مقالات علمی و پژوهشی

چگونه آب و هوای ما به این سرعت تغییر می کند؟

چگونه آب و هوای ما به این سرعت تغییر می کند؟

چه چیزی باعث می شود که اکنون آب و هوای ما به این سرعت تغییر کند؟

 

چگونه آب هوای ما به این سرعت تغییر می کند؟

خلاصه

آب و هوای سیاره ما در 100 سال گذشته بسیار سریعتر از 10000 سال قبل از آن گرم شده است. در این مقاله، بررسی خواهیم کرد که چگونه می دانیم که آب و هوا در قرن گذشته به سرعت تغییر کرده است، دی اکسید کربن (CO 2 ) چه ارتباطی با تغییرات آب و هوایی دارد و چرا انسان ها مسئول افزایش اخیر CO 2 در جهان جو درک مشکل بهترین راه برای یافتن راه حل است!

گرمایش جهانی یا تغییر اقلیم؟

امروز روی زمین حدود 1 درجه سانتیگراد گرمتر از 60 سال پیش است. 1 درجه سانتیگراد می تواند یک تغییر بسیار کوچک به نظر برسد. به هر حال، تفاوت دما بین زمستان و تابستان در برخی مناطق می تواند 30 درجه سانتیگراد باشد! پس چرا گرمایش زمین؟

گرمایشی که به دلیل افزایش اثر گلخانه ای در حال تجربه آن هستیم.

تا حدودی دانشمندان را خیلی نگران می کند؟

آخرین باری که تب داشتی یادت هست؟ دمای معمول بدن انسان حدود 37 درجه سانتیگراد است. وقتی تب دارید، بدنتان ۱ یا ۲ درجه سانتی گراد گرمتر می شود، اما دیگر نمی توانید به خوبی تمرکز کنید، بدنتان مثل همیشه کار نمی کند و باید استراحت کنید. در مورد بدن شما، بین سالم بودن و بیمار بودن چند درجه است. تأثیر گرمایش جهانی بر روی زمین مانند تب است: وقتی هوا در سطح گرمتر می شود، کل سیاره به طور معمول کار نمی کند. اقیانوس ها نیز گرم می شوند. یخ های غلیظ در مناطق سردسیر و کوهستانی آب می شوند. در سراسر کره زمین، موجودات زنده باید به شرایط جدید عادت کنند یا به مناطق دیگر نقل مکان کنند. گرم شدن سیاره همه چیز درون آن را تحت تاثیر قرار می دهد، به همین دلیل است که ما ترجیح می دهیم از تغییرات آب و هوایی

تغییر آب و هوای زمین به دلیل افزایش اثر گلخانه ای باعث گرم شدن سطح زمین می شود.

به جای گرم شدن کره زمین این فقط مشکل دمای هوا نیست، بلکه در همه عناصر محیط اطراف ما تغییراتی وجود دارد.

تغییر اقلیم در حال حاضر

در گذشته، زمین گرمتر و سردتر از امروز بوده است. این تفاوت های دما به دلیل تغییر موقعیت زمین در مقایسه با خورشید یا رویدادهای طبیعی بزرگ مانند فوران های آتشفشانی بود. این دوره های گرم شدن و سرد شدن در طی چندین هزار سال رخ داده است. بنابراین طبیعت و انسان می توانند به آرامی با شرایط آب و هوایی در حال تغییر سازگار شوند.

این بار فرق می کند: تغییرات آب و هوایی بسیار سریع اتفاق می افتد. در شکل 1 ، می توانید بازسازی میانگین دمای سطح زمین در 11400 سال گذشته را مشاهده کنید. شما به راحتی می توانید ببینید که دما در دهه های گذشته در مقایسه با دمایی که قبلاً زمین تجربه کرده بود، بسیار سریعتر افزایش یافته است. تنها 60 سال طول کشید تا زمین حدود 1 درجه سانتیگراد گرم شود. دانشمندان محاسبه کرده‌اند که اگر به زندگی خود ادامه دهیم، ممکن است در 80 سال آینده زمین 3 درجه سانتی‌گراد گرم‌تر یا حتی بیشتر شود. به خاطر داشته باشید که عصر یخبندان تنها حدود 4 درجه سانتیگراد سردتر از دمای امروزی بود، بنابراین این در واقع یک مشکل بزرگ است! اما … تفاوت بین تغییرات آب و هوای امروزی و تغییرات آب و هوایی گذشته چیست؟ و انسانها چه ربطی به آن دارند؟

