تحقیق در مورد اثر گلخانه ای

بخشی از مقاله

اثر گلخانه ای

25 ژآنویه سال 2005 میلادی روزی است که در تاریخ بشر ثبت شده است و به یاد خواهد ماند چرا که در این روز برای نخستین بار یک گزارش رسمی بین المللی در سراسر جهان منتشر شد که جهانیان را بهت زده کرد در این گزارش آمده که گرمای گلخانه ای خطری که چندین سال است پیرامون آن هشدار داده
می شود سرانجام به مرحله حدی و آستانه انفجار خود رسیده است و بشریت می رود تا گام در یک فاجعه جهانی بگذارد.

چرا گازهای گلخانه ای :
آیا تا کنون یک گلخانه دیده اید ؟ گلخانه اتاقک شیشه ای است که گیاهان را در خود محبوس کرده است. نور خورشید به این اتاقک می تابد و پس از عبور از شیشه نیاز گیاهان را به نور آفتاب مرتفع می سازد. مقداری از این نور توسط گیاهان و اشیاء درون گلخانه جذب و مابقی آنها منعکس می شوند ولی در این مرحله شیشه های جداره گلخانه مانع از خروج اشعه های بازتاب شده ، می گردد.

خورشید می تابد و زمین را گرم می کند. بخشی از نور هنگام ورود به جو منعکس می شود و باقی آن وارد اتمسفر شده و به زمین می رسد و آن را گرم می کند. زمین که گرم شده، شروع به تابش می کند.

زمین مقداری از این انرژی را جذب می کند و باقی آن را منعکس می نماید. در طی این فرآیند طول موج نور تغییر پیدا می کند. بعضی از گازهای موجود در جو زمین، این تابش خروجی را جذب می کنند. این تابش عمدتا در محدوده مادون قرمز است. مولکول گازهای گلخانه ای، بسیار بیشتر از سایر گازها نور مادون قرمز را جذب می کند. جذب انرژی توسط مولکولهای گاز سبب جنبش مولکول و افزایش انرژی آن می شود. وقتی این اتفاق در مقیاس بزرگ رخ دهد، مانند این است که زمین را با یک پتو پوشانده ایم. دمای کل نواحی زمین افزایش می یابد. این پدیده " اثر گلخانه ای " و گازهایی که در آن موثرند، " گازهای گلخانه ای " نامیده می شوند.

اثر گلخانه ای باعث می شود زمین گرم بماند و حیات روی آن ادامه پیدا کند. متان، دی اکسید کربن، بخار آب و اکسید نیتروژن جزو گازهای گلخانه ای هستند. این گازها هم در طبیعت و هم در فرآیندهای صنعتی تولید می شوند. CFC ها دسته دیگری از گازهای گلخانه ای هستند که فقط در صنعت تولید می گردد.

عده ای از دانشمندان معتقدند که اثر گلخانه ای در سالهای اخیر بیشتر شده و زمین در حال گرم شدن است. متان و CFC انرژی بیشتری را به دام می اندازند، اما دی اکسیدکربن مهمترین بخش گازهای گلخانه ای است، زیرا حجم بیشتری از آن در اتمسفر وجود دارد.احتراق سوخت های فسیلی ( زغال سنگ، نفت و گاز ) دلیل اصلی ازدیاد بیش از حد دی اکسیدکربن است.

اما برخی دیگر از دانشمندان با این نظر مخالفند. آنها می گویند که مطالعات انجام شده عموما بر پایه مدلسازی های کامپیوتری است و آب و هوای زمین بسیار پیچیده تر از آن است که بتوان رفتار آن را پیش بینی کرد.

