مقاله افزایش تراز دریاها در اثر گرمشدن جهانی (مروری برکارهای گذشته)

word قابل ویرایش
11 صفحه
دسته : اطلاعیه ها
12700 تومان
127,000 ریال – خرید و دانلود

افزایش تراز دریاها در اثر گرمشدن جهانی (مروری برکارهای گذشته)
چکیده
افزایش تراز آب دریاها در دهه گذشته روند رو به رشدی داشته است. اطلاعات تراز آب دریاها امروزه به کمک اندازهگیریهای ماهوارهای دقت بسیار بالایی دارد. اندازهگیریهای انجام شده در ایستگاههای ساحلی روند افزایشی ۱/۸-۰/۳میلیمتر در سال را در ۵۰ سال گذشته برای تراز آب دریاها نشان میدهند در حالی که اندازهگیریهای انجام شده توسط ماهوارههای TOPEX/Poseidon و Jason-1 مقدار ۳/۱-۰/۴ میلیمتر در سال را برای سالهای ۱۹۹۳ به بعد گزارش میدهند. در این مقاله به بررسی مقدار افزایش تراز آب دریاها و همچنین علل آن با توجه به پژوهشهای انجام شده پرداخته خواهد شد.
کلمات کلیدی: تغییر اقلیم، افزایش تراز آب دریا، انبساط گرمایی، ذوب یخ، ذخیره زمینی آب

