گازهای گلخانه ای

گازهای گلخانه ای چه گازهایی هستند؟

گازهای موجود در اتمسفر که سطح زمین را گرم نگه می دارند،به عنوان گازهای گلخانه ای شناخته می شوند.حدود¾ اثر طبیعی گلخانه ای ناشی از بخار آب است.

مهمترین گاز گلخانه ای بعدی دی اکسیدکربن است.متان،اکسید نیتروژن،ازن موجود در قسمت پایین اتمسفر،CFCها هم گازهای گلخانه ای هستند.

چگونه می فهمیم که غلظت گازهای گلخانه ای در اتمسفر افزایش یافته است؟

 محققین،در طی سالیان زیادی، ترکیب هوا را اندازه گرفته اند.بنابراین آنها می توانند تغییرات ترکیب هوا را مشخص کنند.CSIRO  داده های زیادی را از ترکیب اتمسفر از طریق ایستگاه دورافتاده خود در دماغه Grim Baseline در تاسمانی ،جمع آوری می کند.این مشاهدات در تمام دنیا انجام می گیرد.این ایستگاه بهترین مکان برای دیده بانی سطوح آلاینده در نیم کره جنوبی است.

این ایستگاه ،مشترکا توسط دفتر استرالیایی هواشناسی و CSIRO اداره می شود. برای تهیه گزارشات از ترکیب اتمسفر،محققین   CSIROهوا را از هسته های یخ که از بخش جنوبگان استخراج می شود،تجزیه و تحلیل می کنند.تجزیه و تحلیل هوا،تغییرات ترکیب اتمسفر را در طی هزاران سال قبل آشکار کرده است.

در CSIRO نمونه ها  تجزیه و تحلیل می شوند و نتایج  آزمایشگاه نمونه گیری جهانی اتمسفر(GASLAB) کمک می کند که تعیین کنیم که گازهای گلخانه ای از کجا می آیند و هنگامی که در اتمسفر هستند،چه بر سرشان می آید.

غلظت گازهای گلخانه ای به چه میزانی افزایش یافته است؟

غلظت دی اکسیدکربن،تقریبا 30 درصد بیشتر از آنچه در قبل از انقلاب صنعتی در قرن هجدهم بوده است،افزایش یافته است.دی اکسیدکربن از 280 PPM  به تقریبا 360PPM  افزایش یافته است.با اینکه دی اکسیدکربن فقط شامل 0.036 درصد در هوا است،ولی اثر گرمایی آن عمده و مهم است.

سطوح متان از 700PPM در قبل از انقلاب صنعتی به 1700PPM افزایش یافته است.رشد سریع متان در جو از دهه 1980 بطور قابل ملاحظه ای کاهش یافته است.

غلظت اکسیدنیتروژن از تقریبا 275 PPM به 315 PPM افزایش یافته است.

مدارک قوی وجود دارد که نشان می دهد که غلظت ازن در قبل از انقلاب صنعتی در لایه های پایین اتمسفر،بخصوص در نیمکره شمالی، زیاد بوده است.

CFCها در 200 سال قبل در اتمسفر وجود نداشتند.بهرحال،غلظت بسیاری از اینها بر اساس توافق نامه های بین المللی برای حفاظت از لایه ازن در حال کاهش یافتن هستند.

فعالیتهای بشر،مستقیما غلظت بخار آب را تغییر نمی دهد.تغییرات در غلظت بخار آب ممکن است در اثر افزایش غلظت دی اکسیدکربن و دیگر گازهای گلخانه ای،اتفاق افتد.غلظت دی اکسیدکربن در اتمسفر در طی هزاران سال قبل ،از اندازه گیری هوای به تله افتاده در یخ های جنوبگان،اندازه گیری می شود.

غلظت متان در اتمسفر در طی هزاران سال قبل از اندازه گیری هوای به تله افتاده در یخ های جنوبگان(مشابه دی اکسیدکربن) و از اواخر دهه 1970 در ایستگاه بررسی آلودگی هوا در دماغه Grim Baselineانجام می گیرد.

