المناخ رداء التغذية: فهم دورهم في نظم الأرض

امتصاص الكربون في المحيطات

فالمحيطات هي أكبر مصارف الكربون النشطة في الأرض، حيث تستوعب نحو 30 في المائة من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون البشرية المنشأ سنوياً، وتذوب ثاني أكسيد الكربون بسهولة أكبر في المياه الباردة العميقة، والعمليات البيولوجية مثل تلفين الفوتوكتون تسهم في تصدير الكربون إلى أعماق المحيطات، مما يعزله فعلياً لقرون إلى آلاف السنين.

وهذا يمثل تعقيبا سلبيا تقليديا: يؤدي ارتفاع ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي إلى زيادة مستوى التركيز بين سطح الغلاف الجوي والمحيطات، وتعزيز امتصاص الكربون، غير أن هذه التغذية المرتدة آخذة في الضعاف، وتعاني المياه السطحية المطيرة من نقص في تحلل ثاني أكسيد الكربون، وزيادة الحد من المغذيات، والحد من إنتاجية النباتات، علاوة على ذلك، فإن تحمض المحيطات - النتيجة المباشرة لاستيعاب الكربون -

الاشعاع السود (Planck Feedback)

وفقا لقانون (ستيفان - بولتزمان)، جسم دافئ يشع طاقة أكبر، فمع ارتفاع درجة حرارة سطح الأرض، يُنتج إشعاعا تحت الحمراء إلى الفضاء، مما يُبرّد الكوكب، وهذه التغذية العكسية السلبية الأساسية، المعروفة بـ " تعقيب بلانك " ، تعمل كجهاز حراري رئيسي يحد من ارتفاع درجة حرارة الأرض.

غير أن غازات الدفيئة تضخ الإشعاعات الخارجة من الغلاف الجوي، مما يقلل من كفاءة هذه التغذية المرتدة، وفي حين أن ردود الفعل الواردة من بلانك لا تزال أقوى وأحسن التغذية السلبية في نماذج المناخ، فإنها تحجبها ردود الفعل الإيجابية في مسار الاحترار الحالي، وبالتالي فإنها تبطئ ولكنها لا توقف الزيادات في درجات الحرارة العالمية في ظل استمرار الانبعاثات.

Weathering Feedback (Long-Term)

وفي الوقت الجيولوجي الذي يمتد لملايين السنين، تؤدي التغذية المرتدة في مجال الطقس دورا حاسما في تنظيم مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي واستقرار المناخ، وفي المناخات المتسخة، يتسارع الطقس الكيميائي للصخور المهددة بالهوية، ويستهلك ثاني أكسيد الكربون الجوي، ويودعه كمعادن كربونية في المحيطات، وهذا التغذية السلبية تثبط مناخ الأرض على الرهونات وذلك بالتدريج عن طريق إزالة ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي.

غير أن هذه التغذية المرتدة تعمل على نطاق زمني بطيء للغاية للتصدي للانبعاثات البشرية المنشأ السريعة التي تؤدي إلى تغير المناخ الحالي، وسوف يستغرق الأمر مئات الآلاف إلى ملايين السنين من أجل عمليات الطقس لتخفيض كبير في ثاني أكسيد الكربون الفائض اليوم.

التفاعلات بين قوالب التغذية

ونادرا ما تعمل التغذية المرتدة في مجال المناخ بمعزل عن بعضها البعض؛ بل إنها تتفاعل بطرق معقدة وغير خطية في كثير من الأحيان، ويمكن أن تضاعف هذه التفاعلات أو تخفف من حدة الاستجابات المناخية وتخلق آثاراً ملتهبة قد تدفع النظام المناخي نحو نقاط ضعف - معوقات تتجاوزها تغيرات تصبح مكتفية ذاتياً ولا رجعة فيها إلى حد كبير.

فعلى سبيل المثال، يؤدي تدهور الجليد البحري في القطب الشمالي إلى خفض الطلاء السطحي، والتعجيل بالاحترار الإقليمي، وهذا الاحترار لا يؤدي إلى زيادة تخفيض الغطاء الجليدي فحسب، بل يؤدي أيضاً إلى تذبذب الأرض المتاخمة، وإطلاق الميثان وثاني أكسيد الكربون - تعليقات إيجابية مخففة، وزيادة بخار المياه في الغلاف الجوي من التأثيرات السحابية، مما يمكن أن يزيد من حدة أو يزيد من دفء الارتداد.

وقد حدد العلماء عدة عناصر محتملة للضرب برد فعل إيجابي قوي، منها:

• Greenland Ice Sheet Collapse:] Accelerated melting could irreversibly raise sea levels by several meters.
• Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) slowdown:] Disruption in ocean circulation could alter global climate patterns drastically.
• Amazon Rainforest Dieback:] Transition from rainforest to savanna would release massive carbon stores.
• West Antarctic Ice Sheet Melt:] Potential to raise sea levels significantly over century.

ويتضمن كل عنصر من عناصر التنصت حلقات التغذية المرتدة التي قد تكون، بمجرد البدء، صعبة أو مستحيلة التراجع عن الجداول الزمنية للبشر.

