از روزنامه نگاری غیرانتفاعی حمایت کنید.
برای بیش از یک قرن، محققان روش‌های خود را برای اندازه‌گیری اثرات اعمال انسان بر جو زمین تقویت کرده‌اند.
سام فالکونر
نوشته

حتی در دنیایی که به طور فزاینده ای تحت تاثیر شرایط آب و هوایی شدید قرار گرفته است، موج گرمای تابستان 2021 در شمال غربی اقیانوس آرام برجسته بود. برای چند روز در اواخر ژوئن، شهرهایی مانند ونکوور، پورتلند و سیاتل در دمای بی‌سابقه‌ای پختند که صدها نفر را کشت. در 29 ژوئن، لیتون، روستایی در بریتیش کلمبیا، رکورد گرمای تمام دوران را برای کانادا با دمای 121 درجه فارنهایت (49.6 درجه سانتیگراد) به ثبت رساند. روز بعد، روستا توسط آتش سوزی سوزانده شد.
در عرض یک هفته، یک گروه بین المللی از دانشمندان این گرمای شدید را تجزیه و تحلیل کردند و به این نتیجه رسیدند که بدون تغییرات آب و هوایی ناشی از انسان عملا غیرممکن بود. میانگین دمای سطح این سیاره از سال های 1850 تا 1900، حداقل 1.1 درجه سانتیگراد افزایش یافته است. دلیل: مردم اتمسفر را با گازهای به دام انداختن گرما که در هنگام سوزاندن سوخت های فسیلی مانند زغال سنگ و گاز و از قطع جنگل ها تولید می شود، بار می کنند.
برای جشن گرفتن صدمین سالگرد خود، برخی از بزرگترین پیشرفت های علم در قرن گذشته را برجسته می کنیم. برای دیدن اطلاعات بیشتر از این سری، به قرن علم مراجعه کنید.
کمی بیشتر از 1 درجه گرم شدن ممکن است زیاد به نظر نرسد. اما قبلاً برای تغییر اساسی نحوه جریان انرژی در اطراف سیاره کافی بوده است. سرعت تغییرات در حال افزایش است و عواقب آن در همه جا وجود دارد. صفحات یخی در گرینلند و قطب جنوب در حال ذوب شدن هستند، سطح آب دریاها را بالا می برند و کشورهای جزیره ای کم ارتفاع و شهرهای ساحلی را زیر آب می برند. خشکسالی باعث خشک شدن زمین های کشاورزی و رودخانه هایی است که آنها را تغذیه می کنند. آتش سوزی های جنگلی بیداد می کند. باران ها شدیدتر می شوند و الگوهای آب و هوا در حال تغییر هستند .
ریشه های درک این وضعیت اضطراری آب و هوایی به بیش از یک قرن و نیم باز می گردد. اما در دهه 1950 بود که دانشمندان اندازه گیری های دقیق دی اکسید کربن اتمسفر را شروع کردند که نشان می داد چقدر کربن از فعالیت های انسانی می ریزد. با شروع دهه 1960، محققان شروع به توسعه مدل های کامپیوتری جامعی کردند که اکنون شدت تغییرات پیش رو را روشن می کند.
امروز می دانیم که تغییرات آب و هوایی و پیامدهای آن واقعی است و ما مسئول هستیم. انتشار گازهای گلخانه‌ای که مردم قرن‌هاست در هوا منتشر می‌کنند – گازهای گلخانه‌ای که سفرهای طولانی مدت، رشد اقتصادی و زندگی مادی ما را ممکن می‌سازد – ما را کاملاً در یک مسیر گرمایش قرار داده است . تنها کاهش شدید در انتشار کربن، با حمایت اراده جمعی جهانی، می تواند تفاوت قابل توجهی ایجاد کند.
رالف کیلینگ، ژئوشیمی‌دان در موسسه اقیانوس‌شناسی اسکریپس در لاجولا، کالیفرنیا، می‌گوید: «آنچه برای سیاره اتفاق می‌افتد یک امر عادی نیست. ما در یک بحران سیاره‌ای هستیم.»
یک روز در دهه 1850، یونیس نیوتن فوت، دانشمند آماتور و یک فعال حقوق زنان که در شمال نیویورک زندگی می کرد، دو شیشه شیشه ای را زیر نور خورشید قرار داد. یکی حاوی هوای معمولی بود – ترکیبی از نیتروژن، اکسیژن و گازهای دیگر از جمله دی اکسید کربن – در حالی که دیگری فقط حاوی دی اکسید کربن بود. هر دو دارای دماسنج بودند. با تابش اشعه های خورشید، فوت مشاهده کرد که شیشه CO 2 به تنهایی سریعتر گرم می شود، و کندتر سرد می شود، نسبت به شیشه حاوی هوای ساده.
نتایج فوت را بر آن داشت تا به رابطه بین CO 2 ، سیاره و گرما فکر کند. او در مقاله‌ای در سال 1856 که یافته‌های خود را خلاصه می‌کرد ، نوشت: «اتمسفر آن گاز دمای بالایی به زمین ما می‌دهد.
سه سال بعد، فیزیکدان ایرلندی، جان تیندال، که به طور مستقل کار کرد و ظاهراً از کشف فوت آگاه نبود، همان ایده اصلی را با جزئیات بیشتری نشان داد. او با مجموعه ای از لوله ها و دستگاه ها برای مطالعه انتقال گرما، دریافت که گاز CO 2 و همچنین بخار آب، گرمای بیشتری را نسبت به هوا به تنهایی جذب می کند. او استدلال می کرد که چنین گازهایی گرما را در جو زمین به دام می اندازند، همان طور که شیشه های شیشه گرما را در گلخانه به دام می اندازند، و در نتیجه آب و هوا را تعدیل می کنند.
