Table of Contents
العلوم الأساسية خلف كوكب الحرب
تغير المناخ هو أحد أكثر التحديات العلمية تعقيدا وإلحاحا في العصر الحديث، وفي جوهره، فإن مناخ الأرض نظام ديناميكي يتكون من توازن دقيق بين الإشعاع الشمسي القادم، والتكوين الجوي، وتيار المحيطات، والعمليات الأرضية، بينما يصف مصطلح تغير المناخ التحولات الطويلة الأجل في درجات الحرارة، وأنماط التهطال، وغيرها من الظروف المناخية التي لا تزال قائمة منذ عقود أو قرون.
بالنسبة للمربين والطلاب وواضعي السياسات على السواء، فهم التمييز بين العوامل المناخية الطبيعية والعوامل التي يتسبب فيها الإنسان أمر أساسي لوضع استجابات فعالة، وهذه المادة تدرس كامل طيف القوى التي تؤثر على مناخ الأرض، من الانفجارات البركانية والميكانيكيات المدارية للانبعاثات الصناعية والتغيرات في استخدام الأراضي، وتوفر إطارا علميا شاملا لتقييم الأدلة.
The Earth's Energy Budget: A Foundation for Understanding Climate
ومعرفة كيف يعمل تغير المناخ، يجب أولاً أن يفهم ميزانية الطاقة في الأرض، ويتلقى الكوكب الطاقة من الشمس في شكل إشعاع الموجات القصيرة، ويظهر نحو 30 في المائة من هذا الإشعاع الشمسي الجديد في الفضاء من خلال السحب والجليد والجسيمات الجوية، أما النسبة المتبقية من هذه المادة فهي مستوعبة من خلال الشراك البرية والمحيطات والغلاف الجوي، مما يدفئ الكوكب، ثم يُحدث الإشعاع الأخضر()
القضية الحاسمة اليوم هي أن الأنشطة البشرية قد زادت كثيراً من تركيز غازات الدفيئة في الغلاف الجوي، وتكثيف أثر الدفيئة الطبيعية، وتسبب خللاً في الطاقة، وفقاً لمرصد الأرض التابع لوكالة الفضاء الوطنية، فإن الأرض الآن تستوعب طاقة أكبر مما تجنيه، مما يؤدي إلى الاحترار الصافي.
العوامل الطبيعية التي تؤثر في تغير المناخ
ويمر تغير المناخ الطبيعي عبر مجموعة من الجداول الزمنية، من فترات التذبذب السنوية مثل النينيو إلى دورات مدارية متعددة السنوات، ومن الضروري فهم هذه العوامل الطبيعية لعزل المساهمة البشرية في تغير المناخ الحديث.
الإرتفاعات البركانية وحقن الأيروسول
ويمكن أن تحقن ثورات بركانية كبيرة من ثاني أكسيد الكبريت والرماد وجسيمات أخرى في الغلاف الجوي، وبعد أن تتحول ثاني أكسيد الكبريت إلى هوباء الكبريت، مما يعكس الإشعاع الشمسي الوافد إلى الفضاء، مما يؤدي إلى إحداث تأثير مؤقت على المناخ العالمي، حيث أن انفجار عام 1991 يُستهلك نحو 100 مليون طن من درجات الحرارة في الفلبين().
التغير الشمسي والتحرير الإشعاعي
الشمس هي مصدر الطاقة الرئيسي لنظام الأرض المناخي، والتغيرات في الناتج الشمسي تؤثر على المناخ، والأشعة الشمسية تختلف عن دورة الفجر التي تمتد 11 سنة، مع تغيرات في إجمالي ناتج الطاقة بنسبة 0.1 في المائة تقريباً، على مدى فترات زمنية أطول، مثل فترة ما دون المتوسط الدنيا من 1645 إلى 1715، فإن انخفاض النشاط الشمسي قد ارتبط بظروف أكثر برودة في أوروبا وأمريكا الشمالية.
