دانلود مقاله بررسی تغییرات اقلیمی در خراسان رضوی

بخشی از مقاله

چکیده
هدف از این تحقیق بررسی تغییرات و روند میانگین دراز مدت سالیانه ، فصلی و ماهانه دمای حداکثر ، دمای حداقل و بارش از طریق روشهای آماری سری زمانی و گرافیکی با استفاده از آزمون من کندال است. در این تحقیق 5 ایستگاه سینوپتیکی در استان خراسان رضوی مورد بررسی قرار گرفت. سری های همگون بوسیله rans test تصحیح و شناسایی گردید . آزمون تصادفی بودن داده ها از طریق من کندال ( mann - kendall ) صورت گرفت . سری هایی که تغییرات و روند قابل توجهی در سطح اطمینان 5% = نشان دادند ، با استفاده از

آزمون u و u' من کندال ، شکل تغییر ( کاهشی یا افزایشی ) نوع تغییر ( ناگهانی یا روند ) و زمان تغییر تعیین شد سپس با استفاده از معادله رگرسیون خطی و ضریب همبستگی ، میزان تغییرات هر سری در طول دوره آماری و تحلیل ارتباط هر متغیر با زمان بدست آمد در نهایت به جهت آشکارسازی معناداری نتایج در صورت نرمال بودن داده ها از آزمونهای پارامتریک T-Test و F و در صورت نرمال نبودن آنها از آزمونهای ناپارامتریک من ویتنی و کروسکال والیس استفاده گردید. نتایج این پژوهش نشان می دهد که در سریهای سالیانه و فصلی دما در همه ایستگاهها روند گرمایشی در فصول تابستان ، پائیز و زمستان مشاهده می شود همچنین در داده های حداکثر دما شکل غالب با افزایش درجه حرارت فصل پائیز

( بجز تربت حیدریه ) می باشد در سری های ماهانه سری حداقل دما تمامی ایستگاهها دارای سیر صعودی می باشد و نیز سری حداکثر دما ( بجز تربت حیدریه ) نرخ افزایشی دما را نشان می د هد ( تغییر محل ایستگاه ) . نرخ افزایشی حداقل دما بارزتر از نرخ افزایشی حداکثر آن است و می تواند به عنوان نمایه ای از تغییر اقلیم در استان باشد.
در سری های بارش روندهای افزایشی در فصل تابستان و اوایل پائیز مشاهده می شود که بیانگر افزایش بارش های تابستانه و تغییر الگوی بارش است. اگرچه روندهای افزایشی در بارش از سطح معنادار قابل قبولی برخوردار نیست اما نشانگر تغییر رژیم بارش به سمت بارش های مونسونی می باشد.

واژگان کلیدی : تغییر اقلیم ، من کندال ، جهش ، روند ، سطح معناداری ، خراسان رضوی

فصل اول
کلیات طرح

1-1- مقدمه
1-1-1- کلیات و تعاریف

اقلیم از واژه یونانی کلیما گرفته شده و به طور کلی عبارت از : شرایط غالب هوا در دراز مدت است در واقع اقلیم یک مکان، از مجموعه عناصر و عوامل تشکیل شده است که نسبت تغییرات عناصر به عوامل اقلیمی بیشتر می باشد که برآیند آنها شرایط خاصی را از لحاظ آب و هوا ایجاد می کند که معرف مکان خاص خود می باشد .( علیجانی ، 1383 ، 5 )

اقلیم مهمترین عامل دگرگونی و تکامل موجودات زنده و خاک می باشد بنابراین تغییر اقلیم به معنای تغییر نوع و فراوانی موجودات است البته موجودات زنده قادر به سازگاری با محیط می باشند اما با افزایش سرعت تغییرات، از این توانایی کاسته شده و اثرات زیانبار تغییر اقلیم که افزایش ناپایداری ناشی از حذف برخی گونه ها و نیز نامساعد شدن شرایط برای گونه های باقیمانده می باشد، بیشتر آشکار می شود. به طور مسلم زیان وارده به گیاهان بیش از سایر موجودات می باشد، گیاهان حلقه اول زنجیره مواد غذایی بوده و لذا نوسان آنها

سبب تشدید اثرات در سایر حلقه ها و نهایتاً انسان خواهد شد و تصور چنین اثرات زیانباری سبب شده است تا مقوله تغییر اقلیم مجدداً مطرح، پیگیری و راه حلهایی جهت مقابله با آن ارائه شود ( ذوالفقاری ، 1374 ، 52 )

بررسی جزئیات اقلیم های گذشته نشان می هد که اقلیم در رده های زمانی اعم از دوره های چند دهه ای تا چند میلیون سالی تغییر نموده است. پس این مسأله که اقلیم آینده متفاوت با اقلیم حال باشد، متحمل به نظر می رسد تا اینکه مشابه اقلیم امروزی باشد. بررسی های تمرکز یافته روی فعالیت های انسانی و تاثیر آن بر روی محیط ثابت می کند، تغییرپذیری اقلیم جهانی بیشتر شده است. ( عزیزی ، 1383 ، 12 )

تا کنون نظریات مختلفی جهت توجیه روند این تغییرات ارائه شده است که از آن جمله می توان به تئوری چگالی انرژی خورشید، تئوری گلخانه ای و گرد و غبار آتشفشانی اشاره کرد. معتبرترین نظریه، تئوری گلخانه ای است. مهمترین این گازها دی اکسید کربن ( 61% ) متان ( 15% ) و CFC

( هالوکربن ها ) (11% ) می باشد که در مجموع 87% از تغییرات را سبب می شود. این گازها اگرچه از منابع طبیعی نیز تولید می شوند اما افزایش ناگهانی آنها به واسطه تشدید فعالیتهای بشر می باشد. ( کوچکی ، 1376 ، 29 ) شواهد بسیار قوی وجود دارد که گرمایش جهانی در پنجاه سال اخیر به دلیل فعالیتهای انسانی است.
با افزایش دما، آینده ها و گازهای گلخانه ای ، مناطق متعددی از کره زمین دستخوش تغییرات شگرف اقلیمی شده اند. وقوع طوفانهای سهمگین در اقصی نقاط جهان و همچنین وقوع سایر

پدیده های حدی اقلیمی از تغییرات اقلیمی گسترده در کره زمین حکایت دارند. این تغییرات
می توانند روی زیست بوم طبیعی و فعالیت جوامع بشری تاثیرگذار باشند. تغییر دمای پیش بینی شده جهانی در قرن بیست و یکم حدود 2 تا 10 برابر بزرگتر از افزایش دمایی است که در صد سال گذشته رخ داده است. تغییرات فوق الذکر منافع و مضراتی برای انسان و طبیعت دارد، اما اگر سرعت افزایش دما بزرگتر باشد، مضرات آن نیز گسترده تر و بیشتر خواهد بود. ( بابائیان ، 1385 ، 118 )