امروزه به تیندال به طور گسترده ای با کشف اینکه چگونه گازهای گلخانه ای سیاره را گرم می کنند، به او اعتبار می دهند و جایگاه برجسته ای را در تاریخ علم آب و هوا به ارمغان می آورد. فوت در ابهام نسبی محو شد – تا حدی به دلیل جنسیت او، تا حدی به این دلیل که اندازه گیری های او حساسیت کمتری داشتند. با این حال، یافته‌های آنها به آغاز کاوش علمی گسترده‌تر در مورد چگونگی تأثیر ترکیب گازهای جو زمین بر دمای جهانی کمک کرد.
در سال 1859، جان تیندال از این دستگاه برای مطالعه چگونگی جذب گازهای مختلف گرما استفاده کرد. او تابش مادون قرمز را از طریق لوله ای پر از گاز فرستاد و تغییرات دمایی حاصل را اندازه گرفت. او نشان داد که دی اکسید کربن و بخار آب بیشتر از هوا گرما را جذب می کنند.
در اواخر قرن نوزدهم، زمانی که انقلاب صنعتی در بریتانیا اوج گرفت، انسان ها به طور قابل توجهی بر جو تأثیر گذاشتند. کارخانه ها تن زغال سنگ را سوزاندند. موتور بخار با سوخت فسیلی، حمل و نقل و سایر صنایع را متحول کرد. از آن زمان، سوخت‌های فسیلی از جمله نفت و گاز طبیعی برای پیشبرد اقتصاد جهانی مورد استفاده قرار گرفته‌اند. همه این فعالیت ها گازها را به هوا منتقل می کنند.
با این حال، سوانته آرنیوس، شیمی‌دان فیزیک سوئدی، هنگامی که در اواخر دهه 1800 شروع به فکر کردن درباره تغییرات در سطوح CO2 اتمسفر کرد، نگران انقلاب صنعتی نبود. او در عوض در مورد عصر یخبندان کنجکاو بود – از جمله اینکه آیا کاهش فوران های آتشفشانی، که می تواند دی اکسید کربن را وارد جو کند، منجر به عصر یخبندان آینده می شود یا خیر. آرنیوس که پس از طلاق بی حوصله و تنها شده بود، ماه ها محاسبات پرزحمت شامل انتقال رطوبت و گرما در جو در مناطق مختلف عرض جغرافیایی را انجام داد. در سال 1896، او گزارش داد که نصف کردن مقدار CO 2 در جو واقعاً می تواند عصر یخبندان را به همراه داشته باشد – و دو برابر شدن CO 2 دمای جهانی را حدود 5 تا 6 درجه سانتیگراد افزایش می دهد.
این یک یافته بسیار پیش‌بینی‌آمیز برای کار بود که از سر ناچاری، سیستم آب و هوایی پیچیده زمین را تا حد چند متغیر ساده کرده بود. اما یافته های آرنیوس در آن زمان مورد توجه دیگر دانشمندان قرار نگرفت. به نظر می رسید که سیستم آب و هوا بیش از حد بزرگ، پیچیده و بی اثر به نظر می رسد که نمی تواند در مقیاس زمانی که مربوط به جامعه بشری باشد، تغییر کند. برای مثال، شواهد زمین‌شناسی نشان داد که آغاز و پایان عصر یخبندان هزاران سال طول می‌کشد. چه چیزی برای نگرانی وجود داشت؟
سرفصل‌ها و خلاصه‌ای از آخرین مقالات Science News ، به صندوق پستی شما تحویل داده شده است
با تشکر از شما برای ثبت نام!
مشکلی در ثبت نام شما وجود داشت.
با این حال، یک محقق فکر کرد که این ایده ارزش دنبال کردن دارد. گای استوارت کالندر، مهندس بریتانیایی و هواشناس آماتور، رکوردهای آب و هوا را در طول زمان ثبت کرده بود، به اندازه ای وسواس گونه که تعیین کرد میانگین دما در 147 ایستگاه هواشناسی در سراسر جهان در حال افزایش است. او در مقاله ای در سال 1938 در مجله انجمن سلطنتی هواشناسی، این افزایش دما را با سوزاندن سوخت های فسیلی مرتبط دانست. Calendar تخمین زده است که سوزاندن سوخت فسیلی از اواخر قرن نوزدهم حدود 150 میلیارد تن CO 2 را وارد جو کرده است.
مانند بسیاری از روزهای خود، کالندر گرمایش زمین را به عنوان یک مشکل نمی دید. CO 2 اضافی مطمئناً گیاهان را تحریک می کند تا رشد کنند و اجازه می دهد محصولات در مناطق جدید کشت شوند. او نوشت: «در هر صورت بازگشت یخچال‌های مرگبار باید برای مدت نامعلومی به تعویق بیفتد. اما کار او بحث‌هایی را که به تیندال و آرنیوس بازمی‌گردد در مورد چگونگی واکنش منظومه سیاره‌ای به سطوح متغیر گازها در جو احیا کرد. و شروع به هدایت گفتگو به سمت این شد که چگونه فعالیت های انسانی ممکن است این تغییرات را هدایت کند.