غییرات میانگین دمای سطح زمین در 11400 سال گذشته

شکل 1 – تغییرات میانگین دمای سطح زمین در 11400 سال گذشته.

 

خط بنفش میانگین است و سایه اطراف آن عدم قطعیت در اطراف میانگین است. قبل از میلاد به معنای قبل از عصر رایج است. AD به معنای Anno Domini است (داده‌ها تا 1900 گردآوری شده توسط [ 1 ]؛ داده‌های 1900 تا 2019 از [ 2 ]).

برای پاسخ به این سوالات، اجازه دهید به چند سال قبل برگردیم. در دهه 1950، دانشمند جوانی به نام چارلز کیلینگ در تعجب بود که چرا زمین در 100 سال گذشته تا این حد گرم شده است. او تصمیم گرفت مقدار دی اکسید کربن

گازی در جو که هنگام سوزاندن سوخت های فسیلی ایجاد می شود. CO2 یک گاز گلخانه ای است و می تواند سال ها در هوا بماند. عامل اصلی تغییر اقلیم است.

 

(CO 2 ) در جو، یا آنچه دانشمندان غلظت CO2 اتمسفر

هنگام اندازه گیری گازهایی مانند دی اکسید کربن، اصطلاح غلظت برای توصیف مقدار گاز در حجم معینی از هوا استفاده می شود. معمولاً در ppm (بخش در میلیون) اندازه گیری می شود که راهی برای بیان غلظت های بسیار رقیق مواد است. همانطور که درصد به معنای از صد است، قسمت در میلیون به معنای از یک میلیون است.

 چرا CO 2 ؟ چارلز می دانست که این گاز یک گاز گلخانه ای است؟

گازی در جو که می تواند گرما را جذب کند و باعث گرم شدن سیاره شود. اینها به طور طبیعی مانند دی اکسید کربن و بخار آب رخ می دهند، اما فعالیت انسان گازهای گلخانه ای بیشتری را وارد هوا می کند که منجر به گرم شدن سیاره می شود.

یعنی در تنظیم دمای جو زمین نقش دارد. هر چه CO2 باشد ، جو گرمای بیشتری را می تواند جذب کرده و به سطح زمین بازگرداند که منجر به گرم شدن کره زمین می شود.

اتمسفر را هر روز برای سال‌ها اندازه‌گیری می‌کرد 2 غلظت او هر سال شاهد CO 2 نسبت به سال قبل بود ( شکل 2 ). اتمسفر 2 بالاتر از هر زمان دیگری در حداقل 2 میلیون سال بود [ 4 ].

غلظت CO2 اتمسفر

شکل 2 – غلظت CO2 اتمسفر

 

همانطور که در Mauna Loa اندازه گیری شد، از زمانی که برای اولین بار در سال 1958 اندازه گیری شد در حال افزایش است (داده های [ 3 ]).

 

چرا CO 2 در جو وجود دارد؟

چارلز یافته های خود را با دانشمندان دیگر مورد بحث قرار داد. آنها می دانستند که CO2 بیشتر در جو به معنای گرم شدن زمین است. و آنها می دانستند که چنین گرمایشی می تواند عواقب چشمگیری بر کل آب و هوا داشته باشد. آنها تصمیم گرفتند تا دریابند چه چیزی باعث این افزایش CO 2 شده است. آنها امیدوار بودند که ردیابی علت ممکن است به جلوگیری از ورود CO2 بیشتر به جو کمک کند.