بر اساس مطالعات انجام شده در سنجش مستقیم میزان گاز کربنیک جو از اوایل 1957 در ایستگاه مونالوا ( mouna – loa ) در هاوایی ( که در معرض تاثیر فعالیتهای صنعتی قرار ندارد ) تغییرات افزایشی این گاز را نشان می دهد. ( شکل 1-1 )

شکل 1-1 نمودار نرخ افزایش تمرکز دی اکسید کربن در جو بر اساس اندازه گیری ایستگاه مانالوا در
جزیره هاوایی بر حسب ( قسمت بر میلیون حجم بر سال )

ملاحظه می شود که میزان گاز کربنیک در 1957 حدود 314 قسمت در میلیون ppm بوده است در حالی که حدود 20 سال ، مقدار آن به ppm 330 رسیده است احتمالاً مقدار گاز کربنیک جو در قرن گذشته ppm 290 ، یعنی 029/0 درصد حجمی بوده است. البته مقداری از این گاز را اقیانوسها جذب می کند، اما باید توجه داشت که قدرت جذب اقیانوس محدود است، بنابراین می توان تصور کرد که با اشباع شدن آب اقیانوس از این گاز ، روند افزایش مقدار گاز کربنیک جو شتابی قابل ملاحظه بیابد. برای آگاهی از میزان تغییر احتمالی اقلیم ، مدلهای بسیاری از فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی در جو با توجه به رابطه متقابل جو با آب اقیانوسها، پوشش گیاهی ، پهنه های یخ و برف لازم است . در عین حال ، رطوبت جو و میزان بارندگی رو به فزونی خواهد رفت و در حالی که تغییرات اقلیمی در عرضهای جغرافیایی پایین چندان زیاد نخواهد بود، در عرضهای بالا به دلیل کاهش میزان آلبدو، شدیدترین تغییرات اقلیمی پدید خواهد آمد.

بنابر اظهارات نظر کارشناسان محیط زیست آمریکا ، از آنجا که افزایش دما در مناطق قطبی می تواند بیش از دو برابر میانگین ( سال 2100 حدود 5 درجه سلسیوس ) یاد شده باشد، پهنه های یخ در ابعادی وسیع ذوب خواهد شد و این پدیده بسیاری از کرانه های ساحلی را به زیر آب خواهد کشید. تغییرات اقلیمی بسیار متنوع محلی ممکن است توزیع کشت و سیستمهای کشاورزی راکاملاً در هم بریزد. در دنیایی که فضای زندگی انسانها در آن تثبیت شده است و امکان مهاجرت و جا به جایی وسیع همچون گذشته وجود ندارد، نوسانها و تغییرات اقلیمی ، حتی اگر جنبه های منفی تغییر اقلیم در یک منطقه بتواند با جنبه های مثبت آن در منطقه ای دیگر برابری کند، باعث ایجاد مسائل و مصایب بغرنج و پیچیده ای خواهد شد. تنها با هشیاری و کنترل و اجرای طرحهای جامع توأم با برنامه ریزی های دقیق و صحیح و سرانجام مشارکت همه مردم جهان می توان از ابعاد اینگونه ضایعات کاست و به آینده زمین امید داشت. ( علیجانی ، 1383 ، 425-424 )

1-1-2- بیان ضرورت و انگیزه انتخاب موضوع
امروزه تغییر اقلیم یک موضوع اصلی در مجامع علمی و دانشگاهی است اما از ابتدای قرن بیستم تا کنون این روند نیز شدت پیدا کرده است که علت این تغییرات طبیعی نبوده، بلکه ناشی از
فعالیت های مختلف بشری می باشد. جهت درک بهتر تعریفی از آن ارائه می کنیم. تغییر اقلیم عبارت از تعیین بین میانگین مقادیر طولانی مدت یک پارامتر اقلیمی و آماری است که در اینجا میانگین در فواصل زمانی خاص ، مثلاً چندین دهه گرفته می شود. ( غلامی ، بیرقدار ، 1374 ، 43 )

بدین ترتیب هر گونه تغییر در هر پارامتر اقلیمی همراه با روند است که این روند می تواند در جهت مثبت یا منفی باشد. جهت بررسی تغییرات اقلیمی اخیر بیشتر از دو پارامتر دما و بارش استفاده می شود، زیرا متغیرترین پارامتر اقلیمی نسبت به پدیده اقلیم این دو عنصر هستند و از آن جایی که مسئله تغییر اقلیم و تمایل زمین به گرم شدن و کاهش بارش های به هنگام و مفید و پیامدهای اکولوژی ، اقتصادی ، اجتماعی و سیاسی ناشی از آن علاوه بر صاحبان علم، افکار دولتمردان و سیاستمداران را در سراسر دنیا به خود جلب کرده است، تا

جایی که مسئله تغییر اقلیم و پیامدهای ناشی از آن با توجه به جمعیت رو به افزایش جهان مهمتر جلوه می نماید، و از طرفی بدون شناخت و آگاهی از وضعیت اقلیمی گذشته ، حال و آینده مدیران و برنامه ریزان قادر به اجرای برنامه های خود در زمینه های مختلف نیستند. همچنین اجرای طرحهای عمرانی . . . نیاز به شناخت تغییرات اقلیمی جهت برنامه ریزی صحیح و قابل قبول داشته و از این رو ضرورت و اهمیت مطالعات اقلیمی در کالبد برنامه ریزی خرد و کلان کشور قابل لمس است. از طرفی استان خراسان رضوی بعنوان یکی از قطبهای مهم اقتصادی ، صنعتی بالاخص کشاورزی در منطقه شمال شرق کشور محسوبمی شود . بررسی شناخت تغییرات اقلیمی این استان می تواند برنامه ریزان را قادر به اجرای برنامه آنها در زمینه های مختلف نماید.

1-1-3- سوالات تحقیق
به منظور بررسی روند تغییرات اقلیمی در خراسان رضوی سوالات زیر برای بحث و بررسی بیشتر مطرح گردید :
1 – آیا زمان وقوع تغییر در عناصر اقلیمی یکسان است ؟
3 – آیا نقاط تغییر ( ناگهانی ، روند ) از سطح معناداری برخوردار می باشد ؟

2 - آیا در سالهای اخیر عناصر اقلیمی روند افزایشی یا روند کاهشی داشته اند ؟
4 – آیا نمایه ای از تغییر اقلیم در استان مشاهده شده است ؟
لازم به ذکر است که این تحقیق جنبه شناختی داشته و هیچ فرضیه ای ، در راستای انجام آن وجود ندارد.

