گرمایش زمین چطور و چگونه به ما آسیب می زند

تجربه یک روز متفاوت در گوشه و کنار دنیا

در بیستم ماه جولای 2021، درست در زمانیکه بلژیک، آلمان، هلند و سوئیس داشتند با این واقعیت کنار می آمدند که طوفان برخی از شهرهایشان را به دریاچه  تبدیل کرده است، همزمان صدها هزار نفر از ساکنان هنان (استانی در چین) در مواجهه با سیل، خانه هایشان را تخلیه می کردند و شهر ژوانگجو در طی سه روز به اندازه میزان بارشِ یک سال خود را تجربه می کرد.

در همین روز، شهر سیزر در ترکیه درجه حرارت 49.1 درجه سانتی‌گراد را تجربه می کرد که بالاترین دمای ثبت شده در ترکیه بوده است. سواحل شمالی اقیانوس آرام در آمریکای شمالی نیز دو هفته گرمای بی‌سابقه را سپری می کردند. مناطقی که عرض جغرافیایی بالاتری دارند، معمولا تغییرات آب و هوایی کمتری را مشاهده میکنند اما در نیمه اول ماه جولای 2021،  فنلاند، طولانی ترین موج گرمایش در 60 سال اخیرش را تجربه می کرد. 

در 11 جولای، دماسنجِ خدمات هواشناسی ملی آمریکا در Furnace Creek  در دره مرگِ کالیفرنیا، دمای 54 درجه سانتی‌گراد را ثبت کرد. اگر سازمان جهانی هواشناسی (WMO) این دما را تایید کند، به عنوان گرمترین درجه حرارت روزانه در کشور آمریکا به رسمیت شناخته می شود. در 19 جولای بیش از 40 درصد از یخچال های طبیعی گرینلند، یخ ذوب شده در سطح خود داشتند و میزان پوشش یخِ دریا در قطب شمال به اندازه سال 2012 شده بود که کمترین میزان یخ در تابستان است.

طبق گزارش های سازمان جهانی هواشناسی، این اتفاقات ناشی از افزایش دمای کلی زمین به میزان 1.1-1.3 درجه سانتی‌گراد نسبت به دوران پیش از صنعتی شدن است. در معاهده پاریس در سال 2015 کشورهای امضا کننده، متعهد شدند تا افزایش دمایِ زمین را در حدی کمتر از 2 درجه سانتی‌گراد و در حالت ایده آل نزدیک به 1.5 درجه سانتی‌گراد نگاه دارند.

جزیره ها در معرض خطر جدی

در این میان کشورهای کوچکِ جزیره ای، نسبت به گرمایش زمین بیشتر حساس هستند. در گزارش سازمانِ تغییرات اقلیمی، عنوان شده است که افزایش دما تا 1.5 درجه سانتی‌گراد موجب افزایشِ 10 سانتی متری سطح آب دریاها تا سال 2100 می شود. در این شرایط محل زندگی و معیشت میلیونها نفر مورد تهدید قرار میگیرد. همچنین افزایشِ 2 درجه سانتی‌گرادی دمای زمین، 420 میلیون نفر را در معرض موج گرما قرار می دهد و پوشش یخ قطب شمال را از بین میبرد.

معاهده پاریس برای مدیریت گرمایش زمین

اهداف معاهده پاریس بلندپروازانه و دور از دسترس به نظر می رسد.

پس از کنفرانس اقدامات اقلیمی یا (CAT)، یک سازمانِ غیردولتی موظف شد بر میزان کاهشِ انتشارِ گازهای گلخانه ای و سایر سیاستهای اخذ شده، مانند استانداردهای بهره‌وریِ سوخت برای اتومبیل ها و استفاده از انرژی های تجدید پذیر در کشورهای مختلف نظارت کند. برای سنجش تاثیر این اقدامات، CAT، غلظتِ دی اکسید کربن در اتمسفر را محاسبه می کند، سپس با استفاده از مدل های آب و هوایی، تاثیر آن بر گرمایش زمین را بررسی میکند. نتایج محاسبات آنها نشان میدهد که جهان، به سمت افزایشِ دمای 2.7 درجه سانتی‌گرادی نسبت به دوران پیش از صنعتی شدن (تا سال 2100) پیش می رود.