-۱ مقدمه
برای بیان شرایط “آب و هوا”۳ در یک زمان و مکان مشخص و همچنین برای تعیین “اقلیم”۴ یک منطقه پارامترهایی مانند دما هوا، میزان بارش، سرعت باد، میزان ابری بودن هوا، فشار هوا و … بیان میشود. ولی بین “آب و هوا” و “اقلیم” تفاوت وجود دارد.[۱] آب و هوا شرایط فعلی جوی است که شامل دما، بارش، باد، میزان ابری بودن و میزان رطوبت در یک مکان مشخص میشود. در حقیقت آب و هوا آنچیزی است که در حال رخ دادن است یا در آیندهای بسیار نزدیک (به طور مثال چند روز) رخ خواهد داد. از سوی دیگر اقلیم شرایط عمومی آب و هوا میباشد. به بیان دیگر اقلیم شرایط متوسط آب و هوا در یک منطقه است. روند رو به رشد استفاده از سوختهای فسیلی پس از انقلاب صنعتی (سال ۱۸۵۰میلادی) و رشد فزاینده این روند در چند دهه اخیر باعث افزایش بیش از حد تولید گازهای گلخانهای به ویژه دیاکسیدکربن شده است. این عامل باعث سرعت بخشیدن به پدیدهی “گرم شدن جهانی”۱ شده است. از تبعات این پدیده برهم خوردن ایستایی روند متغییرهای اقلیمی در سطح زمین میباشد که به آن “تغییر اقلیم”۲ میگویند.
این پدیده اثرات زیادی بر کشاورزی، سیستمهای منابع آب، محیط زیست، صنعت و … خواهد داشت که لزوم مطالعه و بررسی دقیقتر آن را آشکار میسازد.
در سال ۱۹۸۸ میلادی هیئتی با نام شورای بینالدول تغییر اقلیم (IPCC) 3 با همکاری دو ارگان سازمان ملل متحد یعنی سازمان جهانی هواشناسی (WMO)4 و برنامه محیطزیست سازمان ملل متحد (UNEP)5 تشکیل شد. یکی از اهداف اصلی این شورا تحقیق و بررسی در رابطه با مقولههای علمی و فنی و خطرات بالقوه تغییرات آب و هوا و همچنین اثرات آن در سطح جهان و تعیین سیاستهای مقابله با آن میباشد. این شورا در سال ۱۹۹۰ میلادی اولین گزارش ارزیابی خود را در رابطه با تغییر اقلیم منتشر کرد. آخرین و چهارمین گزارش آن نیز در سال ۲۰۰۷ میلادی منتشر شده است.
در چهارمین گزارش این شورا [۲] آمده است که متوسط دمای سطح زمین در طی دوره ۱۰۰ ساله ۱۹۰۶ تا ۲۰۰۵ به میزان ۰/۷۴ سانتیگراد با خطای -۰/۱۸ سانتیگراد افزایش یافته است و این در حالی است که افزایش دما در۵۰ سال دوم این دوره نسبت به ۵۰ سال اول آن دو برابر بوده است. همچنین تغییرات مقادیر اکسترمم دما با گرم شدن اقلیم سازگار است؛ یعنی افزایش مقادیر ماکزیمم دما با کاهش تعداد روزهای یخبندان، افزایش تعداد روزهای با گرمای شدید و کاهش تعداد روزهای با سرمای شدید در ۷۰ تا ۷۵ درصد مناطق سطح زمین، که داده آن در دسترس بوده است، تطابق دارد. از این مقایسه، نتیجه شده است که تغییری که در اقلیم مناطق مختلف مورد بررسی، رخ داده است، در اثر پدیده گرمشدن جهانی می- باشد و این تبعات و تغییرات، تغییر اقلیم نامیده شده است.
از جمله شواهد تغییر اقلیم که در دو دهه اخیر مورد توجه قرار گرفته است، تغییرات تراز آب دریاها میباشد. اجزا متعددی در سیستم کره زمین به صورت غیرخطی در تغییرات تراز آب دریاها اثر گذار هستند که شناسایی و درک هر یک از آنها یک اقدام مؤثر در شناسایی هر چه بیشتر تغییر اقلیم میباشد.
در فصل پنجم گزارش چهارم کارگروه ۱ شورای بین- الدول تغییر اقلیم در رابطه با تغییرات تراز آب دریاها آمده است: “امروزه تغییرات تراز آب دریا از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است چون این موضوع میتواند اثرات زیادی بر جوامع ساکن در مناطق ساحلی و جزایر داشته باشد.”
نظر به اهمیت موضوع تراز آب دریاها و تبعاتی که کاهش یا افزایش این تراز در بر خواهد داشت در این مقاله به ارائه مروری بر دانش موجود در زمینه تغییر تراز آب دریاها و کارهای انجام شده در این زمینه پرداخته خواهد شد.
-۲ تغییرات مشاهده شده در تراز آب دریاها
تا قبل از سال ۱۹۹۰ اطلاعات تراز آب دریاها توسط ایستگاههای ساحلی۶ اندازهگیری میشد. طول اطلاعات موجود در این بازه در اکثر ایستگاهها به حداکثر ۵۰ سال میرسد و معدود ایستگاههایی هستند که اطلاعات بیشتر از ۵۰ سال داشته باشند. مطالعات Douglas و Peltier نشان داد که با استفاده از اطلاعات ایستگاههای با دادهی بیش از ۵۰ سال مقدار تغییرات تراز آب دریاها در قرن بیستم برابر با ۱/۸۴-۰/۳۵ میلیمتر در سال بدست می-آید.[۳,۴] این مقدار بسیار بیشتر از مقداری است که برای دوره قبل از انقلاب صنعتی (قبل از ۱۸۵۰ میلادی) از روی رسوبات اقیانوسها بدست آمده است ۱) میلیمتر در سال).[۵]
مطالعات دیگری که توسط افرادی چون Holgate و [۶] Woodworthو همچنین Church و همکاران [۷] انجام شده است مقدار افزایش تراز آب را ۱/۸ میلیمتر در سال برای بازه ۱۹۵۰ تا ۲۰۰۰ نشان میدهد که با مقدار بدست آمده توسط Douglas و Peltier همخوانی دارد.
در مطالعات انجام شده بر روی دادههای ایستگاههای ساحلی هیچگونه شتابی (روند افزایشی فزاینده) در افزایش تراز آب دریاها در سالهای پایانی قرن بیستم مشاهده نشده است ولی مطالعات Church و White بر روی دادههای بازسازی شده تراز آب دریاها نشان داد که یک روند افزایشی ۱/۷ میلیمتر درسال به ازای هر قرن در دادههای وجود دارد.[۸]
در سال ۱۹۹۲ با ارسال ماهواره TOPEX/Poseidon به فضا اندازهگیری تراز آب دریاها با دقت بالا آغاز شد. در سال ۲۰۰۱ نیز ماهواره Jason-1 در ادامه مأموریت ماهواره TOPEX به فضا پرتاب شد و هماکنون یک مجموعه داده ۱۶ ساله از تراز آب دریاها در اختیار می-
باشد. این ماهواره هر ۱۰ روز یکبار به طور کامل دور زمین میچرخد و در نتیجه، اطلاعات آن از تراز آب دریاها به صورت ۱۰ روز یکبار است. دقت اندازهگیریهای آن در حدود ۵-۴ میلیمتر است. این اطلاعات تا سال ۲۰۰۶ یک افزایش ۳/۱-۰/۴ میلیمتر در سال را برای تراز آب دریاها نشان میدهد که در شکل شماره ۱ نشان داده شده است.[۹,۱۰] خطای این دادهها مربوط به خطای کالیبراسیون تجهیزات اندازهگیری داخل ماهواره است که توسط اطلاعات اندازهگیری شده با ایستگاههای ساحلی کالیبره شده است و خطای آن حذف شده است.[۱۱]
به وضوح قابل مشاهده است که اطلاعات ماهواره وجود یک روند افزایشی در تراز آب را اثبات میکنند اما سؤال اینجاست که آیا این روند در سالهای آتی هم ادامه خواهد داشت یا اینکه این یک پدیده کوتاه مدت میباشد.
نکته قابل توجه دیگر یکسان نبودن میزان تغییرات در مکانهای مختلف است. درست است که بر طبق اطلاعات ماهوارهای تراز آب دریا به طور قابل ملاحظهای روند افزایشی پیدا کردهاست ولی بر طبق اطلاعات ایستگاههای ساحلی در بعضی مناطق مانند غرب اقیانوسیه مقدار افزایش تراز آب حدود ۵ برابر مقدار محاسبه شده توسط اطلاعات ماهوارهای میباشد و بر عکس در مناطقی چون شرق اقیانوسیه تراز آب دریا در مدت مشابه کاهش داشته است.