1-1-4- اهداف تحقیق :
این تحقیق در جستجوی شناخت تغییرات اقلیمی دما و بارش ، طی دوره آماری مشخص ، در راستای آگاهی از وجود یا عدم وجود تغییر دما و بارش می باشد تا ضمن شناخت تغییرات، نتایج حاصل از تحقیق در امور مختلف محیطی برای تدوین برنامه های منطقه ای مورد استفاده قرار گیرد. چنانچه که امروزه بیشتر مسائل اقتصادی اجتماعی بر اساس پروژه های دراز مدتی نظیر مدیریت منابع، آب ، آبیاری و خشکسالی ، احداث سد ، کشاورزی و . . . بر مبنای متوسط های اقلیمی در نظر گرفته می شود و بر اساس تجزیه و تحلیل میانگین داده ها ، صورت می گیرد . در صورتی که میانگین حداکثر و حداقل دما برای فهم اثرات تغییر اقلیم بر روی موضوعاتی مانند کشاورزی ، منابع آب و . . . بسیار مهم است هدفهای کلی این طرح بررسی تغییرات دما و بارش می باشد که اهداف مرحله ای آن به شرح ذیل می باشد :

1 – بررسی و شناخت تغییرات ماهانه ، فصلی و سالانه در پارامترهای دما ( حداکثر و حداقل ) و بارش مشخص شود .
2 –نمودارهای مربوطه به روندها و تغییرات در داده ها ترسیم شود .
3 – در صورت وجود روند، زمان آن تعیین گردد.

4 – در صورت وجود تغییرات ناگهانی ، زمان آن تعیین گردد.
5 – بررسی میزان تغییر در طول دوره آماری تعیین گردد.

6 - میزان سطح معناداری نقاط تغییر تعیین گردد.
7 – تجزیه و تحلیل نمودارها و نتیجه گیری کلی برای رسیدن به اهداف مورد نظر انجام شود .

1-1-5- مشکلات تحقیق
مهم ترین مساله و مشکل موجود، مربوط به آمارهای سازمان هواشناسی است که کماکن در
ایستگاه های سرتاسر کشور وجود دارد. به علت نبودن آمارهاو وجود گپ در آنها، نگارنده مجبور به بازسازی آمار ، برای چندین ماه در ایستگاه های مختلف شده است. از طرفی دیگر ناقص و ناکافی بودن اطلاعات دقیق در مورد منطقه ، به علت جدا شدن این استان از دو استان همجوار خود در سالهای اخیر ، نگارنده ملزم به مراجعه مکرر به سازمان های مختلف، جهت در کنار هم قرار دادن مطالب گسسته و بررسی و تجزیه و تحلیل آنها، نموده است و همچنین به دلیل حجم آمارهای موجود و تجزیه و تحلیل ( 207 ) جدول و ( 207) نمودار بدست آمده در سه پارامتر حداقل دما ، حداکثر دما، بارش ، به صورت ماهانه ، فصلی ، سالانه در طی دوره آماری ( 2005-1959 ) در سه شهر مشهد ، سبزوار و تربت حیدریه و دوره آماری ( 2005 – 1985 ) در دو شهر سرخس و قوچان می باشد . این مسائل و مشکلات نیز در جهت به تعویق افتادن روند انجام آن، دامن زده اند. با همه این موارد تا جایی که امکان داشت سعی شد که آمارها و اطلاعات درست و صحیح ارائه شود تا بر غنای پایان نامه افزوده شود.

فصل دوم
مطالعات نظری

2-1- پیشینه تحقیق
یکی از مسائل مهم که مورد توجه متخصصین رشته های مختلف می باشد تغییر اقلیم در جهان است. توجه به این مسئله که اختلاف متوسط درجه حرارت در حال حاضر با سردترین دوره یخچالی فقط 5 درجه بوده می تواند اهمیت مطالعات تغییر اقلیم را بیان نماید. سالهای قبل از انقلاب صنعتی تقسیم بندی اقلیمی رایج بوده و به واسطه ی تاثیر مستقیم و سرنوشت ساز اقلیم در زندگی انسان ، این پدیده مورد توجه دانشمندان از گذشته های دور بوده است. لیکن پس از انقلاب صنعتی که فعالیت های ناشی از آن سبب افزایش گازهای گلخانه ای و تغییر در ترکیبات جو را به همراه داشته، مسأله تغییر اقلیم مورد توجه دانشمندان هواشناسی و اقلیم شناسی قرار گرفت. توجه جهانی به مسائل اقلیمی در غالب کنفرانس های بین المللی هواشناسی در اگوست 1853 در بروکسل نمود پیدا کرد و اولین کنگره هواشناسی از دوم تا شانزدهم سپتامبر 1873 بر جهانی شدن فعالیتهای هواشناسی تاکید کردند. ( نوریان ، 1366 ، 17 )

پس از تشکیل WMO در سال 1950 داده های این ایستگاه که حاوی اندازه گیری ازن و گازهای گلخانه ای بود در تشریح و تبیین اقلیم بکار گرفته شد. در این راستا فعالیتها و توافقات جهانی در زمینه تغییر اقلیم و نحوه کنترل آن مورد بررسی قرار گرفت.

بر اساس نظر هیئت بین الملل تغییر اقلیم ، میانگین دمای سطح کره زمین در سده بیستم در حدود 6/0 درجه سانتیگراد افزایش یافته است و دما در 8 کیلومتری پایینی جو نیز در چهار دهه گذشته پیوسته روند افزایشی داشته است . (JENKINS & Etal 1990 , 365 )

بر اساس نتایج پژوهش های انجام شده، نشانه های تغییرات اقلیمی در سرتاسر جهان یکسان نیست. در حالی که در برخی از نقاط دنیا افزایش بارندگی و کاهش دما مشاهده می شود، سایر مناطق دنیا از کاهش بارندگی و افزایش دما رنج می برند. هر چند نتایج بسیاری از پژوهش ها بیانگر روند افزایشی و یا کاهشی در بارندگی های سالانه، فصلی و ماهانه می باشند ، اما بیشتر این روندها از نظر آماری معنی دار نیستند .

2-1-1- بررسی تغییر اقلیم در سطوح جهانی و منطقه ای
کارل و رابیسم ( carlond Rebsame ) 1984 ، با بررسی میانگین دوره های متوالی 20 ، 10 ، 5 ساله دما و بارندگی روند تغییرات اقلیمی را در کل کشور آمریکا و بانکرس و میلر ( miller ) 1993 ، در ایالت واکوتای جنوبی مورد بررسی قرار دادند و نشان دادند که دمای هوا رو به افزایش است و از نظر بارندگی برخی از مناطق به خشکی و برخی دیگر به مرطوب شدن گرایش دارند.