به عنوان اولین گام، دانشمندان به بررسی مقادیر CO 2 در جو در گذشته پرداختند. آنها دریافتند که حداقل در 10000 سال گذشته (و احتمالاً در میلیون سال گذشته!)، مقدار CO 2 در جو هرگز بالاتر از مقدار اندازه گیری چارلز نبوده است!

در گذشته، CO 2 از طریق فرآیندهای طبیعی از جو اضافه و حذف می شد. به عنوان مثال، گیاهان و اقیانوس ها می توانند CO 2 کرده و به طور منظم آن را با جو مبادله کنند. گاهی اوقات گیاهان و اقیانوس ها CO 2 اتمسفر را کاهش می دهند 2 غلظت اتمسفر را افزایش می 2 آزاد می کنند و دوباره CO 2 دهند.

این فرآیندهای طبیعی بسیار آهسته هستند – ممکن است هزاران سال طول بکشد تا مقادیر زیادی CO 2 . به همین دلیل است که فرآیندهای طبیعی نمی توانند تجمع سریع CO 2 را در اتمسفر طی قرن گذشته توضیح دهند. اگر CO 2 از طبیعت نمی آید، پس از کجا می آید؟

CO 2 در حدود 150 سال پیش بسیار سریع شروع به افزایش کرد، زمانی که ما شروع به استفاده از ماشین آلات برای انجام کارهای بیشتر در زمان کوتاهتر کردیم.

CO 2

 

برای راه اندازی این ماشین ها به انرژی نیاز داشتیم. ما این انرژی را از سوزاندن نفت، زغال سنگ و گاز طبیعی دریافت کردیم که به آنها سوخت فسیلی

سوخت‌هایی مانند زغال‌سنگ، نفت و گاز طبیعی که میلیون‌ها سال پیش با مرگ گیاهان و حیوانات و دفن شدن آن‌ها شکل گرفتند. سوزاندن سوخت های فسیلی CO2 ایجاد می کند که وارد جو می شود.

هنگامی که ما سوخت های فسیلی را می سوزانیم، CO 2 و سایر گازهای گلخانه ای، از جمله متان و دی اکسید نیتروژن، به اتمسفر آزاد می شوند.

با گذشت زمان، ما به انرژی بیشتری برای تامین انرژی خودروهایمان، گرم کردن خانه هایمان، شارژ گوشی های هوشمند و غیره نیاز داشتیم. بنابراین، ما سوخت های فسیلی بیشتری سوزاندیم که منجر به انتشار گازهای گلخانه ای بیشتر شد. به موازات توسعه صنعتی، جمعیت انسانی به سرعت رشد کرده است. برای تغذیه بیشتر و بیشتر انسان‌ها، جنگل‌ها باید قطع می‌شد تا زمین‌های بزرگی برای کشاورزی ایجاد شود. در نتیجه، CO 2 می تواند توسط درختان جذب شود. بنابراین این ما انسانها هستیم که پشت افزایش سریع CO 2 در قرن گذشته بوده ایم. و از آنجایی که ما هنوز سوزاندن سوخت‌های فسیلی را متوقف نکرده‌ایم، همچنان مسئول افزودن بیشتر و بیشتر CO 2 به جو هستیم!

مقدار دی اکسید کربنی که ما منتشر می کنیم در مقایسه با مقداری است که به طور طبیعی بین گیاهان، اقیانوس ها و جو مبادله می شود. پس چرا این مقدار اندک ساطع شده توسط انسان تاثیر زیادی بر دمای سیاره ما دارد؟ آیا گیاهان و اقیانوس ها نمی توانند CO 2 ؟ اجازه دهید نگاهی اجمالی به “گروه ویژه کنترل CO 2 ” و چگونگی تقسیم کار بین آنها توسط جو، گیاهان و اقیانوس ها بیندازیم.