بوادر المحيطات والتداول
وتؤدي المحيطات دورا هاما في تنظيم المناخ بنقل الحرارة في جميع أنحاء العالم، فبينما تؤدي دائرة التحولات الحضرية في المحيط الأطلسي، مثلا، إلى توليد مياه دافئة شمالا ومياه باردة جنوبا، مما يؤثر على أنماط الطقس في جميع أنحاء أوروبا وأمريكا الشمالية وغرب أفريقيا.
كراسي ميلانكوفيتش وفوربيتال
في عشرات الآلاف إلى مئات الآلاف من السنين تغيرات في مدار الأرض وطولها المحاصلي المعروف بدورات ميلانكوفتش، تؤدي إلى تغيرات مناخية طبيعية، وهذه الدورات تغير توزيع وشدة الإشعاع الشمسي وصولاً إلى سطح الكوكب، مما أدى إلى تقدم وتراجع عصر الجليد، والدورات الرئيسية الثلاث هي الإنكليزي (تغييرات في الشكل المداري على مدى 000 100 دورة سابقة).
Human-Induced Factors Driving Modern Climate Change
وفي حين أن العوامل الطبيعية لا تزال تعمل، فإن توافق الآراء العلمي الساحق يؤكد أن الأنشطة البشرية كانت المحرك الرئيسي لتغير المناخ منذ منتصف القرن العشرين، وقد خلص الفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ إلى أن نسبة 95 في المائة من اليقين هي السبب الرئيسي للاحترار الملاحظ.
Greenhouse Gas Emissions from Fossil Fuel Combustion
إن حرق الوقود الأحفوري والفحم والزيوت والغاز الطبيعي لإنتاج الطاقة والنقل والعمليات الصناعية هو المصدر الوحيد لانبعاثات غازات الدفيئة التي يتسبب فيها الإنسان، وعندما يتم حرق هذه الوقود، يتم إطلاق الكربون الذي تم تخزينه تحت الأرض لمدة ملايين السنين في الغلاف الجوي بوصفه ثاني أكسيد الكربون، وقد ارتفع تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي من نحو 280 جزءاً في المليون (الحد الأدنى) في الفترة السابقة على 20 مرة
وتشكل انبعاثات الميثان، التي تعزى أساساً إلى البنى التحتية للنفط والغاز، وتعدين الفحم، والماشية، مساهماً هاماً آخر، إذ أن الميثان لديه إمكانية الاحترار العالمي تبلغ نحو 28 مرة من ثاني أكسيد الكربون خلال فترة 100 سنة، وإن كان لا يزال في الغلاف الجوي لفترة أقصر بكثير، ويزيد تأثير أكسيد النيتروز، الذي يُطلق من الأسمدة الزراعية والعمليات الصناعية، بمقدار 265 مرة تقريباً عن ثاني أكسيد الكربون، ويظل في الغلاف الجوي على مدى قرن.
إزالة الغابات وتغيير استخدام الأراضي
فالغابات تعمل كبواليع للكربون، وتستوعب ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي من خلال تركيب الصور، وعندما تُطهر الغابات لأغراض الزراعة أو التنمية الحضرية أو استخراج الأخشاب، تُخفض قدرة تخزين الكربون هذه، وتُطلق الكربون المخزن في الأشجار والتربة إلى الغلاف الجوي، وتُعزى إزالة الغابات المدارية وحدها إلى ما يتراوح بين 10 و15 في المائة من الانبعاثات السنوية من ثاني أكسيد الكربون العالمي، وتُطلق غابات الأمازون التي كثيراً باسم " التراكم الكربون " من كوكب الأرض " .
الممارسات الزراعية وإنتاج المواد الحيوانية
وتساهم الزراعة الحديثة في تغير المناخ من خلال مسارات متعددة، إذ تنتج الماشية، ولا سيما الماشية والخراف، كميات كبيرة من الميثان من خلال التخمير السحائي أثناء الهضم، كما أن إدارة الجوز تُطلق أيضاً ثاني أكسيد الميثان وأكسيد النيتروز، وتعتمد زراعة النيتروز على الحقول المفلورة التي تخلق ظروفاً هباءية، تشكل مصدراً رئيسياً آخر لانبعاثات الميثان.