دولت هایی که معاهده پاریس را امضا کردند کاملا از این تناقض آگاه هستند. آنها انتظار داشتند یا امیدوار بودند که تعهد به وعده های بلندپروازانه خود، موجب پیشرفت سریعترِ تکنولوژی های پاک و بهبود اوضاع در آینده نزدیک شود. شواهدی وجود دارد که این کشورها در یک سال گذشته درخواست هایی مبنی بر تجدید نظر در تعهداتشان به سازمان ملل متحد ارائه کرده اند. 

اگر تمام دولتهای متعهد در معاهده پاریس به وعده های خود عمل کنند، میزان افزایش دمای زمین در حدود 2.4 درجه سانتی‌گراد حفظ می شود. همچنین تعهدات غیر رسمی دیگری نیز در معاهده پاریس وجود دارد. آمریکا وعده داده است که تا سال 2050 میزان انتشار گازهای گلخانه ای در جو را به صفر برساند و چین میخواهد تا سال 2060 میزان کربن تولیدی را به صفر برساند. بدین ترتیب میزان افزایش دمای زمین به 2.0 درجه سانتی گراد نسبت به پیش از عصر صنعتی شدن خواهد رسید.

اگرچه این اعداد امیدوار کننده است، اما این تعهدات ضمانت اجرایی و قطعیت چندانی ندارد.

سناریوهای مختلف درباره گرمایش زمین

مساله این است که سیاستهای اعلام شده هنوز به مرحله اجرا نرسیده اند. بنابر محاسبات CAT (کارگروه ویژه سازمان ملل برای مقابله با تغییرات اقلیمی) روندهایی که اکنون در دنیا در حال انجام است، میزان افزایش دمای زمین را تا سال 2100 به 2.9 درجه سانتی‌گراد خواهد رساند. البته همگان انتظار دارند یا امیدوار هستند که این سیاست ها تا حدودی اجرا شوند تا آینده ای روشن تر پیش روی ما باشد.

مساله دیگر چگونگی تبدیل این تعهدات سیاسی به مقادیر دی اکسید کربن موجود در جو (در واحد گیگا تن) است! درست همانطور که هیچ کسی نمی تواند میزانِ پایبندی کشورها به تعهداتشان را پیشبینی کند، هیچکسی هم نمی تواند تضمین بدهد که با عمل به تعهدات وعده داده شده چه میزان از دی اکسید کربن موجود در جو کاسته می شود. اگرچه شکی نیست که گازهای گلخانه ای عامل موثر در تغییرات اقلیمی و گرمایش زمین هستند. 

این عدم قطعیت موجب شده که CAT برآوردهای احتمالی را با میزان خطای بالا در نظر بگیرد. همانگونه که در چارت 1 میبینید بر اساس محاسبات انجام شده، در صورتی که اهداف وعده داده شده محقق شوند، 68٪ احتمال دارد که افزایش دما بین 1.9 تا 3.0 درجه سانتی‌گراد حفظ شود.

 این مدل با مدل سازی های مراکز پژوهشی دیگر نیز هماهنگ است. با توجه به محاسبات “جوری ورگلج” و همکارانش در امپریال کالج لندن حتی در سناریوهای به صفر رساندن انتشار گازهای گلخانه ای به احتمال 66% افزایش دما کمتر از 2.0 درجه سانتی‌گراد و به احتمال 10%،  افزایش دما بین 2.5 تا 3.0 درجه سانتی‌گراد خواهد بود.

تاثیر افزایش دما بر وقوع پدیده های جوی

اگر هیچ اقدامی در راستای بهبود شرایط انجام نشود 3 درجه سانتی‌گراد افزایش دما نتیجه ای قابل پیشبینی است. حتی اگر اقدامات اصلاحی نیز صورت گیرد احتمال افزایش 3 درجه ای دما وجود دارد. به همین دلیل بهتر است به جزییات با دقت بیشتری نگاه کنید. در مدل سازی تغییرات اقلیمی، تاثیرات این اتفاقات به صورت خطی افزایش نمی یابد. هرچه میزان افزایش دما بیشتر باشد، نرخ وقوع اتفاقات ناگوار بیشتر می شود و پدیده‌هایی که به ندرت اتفاق می افتادند به پدیده هایی رایج تبدیل می شوند. نمودار 2 را ببینید. 

مطالعات پژوهشگران نشان داده است که تفاوت تغییرات اقلیمی با افزایش دمای 2 یا 3 درجه سانتی‌گراد، به مراتب بیشتر و ناگوارتر از تفاوت تغییرات اقلیمی با افزایش دمای 1.5 تا 2 درجه سانتی‌گراد است.