هنگامی که جنگ جهانی دوم در سال بعد آغاز شد، درگیری جهانی چشم انداز را برای تحقیقات علمی دوباره تغییر داد. فن‌آوری‌های بسیار مهم زمان جنگ، مانند رادار و بمب اتمی، زمینه را برای مطالعات «علمی بزرگ» فراهم کردند که کشورها را گرد هم آورد تا به مسائل پرمخاطره دسترسی جهانی بپردازند. و این به علم آب و هوای مدرن اجازه ظهور داد.
یکی از تلاش‌های اصلی، سال بین‌المللی ژئوفیزیک یا IGY بود، یک فشار 18 ماهه در سال‌های 1957-1958 که شامل مجموعه وسیعی از کمپین‌های میدانی علمی از جمله اکتشاف در قطب شمال و قطب جنوب بود. تغییرات اقلیمی در طول IGY یک اولویت تحقیقاتی بالایی نبود، اما برخی از دانشمندان در کالیفرنیا به رهبری راجر رول از موسسه اقیانوس‌شناسی اسکریپس، از هجوم بودجه برای شروع پروژه‌ای استفاده کردند که مدت‌ها می‌خواستند انجام دهند. هدف اندازه گیری سطوح CO 2 در مکان های مختلف در سراسر جهان، به طور دقیق و پیوسته بود.
کار به عهده ژئوشیمیدان چارلز دیوید کیلینگ بود که مانیتورهای فوق دقیق CO 2 را در قطب جنوب و آتشفشان هاوایی Mauna Loa قرار داد. سرمایه برای حفظ رکورد قطب جنوب به زودی تمام شد، اما اندازه گیری های Mauna Loa ادامه یافت. بنابراین یکی از نمادین ترین مجموعه داده ها در کل علم متولد شد – "منحنی Keeling" که افزایش CO 2 اتمسفر را دنبال می کند.
زمانی که کیلینگ اندازه گیری های خود را در سال 1958 آغاز کرد، دی اکسید کربن 315 قسمت در میلیون جو جهانی را تشکیل می داد. در عرض چند سال مشخص شد که این تعداد سال به سال در حال افزایش است. از آنجایی که گیاهان در بهار و تابستان هنگام رشد CO 2 را جذب می کنند و در پاییز و زمستان در هنگام تجزیه آن را آزاد می کنند، غلظت CO 2 هر سال در یک الگوی دندان اره افزایش و کاهش می یابد. اما روی آن الگو یک حرکت پیوسته به سمت بالا قرار داشت.
رالف کیلینگ، که پسر کیلینگ است، می‌گوید: «این نمودار در همه جا چشمک می‌زند – این تصویر بسیار چشمگیر بود. در طول سال‌ها، با افزایش منحنی، «نقش بسیار مهمی از نظر تاریخی در بیدار کردن مردم نسبت به مشکل تغییرات آب و هوا داشت». منحنی کیلینگ در کتاب های درسی علوم زمین، جلسات کنگره و مستند ال گور در سال 2006 در مورد تغییرات آب و هوا، حقیقت ناخوشایند ، نمایش داده شده است.
هر سال منحنی بالا می رود: در سال 2016، 400 پی پی ام CO 2 در اتمسفر که در حداقل سالانه معمولی آن در سپتامبر اندازه گیری شد، عبور کرد. امروز 413 ppm است. (قبل از انقلاب صنعتی، سطح CO 2 در جو برای قرن ها در حدود 280 ppm ثابت بود.)
در حوالی زمانی که اندازه‌گیری‌های کیلینگ شروع می‌شد، روول همچنین به ایجاد یک استدلال مهم کمک کرد مبنی بر اینکه CO 2 حاصل از فعالیت‌های انسانی در جو زمین تجمع می‌کند. در سال 1957، او و هانس سوس، همچنین در اسکریپس در آن زمان، مقاله‌ای منتشر کردند که جریان کربن رادیواکتیو را در اقیانوس‌ها و جو ردیابی می‌کرد. آنها نشان دادند که اقیانوس ها قادر به جذب CO2 آنقدر که قبلا تصور می شد، نیستند. مفهوم این بود که بیشتر گاز باید در عوض وارد جو شود.
این نمودار که به عنوان منحنی Keeling شناخته می شود، افزایش سطح CO 2 را که در رصدخانه Mauna Loa در هاوایی به دلیل فعالیت های انسانی اندازه گیری شد، نشان می دهد. الگوی قابل رویت دندان اره به دلیل رشد فصلی گیاه است: گیاهان در فصول رشد CO 2 را جذب می کنند، سپس در پاییز و زمستان با تجزیه شدن آن را آزاد می کنند.
رول و سوس در این مقاله نوشتند: "انسانها اکنون در حال انجام آزمایش ژئوفیزیکی در مقیاس بزرگ از نوعی هستند که نه در گذشته اتفاق افتاده است و نه در آینده قابل تکرار است." این یکی از معروف ترین جملات در تاریخ علم زمین است.
این بینش زیربنای علم آب و هوای مدرن بود: دی اکسید کربن اتمسفر در حال افزایش است و انسان ها باعث ایجاد آن می شوند. رول و سوس آخرین قطعه در یک پازل شدند که قدمت آن به سوانته آرنیوس و جان تیندال بازمی‌گردد. جاشوا هو می‌گوید: «به دانش‌آموزانم می‌گویم که برای درک مبانی تغییرات آب و هوا، باید علوم پیشرفته دهه 1860، ریاضیات پیشرفته دهه 1890 و شیمی پیشرفته دهه 1950 را داشته باشید. مورخ محیط زیست در کالج رید در پورتلند، اور.