گازهای گلخانه ای از کجا می آیند؟

افزایش در غلظت دی اکسیدکربن،اغلب از طریق سوختن سوختهای فسیلی مانند نفت،روغن،زغال سنگ و گاز طبیعی برای تولید انرژی و از قطع درختان حاصل می شود.گاوها،گوسفندان و دیگر حیوانات نشخوارکننده،گاز متان را از طریق آروغ زدن در هوا منتشر می کنند.مزارع شالیکاری هم متان تولید می کنند. سایرمنابع تولید متان عبارتند از:مناطق دفن آشغال،آتش زدن و سوختن پوشش گیاهی،معادن زغال سنگ و میادین گاز طبیعی.

غلظت اکسیدنیتروژن هم افزایش یافته است.زیرا روش استفاده از زمین در کشاورزی تغییر کرده است و مصرف کود دامی جای خود را به کودهای شیمیایی داده و سوختن پوشش گیاهی هم به این امر دامن زده است.

ازن یک جزء از دودمه فتوشیمیایی است که به نوبه خود نتیجه انتشار هیدروکربنها و اکسیدنیتروژن از موتور وسایل نقلیه و صنعتی است.

CFCها که در گذشته برای صنایع یخچال سازی ساخته می شدند،هم اکنون به عنوان ساخت فوم،پلاستیکها،و بعنوان حلال اجزاءالکترونیکی مورد استفاده هستند.

تمام کشورهای پیشرفته،تولید CFCها را متوقف کرده اند.

گازهای گلخانه ای چه مدت در اتمسفر عمر می کنند؟

دی اکسیدکربن برای بیش از یک قرن در اتمسفر عمر می کند.

متوسط عمر متان،حدود 11 سال است.

اکسید نیتروژن و بعضی ازCFCها در اتمسفر تا بیش از یک قرن می مانند.

آیا تمام گازهای گاخانه ای تاثیر یکسانی در نگهداشت گرما دارند؟

خیر.

توانایی گازهای گلخانه ای در بدام انداختن گرما متفاوت است.یک کیلوگرم متان که امروزه در هوا منتشر می شود،در حدود 20 برابر بیشتر از یک کیلوگرم دی اکسیدکربن و تا مدت یک قرن،توانایی گرمایش اتمسفر را داراست.

مولکول به مولکول متان،CFCها و اکسید نیتروژن در گرمایش اتمسفر از دی اکسیدکربن قوی تر هستند.

 دانشمندان،برای مقایسه صحیح اثر گرمایشی گازهای گلخانه ای مختلف  در حال محاسبه پتانسیل گرمایشی آنها می باشند.که شامل موارد ذیل است:

·       میزان اشعه ای که که گاز جذب می کند و طول موج این جذب شدن

·       مدت زمانی را که گاز در اتمسفر تا قبل از تغییر حالت دادن و یا شسته شدن بوسیله باران باقی می ماند.

·       جریان غلظت کنونی گاز در اتمسفر

·       تاثیرات غیرمستقیم گاز.برای مثال،گاز متان در لایه های پایین اتمسفر،ازن  و در استراتوسفر،بخارآب تولید می کند.

آیا آب و هوا در صد سال گذشته تغییر کرده است؟

دمای متوسط سطح زمین در دنیا حدود 0.4 تا 0.8 بیشتر از دمای سطح کره زمین در اواخر قرن نوزدهم است.گرم شدن در طی قرن بیستم در دو مرحله:1910 تا 1945 و از 1975 تا 2002 اتفاق افتاده است.مدارک حاکی از گرم شدن جهانی،چند وجهی است.

بسیاری از گونه های گیاهی و حیوانات مکان زیست خود را تغییر داده اند  و یا اینکه زمان واکنش های فصلی خود را عوض کرده اند ،که در هماهنگی با گرمایش جهانی می باشد.آخرین تغییرات بوسیله مان و جونز در سال 2003 تایید کرد که نیمکره شمالی در قرن بیستم بیش از هر زمان دیگری در 1800 قبل ،گرم

 شده است.این گرم شدن هم شامل هوای بالای خشکیها و هم هوای بالای اقیانوس ها می شود.مهمترین دوره گرمایش در گستره جهانی،اخیرا رخ داده و وسیعترین افزایش دما در نیمکره شمالی و در عرضهای جغرافیایی میانی تا بالا بوده است.

در دهه های اخیر،قسمتهایی از شمال غربی اطلس شمالی و مرکز اقیانوس شمالی، سرد شده اند.

