مقاله گرمایش جهانی اقلیم و علل و اثرات آن بر محیط زیست

بخشی از مقاله

گرمایش جهانی اقلیم و علل و اثرات آن بر محیط زیست

چکیده

آنچه تغییرات اقلیمی قرن حاضر و به ویژه در نیمه دوم این قرن را از تغییرات گذشـته متمـایز سـاخته است، ماهیت و سرعت آن می باشد، به طوري که این تغییرات شتاب بیشتري به خود گرفته و رونـد آن به گونه اي است که میزان آن قابل پیش بینی نیست. بسـیاري از جوامـع علمـی نگـران رونـد احتمـالی افزایش درجه حرارت زمین می باشند که اثرات آن ممکن است بسیار جدي باشد. مطالعات اخیر حاکی از آن است که گرم شدن اقلیم، اثرات منطقه اي مهمی از جمله تشدید سیلاب هـا و خشکسـالی هـا را باعث خواهند شد. بطوریکه در بعضی مناطق ممکن است میزان بارندگی افزایش پیدا کند و در منـاطق دیگر شامل جنوب و جنوب شرقی آسیا آفریقاي لاتین و صـحرا در آفریقـا بـا افـزایش گرمـا و کـاهش بارندگی همراه باشد. افزایش درجه حرارت زمین و حتی ذوب شدن بخش کوچکی از یـخ هـاي قطبـی باعث به زیر آب رفتن بخش عمده اي از زمین هاي کشاورزي کهعمدتاً در سواحل دریاها و اقیانوس ها قرار دارند می شود. بخشی از دلایل تغییر اقلیم، حداقل در قسمت عمده قـرن اخیـر، بـه فعالیـت هـاي بی رویه انسان و به ویژه فعالیت هاي صنعتی او ارتباط داده شده است. افزایش گازهاي گلخانـه اي نمـود بارز آن می باشد. اثرات افزایش گازهاي گلخانه اي با بروز پدیده گلخانه اي باعث گرمایش جهانی اقلیم و همچنین تخریب لایه ازن می شود. بدون تردید در صورتی که روند تغییرات اقلیمی به صـورت فعلـی ادامه پیدا کند، کلیه بوم نظام هاي طبیعی و مصنوعی تحت تأثیر قرار خواهند گرفت و الگوهاي مختلفی که در رابطه با فعالیت هاي تولیدات غذایی در طول قرنها شکل گرفته دگرگون شده و سـاختار جوامـع انسانی تحت تأثیر قرار خواهدگرفت.

کلمات کلیدي: گرمایش جهانی، اقلیم، آلودگی، تغییر اقلیم، محیط زیست.

مقدمه

اقلیم یکی از عناصر مهم تشکیل دهنده محیط زندگی ماست. میانگین شرایط دراز مدت پدیده هاي جـوي کـه اقلیم نامیده می شود، همانطوري که از بسیاري از فعالیت هاي انسانی تأثیر می پذیرد، فعالیتهاي انسانی زیادي را تحت تاثیر قرار می دهد. اقلیم به عنوان واقعیت انکار ناپذیر محیط زندگی ما داراي تغییر پذیري دوره هاينسـبتاً مـنظم در مقیاس زمانی- مکانی و تغییراتتقریباً نامنظم ناشی از دخالت انسان در چرخه اکوسیستم کره زمین می باشـد. تغییـر پذیري اقلیمی واقعیتی ملموسی است که از ویژگیهاي ذاتی سیاره ما منشا می گیرد و حتی از عوامل فراکروي تأثیر می پذیرد. یک جنبه مهم اقلیم تغییرات اقلیمی است و تغیرات اقلیمی طولانی مدت به عنوان مشخصه سیاره زمـین اسـت در دو و نیم میلیون سال گذشته بیست و دو دوره یخبندان و بین یخچالی وجـود داشـته اسـت پـس طـی ایـن مـدت متوسط سالانه دماي زمین چندین درجه سانتیگراد بالا و پائین رفته است . این سالها زمان توسـعه یخبنـدانها و وجـود زمستانهاي خشن و نا ملایم و کوتاه شدن فصول رشد و ناتوانی محصول غالب بود . پس تغییرات اقلیمی جدید نیست .

