيدروفلورية (HFCs) والمركبات الكربونية الفلورية المشبعة (PFCs) وسداسي فلوريد الكبريت (SF6)، وتسمى معًا غازات F، وغالبًا ما تُستخدم في المذيبات وعوامل الرغوة وطفايات الحريق والمبيدات الحشرية دافعات الهباء الجوي. على عكس بخار الماء والأوزون، تتمتع هذه الغازات المفلورة بعمر طويل في الغلاف الجوي وستؤثر بعض هذه الانبعاثات على المناخ لعدة عقود أو قرون.
قوى المناخ الأخرى
يمكن أن تؤثر الجسيمات والهباء الجوي في الغلاف الجوي أيضًا على المناخ وتساهم الأنشطة البشرية مثل حرق الوقود الأحفوري والكتلة الحيوية في انبعاثات هذه المواد، على الرغم من أن بعض الهباء الجوي يأتي أيضًا من مصادر طبيعية مثل البراكين والعوالق البحرية.
- الكربون الأسود (BC) عبارة عن جسيمات صلبة أو ضباب، وليس غازًا، ولكنه يساهم أيضًا في ارتفاع درجة حرارة الغلاف الجوي. على عكس غازات الدفيئة، يمكن أن تمتص BC بشكل مباشر ضوء الشمس الوارد والانعكاس بالإضافة إلى امتصاص الأشعة تحت الحمراء.
- يمكن أيضًا أن تترسب BC على الثلج والجليد، مما يؤدي إلى تعتيم السطح وبالتالي زيادة امتصاص الثلج لأشعة الشمس وتسريع الذوبان.
- يمكن أن تتسبب الكبريتات والكربون العضوي والأيروسولات الأخرى في التبريد عن طريق عكس ضوء الشمس.
- يمكن أن تتفاعل الهباء الجوي الناتج عن الاحتباس الحراري والتبريد مع السحب، مما يؤدي إلى تغيير عدد من سمات السحب مثل تكوينها وتبديدها وانعكاسها ومعدلات هطولها، كما يمكن أن تساهم السحب في التبريد، عن طريق عكس ضوء الشمس والاحترار عن طريق احتجاز الحرارة الخارجة.
وفي نهاية ذلك، فإن مشكلة الاحتباس الحراري هي من المشكلات التي ستسبب الكثير والكثير من التغيرات الأرضية، فمن الممكن أن تسبب العديد من العوامل الطبيعية والبشرية على حد سواء تغييرات في توازن طاقة الأرض.