آیا انسانها در خصوص تغییرات آب و هوا،مسئولیت دارند؟

بسیار سخت است که بین تغییرات طبیعی در آب و هوا و تغییرات ناشی از فعالیتهای بشر،تمایز قائل شویم.گرمایش جهانی در اوایل قرن بیستم،می تواند بوسیله ترکیبی از تغییر تحریک شده بوسیله انسان و طبیعت،توضیح داده شود.در صورتی که گرمایش بوجودآمده در 50 سال آخر ،ناشی از فعالیتهای بشری و بواسطه افزایش غلظت گازهای گلخانه ای بوده است.

 به شدت غیرمحتمل است که گرمایش چهانی در کل قرن بیستم را بواسطه تغییرپذیری طبیعی بتوان توضیح داد.با وجود عواملی مانندفوران آتشفشانی،تخریب لایه ازن استراتوسفر و تغییرات درونی آب و هوا،بیشترین محرک مسلط در تغییرات بوجود آمده در چند دهه گذشته،ناشی از افزایش غلظت گازهای گلخانه ای بوده است.

چه فشاری بر روی آب و هوا بواسطه افزایش گازهای گلخانه ای،وارد خواهد شد؟

افزایش سطوح گازهای گلخانه ای،محتملا ،باعث گرمایش سطح زمین خواهد شد.این گرمایش،باعث تغییراتی در آب و هوا و در گستره جهانی خواهد شد.

بعضی مناطق دارای باران و توفان های بیشتری خواهند شد و بقیه مناطق از بارش کمتری برخودار خواهند شد.بهرحال در اغلب مناطق،آب و هوا،با آنچه تا کنون بوده،متفاوت خواهد شد.

بر اساس برآوردهای هیات غیردولتی آب وهوا،تا پایان قرن 21 تغیییر متوسط دمای جهانی،احتمالا بین1.4  تا 5.8 درجه سانتیگراد بیش از دمای سال 1990 خواهد بود.این مقدار تغییرات بسیار بیشتر از تغییرات مشاهده شده در تمام 20 قرن  گذشته خواهد بود و نرخ گرمایش جهانی در طی ده هزار سال اخیر،بی سابقه خواهد بود.متوسط بارش در سرتاسر جهان افزایش خواهد یافت و در مدت فصل زمستان  و در نیمکره شمالی و در عرضهای جغرافیایی بالا این مقدار بیشتر خواهد بود.شتاب حوادث در اغلب مناطق جهان ،احتمالا خیلی شدید خواهد بود و به همان نسبت ،احتمال خشکسالی در تابستان وجود دارد.

آیا گرمایش جهانی ،تغییرپذیری آب و هوا را تشدید خواهد کرد؟

اغلب مدلهای آب و هوایی نمایان کرده اند که گرمایش جهانی در بسیاری از مناطق،احتمالا باعث افزایش تکرار و مدت حوادث غیرمترقبه مانند بارانهای سنگین،خشکسالی،توفان و سیل خواهد شد.

چه اتفاقی بر سطج دریاها خواهد افتاد؟

تا سال 2030 سطح متوسط جهانی دریاها احتمالا بین 3 تا 17 سانتیمتر بالاتر از از سطح 1990 خواهد بود.انتظار می رود تا سال 2100،سطح دریاها تقریبا 9 تا 33 سانتیمتر در مقایسه با سال 1990 بالا بیاید.نرخ و حجم تغییر سطح دریاها متفاوت خواهد بود.در مناطق مختلف،ترکیب خط ساحلی،تحت تاثیر جریانهای اقیانوسی،گونه گونی در خصوصیات جزر و مدی و چگالی آب دریا و حرکت عمودی زمین،تغییر خواهد کرد.

در بعضی مناطق،سطح دریا،واقعا افت خواهد کرد.

چرا سطح دریاها بالا می آید؟

اگر اتمسفر زمین گرم شود،لایه های بالای روی سطح اقیانوسها گرم خواهد شد.آب مانند تمام اشیا وقتی که گرم می شود،منبسط می شود .انبساط آب اقیانوس،باعث بالا آمدن سطح آب می شود.

یخهای مستقر در مناطق معتدله زمین مانند آمریکای جنوبی،آمریکای شمالی، سریعتر ذوب خواهند شد.یخچالها ممکن است عقب نشینی کنند.ذوب شدن ممکن است به بالا آمدن سطح دریا کمک کند.