اما مطالعاتی که در سال 2001، توسط تیمی از محققان انگلیسی انجام شد، نشان می دهد که طبق اصلاعات ماهواره ای 30 سال گذشته، تشعشعی که از زمین به فضا فرستاده می شود، کاهش یافته است. این یعنی اثر گلخانه ای همگام با تولید بیشتر گازهای گلخانه ای، افزایش پیدا کرده است.
تحلیل ماجرا آنقدرها هم که به نظر می رسد ساده نیست. گرم شدن زمین و افزایش دی اکسید کربن پدیده های جانبی متعددی را همراه دارد. ذوب شدن یخها سبب می شود که سطح بیشتری از خاک زمین در معرض تابش نور قرار گیرد. پس زمین سریعتر از پیش گرم خواهد شد. از سوی دیگر بسیار محتمل است که با افزایش دما و میزان دی اکسید کربن موجود در جو، گیاهان دی اکسید کربن بیشتری را جذب کنند و این باعث اعتدال شرایط شود.

اما توجیه های دیگران نیز برای تغییر آب و هوا وجود دارد. عده ای بر این باورند که تغییرات ایجاد شده در بادهای خورشیدی ( ذرات بارداری که از خورشید به سمت ما می آیند .) باعث این دگرگونی است. چون تاثیرات آن به مراتب بیشتر از گازهای گلخانه ای است.
گازهای گلخانه ای چه گازهائی هستند ؟

به مجموعه ای از گازها که مقداری از انرژی خورشید را در جو نگه می دارند و باعث گرم شدن جو می شوند گازهای گلخانه ای گویند. این گازها که عموماً از احتراق اکسیدهای فسیلی تولید می شوند در جو مورد نیاز هستند. بطوریکه فقدان این گازها در اتمسفر ، تمام گرمای تابیده شده از خورشید و تشعشعات مادون قرمز را به فضا باز گردانده و زمین 33- درجه سانتیگراد نسبت به دمای کنونی کاهش خواهد داشت ولی آنچه مهم است وجود بیش از حد این گازها در جو می باشد.

گازهای گلخانه ای :
این گازها شامل گازهای گوناگونی هستند که حجم اصلی تشکیل دهنده این گازها را موارد زیر تشکیل
می دهند :
NOX ، CO2 ، CH4 ، H2O ، CFC

Relative warming effect of current emission of GHG over next 100 years

Source : The Met Office & Hadley Center for Climate Prediction and Research

CO2 :
اصلی ترین گاز گلخانه ای که توسط دست بشر تولید می شود CO2 است. دی اکسید کربن در اتمسفر سالانه 5/0 درصد افزایش می یابد.
در سال ضایعات ناشی از سوختهای فسیلی حدود 25 میلیارد تن CO2 وارد جو می کنند که معادل ton.p.s 800 می باشد و 60% آلودگیهائی که در تخریب چرخه اقلیمی موثرند را شامل می شود.

بعنوان مثال یک نیروگاه Mw 1000 بطور متوسط در ساعت : 15 تن NOx , 2.2 ton , CO2 ، kg 105 هیدروکربنهای نسوخته تولید می کند. بررسی های انجام شده در کشورهای جامعه همکاری اقتصادی و توسعه ( OECD ) حاکی از آن است که بیش از 50% گازهای گلخانه ای بویژه CO2 محصول نیروگاههای بخار هستند که حدود 30% انرژی جهان را مصرف می کنند. لذا تمرکز بیشتر روی کاهش تولید این گاز در صنایع می باشد. بعنوان مثال در نمایشگاه ماشین در سال 2008 در آفریقای جنوبی کمپانی لامبورگینی مدل جدید « مورسی الگو » خود را با کاهش 18% در تولید CO2 به بازار ارائه کرده، بدون توجه به اینکه این تغییر کاهش 03/0 ثانیه شتاب صفر تا صد این مدل را تا رساندن به 17/3 ثانیه کند کرده است.