در نیمکره جنوبی هم محققان بسیاری افزایش دما را به صورت منطقه ای مورد بررسی قرار دادند برای مثال لاچ ( Louch ) 1995 ، با استفاده از آزمون من کندال میانگین حداقل و حداکثرها را در کوئیزلند استرالیا در بین سالهای 1910 و 1987 مورد بررسی قرار داد و متوجه شد میانگین حداقل دمای روزانه به طور قابل توجهی افزایش و دامنه روزانه در فصلهای تابستان و زمستان کاهش داشته است. اعتقاد بر این است که کاهش مشاهده شده در دامنه دمای روزانه که در دیگر قسمتهای جهان نیز مشاهده شده نتیجه افزایش در پوشش ابر می باشد که موجب کاهش حداکثر دمای روزانه و افزایش حداقل دمای روزانه شده است.

نیلکسون و پالئو ( Nichelson and palao ) 1993 ، به این نکته اشاره کردند که سری بارش ساحل در غرب افریقا از سال 1950 روندی کاهشی را نشان داده است ، که سبب خشکسالی شدید بین سالهای 1986 تا 1990 در این منطقه شده است. استبان ( Esteban ) 1995 ، و همکارانش در مطالعه ای که در 15 ایستگاه فلات اسپانیا به روی میانگین حداکثر و حداقل ها در صد سال اخیر انجام داده اند با استفاده از آزمون ناپارامتری من کندال به کشف روند و تغییرات سریع سری زمانی پرداختند و مشاهده نمودند که حداقل و

میانگین دما افزایش داشته و میانگین حداکثر دما رفتار خاصی نداشته است و بدین ترتیب رابطه بین رشد شهری و افزایش احتمالی حداقل دما را مورد بررسی قرار دادند.
جا ( Jae ) 1996 ، در چین، با استفاده از شاخص خشکی اتمسفری و آزمون من کندال به منطقه بندی اقلیمی چین پرداخته و زمان و مکان تغییرات ناگهانی اقلیم را در این کشور تعیین نموده است .

مطالعات نشان داده است که در بیشتر نقاط یونان و ترکیه یک روند معمول کاهشی و کاهش های ناگهانی در بیش از 30 سال طی اوایل دهه 1970 و سال های 1982 تا 1993 وجود دارد. به همین ترتیب قابل توجه است که هنگام تغییرات بارندگی در شرق مدیترانه ، ناشی از تغییرات گردش اتمسفری ، سبب افزایش گرمای گلخانه ای ثبت شده است. استفاده از روش های آماری در این راستا نشان دهنده افزایش ، در قسمت های شمالی و کاهش تدریجی به سمت جنوب می باشد و برآورد تغییرات بارش مدیترانه ای نشان می دهد که در آینده مشاهده کمی ، کاهش بارندگی در یونان و قسمت هایی از غرب ترکیه در فصول بارش می باشیم.

کونکل و همکارانش ( Konkel ) 1999 ، با کمک روش من کندال روند بارش های سنگین در ایالات متحده و کانادا را مطالعه کرده اند و دریافته اند که تغییرات ده ساله در داده ها غالب بوده است. در این بررسی آشکار شده است که تعداد بارش های سنگین در طی دهه های 1930 تا 1950 کمتر از میانگین ، در دهه 1940 بالاتر از میانگین و دهه های 1960 و 1970 در حد میانگین بوده است. در دهه های اخیر یعنی دهه 1980 و 1990 هم تغییرات سالانه، تعداد بارش های سنگین افزایش یافته است و هم بر فراوانی این گونه بارش ها در ایالت متحده و کانادا افزوده شده است.

چانک و همکارانش ( Chung ) 2000 ، روند بارش و دمای کره را طی سده گذشته مطالعه
کرده اند . نتایج تحقیقات نشان می دهد که طی سده گذشته بارش سالانه کره افزایش یافته است. این افزایش به تقویت سیستم های همرفتی در طی تابستان بر می گردد زیرا نیمی از بارش کره تابستانه است.

راموس ( Ramus ) 2001 ، اگرچه روند معنی دار در بارندگی های سالانه منطقه مدیترانه پیدا نکرد، اما دلوئیس ( Deluis ) و همکاران 2000 ، و گنزالس – هیدالگو و همکاران
( Gonzales – Hidalgo ) 2001 ، نشان دادند که روند بارندگی در ارتباط با تغییرپذیری سالانه بارندگی در مناطق مربوط والنیسا – اسپانیا به طور معنی داری کاهشی است.
با بهره گیری از آزمون های پارامتری و ناپارامتری ، زو و همکاران ( Zu ) 2003 ، روند تغییرات بارندگی را در کشور ژاپن بررسی نمودند و چنین نتیجه گیری کردند که مقدار بارندگی متوسط

در ژاپن ، تغییرات ناگهانی زیادی را تجربه کرده است، در حالیکه هیچ نشانه ای از روند کاهشی و یا افزایشی یکنواخت به چشم نمی خورد. پیکارتا و همکاران ( piccareta ) 2004 ، به این نتیجه رسیدند که مقدار بارندگی سالانه در بسیاری از ایستگاه های باسیلیکا – اسپانیا دارای روند منفی است و مقدار میانگین کاهش بارندگی سالانه در این ایستگاه ها در 30 سال گذشته در حدود 156 میلیمتر بوده است.

2-1-2- بررسی تغییر اقلیم در ایران
ایران در سال 1338 به عضویت سازمان جهانی هواشناسی درآمده که قبل از انقلاب تنها به جنبه های توصیفی هوا می پرداختند. بعد از انقلاب به مسئله خودکفایی در امر کشاورزی ، چند ایستگاه کشاورزی دائر و اطلاعات اقلیمی مورد نیاز کشاورزی را در اختیار سازمانهای مربوطه قرار داده که باز در زمینه مسائل کاربردی تا سالهای اخیر کمتر فعالیتی انجام شده است . تغییرات اقلیمی نیز ، با توجه به اینکه ایران بعنوان عضو 160 از کنوانسیون تغییر آب و هوا در سال 1992 آن را امضاء نمود و در سال 1996 در مجلس شورای اسلامی به تصویب

رسید . ( زینل زاده ، 1354 ، 17 ) ، چندان مورد توجه قرار نگرفته و تنها در سالهای اخیر معدود مقالاتی در این زمینه به رشته تحریر درآمده که آن هم بیشتر جنبه های توصیفی مورد توجه قرار داده اند ولی مطالعات موردی و ناحیه ای قابل توجهی انجام شده است. چنانچه کاویانی ( 1376 ) رژیم های بارش ایران را بررسی کرده و انواع قلمروهای آبی ایران را شناسایی کرده است غیور ( 1375 ) ، تغییرات بارش ایستگاه های دارای آمار بلند مدت را تجزیه و تحلیل نموده و در برخی از نقاط روند افزایشی و در برخی روند کاهشی مشاهده کرده است.