العمليات الصناعية والمبردات
وفيما عدا إنتاج الطاقة، فإن العديد من العمليات الصناعية تُنتج غازات الدفيئة مباشرة، فعلى سبيل المثال، يُطلق ثاني أكسيد الكربون من خلال التحول الكيميائي لجر الجير إلى النسيج، كما أن إنتاج الألومنيوم والصلب والمواد الكيميائية يولد انبعاثات كبيرة، كما أن هناك فئة كبيرة من الانبعاثات البشرية تشمل غازات الفلورية (غازات الفلور)، مثل مركبات الكربون الهيدروفلورية (HFCs)، والمواد البيرفلورية (PFCs)
التحضر وآثار جزيرة الهتاف
وفي حين أن التحضر يسهم بشكل مباشر في الاحترار المحلي من خلال تأثير جزيرة الحرارة الحضرية، فإن تأثيره على المناخ العالمي أكثر تعقيداً، فالمناطق الحضرية التي تغطي فقط 1 في المائة من سطح الأرض، وتركز استهلاك الطاقة وانبعاثاتها، وتستوعب أسطح وأسطح القاتم الإشعاع الشمسي بدرجة أكبر، وتزيد حرارة النفايات من المباني والمركبات من درجات الحرارة المحلية، كما أن التحضر يغير الطلاء السطحي ويقلل من الانبعاثات الناجمة عن تغير المناخ المحلي.
كيف يُخلّص العلماء الطبيعيين من الوحوش البشرية
ويستخدم العلماء مزيجاً من بيانات المراقبة، والسجلات غير المستقرة، والنماذج المناخية لتعريف التغيرات الملحوظة في أسباب محددة، وهذه العملية معروفة باسم الكشف والتوزيع، والنماذج المناخية التي لا تتضمن سوى الإكراهات الطبيعية (التغيرات الحادّة، والثورات البركانية) لا يمكن أن تُحدث آثار الاحترار الملاحظ منذ عام 1950، إلا عندما يكون تأثير الظواهر التي تنجمية للغازلة (انيومانيومان، وسجلات الدقيقة للغازلة، والهورسبة).
وثمة خط رئيسي آخر من الأدلة يتضمن الهيكل الرأسي للدفء في الغلاف الجوي، إذ أن الضغط الشمسي الطبيعي سيدفئ الغلاف الجوي بأكمله بشكل موحد تقريبا، بما في ذلك الغلاف الجوي الستراتوسفير، وازدهار الاحتباس الحراري الناجم عن الإنسان، على النقيض، في الغلاف الجوي الأدنى (الغطاء الأرضي) بينما يبرد الغلاف الجوي، وتؤكد عمليات الرصد بواسطة السواتل والبالون أن الغلاف الجوي يبرد بينما يدفأ الغلاف الجوي التروبوسفيري، ويضاهيأ، ويضاهيأ، ويضاهيأ،
نقاط الارتداد والنقاط التصفيقية
ومن أكثر الجوانب المتعلقة بتغير المناخ وجود حلقات إيجابية للتغذية المرتدة وآليات تضخم الاحترار الأولي ويمكن أن تؤدي إلى دورات تعزيز ذاتي، وتظهر التغذية المرتدة بالجليد، على سبيل المثال، على أنها تذيب الجليد البحري والجليد، وتكشف عن أسطح المحيطات والأرض المظلمة التي تستوعب مزيدا من الإشعاع الشمسي، مما يؤدي إلى مزيد من الاحترار والارتداد بالثلج.
ونقاط الاندفاع هي عتبات يشهد نظام ما تغييرا لا رجعة فيه، فانهيار صحيفة غرينلاند الجليدية، وتفكك صحيفة الجليد في غرب أنتاركتيكا، واستعادة غابات الأمازون المطيرة، وإغلاق دائرة التقلبات الرطبة في المحيط الأطلسي كلها أمثلة على عناصر محتملة للضغط، وفي حين أن العتبات الدقيقة غير مؤكدة، فإن عبورها يمكن أن يؤدي إلى تغيرات كبيرة في المناخ، ومن المحتمل أن يكون أمرا لا رجعة فيه.