هنوز روشن نیست که آیا هواي گرم کنونی نمایانگر پایان یک عصر یخبندان است یا اینکه ما در یک دوره بین یخچالی قرار داریم و قرار است عصر یخبندان درپپش باشد . در هر حال تغییرات جهانی اقلیم ناشی از فعالیتهاي انسانی یکی از بحث انگیز ترین موضوعات در بین کارشناسان محیط زیست و اکو لوژیست ها و دولتمردان می باشد.

الگوهاي تغییر درجه حرارت در سطح زمین

عوامل متعددي در درجه حرارت رسیده به زمین تأثیر دارند که شناخت این عوامل میتواند به انتخاب تیپهاي مناسب گیاهان زراعی و سازگار نمودن اکوسیستم هاي کشاورزي به شرایط حرارتـی موجـود و حتـی در مـواردي بـراي ایجاد تغییر در شرایط حرارتی کمک نماید. این الگوها به شرح زیر میباشد :

تغییرات عرضی جغرافیایی

چنانچه می دانیم میزان حرارت رسیده به زمین درعرض هاي مختلف جغرافیایی متغیـر اسـت. در خـط اسـتوا و حوالی آن زاویه تابش تشعشعات خورشیدي با سطح زمـین تقریبـاً عمـودي اسـت. بـا دور شـدن از خـط اسـتوا زاویـه تشعشعات خورشیدي با سطح زمین افزایش پیدا کرده هرچه زاویه این تشعشعات بیشتر شود مقدار تشعشعات وارده در سطح بیشتري پخش میشود. بهعلاوه با دور شدن از خط استوا (افزایش عرض جغرافیایی) تشعشعات خورشیدي باید از میان لایههاي ضخیم تري از اتمسفر عبور نماید که حاصل آن کاهش انرژي بـه دلیـل افـزایش انعکـاس و شکسـت نـور توسط بخار آب و غبارهاي اتمسفري است. در نتیجه با دور شدن از خط استوا شدت تشعشعات خورشـیدي رسـیده بـه زمین در هر مترمربع کاهش می یابد. یکی از علل اصلی تغییرات درجه حرارت در عرض هاي جغرافیایی مختلـف تغییـر در شدت تشعشع خورشیدي است(.(2

تغییرات ارتفاع:

در هر عرض جغرافیایی با افزایش ارتفاع درجه حرارت کاهش می یابد. به ازاء افزایش هـر 100 متـر ارتفـاع 0/5

درجه سانتی گراد کاهش در درجه حرارت محیط خواهیم داشت. (به علت رقیق بودن هوا و کم بودن رطوبت در نواحی مرتفع)

تغییرات فصلی:

تغییرات فصلی درجه حرارت در سطح زمین نتیجه جهت قرار گرفتن زمین نسبت به خورشید در حین چرخش به دور خورشید میباشد.

چرخش خورشید دلیل اصلی نوسانات فصلی درجه حرارت در سطح زمین میباشد. با دور شـدن از خـط اسـتوا تغییرات فصلی متوسط درجه حرارت افزایش مییابد.

تغییرات پستی و بلندي:

جهت شیب و پستی و بلندي به خصوص به صورت موضعی، باعث بروز تغییرات درجه حرارت مـیشـود. شـیب

هاي رو به جنوب حرارت بیشتري را نسبت به شیب هاي دیگر دریافت می کننـد (حـدود cm2 (185Cal در نتیجـه شیبهاي رو به خط استوا در مقایسه با شیبهاي رو به قطبین به طور قابل توجهی گرمتر میباشند(5،.(3

واکنشگیاهان به درجه حرارت:

کلیه فعالیت هاي فیزیولوژیکی گیاهان اعم از جوانه زنی، گل دهی، رشـد، فتوسـنتز و تـنفس داراي یـک آسـتانه حداکثر و حداقل درجه حرارت می باشند که در این محدوده قادر به فعالیت هستند. بنابراین پتانسیل عملکـرد هرگیـاه در نهایت در ارتباط با رژیمهاي حرارتی است که گیاه در آن زندگی میکند.