-۳ طبقهبندی عوامل افزایش تراز آب دریاها
در راستای درک علل افزایش تراز آب دریاها تحقیقات و پژوهشهای متعددی صورت گرفته ولی هنوز عدم قطعیتهایی در این زمینه وجود دارد. تغییر تراز دریاها ناشی از مجموعه اجزا مختلفی در سیستم کره زمین است که هریک به صورتی کاملاً غیرخطی در این تغییرات دخیل هستند، در نتیجه هر گونه تلاشی برای درک و کاهش عدم قطعیتها در این عوامل از اهمیت خاصی برخوردار است.
عوامل اصلی دخیل در تغییر تراز دریاها در اثر تغییر اقلیم را میتوان در دو گروه (۱ انبساط گرمایی و (۲ تبادل آب بین اقیانوسها و دیگر مخازن آبی (شامل تودههای یخ، یخچالهای طبیعی، مخازن آب احداث شده توسط بشر بر روی زمین و اتمسفر) طبقهبندی کرد که در ادامه هر یک از عوامل شرح داده میشوند.[۲]

شکل :(۱) تراز متوسط آب دریا از روی اطلاعات TOPEX و Jason-1 نقاط نشاندهنده اطلاعات خام میباشد (قرمزها مربوط به TOPEX و سبزها مربوط به (Jason-1 خط آبی رنگ، نمودار هموار اطلاعات تراز آب ۶۰ روزه میباشد. خط مشکی هم بهترین خط گذرا از داده- ها به روش حداقل مربعات است. [۹, ۱۰]