همانطور که جهان امروز در تمامی نقاط، به طور یکنواخت، 1.2 درجه سانتی‌گراد گرم‌تر از پیش از دوران صنعتی شدن نیست، جهانی که 3 درجه سانتی‌گراد افزایش دما داشته باشد، نیز به طور یکنواخت گرم‌تر از امروز نیست (نمودار 3 را ببینید). برخی از مناطق عمدتا اقیانوسها و بخش هایی از آمریکای جنوبی کمتر گرم خواهند شد و مناطق دیگر بیشتر گرم خواهند شد. قطب شمال، شمال کانادا، سیبری و اسکاندیناوی بخش بزرگی از گرمایش زمین را دریافت خواهند کرد. برخی از مناطق پرجمعیت نیز دمای بالاتر از حد میانگین را تجربه خواهند کرد. بر اساس یک مطالعه میانگین دمای متوسط ​​در کشورهای روسیه، چین و هند به ترتیب 4-5 درجه، 3.5-4.5 درجه و 3-5 درجه سانتی‌گراد افزایش می یابد.

از آب شدن یخچالها تا موج های گرما

افزایش دمای مناطق مختلف، موجب بروز موجهای گرمای شدید و مکرر، خصوصا در عرضهای جغرافیایی بالاتر مانند آمریکای شمالی، اروپا و آسیا می شود. اغلب این مناطق تاکنون تجربه چندانی از موج گرما نداشته اند. مقاله ای که در سال 2018 منتشر شد نشان داد که چگونه افزایش دمای 1.5، 2 و 3 درجه سانتی‌گراد بر شرایط اقلیمی اروپا تاثیر میگذارد. افزایش دمای 3 درجه سانتی‌گراد موجب بروز موج های گرما و شبهای بسیار گرم در حوزه دریاچه بالتیک میشود.

در صورت بروز چنین تغییرات قابل توجهی، شبهای سرد در کشورهای ثروتمند اسکاندیناوی تبدیل به شب‌هایی گرم میشود و آنها خود را با آن سازگار میکنند. بامهای سبز، فواره های آب و بهبود سیستم تهویه مطبوع شرایط زندگی را برایشان آسانتر میکند. مردم میتوانند در طول ماههای تابستان بیشتر در فضاهای بسته زندگی کنند. اما کارگران ساختمانی، کارگران مزرعه و افراد دیگری که مشاغل فیزیکی دارند و عمدتا در خارج از منزل مشغول به کار هستند، رنج بیشتری میبرند. زیرا هزینه کردن برای نصب و راه اندازی سیستم تهویه مطبوع در فضای باز برایشان مقرون‌به‌صرفه نیست.

البته این شرایط با اتفاقی که در اثر گرمایش زمین در مناطق مرطوب استوایی می افتد قابل مقایسه نیست. بدن انسان به وسیله عرق کردن در هوای گرم خنک می شود و در آب و هوای مرطوب تعریق به سادگی صورت نمیگیرد. فاکتوری به نام دمای ” wet-bulb ” در این شرایط تعریف میشود که تاثیر رطوبت و گرمای محیط را در سخت شدن میزان تعریق برآورد میکند.

جز در شرایط رطوبت 100٪، دمای ” wet-bulb ” همیشه کمتر از درجه حرارت معمول است. هنگامی که دمای ” wet-bulb” به 35 درجه سانتی‌گراد برسد، خنک شدن بدن با مشکل مواجه میشود. به ویژه در شرایطی که ورزش می کنید.

دمای ” wet-bulb” در جهان در حال نزدیک شدن به 35 درجه سانتی‌گراد است. گاهی اوقات در مکان هایی مانند مرز هند و پاکستان، اطراف خلیج فارس و خلیج مکزیک دمای ” wet-bulb ” بالای 35 درجه سانتی‌گراد نیز ثبت شده است. در گزارش تحلیلی داده های به دست آمده از ایستگاه های هواشناسی، که در سال 2020 منتشر شد، مشخص شد که موجی از آب و هوای گرم و مرطوب در مناطق گرمسیری ایجاد شده است و میزان تکرار این موج نسبت به سال 1979 دو برابر شده است.

تاثیرات گرمایش زمین

ریچارد باتس، متخصص آب و هوا در اداره هواشناسی بریتانیا، مطالعات زیادی درباره تاثیرات گرمایش زمین انجام داده است. او می گوید :«افزایش دمای بیش از 2 درجه سانتی‌گراد، مناطق کوچک و پرجمعیت مانند شبه قاره هند را به خطر می اندازد. با افزایش دمای 2.5 درجه سانتی‌گراد، تقریبا تمام مناطق گرمسیری دنیا دچار موج های شدیدی از گرما در بسیاری از روزها، هفته ها و حتی ماه های سال می شوند».