طبیعت تعادل بین عناصر مختلف را دوست دارد. به عنوان مثال، هنگامی که پنجره خود را در زمستان باز می کنید، هوای سرد از بیرون و هوای گرم از داخل با هم مخلوط می شوند تا زمانی که به دمای معمولی برسند – دمای داخل و خارج متعادل می شود. طی هزاران سال، طبیعت برای حفظ چنین تعادلی در CO 2 . اگر مقدار CO 2 در اتمسفر بیشتر از حد معمول بود، گیاهان و اقیانوس ها بیش 2 از حد معمول CO 2 را مصرف می کردند تا زمانی که مقادیر CO دوباره به تعادل برسد. اتمسفر، گیاهان و اقیانوس‌ها چیزی را تشکیل می‌دهند که می‌توان آن را یک گروه کنترل طبیعی CO2 در نظر گرفت ، هم تبادل CO2 را تنظیم می‌کنند با .

زمانی که انسان شروع به سوزاندن سوخت های فسیلی کرد، در مدت زمان کوتاهی CO 2 در جو انباشته شد. تغییر در CO 2 به قدری سریع بود که گروه کنترل CO 2 نتوانست با برقراری تعادل همراه شود. افزایش سریع غلظت CO 2 اتمسفر و گرم شدن اتمسفر ناشی از آن گیاهان و اقیانوس ها را تحت فشار قرار می دهد. گروه ضربت مانند گذشته زمان لازم برای انطباق با مقادیر بالاتر CO 2 را نداشت. در نتیجه، غلظت CO 2 حتی بیشتر شد و منجر به گرم شدن بیشتر جو، تحت فشار بیشتر گیاهان و اقیانوس ها و غیره شد. این همان چیزی است که ما آن را دور باطل

زنجیره ای از وقایع که در آن تغییر در مقایسه با وضعیت معمول، باعث ایجاد مشکلات جدید می شود که سپس باعث می شود تغییر اصلی بیشتر تغییر کند، مشکلات جدید و بارها و بارها تغییرات بیشتر ایجاد کند.

از چرخه کربن

حرکت کربن در طبیعت – گیاهان در حین رشد CO2 را از هوا جذب می کنند و پس از مرگ دوباره آن را آزاد می کنند. آب اقیانوس ها CO2 را حل می کند. این چرخه چرخه کربن نامیده می شود.

انسان ناشی از سوزاندن سوخت‌های فسیلی تنها تأثیر کمی دارد 2 ، اما انتظار می‌رود در آینده تأثیر بیشتری داشته باشد! باید بدانید که از این قبیل دور باطل در طبیعت زیاد است. به عنوان مثال، حلقه های باطل مختلف مسئول گرم شدن بسیار سریع در مناطق قطبی هستند. سایر گازهای گلخانه ای نیز توسط فعالیت های انسانی افزایش می یابد، اگرچه CO 2 بزرگترین عامل تغییرات آب و هوایی است. متان (CH 4 ) و اکسید نیتروژن (N 2 O) نیز به دلیل سوزاندن سوخت های فسیلی و افزایش کشاورزی، از زمان پیش از صنعتی شدن بسیار افزایش یافته است.

تغییر آب و هوا

شکل 3 – دایره باطل در 2 تبادل

انسان CO2 را به جو اضافه می کند. این منجر به گرم شدن اتمسفر می شود و اقیانوس ها و گیاهان را تحت فشار قرار می دهد. اقیانوس ها و گیاهان CO 2 که منجر به CO 2 در جو می شود. این دوباره منجر به گرم شدن بیشتر، جذب کمتر CO 2 ، بیشتر CO 2 در جو و غیره می شود.

 

 نتیجه

مقدار CO 2 که انسان به جو ارسال می کند ممکن است در نگاه اول کم به نظر برسد. با این حال، کافی است تعادل بین جو، اقیانوس ها و گیاهان را از بین ببرید.