تحقیقات پیرامون وجود یا عدم وجود روند در دما و بارش در ایران صورت گرفته است که در پی یک بررسی در میانگین دمای سالیانه و فصلی ایستگاه مهر آباد در دوره ( 1993 – 1951 ) تشدید دامنه نوسان در زمستان مشاهده گردید. همچنین روند تغییرات دمای فصلی زمستان منفی ولی روند سالانه و فصول دیگر مثبت تشخیص داده شد در طول دوره مطالعه دمای متوسط سالانه یک درجه و فصول بهار تاپائیز به ترتیب 64/1 – 68/1 – 58/1 درجه سانتیگراد افزایش داشته است. علیجانی ( 1375 ) درتحقیقی دیگر آمار یکصد ساله باران سنجی تهران مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و کاهش روند بارندگی در سالهای اخیر و رگبارهای کمیاب با شدت زیاد و مدت کم مشاهده گردیده است و همچنین ایشان با بررسی در میانگین فصلی و سالیانه دما در چهار ایستگاه ( تهران – تبریز – اصفهان – بوشهر ) در بین سالهای 1993 – 1951 روند افزایشی غالبی در این ایستگاهها وجود ندارد و در فصول سرد روندی وجود ندارد و در نتیجه در انتهای تحقیق وجود نوسانات اقلیمی را در سطح کشور نشان می دهد.

مسعودیان ، ( 1376 ) به بررسی اثرات گرم ترشدن سیاره بر چرخه آب پرداخته و نشان داده اند که با افزایش دما، بحران آب منطقه خشک تشدید خواهد شد و انگیزه این مطالعات شناسایی نشانه های تغییرات اقلیمی در مقیاس سیاره ای تا محلی و بررسی پیامدهای این تغییرات برای بخش های اقتصادی ، اجتماعی و سیاسی بوده است.
رستمیان ( 1377 ) تحقیقی بر روی شمال ایران انجام داده ، با استفاده از دو عنصر دما و بارش از طریق آزمون من کندال صورت گرفته است که هیچ گونه روندی را مشاهده نکرده است. ولی پدیده کاهش دمای حداکثر و افزایش دمای حداقل در کل سال به جز زمستان مشاهده نموده که این پدیده در انزلی شدیدتر بوده است.

رضیئتی ( 1379 ) در تحقیقی تحت عنوان الگوهای توزیع زمانی و مکانی بارش های کوتاه مدت در استان تهران ، روش های رتبه بندی ، احتمالی و استفاده از روابط شدت – مدت فراوانی را مورد مقایسه و ارزیابی قرار داده و به این نتیجه رسیده است که روش رتبه بندی مناسب ترین روش تعیین الگوی توزیع زمانی بارش می باشد.
هدایتی ( 1380) در تحقیقی تحت عنوان برخی مشخصه های آماری بارندگی تهران به این نتیجه رسیده است که وقوع بارشها در طی سالهای ( 1998 – 1994 ) در دهک پنجم قرار گرفته در حالی که در سال 1996 که یکی از سال های این دوره می باشد ، در دهک نهم بوده است و کمترین دهک مربوط به فصل پائیز و بیشترین دهک مربوط به فصل بهار بوده است.

روشنی ( 1382 ) به بررسی تغییرات اقلیمی سواحل جنوبی دریای خزر با عناصر دما ، بارش ، رطوبت ، ابرناکی از طریق آزمون من کندال پرداخته است . نتایج بدست آمده در طی سالهای ( 55-1994 ) نشان می دهد که زمان شروع بیشتر تغییرات ناگهانی و تغییرات از هر دو نوع روند و نوسان می باشد و وجود پدیده تغییر اقلیم در این ناحیه کاملاً محرز شناخته شده است.

موحدی ( 1384 ) در تحقیقی با عنوان بررسی تغییرات زمانی – مکانی دما و بارش در حوضه آبریز مارون به این نتیجه رسیده است که بارش حوضه تابعی خطی از تغییرات ارتفاعی است. ضمن اینکه علاوه بر تغییرات مکانی ، تغییرات زمانی ناشی نیز در بارش های حوضه دیده نشده است بطوریکه ناهنجاریهای بارش به خصوص در فصل پائیز ( و بعد از آن در تابستان و بهار ) نمایان تر شده است. این ناهنجاریها حاصل فعالیت ماهانه های همرفتی و پدیده آنسو می باشد و به دلیل دخالت عوامل مختلف و بعضاً ناشناخته در روند زمانی – مکانی عناصر اقلیمی حوضه نمی تواند از قطعیت مطلق برخوردار باشد.

کاویانی و عساکره ( 1384 ) در تحقیقی تحت عنوان بررسی آماری روند بلند مدت بارش سالانه اصفهان، به تحلیل رفتار بارش 103 ساله اصفهان از روش های خطی پرداخته اند که ضمن تشریح روش ناپارامتری من – کندال ، روند غیر خطی نیز مورد توجه قرار گرفته است نتیجه نشان داد که روند خطی ، سهمی و . . . نیز روند حاصل از آزمون رتبه ای من – کندال در سطح 05/0 خطا معنی دار نبوده و بارندگی اصفهان دارای رفتار پایدار بوده و تنها چهار فاز در بارندگی را تجربه نموده است.

با توجه به تحقیقات بسیار زیادی که در زمینه شناخت نوع و شکل تغییر اقلیم صورت گرفته است و از آن جایی که آزمون قدرتمند ناپارامتریک من – کندال در تعیین وجود یا عدم وجود در روند و تعیین تغییرات ناگهانی سری ها و زمان آن توانایی بالایی دارد و ضمناً در کشور ما از این روش کمتر در بررسی سری های اقلیمی استفاده شده ، لازم می آید نتایج کاربری این آزمون در سری های اقلیمی مورد بحث و بررسی قرار گیرد و با نتایج سایر نقاط جهان مقایسه گردد تا جایگاه تحولات اقلیمی کشورمان در جهان مشخص گردد .

لذا با توجه به اینکه تا کنون بررسی روند تغییرات اقلیمی دما و بارش در طی دوره های آماری موجود در خراسان رضوی انجام نشده است نگارنده تصمیم به بررسی و شناخت این تغییرات اقلیمی نموده است.