داده‌های رصدی جمع‌آوری‌شده در نیمه دوم قرن بیستم به محققان کمک کرد تا به تدریج درک خود را از چگونگی دگرگونی فعالیت‌های انسانی در سیاره ایجاد کنند.
هسته های یخی که از صفحات یخی بیرون کشیده شده اند، مانند هسته گرینلند، برخی از گویاترین بینش ها را برای درک تغییرات آب و هوایی گذشته ارائه می دهد. هر سال، برف روی یخ می‌بارد و به لایه‌ای تازه از یخ فشرده می‌شود که نشان‌دهنده شرایط آب و هوایی در زمان تشکیل آن است. فراوانی اشکال خاص یا ایزوتوپ‌های اکسیژن و هیدروژن در یخ به دانشمندان اجازه می‌دهد دمای تشکیل آن را محاسبه کنند و حباب‌های هوای محبوس‌شده در داخل یخ نشان می‌دهد که در آن زمان چقدر دی اکسید کربن و سایر گازهای گلخانه‌ای در جو وجود داشت. . بنابراین حفاری در یک صفحه یخی مانند خواندن صفحات یک کتاب تاریخی است که هر چه عمیق تر می شوید به گذشته بازمی گردد.
دانشمندان در اوایل دهه 1960 خواندن این صفحات را با استفاده از هسته های یخی حفر شده در پایگاه نظامی ایالات متحده در شمال غربی گرینلند آغاز کردند. برخلاف انتظارات مبنی بر پایدار بودن آب و هوای گذشته، هسته ها اشاره کردند که تغییرات ناگهانی آب و هوا در 100000 سال گذشته اتفاق افتاده است. تا سال 1979، یک گروه بین المللی از محققان در حال بیرون کشیدن یک هسته یخی عمیق دیگر از مکان دوم در گرینلند بودند – و همچنین نشان داد که تغییرات آب و هوایی ناگهانی در گذشته رخ داده است. در اواخر دهه 1980 و اوایل دهه 1990، یک جفت پروژه حفاری به رهبری اروپا و ایالات متحده، هسته های عمیق تری را از نزدیک به بالای صفحه یخ بازیابی کردند و رکورد دمای گذشته را به ربع میلیون سال به عقب بردند.
هسته‌های یخی به همراه سایر منابع اطلاعاتی، مانند هسته‌های رسوبی حفر شده از کف دریا و مولکول‌های حفظ شده در سنگ‌های باستانی، به دانشمندان این امکان را دادند که تغییرات دمای گذشته را با جزئیات فوق‌العاده بازسازی کنند. بسیاری از این تغییرات به طرز نگران کننده ای سریع اتفاق افتادند. به عنوان مثال، آب و هوا در گرینلند به طور ناگهانی بیش از 20 برابر در 80000 سال گذشته گرم شده است ، با تغییراتی که در طی چند دهه رخ داده است. اخیراً، یک دوره سرمایی که در حدود 13000 سال پیش آغاز شد، به طور ناگهانی در حدود 11500 سال پیش پایان یافت – و درجه حرارت در گرینلند طی یک دهه 10 درجه سانتیگراد افزایش یافت.
شواهدی برای چنین تغییرات اقلیمی چشمگیر، هر ایده ماندگاری را نشان می دهد که تغییرات آب و هوای جهانی کند است و بعید است در مقیاس زمانی رخ دهد که انسان ها باید نگران آن باشند. جسیکا تیرنی، دیرین اقلیم شناس در دانشگاه آریزونا در توسان می گوید: «این یک یادآوری مهم است که چقدر چیزها می توانند «مضحک» باشند.
شواهد بیشتری از تغییرات جهانی از ماهواره‌های رصد زمین به دست آمد که چشم‌انداز جدیدی را در کل سیاره در مورد گرمایش جهانی در دهه 1960 به ارمغان آورد. از دیدگاه آنها در آسمان، ماهواره‌ها افزایش سطح دریاهای جهانی را اندازه‌گیری کرده‌اند – در حال حاضر 3.4 میلی‌متر در سال و با افزایش گرمایش آب و ذوب شدن صفحات یخ شتاب می‌گیرند – و همچنین کاهش سریع یخ‌های شناور در اقیانوس منجمد شمالی. تابستان در پایان فصل ذوب از سال 2002، ماهواره‌های حسگر جاذبه، صفحات یخی قطب جنوب و گرینلند را از بالا وزن کرده‌اند و گزارش می‌دهند که سالانه بیش از 400 میلیارد تن یخ از بین می‌رود.
مشاهدات دما در ایستگاه های هواشناسی در سراسر جهان نیز تأیید می کند که ما در گرم ترین سال های ثبت شده زندگی می کنیم. 10 گرم ترین سال از زمان ثبت رکورد در 1880 همه از سال 2005 رخ داده است . و 9 نفر از آن 10 نفر از سال 2010 آمده اند.
در دهه 1960، نمی توان منکر گرم شدن سیاره زمین شد. اما درک پیامدهای این تغییرات – از جمله تهدید برای سلامتی و رفاه انسان – به چیزی بیش از داده های مشاهده ای نیاز دارد. نگاه به آینده به شبیه سازی های کامپیوتری بستگی داشت: محاسبات پیچیده چگونگی جریان انرژی در منظومه سیاره ای.