گرما:

اثر درجه حرارت هاي بالا بر محصولات زراعی نتیجـه اثـرات متقابـل تلفـات آب ناشـی از تبخیـر، تغییـرات در

وضعیت آب درونی گیاه و تغییرات در فرآیندهاي دیگر فیزیولوژیکی گیاه میباشد. تنش گرما سبب کاهش فعالیتهـاي متابولیکی گیاهان شده و این کاهش ناشی از غیرفعال شدن آنزیم ها و دیگر پروتئینها میباشد. همچنـین گرمـا باعـث افزایش تنفس میشود که در نهایت بر میزان فتوسنتز پیشی گرفته و با توقف رشد گیاه منجر به مرگ بافتهاي گیاهی میشود. سازگاريهاي مورفولوژیکی گیاهان در درجه حرارتهاي بالا عبارتند از:

- بالا بودن نقطه جبرانی CO2 براي نسبت فتوسنتز به تنفس که اغلب با تغییرات در ساختمان بـرگ صـورت

میگیرد.

- برگهاي سفید یا خاکستري که باعث انعکاس بیشتر نور و در نهایت به جذب کمتر گرما میشوند.

- وجود پرزهایی (کركها) در سطح برگ که بافت برگ را محافظت میکنند.

- برگهاي کوچک با سطح تماس کمتر با نور خورشید.

- برگهایی با نسبت سطح به حجم کمتر که باعث کاهش جذب گرما میشوند.

- آرایش عمودي برگها که میزان جذب گرما را کاهش میدهد.

- سیستم ریشه اي گسترده یا نسبت ریشه به اندام هاي هوایی بیشتر براي جذب بیشتر آب به منظور جبران آب از دست رفته برگها یا نگهداري آب بیشتر در برگها.

- ساقههاي ضخیم ،چوبپنبهاي یا فیبري که سلولهاي کامبیوم و آوندهاي آبکش را محافظت میکنند.

- آب کمتر پروتوپلاسم و غلظت اسمزي بیشتر بافتهاي زنده(.(10

سرما:

هنگامی که درجه حرارت محیط به کمتر از حداقل مورد نیاز براي رشد گیاه می رسد، ممکن است فعالیت هـاي متابولیکی گیاه به آهستگی ادامه یابد. ادامه کاهش درجه حرارت باعث زردي برگ ها و در نهایت مرگ بافت هـا خواهـد شد. مرگ گیاه در درجه حررات هـاي پـایین بـه دلیـل رسـوب پـروتئین هـا، یـخ زدن آب بـین سـلولی و حرکـت آب از پروتوپلاسم به فضاي بینسلولی و تشکیل کریستالهاي یخ در داخل پرتوپلاسم، صورت میگیرد.

سازگاريهاي مورفولوژیکی گیاهان در درجه حرارتهاي بالا عبارتند از:

- برخی گیاهان با ایجاد سازگاري هایی مانند دارا بودن پوشش لایه مومی یا کرك در برگ ها توانسته اند در برابر سرماي وارده بدون یخزدگی بافتهاي داخلی ایستادگی نمایند.

- بسیاري از گیاهان به خاطر دارا بودن مکانیزمهاي اجتناب از سرما نسبت به دماهاي پایین سازگاري دارند.

درختان، درختچه هی چندساله خزان کننده از طریق ریزش برگ هاي خود و رفتن به خواب زمستانه دوره سرما را تحمل می نمایند (اجتناب از سرما). گیاهان یکساله با به جلو انداختن دوره رویش و تولید بند قبل از دوره سرما رشد خود را به اتمام میرسانند(.(1

علل گرم شدن زمین:

رشد فزآینده جمعیت شهري باعث ایجاد مشکلات (تخریب) زیستمحیطی فراوانی شده است.