2-2- مبنای نظری تحقیق
برای فهم تغییر اقلیم ابتدا باید خود اقلیم و چگونگی عملکرد آن را فهمید و در واقع جو مولفه مرکزی سامانه پیچیده ، وابسته و دارای تاثیر متقابل محیط جهانی است که همه حیات بدان بستگی دارد و اقلیم ممکن است بعنوان رفتار دراز مدت این سامانه محیطی تعریف شود. جهت فهم کامل تغییرات در مولفه جوی سامانه اقلیم باید خورشید، اقیانوسها، صفحات یخی ، پوسته زمین و اشکال حیات درک و شناخته شود. بعلاوه ما باید به این مساله که سامانه ای تحت عنوان سامانه اقلیم یا آب و هوا وجود دارد، اعتراف کنیم و بدانیم که این سامانه

شامل جو ( هواکره) ، هیدروسفر( آب کره )، لیتوسفر ( سنگ کره ) ، بیوسفر ( زیست کره ) و کریوسفر ( یخ کره ) می باشد. سامانه اقلیم درگیر انرژی و رطوبتی است که بین پنج لایه یا کره مذکور رخ می دهد. این تبادلات ، جو یعنی مهمترین مولفه سامانه اقلیم – را به دیگر کره های سامانه پیوند می دهد. بطوریکه تمام کارکردها مانند یک واحد، با تاثیرات متقابل و بسیار پیچیده مطرح می شوند. تغییرات در سامانه اقلیم بطورمجزا رخ نمی دهند، بلکه وقتی یک قسمت آن تغییر می کند مولفه های دیگر نیز واکنش نشان می دهند.

هرگونه تغییر در موازنه انرژی بین اجزاء تشکیل دهنده سامانه منجر به واکنش سامانه اقلیمی شده و تغییراتی را که جهت رسیدن به یک نقطه توازن دیگر ادامه خواهد داد. تغییرات طبیعی که در توازن انرژی رخ می دهد را معمولاً « واداشت » می گویند. بطوریکه واداشتهایی که سبب تغییر در موازنه تابش گردیده و ضرورتاً موجب تغییر در تابش خالص می شوند را به عنوان واداشت تابشی می شناسند و واحد اندازه گیری آن و واحد اندازه گیری آن همانند خود تابش وات بر متر مربع ( WM-2 ) است. این واداشتها می توانند در مقیاس زمانی و

مکانی متفاوت رخ دهند. نمونه خوبی از این تغییرات به خروجی انرژی خورشیدی مربوط است که اغتشاش در موازنه تابش را به دنبال دارد. این در حالی که تغییر در آب و هوا نمی تواند موجب تغییر در خروجی خورشید گردد. از جمله دیگر عوامل بیرونی تغییر در پارامترهای مربوط به فعالیت های زمین می باشند که باعث تغییر در ترکیبات جو و تغییر در پوشش سطحی می شوند. این واداشتها اغلب ناشی از فرآیندهای ژئوفیزیکی هستند. اینها شامل فعالیت های آتشفشانی و هوازدگی ، تغییر در سطح خشکی ها ، فعالیت های دراز مدت تکتونیکی همچون کوه زایی ، جا به جایی قاره ها و انحراف قطبین می باشد. دیگر واداشتها مرتبط به سامانه اقلیم هستند و توسط اقلیم متاثر می شوند. برای مثال افزایش پوشش برف می

تواند باعث تغییر اقلیم از طریق افزایش انعکاس تابش خورشیدی شوند. در حالیکه پوشش و میزان برف تابع شرایط آب و هوایی می باشد.
علل درونی تغییر اقلیم با بازخوردها و همینطور اندر کنش های زیاد بین مولفه های سامانه اقلیم مرتبط است این تغییرات و ناهنجاریها با بازخورد بداخل سامانه اقلیم تغییرات بیشتری را سبب

می شوند. تمایز بین وداشتهای بیرونی و درونی تغییر دهنده شرایط اقلیمی همیشه آسان نیست. هر گاه صحبت از تغییر اقلیم به میان می آید ، مکانیسم های واداشت تابشی بیشتر مورد توجه قرارمی گیرد. چرا که هم عوامل داخلی و هم عوامل خارجی تغییر اقلیم از طریق واداشت تابشی و تغییر در موازنه انرژی عمل می کنند. ( عزیزی ، 1383 ، 16-15 )0

2-3- تغییر اقلیم
تغییرا قلیم یک پدیده پیچیده اتمسفری – اقیانوسی جهانی و دراز مدت است. این پدیده متاثر از عواملی چون فعالیت های خورشیدی ، آتشفشانها ، اتمسفر ، اقیانوسها و درصد گازهای گلخانه ای موجود در اتمسفر می باشد که بر یکدیگر متقابلا اثر می گذارند. این تغییرات منجر به دگرگونی در وضع آب و هوا ، تغییر توزیع زمانی و مکانی بارش و نوع آن ( جامد یا مایع ) ، جریانات سطحی ، تبخیر ، تغذیه سفره آبهای زیرزمینی و کیفیت آب شده و بطور کلی روند جدیدی را در اقلیم جهانی موجب می شود که برخی از موارد مهمتر را توضیح می دهیم.

بین تغییر اقلیم و تغییرپذیری اقلیمی از نظر علمی تفاوت وجود دارد. واژه تغییر پذیری اقلیمی یا نوسانات اقلیمی به تغییرات آب و هوایی حول مقدار متوسط اطلاق می شود. این تغییرات که نسبتاً کوتاه مدت و موضعی می باشند نمایانگر روند گرمایش یا سرمایش نبوده و از سالی به سال دیگر تفاوت نمی کند. تغییر اقلیم یک پدیده پیچیده اتمسفری – اقیانوسی ، ناشی از افزایش گازهای گلخانه ای بوده که باعث گرم شدن زمین و تغییر رفتارهای هیدرولوژیکی برخی مناطق جهان می گردد . در واقع افزایش بی رویه جمعیت همراه با رشد شهرها و گسترش سیسمتهای ارتباطی ، صنعت و حمل و نقل ، منجر به آلودگی هوا شده است. از طرفی در سده اخیر گسترش فعالیت های صنعتی و بالا رفتن مصرف انرژی ، فشار فزاینده ای را بر لایه های مختلف اتمسفر سبب شده که موضوعات آلودگی هوا ، بارانهای اسیدی ، تخریب لایه ازن و تغییرات آب و هوایی اکنون در سراسر جهان مطرح باشد.