اولین قدم در ساخت چنین مدل‌های اقلیمی، اتصال مشاهدات روزانه آب و هوا به مفهوم پیش‌بینی آب و هوا در آینده بود. در طول جنگ جهانی اول، ریاضی‌دان بریتانیایی لوئیس فرای ریچاردسون ده‌ها هزار هواشناس را تصور کرد که هر کدام شرایط بخش کوچکی از جو را محاسبه می‌کردند، اما در مجموع یک پیش‌بینی جهانی را جمع‌آوری می‌کردند.
اما پس از جنگ جهانی دوم بود که قدرت محاسباتی رویای ریچاردسون را به واقعیت تبدیل کرد. پس از پیروزی متفقین، که بر پیش‌بینی‌های دقیق آب و هوا برای همه چیز از برنامه‌ریزی D-Day تا تعیین زمان و مکان پرتاب بمب‌های اتمی متکی بود، ریاضی‌دانان پیشرو ایالات متحده بودجه‌ای را از دولت فدرال برای بهبود پیش‌بینی‌ها به دست آوردند. در سال 1950، تیمی به رهبری جول چارنی، هواشناس در موسسه مطالعات پیشرفته در پرینستون، نیوجرسی، از ENIAC، اولین رایانه الکترونیکی قابل برنامه ریزی ایالات متحده، برای تولید اولین پیش بینی آب و هوای منطقه ای مبتنی بر رایانه استفاده کردند. پیش‌بینی آهسته و ابتدایی بود، اما بر اساس ایده‌های ریچاردسون مبنی بر تقسیم جو به مربع یا سلول و محاسبه آب و هوا برای هر یک از آن‌ها بود. این کار زمینه را برای دهه‌ها مدل‌سازی آب و هوا فراهم کرد.
تا سال 1956، نورمن فیلیپس، یکی از اعضای تیم چارنی، اولین مدل گردش عمومی جهان را تولید کرد که نحوه جریان انرژی بین اقیانوس ها، جو و خشکی را نشان می داد. رشته مدلسازی آب و هوا متولد شد.
کار در ابتدا اساسی بود زیرا کامپیوترهای اولیه به سادگی قدرت محاسباتی زیادی برای شبیه سازی تمام جنبه های منظومه سیاره ای نداشتند.
یک پیشرفت مهم در سال 1967 رخ داد، زمانی که هواشناسان سیکورو مانابه و ریچارد وترالد – هر دو در آزمایشگاه دینامیک سیالات ژئوفیزیکی در پرینستون، آزمایشگاهی متولد شده از گروه چارنی – مقاله ای را در مجله علوم جوی منتشر کردند که ارتباط بین سطح زمین و جو را مدلسازی می کرد. و محاسبه کرد که چگونه تغییرات CO 2 بر دمای سیاره تأثیر می گذارد. Manabe و Wetherald اولین کسانی بودند که یک مدل کامپیوتری ساختند که فرآیندهای مربوطه را که آب و هوا را هدایت می کند ، ثبت کرد و به طور دقیق نحوه واکنش زمین به این فرآیندها را شبیه سازی کرد.
ظهور مدل‌سازی آب و هوا به دانشمندان اجازه داد تا تأثیرات گرمایش جهانی را با دقت بیشتری تصور کنند. در سال 1979، چارنی و دیگر کارشناسان در وودز هول، ماساچوست، گرد هم آمدند تا یک اجماع علمی در مورد اینکه افزایش سطوح CO 2 برای این سیاره چه معنایی دارد، جمع آوری کنند. "گزارش چارنی" نتیجه گرفت که افزایش CO 2 در جو منجر به تغییرات آب و هوایی بیشتر و قابل توجهی می شود.
در دهه های پس از آن، مدل سازی آب و هوا به طور فزاینده ای پیچیده شده است. و با تقویت علم آب و هوا، تغییرات آب و هوا به یک موضوع سیاسی تبدیل شد.
این نمودار معروف که توسط دانشمند مایکل مان و همکارانش تهیه شد و سپس در گزارشی در سال 2001 توسط هیئت بین دولتی تغییرات آب و هوایی بازتولید شد، به طور چشمگیری تغییرات دما را در طول زمان نشان می دهد. بدبینان تغییرات اقلیمی آن را به مرکز یک حمله همه جانبه به علم آب و هوا تبدیل کردند.
افزایش آگاهی عمومی از تغییرات اقلیمی، و نبردها بر سر اینکه در مورد آن چه باید کرد، در کنار آگاهی از سایر مسائل زیست محیطی در دهه 1960 و 1970 ظاهر شد. کتاب بهار خاموش راشل کارسون در سال 1962 که آفت‌کش DDT را به دلیل اثرات زیست‌محیطی آن محکوم می‌کرد، فعالیت‌های زیست‌محیطی در ایالات متحده را تسریع کرد و منجر به اولین روز زمین در سال 1970 شد.
در سال 1974، دانشمندان تهدید زیست محیطی جهانی دیگری را کشف کردند – سوراخ اوزون قطب جنوب، که دارای شباهت های مهم و تفاوت هایی با داستان تغییرات آب و هوایی بود. شیمیدانان ماریو مولینا و اف. سوراخ اوزون حاصل که هر بهار بر فراز قطب جنوب تشکیل می شود، به اشعه ماوراء بنفش بیشتری از خورشید اجازه می دهد تا آن را از جو زمین عبور دهد و به سطح برسد، جایی که می تواند باعث سرطان پوست و آسیب چشم شود.