از جمله تأثیرات انسان بر محیط زیست میتوان به موارد زیر اشاره نمود:

انسان و تأمین انرژي، انسان و کشاورزي، انسان و منابع طبیعی، انسان و موجودات زنده، انسان و آلودگی ها الف ) انسان و تأمین انرژي: با افزایش روزافزون جمعیت جهان و محدود بودن منـابع انـرژي، اکثـر کشـورها بـا

مشکل تأمین انرژي روبرو هستند. انرژي براي همه مردم مسئله اي اساسی است. انرژي در تمام شـئون جامعـه انسـانی رسوخ کرده است. انرژي در سال هاي اخیر به علت پدیده اي که »بحران جهانی انرژي« نام گرفته اهمیت زیـادي کسـب کرده است. منبع کلیه انرژي هاي موجود در زمین خورشید می باشد. ذخایر انرژي کره زمـین از چنـد منبـع گونـاگون تأمین می شود که می توان آن را در دو گروه انرژي هاي قابل تجدید (خورشـید، آب، بـاد، جـزر و مـد ...) و انـرژي هـاي غیرقابل تجدید (نفت، گاز طبیعی، ذغال سنگ و بیوماس ) تقسیم نمود. اثرات تجمعـی سـوزاندن وسـیع سـوخت هـاي فسیلی در طی یک قرن گذشته و تجمع گازهاي حاصله، میانگین درجه حـرارت زمـین را در طـول 50 سـال گذشـته اندکی تغییر داده است(.(3

ب ) انسان و کشاورزي : انقلاب صنعتی و پیشرفت علوم کشاورزي به انقلاب در کشـاورزي منجـر شـده اسـت.

استفاده از کودهاي شیمیایی جدید، عملکرد در واحد سطح را به مقدار زیادي افـزایش داده اسـت و پیشـرفت علـم بـه توسعه آفت کش ها و علف کش ها انجامیده است. به طور کلی از جمله مشکلات زیستمحیطی عمده ناشـی از کشـاورزي باید فرسایش خاك، تباهی منابع آب ، شور شدن ، تجمع عناصر سمی، آلودگی آبها و خاك ها را نام برد. کشاورزي قرن بیستم بیشتر به ماشین آلات و انرژي فراوان متکی است و توجه چندانی به از دست رفتن خاك، محدودیت هاي آب هاي زیرزمینی و آثار منفی آفت کش ها ندارد. اما انقلاب بعدي کشاورزي یعنی انقلاب اکولـوژیکی آغـاز شـده اسـت. در ایـن مرحله مهار آفات چیره با مدیریت تلفیتی آفات، شناخت زمینهـاي کشـاورزي بـه عنـوان یـک اکوسیسـتم و اسـتفاده محتاطانه از مواد شیمایی مطرح است(.(4

ج ) انسان و منابع طبیعی: چراي بی رویه دام ها، از بین بـردن پوشـش هـاي گیـاهی و از بـین بـردن جنگـل هـا نمونه اي زا تأثیرات انسان بر منابع طبیعی است. از بین بردن جنگل ها از دو طریق بر تغییرات اقلـیم کـره زمـین تـأثیر می گذراد. زیرا جنگل ها نه تنها از طریق سوزاندن پوشش گیاهی از بین می روند و گازهاي گلخانـه اي تولیـد مـی نماینـد بلکه گیاهانی که خودقبلاً تثبیت کننده CO2 بـوده انـد در شـرایط جدیـد از دسـت رفتـه انـد. (تبـدیل جنگـلهـا بـه سیستمهاي کشاورزي یکی از علل مهم از بین رفتن جنگلها است)(.(8

د ) انسان و موجودات زنده: انسان به طور ارادي و غیرارادي پراکنش طبیعی گیاهان و جانوران را تغییـر داده و تحت اثر این دخالت محدوده پراکنش هر دو گونهشدیداً افزایش یافته است(.(13