لماذا فيدباك لووبز ماتر لنموذج المناخ

والتمثيل الدقيق لثغرات التغذية المرتدة هو أكبر عامل محدد وحيد لموثوقية نموذج المناخ، إذ إن حساسية المناخ المتوازنة - الاحترار الطويل الأجل المتوقع من مضاعفة ثاني أكسيد الكربون - يعتمد كليا تقريبا على الأثر التراكمي للتغذية المرتدة، ويقدر آخر تقرير التقييم السادس للفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ مدى السحب من 2.5 درجة مئوية إلى 4.0 درجة مئوية، مع وجود نماذج موزعة أساساً حسب النماذج البحرية.

فالنموذجات التي لا تتضمن على نحو كاف تغذية مرتدة للكربون المشبع بالفلور، على سبيل المثال، تميل إلى التقليل من شأن الاحترار في المستقبل وسرعة التغير، ولا يزال تحسين البارامترات المرتدة يمثل أولوية عليا في البحوث بالنسبة للمؤسسات المناخية الرائدة مثل مختبر الديناميكية الجيوفيزيائية التابع للرابطة، ومركز هادلي التابع لمكتب المملكة المتحدة للمعدات، ومعهد غودارد للدراسات الفضائية التابع للرابطة.

وقد تبين بالفعل ملاحظات العالم الحقيقي أن بعض التعليقات قد تكون أقوى وأسرع مما كان مفترضاً سابقاً، وقد أدى تحليل عام 2023 المنشور في ] العلم إلى أن اختلال التوازن الفعلي في الطاقة في الأرض - الفرق بين الطاقة الشمسية الجديدة وبين الأشعة تحت الحمراء الخارجية إلى زيادة أسرع مما تشير إليه التوقعات النموذجية، وهذا يعني أن المناخ بالنسبة إلى نماذج التكيف تكون أقل تقديراً من حيث التأثيرات الإيجابية.

الآثار المترتبة على السياسات والتخفيف

إن فهم ديناميات حلقات التغذية المرتدة المناخية يؤكد الحاجة الملحة إلى إجراء تخفيضات فورية وعميقة ومستدامة في الانبعاثات، ونظراً لأن التغذية الإيجابية المرتدة تتسارع في الاحترار، فإن كل طن من ثاني أكسيد الكربون المنبعث اليوم يُلزم الأرض بزيادة تكبير الاحترار، ويتيح وقف العمل تقلص الجليد القطبي القطبي الشمالي بدرجة أكبر، وازدهار الغابات لحرق المزيد من الكربون في كل مرة، وزيادة الاحترار العالمي.

وعلى العكس من ذلك، فإن حماية واستعادة مصارف الكربون الطبيعية - مثل الغابات والأراضي الخبيثة والغروف - يمكن أن يعززا التغذية العكسية السلبية، ولا يقتصر نشاط إعادة التحريج والتحريج على استخدام مصارف الكربون فحسب، بل يؤثران أيضاً على الطلاء المحلي والتهرب من الأرض والميكروبات، مما يوفر ردود فعل إضافية بشأن التبريد، وعلى سبيل المثال، فإن إعادة زراعة المانغروف تحمي المناطق الساحلية من التآكل والعواصف في الوقت الذي ته الكربون بكفاءة.

ويجب أن تنظر الأطر السياساتية صراحة في مخاطر عبور نقاط التصفير، ويأخذ مفهوم " الحساسية المناخية " بمعنى جديد عندما يمكن لدوائر التغذية الارتجاعية أن تدفع نظام المناخ إلى دول مختلفة نوعيا، ويعترف برنامج الاتحاد الأوروبي المتعلق بالمناخ وقانون خفض التضخم في الولايات المتحدة بالمخاطر ذات الصلة، ويعطي الأولوية للاستثمارات في تكنولوجيات التكيف وإزالة الكربون، غير أن المساهمات المحددة وطنياً الحالية لا تزال دون حدوث أي تقدم في إطار اتفاق باريس.

وتتطلب معالجة حلقات التغذية المرتدة إدماج تعزيز علوم المناخ في السياسات، وتحسين نظم الإنذار المبكر لنقاط التنقيب، والاستثمار في الحلول القائمة على الطبيعة والتكنولوجية لتغذية مؤثرة بطيئة أو عكسية، وسيكون التعاون الدولي والتمويل المستدام للبحوث المناخية حاسما في تحسين فهمنا واستراتيجياتنا للاستجابة.

خاتمة

إن حلقات التغذية المرتدة المناخية ليست فضولية مُتَبَتة بل هي عوامل رئيسية لسير المناخ في الأرض، ويمكن أن تُضخم الاحترار الذي يتسبب فيه الإنسان، مما قد يؤدي إلى تغييرات سريعة لا رجعة فيها، أو يمكن أن يعملوا كقوات مُثبطة لتهدئة الآثار المناخية، والتوازن الدقيق بين الآراء الإيجابية والسلبية يحدد حساسية نظام الأرض وقدرته على التكيف.

وتتوقف الإجراءات المناخية الفعالة على فهم عميق لآليات التغذية المرتدة هذه، وتفاعلاتها، وتمثيلها في نماذج المناخ، حيث أن بعض التعليقات قد تكون أقوى وأسرع مما كان متوقعا، فإن نافذة تجنب نقاط الاندفاع المناخي الخطيرة تضيق، كما أن خفض الانبعاثات على نحو عاجل، وحماية النظم الإيكولوجية، والاستثمار في علوم المناخ أمور أساسية للملاحة في هذا النظام المعقد والحفاظ على مستقبل الكوكب.