دور ألبو في المناخ التنظيم والتغيير البيئي

فهم ألبيدو: إنكماش الأرض

فالألبيدو، الذي يستمد من كلمة لاتينية " الوهية " ، هو مقياس لحجم ضوء الشمس الذي يعكسه السطح إلى الفضاء، ويعبر عنه كنسبة مئوية، حيث لا يعني ٠,٠ في المائة انعكاس )امتصاص الكامل( و ١٠٠ في المائة يعني التأمل الكلي، وتختلف الأسطح الطبيعية اختلافا واسعا: فالثلج الطازج يمكن أن يعكس ما يصل إلى ٩٠ في المائة من الإشعاع الشمسي، بينما لا تعكس المياه المظلمة المحيطية سوى ٥-١٠ في المائة.

فالألبدو ليس ملكا ثابتا؛ بل يتغير مع المواسم والطقس واستخدام الأراضي والمناخ، إذ أن صحائف الجليد والغابات والصحراء والمناطق الحضرية تسهم جميعها بشكل مختلف في الطلاء الكواكبي العام، وفهم هذه التباينات أمر أساسي للتنبؤ بالاحترار في المستقبل، وتصميم استراتيجيات التكيف، وتقييم مقترحات الهندسة الجيولوجية، ويمكن للأقسام التالية أن تستكشف علم اللبدو، ودوره في حلقات التغذية المرتدة في المناخ، واستجاباته المدروسة للبيئة.

How Albedo Regulates Earth’s Energy Balance

إن مناخ الأرض مدفوع بتوازن دقيق بين الإشعاع الشمسي القادم والإشعاع الحراري الذي ينجم عنه، فالألبيدو مصطلح حاسم في معادلة ميزانية الطاقة هذه، ومن بين 340 واط لكل متر مربع (W/m2) للطاقة الشمسية التي تصل إلى قمة الغلاف الجوي، فإن ما يقرب من 30 في المائة ينعكس على الفضاء من قبل الغيوم، والجسيمات الغلاف الجوي، والتغيرات في النسبة المئوية للطيف.

وتضع مختلف أنواع السطح درجات الحرارة المحلية والإقليمية من خلال ألبدوها، وتحافظ أسطح عالية الحزمة مثل الجليد والصحراء على المناطق المبردة بعكس ضوء الشمس، وتستوعب أسطح منخفضة البيردو مثل الأسفلت والماء والغابات المظلمة قدرا أكبر من الحرارة، وتحمّل الهواء فوقها، وتزيد هذه الريح التدفئة وتيار المحيط والأنماط التي تبعث على الغاب(40).

ويزيد التفاعل بين الطلاء والغطاء السحابي تعقيداً، إذ أن لكل منا نفسهما ألبودو مرتفع (30-80 في المائة) يعكس ضوء الشمس ويبرد السطح، غير أنه يضخ أيضاً الإشعاعات الأشعة تحت الحمراء، مما يؤدي إلى إحداث أثر دفء، ويتوقف الأثر الصافي للسحب على ميزانية الطاقة على نوع السحب والارتفاع والسماكة، ويواصل العلماء دراسة مدى التغيرات في الألب السحابي -

مفتاح ألبيدو فيدباك لووبز

إن الأسطح المظلمة (الأرض أو المحيط) معرضة، وتخفض الطلاء المحلي وتتسبب في زيادة الامتصاص الشمسي، وهذا يعجل بزيادة الاحترار وفقدان الجليد، ويخلق حلقة استثارة ذاتية، وتشهد منطقة القطب الشمالي أقوى تعبير عن هذا التردد في الصيف، حيث تتحول إلى انخفاض في حجم الجليد، حيث تبلغ نسبة الازدحام، 13 في المائة من المساحة الكلية،

]Vegetation-albedo feedback:] Forests generally have lower albedo than grasslands or croplands, especially in snow-covered regions where trees obscure the bright ice. As boreal forests expand northward with warming, they replace tundra and reduce regional albedo, further increasing temperatures. Conversely, deforestation in the trobepics often

Cloud-albedo feedback:] A warmer atmosphere can hold more moisture, potentially increasing low-level cloud cover and raising global albedo, which would slow warming. However, it may also reduce high-altitude cirrus clouds that compch heat. The net effect of cloud feedback remains the largest uncertainty in climate sensitivity estimates, as highlighted by the recent Intergovernmental Report

Albedo and Environmental Change

والأنشطة البشرية وتقلب المناخ الطبيعي تؤدي إلى تغيير التركيبة السطحية والغلافية الأرضية للأرض، مما يؤدي إلى تغييرات كبيرة في الطلاء مع عواقب حقيقية على العالم، كما أن العوامل الأكثر تأثيراً في تغير البدو وآثارها البيئية.