تغییر در اکوسیستم دریاها :
پس از سالها دانشمندان متوجه شدند که میزان CO2 تولید شده با میزان CO2 موجود در اتمسفر هماهنگی ندارد . پس از مطالعات و بررسی های گسترده این مقدار دی اکسید کربن مفقود شده در آب دریاها و اقیانوسها یافت شده و این نتیجه حاصل شد که درصدی از دی اکسید کربن تولید شده از سال 1800 میلادی تا کنون به صورت محلول در آب در آمده است . وجود این CO2 باعث تغییرات اساسی در اکوسیستم دریاها و اقیانوسها شده و علاوه بر آن با کاهش یونهای کربنات آب اقیانوسها – که عامل اصلی ترمیم بدنه جانوران آبزی که دارای پوسته آهکی هستند – ادامه حیات این گونه موجودات آبزی را به مخاطره

انداخته اند.
طبق اظهارات پرفسور سابین از NOAA 10 درصد از 50 درصد دی اکسید کربن ساخته ی دست انسان در دویست سال گذشته توسط دریاها جذب شده اند.

H2O :
بخار آب در جو فوقانی بواسطه تحریک در تشکیل ابرهای قطبی به کمک آلاینده هائی مثل NOx ها آمده و به لایه اوزن صدمه می زند. در مورد نحوه اثر بخار آب دو نظریه متفاوت وجود دارد :
1 – اثر گلخانه ای بخار آب در لایه میانی Troposfer ( km 16-2 از سطح زمین )
2 – اثر گلخانه ای بخار آب در لایه تحتانی ( سطح زمین )
ولی آنچه مهم است کمترین سهم در اثر گلخانه ای انتروبوژیک ( حاصل از احتراق سوختها ) متعلق به آب است.
متان ( CH4 ):

این گاز که حاصل پوسیدگی می باشد با وجود حجم کم آن نسبت به CO2 ، 5 تا 10 برابر مستعدتر در جذب حرارت است. متان در اتمسفر به طور سالانه 1 درصد افزایش می یابد.

متان چگونه تولید می شود :
• وقتی زباله ها را به محل دفن زباله می فرستید.
• پرورش دام ( گوسفند و گاو ) جهت لبنیات چرا که معده گاو و گوسفند 25-15% اثر متان را در تاثیر گلخانه ای شامل می شوند.

• کاشت برنج در شالیزار
• استخراج زغال سنگ
• سوختهای biomass
• و . . .

Hydroxy Radicals :
حدود 90% متان در اثر فعل و انفعالات شیمیائی با Hydroxy Radicals نابود می شوند. این ماده اصیل ترین دشمن متان است که در اثر تجزیه بخار آب و واکنش بخار آب با سایر گازهای موجود در جو تولید می شود.

NO2 :
این گاز که پر اهمیت ترین گاز در میان NOxها در اثر گلخانه ای می باشد ، 180-150 سال در طبیعت باقی می ماند و تا جو فوقانی بالا رفته و باعث تخریب لایه بالائی ازن می شود. درصد سالیانه این گاز در اتمسفر 2/0 تا 3/0 درصد می باشد. گازهای خروجی از هواپیماها نیز درا ین مورد جهت صدمه به لایه ازن دارای اهمیت و اثر مهمی هستند. در واقع 20% از NO2 در اثر کودهای شیمیایی و اکسیداسیون سوختهای فسیلی تولید می شوند. که در واقع از موارد بسیار مهم تولید NO2 استفاده از کودهای شیمیائی است . بخش مهمی از اتانول که مهمترین عامل انتشار NOx می باشد به دلیل استفاده از کود جهت کشت ذرت در آمریکا می باشد.

کلر و فلوروکربن ( CFC ) :
این گاز که در اثر فرآیند خنک سازی هوا جهت استفاده در وسایل مختلف، تولید می شود از 75 تا 180 سال در اتمسفر باقی می ماند و صرفاً در صنعت تولید می شود و حدود 20.000 برابر مستعدتر از CO2 در جذب گرما است ولی نکته مهم اینجاست که دانشمندان اثر گلخانه ای آنها را در تعادل با اثر خنک کنندگی آنها می دانند. درصد سالیانه این گازها در سال 5/0 درصد و تقریبا منطبق بر میزان دی اکسید کربن
می باشد.