تغییرات اقلیم و افزایش احتمالی متوسط درجه حرارت یا گرم شدن جهانی ، همراه با بالا آمدن سطح آب دریاها تهدید جدی علیه همه کشورهای جهان خواهد بود. یکی از عوامل اصلی گرم شدن جهانی وجود گازهای گلخانه ای است. از بین گازهای مهم گلخانه ای که موجب تغییرات آب و هوایی و گرم شدن کره زمین می شوند، دی اکسید کربن که عمدتاً در نتیجه استفاده از سوختهای فسیلی در اتمسفر رها می شود در حال حاضر عامل اصلی بیش از 60 درصد افزایش تغییر اقلیم ( افزایش اثر گازهای گلخانه ای ) می باشد و سطح غلظت آن در اتمسفر در هر 20 سال بیش از 10 درصد افزایش می یابد. برآورد می شود که میزان دی اکسید کربن از PPM 350 به 450 در سال 2030 خواهد رسید.( BN , 1991 ) این افزایش

تاثیر مهمی در افزایش دمای کره زمین و بالطبع تغییرات حاصل از آن دارد، که با توجه به میزان انتشار دی اکسید کربن و شناخت اثرات آن می توان نقش این عامل را در آینده اقلیمی کره زمین تخمین زد. ( BN , 1990 ) برخی از گازهای گلخانه ای در اثر نابودی جنگلها و برخی دیگر از جمله متان از بقایای ضایعات و زباله ها، فاضلابهای شهری و انسانی ، اسپری و مواد خنک کننده ، کشت برنج و استفاده از کودهای شیمیایی وارد اتمسفر می شوند . ( طباطبایی ، 1382 ، 12 ) از عوامل دیگر ترکیبات جوی که در تغییر اقلیم نقش دارند ، هواویزه ها می باشند . جمع شدن ذرات خارجی در اتمسفر زمین باعث تغییراتی در میزان انرژی رسیده به سطح زمین می شود که با تاثیر گلخانه ای سبب افزایش دمای هوا می شوند. با

تعیین میزان ورود این ذرات و نوع اثر آنها می توان میزان نقش آنها را در تغییر اقلیم مشخص نمود. ازن از گازهای گلخانه ای حاضر در پوش سپهر و ورد سپهر است . تغییر در میزان ازن باعث تغییر در تابش اشعه خورشید و تشعشعات زمینی می شود. با بررسی نوع روند ازن در سطوح مختلف جو می توان نقش آن را در تغییر اقلیم معین و برای آینده پیش بینی نمود. ( BN , 1995 ) گرچه اطلاعات زیادی در دو دهه اخیر در مورد گازهای گلخانه ای بدست آمده اما خیلی چیزها هنوز کاملا روشن نشده است. از جمله اینکه منابع تولید گازهای گلخانه ای غیر از فعالیتهای انسانی ، چه منابعی هستند ؟ لیکن با توجه به نقش کلیدی کربن در بیشتر گازهای گلخانه ای ، بطور قطع

فعالیت های انسانی در تداوم و گسترش سیکل کربن در طبیعت بخصوص در فعالیتهای صنعتی و مصرف انرژی برای تولید گازهای گلخانه ای مسلم است. بنابراین سهم کشورهای صنعتی در ایجاد و توسعه گازهای گلخانه ای باید مورد توجه قرار گیرد.

امروزه وقتی صحبت از تغییر اقلیم می شود بیشتر نظرها معطوف به نقش انسان و انجام
فعالیت هایی که موجب این تغییرات می شود ، می گردد ، آنچه اکثر محققان به آن معتقدند شروع تغییر اقلیم در کره زمین و گرم تر شدن آن می باشد و اختلاف نظرها عمدتاً حول علت این تغییرات شکل می گیرد . در این فصل سعی در معرفی این علل با توجه به نوع تأثیر آنها بر اقلیم شده است .

2-3-1- علل تغييرات اقليم
بررسي اقليم دیرینه زمین و ترسیم تصویری از آن کاری مشکل است ، اما آگاهی یافتن از علت تغییرات اقلیمی و استنتاجی منطقی از تأثیر عامل یا عوامل مؤثر در چگونگی پیدایش آنها مشکل تر است . در بررسی علل تغییرات اقلیمی ، اساساً به دو عامل زمینی و کیهانی توجه شده است . عوامل زمینی ، بر تغییراتی که در داخل سیستم جو روی می دهند مبتنی هستند مانند تغییر مقدار نمک آب اقیانوس ها ، تغییرات گردش اتمسفری ، تغییر محل قطب ها و جابجایی قاره ها ، عوامل کیهانی، عواملی هستند که در خارج از سیستم جو روی می دهند مانند تغییر مدار زمین ، جذب انرژی به وسیله ذرات و غبارهای کیهانی و تغییر در میزان انرژی تابشی خورشید . ( شرهاک ، Scherhag )
عوامل مؤثر در تغییر اقلیم را در چهار گروه اصلی قرار داده است :

1- فرآیندهای خورشیدی
2- تأثیر فضای بین ستاره ای و بین سیاره ای
3- نوسان های مدار زمین
4- فرایندهای رخ دهند در زمین

سه عامل اول مربوط به علل غیرزمینی می باشند . بنابراین فقط به تشریح علت چهارم یا فرایندهای رخ دهنده در زمین می پردازیم .
در طی دوران های زمین شناسی ، تحولات عظیمی نظیر جابجایی قاره ها و در نتیجه تغییر توزیع خشکی ها و آبها ، گسترش یخچال ها ، فوران های آتش فشانی گسترده در سطح زمین رخ داده است که هرکدام به نوبه خود نقش مهمی در ایجاد تغییرات اقلیمی زمین در گذشته داشته اند. امروزه نیز به عقیده بسیاری از دانشمندان نقش انسان در تشدید تغییر اقلیم افزایش یافته و فعالیت های صنعتی در تولید گازهای گلخانه ای مخرب لایه ازن باعث بروز تغییراتی در اقلیم زمین شده است .
تغییرات اقلیمی در مقیاس زمان را می توان به طور کلی به چند نوع تقسیم کرد :

1- تغییرات بلند مدت در مقیاس چند میلیون سال .
2- تغییرات در مقیاس هر ده هزار تا بیست هزار سال .
3- تغییرات چند ساله .

علت تغییرات نوع اول عمدتاً به عوامل زمین شناسی مانند جابجایی قاره ها مربوط می شود ، علت نوع دوم تغییرات اقلیمی دوره های یخچالی و بین یخچالی را دربرمی گیرد که علت آن عمدتاً ناشی از تغییر مدار زمین به دور خورشید و پخش خاکسترهای آتشفشانی در هوا و در نتیجه تغییر میزان تابش دریافتی توسط زمین بوده است . آخرین نوع تغییرات که از بررسی اندازه گیری های قرون اخیر نتیجه شده است ، علاوه بر دلایل طبیعی همچون اثرات خورشید ، عوامل انسانی را نیز در اقلیم دخیل می داند .

داده هایی که برای کنترل و مراقبت آب و هوای جهان مورد نیاز بوده و با توجه به آنها تغییرات اقلیمی ردیابی می شود به سه دسته تقسیم می شود :
1- داده های مربوط به نیروها و عوامل مؤثر در اقلیم مانند پارامترهای خورشیدی ، غلظت گازهای گلخانه ای و هوا ویزها در جو .
2- داده های مربوط به وضعیت قبلی اقلیم .