الجليد المُلطخ و الثلج

وقد يكون فقدان الجليد البحري، والجليد، والغطاء الجليدي الموسمي هو أكثر تغيرات الطلاء وضوحا، وقد أدى الجليد البحري في القطب الشمالي إلى تضاؤل وتكرار شديد، مما أدى إلى تحويل مناطق كبيرة من الجليد في المرتفعات إلى محيط مفتوح منخفض الطحالب، ومن المقدر أن تؤدي إلى زيادة في التغذية المرتدة من سطح الأرض إلى زهاء 0.5 درجة مئوية من الأشعة المقطعية إلى 2 درجة مئوية من الدفء القطبي الذي لوحظ منذ أواخر القرن العشرين.

تغير الغطاء الأرضي: إزالة الغابات والزراعة

كما أن إزالة الغابات من أجل الزراعة أو المراعي أو التوسع الحضري يؤدي عادة إلى انخفاض الطلاء في المناطق المدارية ويزيده في المناطق المزروعة، وفي الأمازون، يمكن أن يؤدي استبدال الغابات المزروعة بالصويا أو المراعي إلى زيادة الطحالب المحلية بنسبة 10 إلى 20 في المائة، مما يؤدي إلى إحداث أثر مبرد صغير، غير أن الأثر المناخي الصافي يهيمن عليه انبعاثات الكربون الضخمة الناتجة عن إزالة الغابات وفقدان إعادة تدوير الرطوبة التي تدعم سقوط الأمطار في المنطقة.

التحضر وجزيرة القحط الحضري

(أ) المناطق الحضرية عادة ما تكون فيها قيم الطحالب تتراوح بين 10 و15 في المائة، وهي أقل بكثير من المناظر الطبيعية التي تحل محلها (التي كثيراً ما تكون فيها الطحالب تبلغ 20 إلى 40 في المائة) والأسطح المظلمة والطرق الفوقية والأشعة الشمسية، وتدفأ الكانوب الحضري، مما يسهم في التأثيرات الحرارية الحضرية، حيث تكون المدن حرارة من 1 إلى 3 درجات مئوية أكثر من المناطق الريفية المحيطة بها، مع وجود اختلافات أكبر في الليل.

Measuring Albedo: From Space to the Ground

وتعد قياسات الألبدة الدقيقة أساسية لرصد المناخ والتنبؤ به، وتجمع الأساليب الحديثة بين الاستشعار عن بعد بواسطة السواتل، والأدوات الأرضية، والنماذج المناخية. ]تعني البيانات الساتلية الشاملة عن مسارات الطاقة الترددية (FLT:1) توفر تغطية عالمية، وهي العمود الفقري لبيانات الألبدو.

(أ) أن استخدام أجهزة قياس ومقاييس ألبومات عالية الدقة، وبيانات خاصة بمواقع محددة مفيدة في معايرة المنتجات الساتلية ودراسة العمليات المحلية، وتظل شبكات مثل شبكة ميزانية الإشعاع السطحي في الولايات المتحدة وشبكة الإشعاع السطحي في خط الأساس تحديات متفاوتة في المدى الحضري.

آخر التطورات في ألبيدو الاستشعار عن بعد

وتدفع بعثات السواتل الجديدة إلى الأمام علم البيوت، وتحمل بعثة جهاز الاستشعار عن بعد التابع لوكالة الفضاء الأوروبية أداة استصلاح المحيطات والأراضي، وجهاز الإنذار عن الحرارة البحرية ومقياس التذبذب السطحي، الذي يوفر معا منتجات ثابتة من الطحالب عند 300 متر، وستساعد بعثة جهاز الإنذار عن الأنفاق الاصطناعي في شمال أفريقيا - إسار في التحقق من وجود خصائص سطحية تؤثر على هذه الآلات.

Albedo as a Climate Intervention Tool

ونظراً لأن الألبدو يؤثر تأثيراً مباشراً في كمية الطاقة الشمسية التي تستوعبها الأرض، فإن تعديل التقلب السطحي عمداً هو أحد أكثر أشكال إدارة الإشعاع الشمسي مناقشة. وفي حين أن نهج إدارة المواد الخطرة والضارة مثل الحقن في الغلاف الجوي لا تزال مثيرة للجدل، فإن تحسين الطلاء البري يوفر خيارات أكثر محلية، وربما أقل مخاطرة.