گازهای گلخانه ای چگونه تولید می شوند :

آیا انسان در تغییر آب و هوای زمین موثر است ؟
شاید باور نکنید که انسان هم می تواند آب و هوای زمین را تغییر دهد. اکثر فعالیتهای انسان بنا به گفته دانشمندان، گازهای گلخانه ای تولید می کنند. پس از انقلاب صنعتی ( حدود سال 1800 میلادی ) و اختراع انواع ماشین آلات ، انسان با فعالیت های کشاورزی و صنعتی چهره زمین را دگرگون کرد. قبل از انقلاب صنعتی گازهای گلخانه ای بسیار کمی در جو وجود داشت ولی بعد از آن ضمن رشد جمعیت و افزایش مصرف نفت و زغال سنگ ترکیبات گازهای اتمسفر هم تغییر کرد. بطوریکه در حال حاضر گازهای گلخانه ای از p.p.m 270 به p.p.m 367 افزایش داشته اند.

انسان برای انجام هر کاری به انرژی نیاز دارد و این انرژی به طور مستقیم و یا غیر مستقیم مستلزم مصرف سوختهای فسیلی است که اکسیداسیون آنها گازهای گلخانه ای آزاد می کند.
عوامل افزایش گازهای گلخانه ای در جو :
آیا می دانید چه وقتی گازهای گلخانه ای تولید می کنید ؟
• وقتی تلویزیون تماشا می کنیم.
• وقتی به سینما می رویم .
• وقتی لباس اتو می کنیم و . . .
چرا که همه اینها برای تولید برق در نیروگاهها نیاز به اکسیداسیون سوخت دارند که این امر باعث تولید گازهای بیشتری می شود. ضمن اینکه پالایشگاهها هم جهت گرفتن این سوختها از نفت خام خود عملیاتی دارند که این گازها را تولید می کنند.

چرا نمی خواهیم زمین گرمتر شود :
در ده سال گذشته زمین حدود 4/0 درجه سانتیگراد افزایش داشته که دانشمندان انتظار دارند در 10 سال آینده دمای زمین از 5/1 تا 5/4 و حتی تحت شرایط خاص تا 8/5 درجه سانتیگراد هم افزایش یابد. ممکن است به نظر برسد که این مقدار ناچیز است و اثری روی عوامل محیطی نخواهدداشت ولی در صورتیکه همین مقدار اندک استمرار داشته باشد و طولانی شود باعث ایجاد تغییرات مهمی در الگوی شرایط آب و هوائی ، بارندگیها و در نتیجه حجم آب آشامیدنی ایجاد خواهد کرد. تغییر و تحولات شدید جوی ،

زمستان های ملایم ، تابستان هایی که با گرمای شدید از یک سو و ابر و باران شدید و سیل از سوی دیگر نمود می یابند و نیز تفاوت های فاحش جوی همزمان در نقاط مختلف ، از شاخص های وضعیت اقلیمی جهان در سال ها و دهه های معاصر هستند. مثلا در تابستان 2002 هم اروپای شرقی و هم مرکزی و هم بخشی از ایران و هم شرق آسیا با سیلاب های شدید دست به گریبان شدند و این در حالی است که در نقاطی مانند ترکیه و یونان هوای شرجی و شدت گرما به ابعاد بی سابقه ای رسیده بود . در سیلاب های اخیر علاوه بر ویرانی و تخریب شهرها ، روستاها ، مزارع و محصولات زراعتی 1700 نفر نیز جان خود را از دست دادند.