ه ) انسان و آلودگی ها: واژه آلودگی نظیر تمام اصطلاحاتی که به طور ناگهانی به صورت موضوع روز در می آیند، مبین پدیده هاي کم و بیش گسترده اي است که اتفاق می افتد. زمانی آلودگی به وجود می آید که در یک محـیط (آبـی، هوا، خاکی و ...) مواد خارجی (به جز ترکیب طبیعی آن محیط) وجود داشته باشد و یا اینکه تغییرات مهمی در عناصـر

تشکیل دهنده آن محیط به وقوع بپیوندد و این تغییرات اثرات زیان بخش و ناراحـت کننـده اي بـه دنبـال داشـته باشـد.

آلودگی هاي غیرطبیعی که منشاء انسانی دارند (مثل؛ مصرف سوختهاي فسیلی) اغلب به صـورت ترکیبـات شـیمیایی هستند که از طریق طبیعی تجزیه نمی شوند ومدت زمان بیشتري لازم است تا اثر زیانبار آنها از میان برود. آلـودگی هـا انواع مختلفی دارند (مثل: آلودگی هاي هوا، آب، خاك، صوتی، تصویري، آلودگی ناشی از مواد رادیواکتیو و ...) ولی مورد بحث در این مقاله آلودگی هوا میباشد(.(5

 آلودگی هوا اتمسفر پرتحرك ترین سیال محیط و یک سیستم پویا می باشد و همواره دستخوش تغییر و راحت تـرین محـل

دفع مواد ناخواسته بوده است.در جدول زیر ، 10 ترکیب اصـلی کـه در هـواي خشـک و تمیـز وجـود دارد آورده شـد.

مهمترین عوامل ایجاد گستردگی آلودگی در هوا عبارتند از: فعالیت هاي صنعتی، به آتش کشیدن زبالـه هـا و فضـولات، وسایل سوخت خانگی، وسایط نقلیه اخیراًو آزمایشهاي اتمی و نیروگاههاي هستهاي. به طور کلی آلاینـدههـاي اصـلی هوا را می توان به اولیه و ثانویه تقسیم کرد. آلاینده هاي اولیهمستقیماً در هوا منتشر می شوند کـهعمـدتاً شـامل ذرات معلق، دي اکسید گوگرد، منواکسیدکربن، اکسیدهاي ازت و هیدروکربن ها است. آلاینده هاي ثانویه آنهایی هستند کـه از ترکیب آلاینده هاي اولیه با اجزاي طبیعی اتمسفر بوجود می آیند(.(9 گرمـایش جهـانی اقلـیم و تخریـب لایـه ازن از اثرات ناشی از آلودگی هوا می باشند .

گرمایش جهانی اقلیم ( ( Global warming

منظور از گرمایش جهانی (Global Warming) افزایش طبیعی یا انسان انگیخته متوسط دماي اتمسـفر در نزدیکی سطح زمین است. دماي سطح یا نزدیک به زمین تحت تأثیر عوامل متعددي است که از جمله میتوان به مقدار آفتابی که زمین دریافت میدارد و مقدار آفتابی که زمین منعکس میکند اشاره نمود.

»تغییر آب و هوا« در اثر این افزایش دما به وجود می آید. گرم شدن زمین موجب تغییر الگوي بـارش، افـزایش سطح آب دریاهاي آزاد و کاهش سطح آب دریاچهها و تغییرات وسیع بر گیاهان، حیات وحش و انسانها میشود. تغییر اقلیم فرآیندي منحصر به عصر ما نبوده و بر اساس شواهد موجود، کـره زمـین در دوران هـاي مختلـف زمـین شناسـی

همواره با چنین تغییراتی مواجه بوده است. آنچه تغییرات اقلیمی قـرن حاضـر و بـه ویـژه در نیمـه دوم ایـن قـرن را از تغییرات گذشته متمایز ساخته است، ماهیت و سرعت آن می باشد، به طوري که این تغییرات شتاب بیشـتري بـه خـود گرفته و روند آن به گونهاي است که میزان آن قابل پیشبینی نیست(.(11

بطور متوسط درجه حرارت زمین در حال حضر 0/5 درجه سانتی گـراد بیشـتر از 50 سـال پـیش مـی باشـد .