-۱-۳ انبساط گرمایی
تراز آب دریاها در اثر گرمشدن افزایش و در اثر سرد شدن کاهش خواهد یافت چون چگالی آب تغییر خواهد کرد. اگر افزایش دما ثابت بود، تغییر متوسط تراز دریای آزاد همسان با افزایش میزان گرمای دریاها بود. ولی از آنجایی که آبهای گرم نسبت به آبهای سرد با افزایش یکسان مقدار گرما، بیشتر پخش میشوند و همچنین آب در فشارهای بالا بیشتر از فشارهای کم پخش میشود، تغییر تراز متوسط آبهای آزاد به توزیع سهبعدی تغییرات دمای اقیانوسها وابسته است .[۲]

اطلاعات مربوط انبساط گرمایی اقیانوسها از طریق اندازهگیریهای عمق – دما که توسط کشتیها انجام می- شود بدست میآید. این اطلاعات نشان میدهد که در طول ۵۰ سال گذشته اقیانوسها به طور قابل ملاحظهای ولی نه به طور یکنواخت گرمشدهاند.[۱۲] در مقیاس جهانی انبساط گرمایی باعث افزایش تراز دریا در حدود ۰/۴ میلیمتر در سال در ۵۰ سال گذشته شده است .[۱۳,۱۴]ولی بر طبق تحقیقات انجام شده در طول سالهای ۱۹۹۲ تا ۲۰۰۶ میزان اثر انبساط گرمایی در افزایش تراز دریا در حدود ۱/۵ میلیمتر در سال بوده است .[۱۵,۱۶,۱۷] اثر انبساط گرمایی نیز مشابه تغییر تراز آب دریاها در مکان-
های مختلف متفاوت است.
-۲-۳ تبادل آب بین اقیانوسها و دیگر مخازن آبی
تراز آب دریاها اگر آبی به آنها اضافه شود افزایش می- یابد و اگر آبی از آنها کاسته شود، کاهش مییابد. در این بخش سه توده جرم اصلی یعنی اتمسفر، یخها و یخچالها و ذخیره زمینی آب۱ مورد بررسی قرار خواهند گرفت.
میزان آب موجود در اتمسفر معادل ۳۵ میلیمتر از تراز آب دریاها میباشد و روند تغییر در این ذخیره آب (اتمسفر)، به میزان ۰/۰۴ میلیمتر در سال که در دهههای اخیر مشاهده شده است، در مقایسه با یخهای اقیانوسها، یخچالهای طبیعی و آبهای ذخیره شده بر روی زمین ناچیز است .[۲] اندازهگیریهای مشاهداتی از یخچالهای موجود بر روی سطح زمین بسیار محدود است و یک بخش بسیار کوچکی از آنها به صورت مستمر پایش می- شوند. ولی وقتی که مشاهدات این یخچالها به کل سطح زمین و برای بقیه یخچالها تعمیم داده میشود، نشان میدهد که حدود ۰/۵ میلیمتر در سال در ۴۰ سال گذشته در افزایش تراز دریاها مؤثر بودهاند .[۲] این مقدار برای بازه ۱۹۹۳ تا ۲۰۰۳ برابر با ۰/۸ میلیمتر در سال بوده- است .[۱۸]
تأثیر یخهای گروئینلند و قطب جنوب در افزایش تراز آب دریاها هنوز به طور کامل معلوم نشده است. ولی اندازه- گیریهایی که به کمک سنجش از دور بر روی تراز یخ در سطح این دو توده در دو دهه اخیر انجام شده است نشان میدهد که مقادیر یخ این دو توده در حال کاهش است و در حدود ۰/۱ تا ۰/۲ میلیمتر در سال (در ۲۰ سال اخیر) در افزایش تراز آب دریاها مؤثر بودهاند.[۱۹,۲۰,۲۱]