خبر خوب این است که اندازه‌گیری‌های چارلز تحقیقات علمی را در مورد تغییرات CO 2 کرد. از زمان اولین اندازه گیری های چارلز در دهه 1950، جمعیت دانشمندانی که سعی در درک تغییرات آب و هوا داشتند افزایش یافته است. امروز، ما خیلی بیشتر از آنچه در زمان چارلز می دانستیم، می دانیم. ما می دانیم که این انسان ها هستند که پشت افزایش 2 غلظت و بنابراین این انسانها هستند که قادر خواهند بود متوقف تغییرات آب و هوایی با کاهش انتشار CO 2 ، می توانیم تغییرات آب و هوایی را کاهش دهیم: هر تن CO 2 که وارد جو نمی شود به معنای گرم شدن کمتر است. اقدامات ما در حال حاضر برای جلوگیری از تغییرات آب و هوایی در آینده ضروری است [ 5 ]! ما به افراد باهوش، خلاق و امیدوار نیاز داریم تا به راه های جدیدی برای زندگی مان فکر کنند! شاید شما هم یکی از این افراد باشید؟

 

خلاصه ای مختصر

تغییر آب و هوا: اکنون تقریباً هر روز در مورد آن می شنویم. ما می شنویم که سیاره ما در حال گرم شدن است و این گرم شدن توسط ما ایجاد شده است. اما چرا این یک مشکل است؟ و مکانیسم هایی که در حال حاضر تغییرات آب و هوایی را هدایت می کنند دقیقاً چیست؟ در این مقاله سعی می کنیم به مخاطبان جوانتر (8 تا 11 ساله) توضیح دهیم که دلایل تغییرات اخیر در آب و هوای ما چیست. این تغییرات سریعتر از تغییرات گذشته رخ می دهند. آنها نمی توانند تنها توسط رویدادهای طبیعی ایجاد شوند. درک علل تغییر آب و هوا برای کشف آنچه در حال وقوع است و برای محدود کردن پیامدهای آن چه کاری می توان انجام داد بسیار مهم است.

 

واژه نامه

گرمایش جهانی : ↑ گرمایشی که به دلیل افزایش اثر گلخانه ای در حال تجربه آن هستیم.

تغییر آب و هوا : ↑ تغییر آب و هوای زمین به دلیل افزایش اثر گلخانه ای که باعث گرم شدن سطح زمین می شود.

دی اکسید کربن : ↑ گازی در جو که هنگام سوزاندن سوخت های فسیلی ایجاد می شود. CO 2 یک گاز گلخانه ای است و می تواند سال ها در هوا بماند. عامل اصلی تغییر اقلیم است.

غلظت CO2 اتمسفر : ↑ هنگام اندازه گیری گازهایی مانند دی اکسید کربن، اصطلاح غلظت برای توصیف مقدار گاز در حجم معینی از هوا استفاده می شود. معمولاً در ppm (بخش در میلیون) اندازه گیری می شود که راهی برای بیان غلظت های بسیار رقیق مواد است. همانطور که درصد به معنای از صد است، قسمت در میلیون به معنای از یک میلیون است.

گاز گلخانه ای : ↑ گازی در جو که می تواند گرما را جذب کند و باعث گرم شدن سیاره شود. اینها به طور طبیعی مانند دی اکسید کربن و بخار آب رخ می دهند، اما فعالیت انسان گازهای گلخانه ای بیشتری را وارد هوا می کند که منجر به گرم شدن سیاره می شود.

سوخت فسیلی : ↑ سوخت‌هایی مانند زغال‌سنگ، نفت و گاز طبیعی که میلیون‌ها سال پیش هنگام مرگ گیاهان و حیوانات و دفن شدن آن‌ها شکل گرفتند. سوزاندن سوخت های فسیلی CO 2 که وارد جو می شود.

دایره باطل : ↑ زنجیره ای از رویدادها که در آن یک تغییر در مقایسه با وضعیت معمول، باعث ایجاد مشکلات جدید می شود که سپس باعث می شود تغییر اصلی بیشتر تغییر کند، مشکلات جدید و بارها و بارها تغییرات بیشتر ایجاد کند.

چرخه کربن : ↑ حرکت کربن در طبیعت – گیاهان هنگام رشد CO 2 را از هوا جذب می کنند و پس از مرگ دوباره آن را آزاد می کنند. آب اقیانوس ها CO 2 کند. این چرخه چرخه کربن نامیده می شود.

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

3 × 1 =