دولت ها تحت نظارت سازمان ملل متحد برای تدوین پروتکل مونترال در سال 1987 کار کردند که تولید کلروفلوئوروکربن ها را به شدت محدود می کرد . در سال های بعد، سوراخ ازن شروع به بهبود کرد. اما مبارزه با تغییرات آب و هوایی بسیار چالش برانگیزتر است. تبدیل کل بخش های انرژی برای کاهش یا حذف انتشار کربن بسیار دشوارتر از جایگزینی مجموعه ای از مواد شیمیایی صنعتی است.
با این حال، در سال 1980، محققان گام مهمی در جهت ترکیب کردن درک علمی از تغییرات آب و هوا و جلب توجه سیاستگذاران بین‌المللی برداشتند. این در یک کنفرانس علمی کوچک در Villach، اتریش، در مورد جدیت تغییرات آب و هوا آغاز شد. برت بولین هواشناس سوئدی در مسیر قطار که از جلسه به خانه می‌رفت، با دیگر شرکت‌کنندگان در مورد اینکه چگونه به یک تحلیل گسترده‌تر، عمیق‌تر و بین‌المللی نیاز است، صحبت کرد. در سال 1988، یک نهاد سازمان ملل متحد به نام هیئت بین دولتی تغییرات آب و هوایی، IPCC، متولد شد. بولین اولین رئیس آن بود.
IPCC به یک نهاد بسیار تأثیرگذار و منحصر به فرد تبدیل شد. هیچ تحقیق علمی اصلی انجام نمی دهد. درعوض، ادبیات وسیع علم آب و هوا را برای سیاست گذاران ترکیب و خلاصه می کند – عمدتاً از طریق گزارش های انبوهی که هر دو سال یکبار منتشر می شود. اولین گزارش IPCC، در سال 1990 ، پیش‌بینی کرد که میانگین دمای جهانی سیاره در قرن بعد سریع‌تر از هر نقطه‌ای در 10000 سال گذشته افزایش می‌یابد، به دلیل افزایش گازهای گلخانه‌ای در جو.
گزارش های IPCC نقش کلیدی در ارائه اطلاعات علمی برای کشورهایی که در مورد چگونگی تثبیت غلظت گازهای گلخانه ای بحث می کنند، ایفا کرده است. این روند با اجلاس سران زمین در ریو در سال 1992 آغاز شد که منجر به کنوانسیون چارچوب سازمان ملل در مورد تغییرات آب و هوا شد. نشست های سالانه سازمان ملل برای مقابله با تغییرات آب و هوایی منجر به اولین تعهدات بین المللی برای کاهش انتشار گازهای گلخانه ای، پروتکل کیوتو در سال 1997 شد . بر اساس آن، کشورهای توسعه یافته متعهد به کاهش انتشار CO 2 و سایر گازهای گلخانه ای شدند. در سال 2007، IPCC اعلام کرد که واقعیت گرم شدن آب و هوا "بی ابهام" است. این گروه در آن سال به همراه ال گور جایزه صلح نوبل را به دلیل فعالیتشان در زمینه تغییرات آب و هوایی دریافت کردند.
فرآیند IPCC تضمین می‌کند که سیاست‌گذاران بهترین علم را در اختیار داشته باشند تا در مورد کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای بحث کنند. البته، ملت‌ها مجبور نبودند از آن علم پیروی کنند – و اغلب هم این کار را نکردند. در طول دهه‌های 2000 و 2010، نشست‌های بین‌المللی آب‌وهوا به بحث در مورد علوم کمتر سخت و مسائل مربوط به عدالت پرداختند. کشورهایی مانند چین و هند خاطرنشان کردند که برای توسعه اقتصاد خود به انرژی نیاز دارند و کشورهایی که مسئول عمده انتشار گازهای گلخانه ای در طول تاریخ هستند، مانند ایالات متحده، باید در کاهش گازهای گلخانه ای پیشرو باشند.
در همین حال، ساکنان برخی از آسیب پذیرترین کشورها، مانند جزایر کم ارتفاعی که با افزایش سطح دریا تهدید می شوند، در مجامع مذاکره بین المللی دیده و نفوذ پیدا کردند. راشل کلیتوس، کارشناس سیاست آب و هوا در اتحادیه دانشمندان نگران در کمبریج، ماساچوست، می‌گوید: «مسائل مربوط به برابری همیشه در این مشکل اقدام جمعی بسیار چالش برانگیز بوده است.
تا سال 2015، کشورهای جهان در زمینه کاهش انتشار گازهای گلخانه ای که در پروتکل کیوتو تعیین شده بود، پیشرفت هایی داشتند، اما هنوز برای دستیابی به کاهش قابل توجه جهانی کافی نبود. در آن سال، یک کنفرانس مهم آب و هوای سازمان ملل در پاریس، توافقی بین‌المللی برای تلاش برای محدود کردن گرمایش زمین به 2 درجه سانتی‌گراد و ترجیحاً 1.5 درجه سانتی‌گراد بالاتر از سطح پیش از صنعتی شدن ایجاد کرد.
هر کشوری رویکرد خاص خود را برای مقابله با تغییرات اقلیمی دارد. در ایالات متحده که تقریباً 80 درصد انرژی خود را از سوخت‌های فسیلی می‌گیرد، تلاش‌های پیچیده برای کم‌اهمیت جلوه دادن و نقد علم منجر به تأخیر عمده در اقدامات اقلیمی شد. برای چندین دهه، شرکت های سوخت فسیلی ایالات متحده مانند ExxonMobil تلاش کردند تا سیاستمداران را تحت تاثیر قرار دهند تا کمترین میزان ممکن را در مورد کاهش انتشار گازهای گلخانه ای انجام دهند.