3- داده های متنوع دیگری که پارامترهای مختلف اقلیم را در سطح وسیعی دربرمی گیرند از جمله پدیده هایی چون فراوانی و شدت النینو ، مونسون و ...
جهت مطالعه و مدل سازی شرایط اقلیمی و روند تغییرات آن در دوران های زمین شناسی از میراث اقلیمی گذشته کمک گرفته می شود ، نظیر مطالعه روی سنگواره ها و تنه درختان ، که با استفاده از روش سنجش با کربن 14 می توان قدمت سنگواره ها را اندازه گیری نمود و با بررسی شرایط زیست آنها ، پی به اقلیم زمان زیست آنها برد . ( براتیان ، 1377 ، 47 ) در واقع یک محصول مهم فعالیت خورشیدی تشکیل کربن 14 در جو می باشد . وقتی فعالیت خورشیدی زیاد است ، نتیجتاً تعداد لکه های خورشیدی نیز بالاست ، باد خورشیدی اشعه کیهانی را از لایه استراتوسفر زمین منحرف می کنند . این مسئله تولید کربن 14 را کاهش می دهد که با دماهای گرم تر همبستگی دارد . وقتی فعالیت های خورشیدی کم است

بنابراین تولید کربن 14 افزایش می یابد . افزایش در میزان کربن 14 در اثنای دوران های حداقل لکه های خورشیدی ولف (Wolf) (280-1340) اسپرر (Sporer) (1420-1530) و مآندر (Maunder) (1645-1714) با دلیل و مدرک به اثبات رسیده است . همچنین این دوره ها در نیمکره شمالی سردتر بوده اند . در تئوری سیمپسون هر سیکل تابش خورشیدی شامل دو سیکل یخچالی و بین یخچالی در زمین می شود . در این نظریه افزایش تابش در ابتدا به علت افزایش تبخیر ، ابرناکی بیشتر ، آلبدو سیاره ای بیشتر و افزایش ریزش برف در نواحی

کوهستانی دوران یخچالی را به دنبال دارد . با تداوم افزایش دما بارش برف تبدیل به باران شده و منجر به ذوب یخچال ها و یک دوره بین یخچالی می شود . همین طور با کاهش تابش، دومین دوره یخچالی آغاز می شود . به علاوه با کاهش تابش ، تبخیر و بارش را هم کاهش می دهد . نتیجه این شرایط ، منجر به کاهش یخچال ها و شروع یک دوره بین یخچالی سرد می شود ( عزیزی ، 1383 ، 74-73 ) .

با مطالعه حلقه های رشد تنه درختان می توان میزان گرم تر یا سردتر شدن زمان ها را سنجید ، به این طریق که فاصله بیشتر حلقه های رشد تنه درختان نشان دهنده دوران مرطوب تر با انرژی دریافتی بیشتر و درجه گرمتر است و حلقه های نزدیک به هم نشانه سال های سرد و خشک می باشد . مطالعه میزان پیشروی یا پسروی یخ ها در مناطق منجمد و ارتفاعات که به افزایش و کاهش میزان یخبندان بستگی دارد ، نشانه ای از وضعیت

دما و تغییرات اقلیمی است . با استفاده از این نوع اطلاعات می توان وضعیت اقلیمی و تغییرات آب و هوای ده تا بیست هزار ساله را به دست آورد . ( Kenneth Hare , 1985 )

2-3-2- تغییرات کنونی اقلیم
بسیاری از دانشمندان معتقدند که سیاره ما دارای نشانه هایی از گرم تر شدن تدریجی است زیرا بیشتر انرژی رسیده از خورشید ، در جو نگهداری می شود و غیر قابل خروج از اتمسفر کره زمین است و در واقع به دام می افتد . گازهای گل خانه ای جو نیز مانع خروج تابش موج بلند سطح زمین می شوند . در حدود 20 درصد از تابش موج بلند خروجی در هنگام برگشت ، در هشت کیلومتری اول جو زمین و مقدار بسیار زیادی از آن در چهار کیلومتری اول تروپوسفر جذب می شوند .
امواجی که توسط گازهای گلخانه ای به طرف پایین ساطع می گردند ، لایه های پایینی را گرم کرده و سرانجام آن را به دمای بالاتری می رسانند . تشدید گرمای گلخانه ای ، در جو تحتانی زمین ، ممکن است سبب سرمای استراتوسفری شود .

در دوره ما قبل صنعتی ، بطور طبیعی مقدار گرما در سطح زمین 15 درجه سانتی گراد و بیشتر از آستانه 18- درجه سانتی گراد که حیات را به مخاطره می اندازد ، حفظ می شد ، این تعادل بیشتر ناشی از نقش بخار آب بود . طبعاً سایر گازها از قبیل دی اکسید کربن ، متان (CH) ، ازن و اکسید نیتروژن (N2O) به عنوان گازهای گلخانه ای جو ، شناخته شده تر به شمار می روند . بشر قادر است غلظت تمام این گازها را افزایش دهد . به علاوه گازهای جدید که از تولیدات کارخانه ای ناشی می شوند در واداشت تابشی گلخانه ای قابل ملاحظه می باشند . ( عزیزی ، 1383 ، 192 ) ، (جدول 2-1) .

جدول 2-1 تغییرات گازهای گلخانه ای بعد از سال 1750 ، توان گرمایی صدساله نسبت به توان گرمایی CO2 و طول عمر گازهای عمده گلخانه ای تا سال 2002

با وجود آنکه علل واقعی تغییر پذیری اقلیمی به طور کامل شناخته نشده است ، فرایندهای مختلفی به عنوان عامل مؤثر در تغییرات اقلیمی مطرح شده اند ، ولی تقریباً می توان گفت که تمام این فرضیه ها ، محور یکی از مهم ترین بحث های خود را در رابطه با مقدار یا پراکندگی گرما و سرمای جو زمین قرار داده اند . از آنجا که گردش عمومی جو با نحوه توزیع و پراکندگی انرژی مشخص می شود و چون آب و هوای کره زمین رابطه مستقیم با گردش عمومی جو دارد ، بنابراین تغییر وضعیتی که در شدت یا الگوی گرمایش زمین روی می دهد ، موجب تغییرات اقلیمی می شود و با ایجاد این تغییرات در مقیاس جهانی ، جریانات عمومی جو و جریانات عمومی آب اقیانوس ها در عمق و سطح که در مدل جهانی مشخص هستند و کنترل کننده و مشخص کننده آب و هوای کلی جهان می باشند نیز تغییر خواهند کرد .