بعنوان مثال جهت روشن تر شدن مبحث می توان به مثال ساده و در عین حال شیوای مسواک اشاره نمود. اگر ، یک شب و یا حتی چند شب مسواک نزنیم اثری چشمگیر روی سلامت دندانهایمان نخواهد داشت. ولی اگر به این رویه ادامه دهیم ، در دراز مدت باعث پوسیدگی و نابودی دندانهائی خواهد شد که دیگر جبران خسارات وارده به هیچ عنوان میسر نخواهد بود.

ممکن است به نظر برسد که گرمتر شدن زمین در بعضی کشورها مانند فنلاند باعث مطبوع تر شدن هوای گردد ولی اثر این گرمتر شدن در الگوهای آب و هوائی و بارندگی از یک طرف و ایجاد طوفانها و گردبادهای مختلف صدمات خود را به این مناطق قطعاً خواهد رساند.

اثرات مخرب افزایش دمای زمین :
در دهه های پایانی قرن بیستم بشریت با این واقعیت مواجه شد که آلودگیهایی که توسط وی بوجود آمده است به طور بی سابقه ای تمامی کره زمین را با خطر مواجه ساخته است.
بنابر آمار سازمان ملل متحد نزدیک به 50 هزار گونه از گونه های موجودات زنده در طبیعت در حال نابودی هستند که این بیش از 1000 برابر نرخ طبیعی نابودی گونه ها می باشد.
در هر سال 3 میلیون نفر ، در اثر آلودگی هوا می میرند که این خود 5% کل مرگ و میر در دنیا می باشد.

شیوع بیماری
افزایش روزهای گرم سال باعث شیوع بیشتر بیماریهائی مثل گرمازدگی و مالاریا مخصوصاً در کشورهای فقیرتر که عموماً در مناطق گرمسیر هستند، چرا که این کشورها عموماً توانائی مالی لازم جهت مبارزه با این بیماریها را نیز دارا نیستند.

کاهش منابع آب شیرین :
در اثر گرمتر شدن زمین آب بیشتری بخار خواهد شد و در نتیجه منابع آب شیرین کاهش یافته و این باعث مرگ و میر حیوانات مخصوصا پرنده های مهاجر می شود .

کاهش منابع غذائی :
در اثر کاهش منابع آبی صنایع غذایی هم که تامین کننده صنایع کشاورزی و محصولات زراعتی هستند ، مورد صدمه قرار گرفته و کشورهای فقیر نیز که تا 50% متکی به صنایع کشاورزی و محصولات زراعتی هستند. بیشترین صدمه را خواهد دید.

ذوب یخهای قطبی :
گرمتر شدن زمین در مناطق سردسیر قطبی باعث ذوب شدن یخها در این مناطق شده و این رویداد علاوه بر تغییر سطح آب اقیانوسها و دریاهای آزاد ، باعث احاطه مناطق زندگی حیوانات قطبی توسط آب ناشی از ذوب توده های یخ گشته و منابع غذایی این موجودات را هم به خطر می اندازد .

افزایش سطح آب های آزاد :
ذوب یخهای قطبی و انبساط آب اقیانوسها در اثر گرمایش زمین باعث افزایش سطح اقیانوسها و آب های آزاد شده که پیش بینی می شود این افزایش سطح تا سالهای آینده به یک متر برسد . این اتفاق از مهمترین عوامل جهت ایجاد طوفانها و سیل های عظیم بوده و وضعیت زندگی در جزایر کوچک و سواحل دریاها را به شدت به مخاطره انداخته است.

آتش سوزی :
از اثرات دیگر گرم شدن زمین ایجاد آتش سوزی های گسترده در جهان می باشد که در سالهای اخیر به وفور شاهد این گونه وقایع به خصوص در استرالیا و امریکا بوده ایم که همانطور که پیش تر بیان شد این دو کشور از تولید کننده های اصلی گازهای گلخانه ای می باشند. از تبعات این آتش سوزیها می توان به انقراض نسل بعضی از گیاهان وجانوران اشاره کرد.