الرووف والرسومات

كما أن " رصفات المياه " التي تُستخدم في مواسير السطوح المُظلمة، يمكن أن ترفع أسطحها من 0.15 إلى 0.25 إلى 0.60 إلى 0.80، كما أن " مواصفات الوقود " تستخدم أسطحاً مُعاكسة أو مجاميع مُلوِّثة خفيفة، وقد تبين من تحليل شامل أجراه مختبر لورنس بيركلي الوطني أن اعتماد سقف باردة على نطاق واسع في المناطق الحضرية يمكن أن يُقابل 0.1 إلى 0.2.

إدارة ألبودو في الزراعة

ويمكن أن تؤثر الممارسات الزراعية أيضاً على البدو، إذ إن ترك مخلفات المحاصيل في الحقول بعد الحصاد يخلق سطحاً أخف يعكس مزيداً من ضوء الشمس، كما أن زراعة المحاصيل مثل القماش أو الرعاة أثناء فترات الخريف تزيد من ارتفاع الطين، واقترح بعض الباحثين زراعة المحاصيل أو الهندسة ذات السمة العالية (مثل زيادة الشمع أو الشعر) لتعزيز إنتاجية زراعية على نطاق ميداني([2]).

الاعتبارات الأخلاقية والحوكمة

وأي تعديل كبير في مادة الألبدو، سواء من خلال تشعُّب الأسطح أو من خلال تشعُّب ضوء الشمس، يثير أسئلة أخلاقية بشأن النتائج غير المقصودة، والإنصاف، والمساءلة، ويمكن أن تؤدي التغييرات في الطلاء الإقليمي إلى تغيير أنماط هطول الأمطار، أو التأثير على التنوع البيولوجي، أو إنشاء فائزين وخاسرين بين المناطق، وكما ذُكر في تقرير 2022 من الأكاديميات الوطنية للعلوم والهندسة والطب، فإن أطر الحوكمة المتعلقة بالتغيُّر في مجال الشفافية لا تزال قائمة.

Albedo in Climate Policy and Planning

ويكتسب إدماج اعتبارات الألبدو في السياسة المناخية زخماً، وقد أبرز التقرير الخاص للفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ بشأن تغير المناخ والأراضي (2019) التغيرات في استخدام الأراضي التي تغير الألبدو كحد أدنى من التخفيف وتحد من تحديات التكيف، وبدأت قوائم الجرد الوطنية لغازات الدفيئة بموجب اتفاقية الأمم المتحدة الإطارية بشأن تغير المناخ في حساب آثار الألبدو الناجمة عن التحريج وإزالة الغابات، رغم أن القياسات التي تركز على الكربون لا تزال قائمة.

ويتزايد استخدام المخططين الحضريين لمعايير سطحية باردة لتحقيق الأهداف المناخية، ويدمج برنامج الرووف والرسومات الباردة في كاليفورنيا متطلبات الألبدو في رموز البناء، وبالمثل، تشجع مبادرات البنك الدولي المتعلقة بمدينة سمارت المناخية المواد المعبرة للحد من الإجهاد الحراري واستخدام الطاقة في البلدان النامية، وعلى الصعيد الدولي، تتبع الأفرقة العاملة التابعة لمجلس القطب الشمالي التغيرات في البِيدو في المنطقة القطبية من أجل توجيه التكيف والحد من مخاطر الكوارث.

وقابلت مشاريع كربونية للحفاظ على أسطح عالية المستوى أو تعزيزها - مثل الغطاء الجليدي أو التحديات التي تواجه وجهاً لوجه في الصحراء في الإسناد والاستمرار، ومع ذلك، فإن العديد من المشاريع الرائدة في الأنديز والهيمالايا تستكشف كيف يمكن أن تقترن التدابير الوقائية للمجلات (مثلاً، التي تغطي الجليد مع البطانيات المعاكسة) بالتكيف على أساس المجتمع المحلي، بينما تكون هذه التدخلات صغيرة الحجم، فإنها تُظهر الاعتراف المتزايد.

الاستنتاج: إدارة ألبيدو لمناخ مستقر

إن البيدو عامل أساسي في تنظيم المناخ، وإن كان كثيرا ما يغفله، فمن صحائف الجليد المشرقة للأعمدة إلى السقف المظلم للمدن، فإن التباينات في شكل انعكاسي لطقوسنا، والتأثير على درجات الحرارة العالمية، وإثارة حلقات التغذية المرتدة التي يمكن أن تعجل أو تعتدل التغير البيئي، وحيث أن الكوكب ما زال يدفأ بسبب انبعاثات غازات الدفيئة، فإن التغيرات في السحابية، لا سيما من فقدان الجليد، وتغير استخدام الأراضي، تمثل مخاطرة.