این 20 کشور بیشترین میزان تجمعی دی اکسید کربن را از سال 1850 منتشر کرده اند. انتشارات به میلیاردها تن متریک نشان داده شده و به مجموع فرعی استفاده از سوخت فسیلی و تولید سیمان (آبی) و استفاده از زمین و جنگل کاری (سبز) تقسیم می شود.
چنین تاکتیک‌هایی بدون شک در تأخیر سیاستمداران در اقدام اقلیمی در ایالات متحده، که بیشتر آن از جانب جمهوری‌خواهان بود، موفق شد. پرزیدنت جورج دبلیو بوش کشور را از پروتکل کیوتو در سال 2001 خارج کرد . دونالد ترامپ به طور مشابه در سال 2017 توافق پاریس را رد کرد . در اواخر سال 2015، رئیس کمیته محیط زیست سنا، جیمز اینهوف از اوکلاهاما، یک گلوله برفی را در یک روز سرد زمستانی به کنگره آورد تا استدلال کند که گرمایش جهانی ناشی از انسان یک "فریب" است.
در استرالیا، ترکیب مشابهی از انکارگرایی جناح راست و منافع سوخت های فسیلی، تعهدات مربوط به تغییرات آب و هوایی را ثابت نگه داشته است، زیرا نخست وزیران در بحث های شدید در مورد نحوه عمل این کشور در مورد آب و هوا رای گیری می کنند.
با این حال کشورهای دیگر به جلو حرکت کرده اند. برخی از کشورهای اروپایی مانند آلمان به شدت به دنبال انرژی های تجدیدپذیر، از جمله باد و خورشید بودند، در حالی که فعالانی مانند گرتا تونبرگ، نوجوان سوئدی – پیشگام جنبش اقدام جوانان – دولت های خود را برای بیشتر تحت فشار قرار دادند.
در سال‌های اخیر، اقتصادهای در حال توسعه چین و هند در بحث در مورد اقدامات اقلیمی در کانون توجه قرار گرفته‌اند. چین که در حال حاضر بزرگترین تولیدکننده کربن در جهان است، در سال 2021 چندین اقدام معتدل را برای کاهش انتشار اعلام کرد، از جمله توقف ساخت نیروگاه های زغال سنگ در خارج از کشور. هند اعلام کرد که تا سال 2070 انتشار خالص صفر را هدف قرار می دهد، اولین باری است که برای این هدف تاریخی تعیین می کند.
با این حال چنین تعهداتی همچنان مورد انتقاد قرار می گیرد. در کنفرانس تغییرات آب و هوایی سازمان ملل متحد در سال 2021 در گلاسکو، اسکاتلند، هند به دلیل عدم تعهد به حذف کامل زغال سنگ مورد انتقاد قرار گرفت – اگرچه دو تولیدکننده بزرگ گازهای گلخانه ای، چین و ایالات متحده، خود متعهد به حذف تدریجی زغال سنگ نبوده اند. Aayushi Awasthy، اقتصاددان انرژی در دانشگاه East Anglia در انگلستان می‌گوید: «در این مورد عدالت وجود ندارد.
سناریوهای مختلف برای چگونگی تغییر انتشار گازهای گلخانه ای در آینده به دانشمندان کمک می کند تا تغییرات آب و هوایی آینده را پیش بینی کنند. این نمودار روند دمایی شبیه‌سازی شده را به همراه پیش‌بینی‌های آتی افزایش دما بر اساس پنج سناریو از هیئت بین‌دولتی تغییرات آب و هوا نشان می‌دهد. تغییر دما با میانگین 1850-1900 تفاوت دارد.
در بسیاری از موارد، تغییرات سریع‌تر از آنچه دانشمندان چند دهه پیش تصور می‌کردند رخ می‌دهند. اقیانوس ها با جذب CO 2 اسیدی تر می شوند و به ارگانیسم های دریایی کوچکی که پوسته های کربنات کلسیم محافظ می سازند و پایه شبکه غذایی دریایی هستند، آسیب می رسانند. آب های گرمتر صخره های مرجانی را سفید می کنند. دمای بالاتر، گونه‌های جانوری و گیاهی را به مناطقی می‌برد که قبلاً در آن زندگی نمی‌کردند و خطر انقراض را برای بسیاری افزایش می‌داد.
هیچ مکانی در این سیاره بی تاثیر نیست. در بسیاری از مناطق، دمای بالاتر منجر به خشکسالی های بزرگ شده است که باعث خشک شدن پوشش گیاهی و تامین سوخت اضافی برای آتش سوزی های جنگلی مانند آتش سوزی هایی می شود که استرالیا، مدیترانه و غرب آمریکای شمالی را در سال های اخیر ویران کرده است.
سپس قطب شمال است، جایی که دما بیش از دو برابر میانگین جهانی در حال افزایش است و جوامع در خط مقدم تغییرات قرار دارند. منجمد دائمی در حال آب شدن است، ساختمان ها، خطوط لوله و جاده ها را بی ثبات می کند. دامداران کاریبو و گوزن شمالی نگران افزایش خطر انگل ها برای سلامت حیوانات خود هستند. با وجود یخ کمتر در دسترس برای محافظت از ساحل در برابر فرسایش طوفانی، دهکده Inupiat شیشمارف، آلاسکا، در معرض خطر فرو ریختن در دریا است. باید از جزیره شنی خود به سرزمین اصلی حرکت کند.