The Observable Impacts of Climate Change
إن آثار تغير المناخ واضحة بالفعل في جميع أنحاء القارة وحوض المحيطات، ومعدل التغير آخذ في التسارع.
المواقف العالمية المتصاعدة وخط العرض الحراري
وقد ارتفع متوسط درجة الحرارة السطحية العالمية بنحو 1.2 درجة مئوية منذ أواخر القرن التاسع عشر، حيث حدثت معظم الاحترار في السنوات الخمسين الماضية، ودفأت المناطق البرية بسرعة أكبر من المحيطات، ودفأت منطقة القطب الشمالي بمعدل ضعف المتوسط العالمي تقريبا، وهي ظاهرة معروفة بتضخم القطب الشمالي، وأصبحت المئات من الموجات الحرارية أكثر تواترا، وشديدة، وأطول أمدا، مما أدى إلى حدوث مخاطر مباشرة على صحة الإنسان والزراعة والبنى التحتية().
مستوى سطح البحر وقابلية التأثر الساحلي
فقد ارتفع مستوى سطح البحر العالمي من 21 إلى 24 سنتيمتراً منذ عام 1880، مع ارتفاع معدل ارتفاعه على مدى العقود الأخيرة، ويعزى التوسع الحراري في مياه المحيطات إلى ما يقرب من نصف الارتفاع الملحوظ في المحيطات حيث ترتفع درجة الحرارة في المحيطات، بينما تزداد كميات مياه البحر في العالم من حيث ارتفاع عدد المهددين من الجليد والجليد، وتفقد مقابر الجليد في ارتفاع معدل تسارع، وإذا ما ارتفع حجمها بأكمله، فإن 60 من مستويات البحر العالمية سترتفع.
أحداث الطقس القصوى ونواهج التهطال المتغيرة
ويزيد الجو المدفأ من الرطوبة، ويزيد بنسبة 7 في المائة تقريباً لكل درجة من درجات الحرارة، ويكثف الدورة الهيدرولوجية، مما يؤدي إلى حدوث حالات هطول أمطار أشد، وزيادة مخاطر الفيضانات في بعض المناطق، بينما تعاني مناطق أخرى من الجفاف الشديد والممتد، وقد زاد تواتر الأعاصير المدارية من الفئة 4 إلى 5، وزادت هذه العواصف من طول الأمطار وارتفاع عدد العواصف التي ترتفع فيها الأمطار في غرب أستراليا.
تعقيم المحيطات وتفكك النظم الإيكولوجية البحرية
وقد امتصت المحيطات نحو 30 في المائة من ثاني أكسيد الكربون الذي انبثقت عن أنشطة بشرية منذ الثورة الصناعية، وعندما تحل ثاني أكسيد الكربون في مياه البحر، فإنها تشكل حمض الكربون، وتخفض درجة حرارة المحيطات، وانخفضت كمية المياه السطحية في المحيطات بنحو 0.1 وحدة، مما يمثل زيادة في الحموضة بنسبة 30 في المائة، مما أدى إلى إلحاق أضرار في الكائنات المرجانية، مثل المرجان، والشعارات، وتسبب بعض أنواع النباتات البحرية في خلل.
فقدان التنوع البيولوجي وتشوه النظام الإيكولوجي
ويغير تغير المناخ النطاقات الجغرافية والسلوك الموسمي ودورات حياة الأنواع في جميع أنحاء العالم، ووفقا للفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ، يواجه حوالي ربع الأنواع المُقَرَّرة خطراً كبيراً بالإنقراض إذا تجاوز الاحترار 1.5 درجة مئوية.
استراتيجيات التخفيف والتكيف
ويتطلب التصدي لتغير المناخ نهجا مزدوجا: التخفيف من حدة أو تثبيت تركيزات غازات الدفيئة، والتكيف، للتكيف مع الآثار التي تتجلى بالفعل.