بسیاري از جوامع علمی نگران روند احتمالی افزایش درجه حرارت زمین می باشند کـه اثـرات آن ممکـن اسـت بسـیار جدي باشد . مطالعات اخیر حاکی از آن است که گرم شدن اقلیم، اثرات منطقه اي مهمی از جمله تشدید سیلاب هـا و خشکسالی ها را باعث خواهند شد. بطوریکه در بعضی مناطق ممکن است میزان بارندگی افزایش پیدا کند و در مناطق دیگر شامل جنوب و جنوب شرقی آسیا آفریقاي لاتین و صحرا در آفریقا با افزایش گرما و کاهش بارندگی همراه باشـد.

افزایش درجه حرارت زمین و حتی ذوب شدن بخش کوچکی از یخ هاي قطبی باعث به زیر آب رفتن بخش عمده اي از زمین هاي کشاورزي کهعمدتاً در سواحل دریاها و اقیانوس ها قرار دارند می شود. بخشی از دلایل تغییر اقلیم، حـداقل در قسمت عمده قرن اخیر، به فعالیت هاي بیرویه انسان و به ویژه فعالیتهاي صنعتی او ارتباط داده شده است. افزایش گازهاي گلخانه اي نمود بارز آن می باشد. بدون تردید در صورتی که روند تغییرات اقلیمی به صـورت فعلـی ادامـه پیـدا کند، کلیه بوم نظام هاي طبیعی و مصنوعی تحت تأثیر قرار خواهند گرفت و الگوهاي مختلفی که در رابطه با فعالیتهاي تولیدات غذایی در طول قرنها شکل گرفته دگرگون شده و ساختار جوامع انسانی تحت تأثیر قرار خواهدگرفت.

بر طبق گزارش آقاي نیکولاس استرن (اقتصاددان ارشد سابق بانک جهانی) که در تاریخ 8 آبان ماه 1385 ارائه شده ، در صورتیکه دماي زمین با روند فعلی افزایش یابد ، طی 100 تا 150 سال آینده با 5 درجه افزایش روبرو خواهد شدکه عواقب آن مانند وضعیت آخرین دوره عصر یخی خواهد بود وي می افزایـد : بـدون اقـدام جهـانی ، حـدود 200

میلیون نفر از مردم زمین به علت خشکسالی یا سیل مجبور به آوارگی خواهند شد(.(4

اثرات گلخانهاي ( ( The Greenhouse Effects

این بازتاب توسط گازهاي متعددي از جمله گاز کربنیک، متان و انواع کلرو فلـوروکربن هـا CFC) هـامجـدداً)

جذب شده و اتمسفر را گرم می کند. این به دام انداختنتقریباً شبیه به کار گلخانه در به دام انداختن گرمـا اسـت. لـذا فرآیند مذکور اثر گلخانه اي نامیده شده است. حدود % 85 از کل گرمایش گلخانه اي در سـطح کـره زمـین مربـوط بـه وجود آب در اتمسفر است اما نگرانی خاصی در مورد افـزایش زیـاد در بخـار آب اتمسـفر بـه علـت فرآینـدهاي انسـان انگیخته وجود ندارد بلکه نگرانی اصلی در مورد آن دسته از گازهایی است که تا حـدودي بـه علـت فرآینـدهاي انسـان منشاء به وجود می آیند و همان گونه کهقبلاً نیز اشاره شد اینهاعمـدتاً شـامل متـان (CH4)، گـاز کربنیـک (Co2)، گازهاي کلرو فلوروکربن (CFC)، اکسیدهاي ازت (NO2) و اوزن((O3 در لایه هاي پایینی درون تروپوسفر اسـت کـه همگی در سال هاي اخیر به شدت در اتمسفر افزایش یافته است و به مقدار زیادي تابش هاي مادون قرمز منتشر شده از