لوئیز فارکوهارسون، ژئومورفولوژیست در دانشگاه آلاسکا فیربنکس که یخبندان دائمی و تغییرات سواحل اطراف آلاسکا را رصد می کند، می گوید: «ما می دانیم که این تغییرات در حال رخ دادن است و تایتانیک در حال غرق شدن است. در سرتاسر کره زمین، کسانی که برای بقای خود به اکوسیستم های دست نخورده وابسته هستند، با بزرگترین تهدید ناشی از تغییرات آب و هوایی روبرو هستند. و کسانی که کمترین منابع را برای انطباق با تغییرات اقلیمی دارند، اولین کسانی هستند که آن را احساس می کنند.
کلودیا تبالدی، دانشمند آب و هوا در آزمایشگاه ملی لارنس برکلی در کالیفرنیا می گوید: «ما گرم می شویم. "شکی توش نیست. تنها چیزی که می توانیم انجام دهیم این است که کمی آهسته تر گرم کنیم.»
این یکی از دلایلی است که گزارش IPCC منتشر شده در سال 2021 بر سطوح پیش بینی شده گرمایش جهانی تمرکز دارد . تفاوت زیادی بین 1.5 درجه گرم شدن سیاره در مقابل 2 درجه یا 2.5 درجه وجود دارد. هر کسری از درجه گرم شدن، خطر رخدادهای شدید مانند امواج گرما و باران های شدید را افزایش می دهد که منجر به ویرانی بیشتر جهانی می شود.
آینده به این بستگی دارد که کشورها چقدر مایل به کاهش انتشار گازهای گلخانه ای هستند و اینکه آیا آنها به این تعهدات پایبند هستند یا خیر. این یک اقدام موازنه ژئوپلیتیکی است که جهان هرگز آن را ندیده است.
علم می تواند و باید نقشی در آینده ایفا کند. مدل‌های آب و هوایی بهبود یافته تغییرات مورد انتظار در مقیاس منطقه‌ای را روشن می‌کند و به مقامات کمک می‌کند تا آماده شوند. دولت ها و صنعت نیز نقش های مهمی را ایفا می کنند. آنها می توانند در فناوری هایی مانند ترسیب کربن سرمایه گذاری کنند تا به کربن زدایی اقتصاد و سوق دادن جامعه به سمت منابع تجدیدپذیر انرژی کمک کنند.
سوالات بزرگ باقی می ماند. آیا رای دهندگان اراده ای برای تقاضای انتقال انرژی قابل توجه از دولت خود دارند؟ چگونه رهبران تجاری و نظامی می توانند نقش بزرگتری در پیشبرد اقدامات اقلیمی ایفا کنند؟ نقش منابع انرژی کم کربن که دارای جنبه های منفی هستند، مانند انرژی هسته ای، چه باید باشد؟ چگونه کشورهای در حال توسعه می توانند به استاندارد زندگی بهتری برای مردم خود دست یابند در حالی که به تولیدکنندگان بزرگ گازهای گلخانه ای تبدیل نمی شوند؟ چگونه می‌توانیم آسیب‌پذیرترین افراد را از آسیب‌های نامتناسب در جریان رویدادهای شدید دور نگه داریم و عدالت زیست‌محیطی و اجتماعی را در آینده خود بگنجانیم؟
این سؤالات هر ساله با انباشته شدن دی اکسید کربن در جو ما ضروری تر می شوند. این سیاره اکنون در سطوح بالاتری از CO 2 نسبت به هر زمان دیگری در 3 میلیون سال گذشته قرار دارد.
در نشست آب و هوای سازمان ملل در گلاسکو در سال 2021، دیپلمات‌های سراسر جهان موافقت کردند که با فوریت بیشتری کار کنند تا از استفاده از سوخت‌های فسیلی دور شوند. با این حال، آنها اهدافی را به اندازه کافی سختگیرانه اتخاذ نکردند که جهان را زیر دمای 1.5 درجه نگه دارند.
بیش از یک قرن از زمانی که شیمیدان Svante Arrhenius متوجه عواقب وارد کردن دی اکسید کربن اضافی به اتمسفر شد می گذرد. با این حال، جهان برای اجتناب از خطرناک ترین پیامدهای تغییرات آب و هوایی متحد نشده است.
زمان رو به اتمام است.
سوالات یا نظراتی در مورد این مقاله دارید؟ به ما در feedback@sciencenews.org ایمیل بزنید
الکساندرا ویتزه یک خبرنگار مشارکت کننده برای Science News است. ویتزه مستقر در بولدر، کولو، در علوم زمین، سیاره‌شناسی و نجوم تخصص دارد.
Science News در سال 1921 به عنوان یک منبع مستقل و غیرانتفاعی اطلاعات دقیق در مورد آخرین اخبار علم، پزشکی و فناوری تاسیس شد. امروز، ماموریت ما یکسان است: توانمندسازی مردم برای ارزیابی اخبار و دنیای اطرافشان. این توسط Society for Science منتشر شده است، یک سازمان غیرانتفاعی عضویت 501(c)(3) که به مشارکت عمومی در تحقیقات علمی و آموزش اختصاص دارد.
© Society for Science & the Public 2000–2022. تمامی حقوق محفوظ است.
مشترکین، برای دسترسی کامل به آرشیو اخبار علمی و نسخه های دیجیتال، آدرس ایمیل خود را وارد کنید.
مشترک نیستید؟
الان یکی شو

source