الانتقال إلى نظام الطاقة منخفض الكربون
وقد شهدت الطاقة الشمسية والريحية تخفيضات كبيرة في التكاليف خلال العقد الماضي، مما يجعلها أرخص مصادر للكهرباء الجديدة في مناطق كثيرة، وقد يظل التوسع في نشر الطاقة المتجددة وتحديث شبكات الكهرباء مع تخزين الطاقة، وتوليد الكهرباء والتدفئة خطوات أساسية، كما أن الطاقة النووية والطاقة الكهرمائية والطاقة الحرارية الأرضية توفر أيضاً طاقة أساسية منخفضة التكلفة.
حماية وإعادة تشغيل المركبات الطبيعية
وتخزن الغابات والأراضي الرطبة والأراضي الرطبة والتربة كميات كبيرة من الكربون، وتحمي هذه النظم الإيكولوجية من إزالة الغابات وتدهورها، وترميم الأراضي المتدهورة، وتنفيذ ممارسات الإدارة المستدامة للأراضي، هي من بين أكثر الحلول المناخية فعالية من حيث التكلفة، ويمكن أن تكون لإعادة التحريج والتحريج إمكانات كبيرة لعزل ثاني أكسيد الكربون، ولكن يجب تنفيذها مع إيلاء الاعتبار الدقيق للتنوع البيولوجي والموارد المائية واحتياجات المجتمعات المحلية.
السياسات والاقتصاد والتعاون الدولي
ويتطلب العمل الفعال في مجال المناخ وجود أطر سياسات داعمة على المستويات المحلية والوطنية والدولية، كما أن آليات تسعير الكربون، مثل الضرائب على الكربون ونظم الحد الأقصى والتجارة، توفر حوافز اقتصادية لتخفيض الانبعاثات، وتدفع معايير الانبعاثات للمركبات، ونباتات الطاقة، والمرافق الصناعية الابتكار التكنولوجي، ويهيئ اتفاق باريس، الذي اعتمده 196 طرفا في عام 2015، إطارا للتعاون الدولي، ويتعهد البلدان بالحد من الاحترار العالمي إلى أقل من 2 درجة مئوية، ويسعى إلى تحقيق أهداف انتقالية غير مسبوقة.
Building Resilience through Adaptation
وحتى مع التخفيف من حدة آثار تغير المناخ، فإن بعض أشكاله مقفلة بالفعل بسبب الانبعاثات السابقة وخطورة نظام المناخ، وتشمل تدابير التكيف رفع مستوى دفاعات المناطق الساحلية ضد ارتفاع مستوى سطح البحر، وتطوير أصناف المحاصيل المعرضة للجفاف، وتحسين نظم الإنذار المبكر للظواهر المناخية البالغة الشدة، وإعادة تصميم مدونات البناء ومعايير الهياكل الأساسية، والاستثمار في نظم إدارة المياه التي تتسم بالتزايد في المناخ، وتتطلب التكيف الفعال مع ذلك التكيف على الصعيد المحلي، ومشاركة المجتمعات المحلية، والقدرة على التكيف المستمر.
الاستنتاج: المرجع المعني بالعمل
إن علم تغير المناخ يوفر صورة واضحة وقاهرة، فالعوامل الطبيعية مثل الثورات البركانية، والتقلبات الشمسية، والدورات المدارية قد شكلت مناخ الأرض على الزمن الجيولوجي، ولكنها لا تستطيع أن تفسر الاحترار السريع والمستدام الذي لوحظ منذ الثورة الصناعية، وقد أصبحت الأنشطة البشرية، ولا سيما حرق الوقود الأحفوري، وإزالة الغابات، والزراعة، والعمليات الصناعية، هي القوة المهيمنة التي تؤدي إلى تغير المناخ، وتهدد التنوع الطبيعي الهائل، وتدفع الاقتصادات المناخية.
وتتطلب الأدلة استجابة تتناسب مع حجم التحدي، فالانتقال إلى الطاقة النظيفة، وحماية واستعادة مصارف الكربون الطبيعية، وتنفيذ سياسات فعالة، والتكيف مع الآثار التي لا يمكن تجنبها، كلها عناصر أساسية لاستراتيجية شاملة للمناخ، فالهدف ليس مجرد فهم العلم، بل الاعتراف بالحاجة الملحة للعمل وفرصة لتشكيل مستقبل مستدام ومرن ومنصف للجميع.