از سال ۲۰۰۲ که ماهواره GRACE 2 به فضا پرتاب شده است امکان اندازهگیری تغییرات زمانی و مکانی در جرم- های سیال و جامد در زیر و روی پوستهی زمین فراهم شده است. در مقایسه با اندازهگیریهای سنجش از دور گذشته که فقط تراز یخ را اندازهگیری میکردند و باید با استفاده از چگالی یخ مقدار آن تخمین زده میشد، ماهواره GRACE اطلاعات جرم یخ و تغییرات آن را مستقیماً اندازهگیری میکند. مشاهدات GRACE از گروئینلند مقادیر ارائه شده توسط اندازهگیریهای قبلی را تأیید می-کند. در قطب جنوب هم GRACE کاهش حجم یخ در ۴-۳ سال گذشته را نشان میدهد .[۲۲,۲۳,۲۴]
تغییرات در شوری آب دریاها میتواند معیاری از ذوب- شدن یخهای موجود در اقیانوسها باشد ولی به دلیل نبود دقت کافی در تخمین حجم یخهای موجود در اقیانوسها و همچنین تخمین تغییر شوری آب، خطای برآورد این تغییرات در آب دریاها بسیار بالا است.یکی دیگر از موارد مطرح در بحث تبادل آب بین دریاها و مخازن آبی دیگر، تبادل آب با ذخیره زمینی آب است که تغییرات در این ذخیره باعث تغییر در تراز آب دریاها میشود. ذخیره زمینی آب شامل تمامی مقدار آبی است که در سطح و زیر زمین موجود است. یعنی تمامی مخازن، دریاچهها، رواناب سطحی، لایههای آبدار زیر زمین و … را شامل میشود.
تغییرات در ذخایر زمینی آب در اثر دو عامل اقلیمی و انسانی اتفاق میافتد و در حقیقت این تغییرات از شرایط اقلیمی، اثرات مستقیم بشر در چرخه آب و تغییرات بشر در سطح زمین (مانند ساخت سد، ایجاد سیستمهای آبیاری، حفر چاههای آب و …) ناشی میشود. در مدل- سازی اثر فعالیتهای بشر در تغییر ذخایر زمینی آب با توجه به در دسترس نبودن اطلاعات کافی تحقیقات زیادی انجام نشده است. ولی امروزه با فعالیت ماهوارههای مختلف و جمعآوری اطلاعات تغییرات جرم آب در مناطق مختلف میتوان این اثر را برآورد کرد.
Ramillien و همکاران در سال ۲۰۰۴ در یک پروژه تحقیقاتی با استفاده از یک روش جدید بر پایه روشهای معکوس خطی به جداسازی اثر هر یک از مخازن سیال (شامل: اقیانوسها، جو و کل ذخیره زمینی آب شامل: برف، رطوبت خاک، آب زیر زمینی و یخها) با استفاده از اطلاعات ماهانه ماهواره GRACE پرداختهاند. جهت مقایسه نتایج این مدل با واقعیت نیز از یک مدل هیدرولوژیکی جهانی در سطح ۷۱ حوضه آبریز استفاده شده و نشان داده شده است که استفاده از مدل طراحی شده در این پژوهش میتواند در بازسازی تغییرات جرم آب به صورت ماهانه با دقت ۱ سانتیمتر مؤثر باشد.[۲۵] Ramillien و همکاران در سال ۲۰۰۵ با استفاده از اطلاعات واقعی ۲ ساله ماهواره GRACE و همچنین مدلی که در پژوهش قبلی خود آن را طراحی کرده بودند توانستند تغییرات ذخیره آب قارهای را در یک بازه ۲ ساله بررسی کنند. همچنین در اینجا آنان به تخمین مقدار تبخیر و تعرق در هر حوضه با استفاده از معادله بیلان آب که تغییرات زمانی حجم آب را به بارش، تبخیر و تعرق و رواناب مرتبط میکند، پرداختند .[۲۶]
Ngo-Duc و همکاران در سال ۲۰۰۷ به مقایسه نتایج بدست آمده توسط Ramillien و همکاران در سال ۲۰۰۵ با نتایج مدل ORCHIDEE 1 پرداختهاند. در این پژوهش با اصلاح مدل موجود ORCHIDEE نتایج بهتری که قابل قیاس با نتایج بدست آمده از GRACE در تحقیقات Ramillien و همکاران است، بدست آمده است. تصحیح صورت گرفته در این مدل، ساخت یک الگوی محاسبه مقدار آب زهکش شده و اضافه کردن آن به میزان ذخیره زمینی آب، بوده است.[۲۷]

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 12700 تومان در 11 صفحه
127,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد