نظریه‌هایی در باب علت گرمایش جهانی

جواد بداق‌جمالی،دبیرکل انجمن هواشناسی ایران | در سال‌های اخیر گرمایش جهانی به یکی از پربحث‌ترین مسائل دنیا تبدیل شده، اما آنچه این موضوع را در معرض توجه قرار داده، نظریه‌هایی است که در باب علت گرمایش مطرح شده است.

اولین تحقیقات در مورد بالارفتن درجه حرارت زمین، بیش از صد سال پیش از سوی آرنیوس، شیمی‌دان معروف سوئدی، آغاز شد. «آرنیوس» در سال ١٨٩٦ میلادی ادعا کرد که اضافه‌کردن کربن‌دی‌اکسید به جو زمین، باعث بالارفتن درجه حرارت زمین خواهد شد.

از آنجا که اکثر دانشمندان در آن زمان معتقد بودند که عوامل دیگری مانند جریان‌های اقیانوسی، بسیار بیشتر از آلودگی‌های تولید‌شده به دست بشر در آب‌وهوای زمین مؤثرند، این تحقیق را چندان جدی نگرفتند. بخش دوم تحقیقات در این زمینه، هنگامی آغاز شد که ثابت شد کربن‌دی‌اکسید قادر به مسدودکردن مسیر اشعه با طول موج بالا و بازگرداندن آن به سطح زمین است.

باوجوداین، هنوز دانشمندان معتقد بودند که اقیانوس‌های زمین، قادر به جذب تمام کربن‌دی‌اکسید تولیدی بشر هستند و بنابراین این گاز قادر به افزایش درجه حرارت زمین نخواهد بود، اما ادامه پژوهش‌ها نشان داد اقیانوس‌ها تنها قادر به جذب یک سوم از کربن‌دی‌اکسید هستند و دوسوم از گاز تولیدشده در جو زمین باقی می‌ماند.

پس از این در دهه ٦٠ میلادی بود که گرمایش جهانی یک تهدید جدی تلقی و مطالعات جدیدی روی آن آغاز شد. در ادامه این تحقیقات در مؤسسه اقیانوس‌شناسی آمریکا، دکتر «کیلینگ» (که عملا او را به‌عنوان کاشف پدیده گرمایش جهانی می‌شناسند)، نمودارهای خود را از میزان کربن‌دی‌اکسید جو ارائه داد.

این نمودار‌ها نشان می‌دادند که این گاز به‌سرعت در مناطق مختلف زمین در حال افزایش است. در سال ١٩٦٣ بحث گرمایش جهانی مطرح و در این مورد، نظریه‌های متعددی ارائه شد تا اینکه به‌تدریج نظریه کربن‌دی‌اکسید قوت گرفت و IPCC این نظریه را پذیرفت و پروتکل کیوتو را بر مبنای آن بنا نهاد، اما آمریکا در ادامه به این پروتکل پایبند نماند.

در برهه‌ای از تاریخ، کربن‌دی‌اکسید افزایش پیدا کرد، اما افزایش دما اتفاق نیفتاد. این موضوع به حدود سال ١٩٦٠ تا ١٩٦٧ برمی‌گردد که نه‌تن‌ها دما افزایش پیدا نکرد، بلکه کاهش دما نیز وجود داشت. امروزه می‌دانیم که علت این کاهش‌یافتن دما، تغییر چرخه لکه‌های خورشیدی بوده و این کاهش دما به صحت نظریه گرمایش جهانی خللی وارد نمی‌کند.

با وجود این، کاهش دما باعث شد اتخاذ تصمیم‌های لازم برای جلوگیری از گرم‌شدن زمین، بیش از دو دهه به تأخیر بیفتد. هنوز مناقشات علمی بر سر گرمایش جهانی تمام نشده است، شواهد و قرائنی قوی وجود دارد که کربن‌دی‌اکسید، عامل افزایش گرمای زمین نیست، وجود لکه‌های خورشیدی و بخار آب، ایده‌های رقیب نظریه کربن‌دی‌اکسید هستند.

در این میان، بخار آب نقشی دوگانه دارد، چراکه به صورت ابر، هنگام ورود انرژی خورشیدی به سوی زمین آن را پراکنده می‌کند. به عبارت دیگر، بخار آب قبل از برخورد نور خورشید به سطح زمین، آن را منعکس کرده و پس از جذب و دفع این انرژی در سطح زمین نیز مانع بازگشت آن به فضا می‌شود و زمین را گرم‌تر می‌کند.

وقتی هوا گرم می‌شود، طبیعتا تبخیر از سطح اقیانوس‌ها و دریا‌ها افزایش می‌یابد. در نتیجه بخار آب در جو افزایش می‌یابد و این گاز‌ها با جذب امواج بلند زمین باعث گرم‌شدن بیشتر جو می‌شود. با توجه به اینکه ٧٢ درصد سطح زمین از آب پوشیده شده و هم اینکه بخار آب تجدیدپذیر است و در همه ساعات شبانه‌روز تولید می‌شود، بنابراین این نظریه که کربن‌دی‌اکسید عامل اصلی گرمایش جهانی باشد، مورد تردید قرار می‌گیرد.

اخیرا مقاله‌ای در نیچر چاپ شده که تأیید می‌کند حتی اگر کربن‌دی‌اکسید تولیدی متوقف شود، باز هم گرمایش جهانی وجود دارد. در این زمینه لازم است به این نکته مهم توجه کرد که بخار آب بزرگ‌ترین عامل مشارکت‌کننده در اثر گلخانه‌ای زمین است. با وجود این، بخار آب دمای زمین را کنترل نمی‌کند، بلکه به‌واسطه دمای آن کنترل می‌شود.

در صورتی که هیچ افزایشی در میزان گازهای گلخانه‌ای چگال‌ناپذیر (تراکم‌ناپذیر) (مثل کربن‌دی‌اکسید) وجود نداشته باشد، مقدار بخار آب در جو با سایر متغیرهای همانند تغییر نمی‌کند. افزایش گازهای چگال‌ناپذیر موجب افزایش دما می‌شود و این باعث افزایش بخار آب می‌شود که در نهایت سبب افزایش بیشتر دما می‌شود.

این نمونه‌ای از یک اثر بازخورد مثبت در جو است. گرمایش ناشی از افزایش غلظت گازهای چگال‌ناپذیر باعث می‌شود بخار آب بیشتری وارد جو شود که به اثرات ناشی از گازهای چگال‌ناپذیر اضافه می‌شود. جو درباره بخار آب دارای خودکنترلی است.

یک بسته یا حجم هوا به دلیل سردشدن اشباع می‌شود، ابر شکل می‌گیرد و درنهایت سبب خروج بخار آب از جو می‌شود. پس زمان ماندگاری بخار آب در جو زیاد نیست. درواقع، این گفته که بخار آب یک گاز گلخانه‌ای مهم‌تر از کربن‌دی‌اکسید است، بسیار گمراه‌کننده است. کربن‌دی‌اکسید و سایر گازهای گلخانه‌ای که به صورت طولانی‌مدت در جو هستند، تولیدکننده گرمایش جهانی‌اند، اما، بخار آب تقویت‌کننده این گرمایش است.

برای تعیین مهم‌ترین گاز گلخانه‌ای که نقش بیشتری در گرمایش جهانی دارد، با توجه به ساختار بسیار پیچیده جو، لازم است دانشمندان علوم مختلف و با اندازه‌گیری‌های دقیق در نقاط مختلف کره زمین، این موضوع را بررسی کنند.

درحال‌حاضر با توجه به اینکه منبع همه اطلاعات سنجش گازهای گلخانه‌ای جو، فقط در نقاط خاصی در بعضی کشورهای پیشرفته است و همین‌طور با توجه به نقش منافع این کشور‌ها و سیاست‌های اداره‌ای جهان در این کشورها، این اطلاعات هم ممکن است مورد تردید باشد.

بنابراین تأیید یا رد هرکدام از این نظرات، با توجه به اطلاعات موجود ممکن نیست و نیاز به بررسی همه‌جانبه جهانی دارد.

برخی نکات کلیدی در زمینه نقش کربن‌دی‌اکسید:
١ - اگرچه ابر‌ها می‌توانند باعث تشدید اثر گلخانه‌ای شوند، ولی با توجه به اینکه ابر‌ها طول‌موج کوتاه خورشید را منعکس می‌کنند، درمجموع باعث منفی‌شدن بیلان خالص تابش می‌شوند.

٢ - بخار آب موجود در جو، درنهایت به صورت مایع و از طریق بارش به زمین برمی‌گردد. بنابراین میزان بخار آب کلی اتمسفر تقریبا ثابت است؛ یعنی یک نظام خودکنترلی برای تنظیم میزان بخار آب اتمسفر در طبیعت وجود دارد.

٣ - چنین مکانیسم طبیعی‌ای برای کنترل میزان کربن‌دی‌اکسید اتمسفر وجود ندارد و با افزایش غلظت این گاز، خروج طول‌موج بلند نور خورشید با محدودیت مواجه می‌شود.

٤ - اگرچه درصد حجمی کربن‌دی‌اکسید اتمسفر در مقایسه با سایر گازهای تشکیل‌دهنده آن کم است، ولی همین مقدار کم نیز در صورت افزایش، می‌تواند اثرات گرمایشی قابل‌ملاحظه‌ای داشته باشد.