در مناطقی که رطوبت کمتری دارند منابع آبی دچار تهدید می شوند. مدل سازی کمبود آب در افزایش دمای 1.5 درجه، 2 درجه و 3 درجه سانتی‌گراد نشان می دهد که دو سوم جمعیت کره زمین شرایط آب و هوایی گرم و خشک را تجربه می کنند. در افزایش دمای 3 درجه سانتی‌گراد، دوره های خشکسالی که در حال حاضر به عنوان رویدادهای استثنایی در هر 100 ساله، یکبار اتفاق می افتند، هر دو تا پنج سال در اکثر مناطق آفریقا، استرالیا، جنوب اروپا، جنوب و مرکز ایالات متحده، آمریکای مرکزی، کارائیب و بخشهای آمریکای جنوبی اتفاق می افتد.

خشکسالی در کمین سیاره آبی

خشکسالی های پی در پی موجب کاهش مخازن آب زیرزمینی می شود. هنگامی که دوره های خشکسالی طولانی تر و فاصله زمانی بین آنها کوتاهتر شود، این آبهای زیرزمینی خشک می شوند. برخی از مدل سازی ها نشان میدهد که افزایش دمای 3 درجه سانتی‌گراد بیش از یک چهارم جمعیت جهان را حداقل یک ماه در سال در معرض شرایط خشکسالی شدید قرار میدهد.

البته این لزوما به این معنی نیست که هر محصول کشاورزی در معرض تهدید قرار میگیرد یا اینکه دنیا با کمبود مواد غذایی مواجه میشود. برخی از زمین های کشاورزی با افزایش میزان بارندگی پر محصول میشوند. در اقلیم های معتدل فصل رشد گیاهان طولانی تر خواهد شد و برخی از محصولات نیز از سطوح بالاتر دی اکسید کربن بهره مند خواهند شد، زیرا دی اکسید کربن ماده مورد نیاز برای فتوسنتز است. با این وجود پانل بین المللی تغییرات اقلیمی (IPCC) برآورد میکند که در صورت افزایش دمای زمین به میزان 3 درجه سانتی‌گراد، قیمت غلات ممکن است 29٪ افزایش یابد و حدود 183 میلیون نفر در معرض خطر گرسنگی شدید قرار بگیرند.

مدیریت غلط و تشدید بحرانها

همچنین خطر بروز بحرانهای بیشتری نیز وجود دارد و واکنشهای شتابزده می تواند موجب بدتر شدن اوضاع شود. در تابستان سال 2010 روسیه، سومین تولید کننده گندم جهان؛ بالاترین دمای هوا در 150 سال پیش را ثبت کرد. دمای هوا برای هفته ها حدود 40 درجه سانتی‌گراد بود. در نتیجه تولید گندم روسیه حدود یک سوم کاهش یافت. روسیه به منظور حفظ منابع خود صادرات را ممنوع کرد. این امر منجر به افزایش قیمت گندم در بازارهای جهانی شد. در نتیجه تمامی این اتفاقات، ناآرامی های مدنی بسیاری در تعدادی از کشورهای کم درآمد رخ داد.

واکنشهای سیاسی مشخص و از پیش تعیین شده به کنترل بهتر شرایط کمک میکند. اما افزایش قیمتهای مواد غذایی خواه ناخواه موجب شوک های غذایی خواهد شد. مطالعه ای که توسط وزارت امور خارجه کشورهای مشترک المنافع بریتانیا انجام شد، برآورد کرد که در صورت وقوع گرمای شدید اگر افزایش دما به میزان 1 درجه سانتی‌گراد باشد میزان صادرات برنج چینی 1% کاهش می یابد. اما اگر افزایش دما 2-3 درجه سانتی گراد باشد میزان صادرات برنج چینی 10% کاهش می یابد.

گرمایش زمین و جریانهای اقیانوسی

افزایش دما به میزان 3 درجه سانتی‌گراد باعث ذوب شدن یخهای قطب شمال می شود. به تدریج این میزان از یخ های آب شده وارد اقیانوسها می شود. از آنجایی که دمای این آب کمتر از دمای آب اقیانوسهای گرم است، دمای مجموع اقیانوسها پایینتر می آید. به تدریج آب سطح دریاها افزایش دمای 3 درجه ای را تجربه خواهد کرد.

با افزایش دمای  3 درجه سانتی‌گراد، یخچال های قطب جنوب که تا یک دهه گذشته بسیار پایدار بودند از لبه ها دچار فروپاشی می شوند. شواهدی وجود دارد که نشان میدهد با افزایش دمای زمین به میزان 2 درجه سانتی‌گراد، لبه های یخچال های طبیعی شروع به شکستن میکنند. “نریلی ابرام” از دانشگاه ملی استرالیا می گوید: «شواهد نشان میدهد که سرعت تخریب یخها در غرب قطب جنوب به طور چشمگیری افزایش یافته است.»

فروپاشی کامل یخهای قطب جنوب (که موجب افزایش سطح آب دریا به میزان 1.6 متر میشود) در قرنهای آینده اتفاق می افتد. اما سرعت این تغییرات رو به افزایش است. دکتر ابرام میگوید :«در روند فعلی آب و هوایی ما می توانیم انتظار داشته باشیم که در طول چند دهه آتی بخش قابل توجهی از یخهای قطب جنوب را از دست بدهیم.» با افزایش دما به میزان 3 درجه سانتی‌گراد، اتفاق مشابهی در گرینلند نیز می افتد.
انتظار می رود شهرها و کشورهایی که در ارتفاع کم و نزدیک دریا زندگی میکنند، با افزایش دمای 2 درجه سانتی‌گراد تا سال 2100، با افزایش 30-90 سانتی متری سطح آب دریا مواجه شوند. زمانی که افزایش دمای زمین به میزان 3 درجه سانتی‌گراد برسد، بسیاری از اماکن ساحلی از بین میروند و صدها میلیون نفر مجبور به مهاجرت از خانه ها و شهرهایشان می شوند. اگر این روند ادامه داشته باشد جهان کاملا تغییر خواهد کرد. اقلیم منحصر به فرد قطب شمال یا جنگلهای بارانی و هر منطقه جغرافیایی دیگر دچار دگرگونی خواهد شد و زمین به شکلی که امروز می شناسیم دیگر وجود نخواهد داشت.

راه حل نهایی برای مقابله با گرمایش زمین

وقتی صحبت از سازگاری با گرم شدن زمین می شود، این مساله تنها مختص انسان نیست و در طبیعت هم این اتفاق می افتد. گونه های حیوانی و گیاهی با گرم شدن هوا تا جای ممکن به سوی مناطق خنک تر متمایل می شوند. ماهیها از هم اکنون مسافرت خود را آغاز کرده اند، برخی از آنها از آبهای گرمسیری به سمت آبهای معتدل تر رفته اند. حیوانات زمینی که نمی توانند به سمت عرض های بالاتر زمین بروند، به سمت تپه ها و ارتفاعات متمایل شده اند. البته این استراتژی ها تنها زمانی موثر هستند که کوهستانها و قطبهای زمین هنوز موجود باشند.
این راه حل تنها برای گونه ها و اکوسیستم هایی موثر است که می توانند سریع‌تر از گرمایش زمین محل زندگی خود را تغییر دهند. صخره های مرجانی این امکان را ندارند. پیش بینی می شود که با افزایش دمای 3 درجه سانتی‌گراد تمامی آنها از بین بروند. افزایش سطح دی اکسید کربن و اسیدی شدن محیط دریاها موجب سفید شدن و از بین رفتن این موجودات دریایی میشود.

 بروز برخی اتفاقات نیز به گرمتر شدن زمین دامن می زند. جنگل های بارانی آمازون در پی قطع درختان و آتش سوزیهای پی در پی تضعیف شده اند و بسیار بعید به نظر می رسد که در چنین شرایطی زنده و پایدار بمانند. از بین رفتن این جنگل ها حجم وسیعی از کربن (در مقیاس گیگاتن) را وارد جو میکند.
آمازون یک شبه ناپدید نمی شود. حتی اگر انتشار گازهای گلخانه ای همینطور ادامه داشته باشد، افزایش دمای 3 درجه ای زمین در نیمه دوم قرن اتفاق می افتد. هنوز فرصت این را داریم که با اجرا کردن تعهدات وعده داده شده در معاهدات بین المللی، استفاده از تکنولوژی برای جذب کربن موجود در جو در مقیاس گسترده و بازگرداندن بخشی از اشعه های گرم خورشید به فضا اوضاع را تغییر دهیم. گویی همگی در یک نقطه بی‌بازگشت ایستاده ایم که عملکردمان آینده حیات انسان و دیگر گونه ها در کره زمین را تعیین میکند.