ما هو تغير المناخ وكيف يؤثر على الأرض؟

• كيف يعرف العلماء أن تغير المناخ حقيقي؟
• كيف يتغير المناخ؟
• ما هي تأثيرات تغير المناخ؟
• هل يمكننا عكس تغير المناخ؟
• موارد إضافية
• قائمة المراجع

تغير المناخ هو أي تغيير طويل الأجل في متوسط ​​أنماط الطقس ، سواء على الصعيد العالمي أو الإقليمي. لقد حدث تغير المناخ عدة مرات في كوكب الأرض ولأسباب عديدة ومختلفة. ومع ذلك ، فإن التغيرات في درجات الحرارة العالمية وأنماط الطقس التي نشهدها اليوم ناتجة عن النشاط البشري. وهي تحدث بشكل أسرع بكثير من التغيرات المناخية الطبيعية في الماضي.

لدى العلماء العديد من الطرق لتتبع المناخ بمرور الوقت ، وكلها توضح أن تغير المناخ اليوم مرتبط بانبعاث غازات الدفيئة ، مثل ثاني أكسيد الكربون والميثان. تحبس هذه الغازات الحرارة من أشعة الشمس بالقرب من سطح الأرض ، تمامًا مثل الجدران الزجاجية للاحتباس الحراري التي تحافظ على الحرارة بالداخل. يمكن أن تؤدي التغييرات الصغيرة في نسب غازات الدفيئة في الهواء إلى تغييرات كبيرة على النطاق العالمي.

في المتوسط ​​، فإن تأثير غازات الدفيئة هو زيادة درجات الحرارة العالمية. هذا هو السبب في أن تغير المناخ يسمى أحيانًا الاحترار العالمي. ومع ذلك ، يفضل معظم الباحثين اليوم مصطلح تغير المناخ بسبب تقلبات الطقس والمناخ في جميع أنحاء العالم. على سبيل المثال ، قد يؤدي ارتفاع درجات الحرارة في العالم إلى تغيير تدفق التيار النفاث ، وهو تيار الهواء الرئيسي الذي يؤثر على طقس أمريكا الشمالية ، والذي قد يؤدي بدوره إلى فترات موسمية من البرودة الشديدة في بعض المناطق.

قالت إلين موسلي طومسون ، عالمة المناخ القديم في مركز بيرد لأبحاث المناخ والقطب في جامعة ولاية أوهايو:"من المهم أن يدرك الناس أن هناك الكثير من التباين من مكان إلى آخر على الأرض من حيث درجة الحرارة". "عندما نتحدث عن تغير المناخ العالمي ، فإننا نتحدث عن التغيرات في درجات الحرارة على مساحات كبيرة."

كيف يعرف العلماء أن تغير المناخ حقيقي؟

آثار الاحتباس الحراري مرئية. تم تسجيل مناخ الماضي في الجليد والرواسب وتشكيلات الكهوف والشعاب المرجانية وحتى حلقات الأشجار. يمكن للباحثين النظر في الإشارات الكيميائية - مثل ثاني أكسيد الكربون المحاصر في الفقاعات داخل الجليد الجليدي - لتحديد ظروف الغلاف الجوي في الماضي. يمكنهم دراسة حبوب اللقاح المتحجرة المجهرية لمعرفة الغطاء النباتي المستخدم للنمو في أي منطقة معينة ، والتي بدورها يمكن أن تشير إلى شكل المناخ. يمكن للعلماء أيضًا قياس حلقات الأشجار للحصول على سجل موسمي لدرجة الحرارة والرطوبة. يمكن أن تكشف نسب المتغيرات الكيميائية للأكسجين في الشعاب المرجانية والهوابط والصواعد عن أنماط هطول الأمطار الماضية.

يمكن أن تكشف الأنواع المختلفة من السجلات الطبيعية عن أدلة مختلفة حول مناخ الماضي. قال موسلي طومسون لموقع Live Science إن رواسب المحيطات لا تحمل تفاصيل موسمية أو حتى سنة تلو الأخرى ، لكنها يمكن أن توفر صورًا ضبابية للمناخ تعود لملايين السنين. (تعود أقدم النوى التي تم حفرها من رواسب المحيطات إلى 65 مليون سنة ، وفقًا لمؤسسة سميثسونيان (يفتح في علامة تبويب جديدة).) سجلات الأشجار قصيرة نسبيًا ولكنها مفصلة بشكل لا يصدق. ويمكن أن يكون الجليد مليئًا بالمعلومات:لا يقتصر الأمر على التقاط الأنهار الجليدية للغازات الجوية على شكل فقاعات هواء ، بل تحبس الغبار والرواسب الأخرى وحبوب اللقاح والرماد البركاني وغير ذلك. قال Mosley-Thompson إنه مع تقدم الجليد في السن وزيادة ضغطه ، يمكن أن يصبح السجل مشوشًا ، لكن الجليد الجديد يمكن أن يوفر نظرة سنوية على ما كان يفعله المناخ.

تم أيضًا تتبع أحدث التغييرات في المناخ - منذ بداية الثورة الصناعية - بشكل مباشر. بدأ حفظ السجلات لأشياء مثل درجة حرارة الأرض في التحسن في أواخر القرن التاسع عشر ، وبدأ قباطنة السفن في الاحتفاظ بثروة من بيانات الطقس المعتمدة على المحيطات في سجلاتهم. قدم ظهور تكنولوجيا الأقمار الصناعية في السبعينيات انفجارًا في البيانات ، حيث غطى كل شيء من مدى الجليد في القطبين إلى درجة حرارة سطح البحر إلى تغطية السحب.

كيف يتغير المناخ؟

تُظهر هذه السجلات مجتمعة أن المناخ الحديث يمر بخروج سريع عن أنماط الماضي.

قبل الثورة الصناعية ، كان هناك حوالي 280 جزيء من ثاني أكسيد الكربون لكل مليون جزيء في الغلاف الجوي ، أو 280 جزءًا في المليون (جزء في المليون). اعتبارًا من عام 2021 ، كان متوسط ​​المستوى العالمي لثاني أكسيد الكربون 419 جزء في المليون - أكثر من 100 جزء في المليون أعلى من المستوى الذي كان عليه في 800000 عام الماضية ، وزاد 6.5 جزء في المليون من عام 2020 ، وفقًا للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) ) (يفتح في علامة تبويب جديدة). كانت آخر مرة وصل فيها الكربون في الغلاف الجوي إلى مستويات اليوم قبل 3 ملايين سنة ، وفقًا لـ NOAA.

معدل التغير في الكربون الموجود في الغلاف الجوي اليوم أسرع أيضًا مما كان عليه في الماضي ، وفقًا لـ NOAA. كان معدل الزيادة أسرع 100 مرة خلال الستين عامًا الماضية من أي وقت آخر في المليون سنة الماضية أو نحو ذلك - وهي الفترة التي شهدت ثمانية تقلبات مناخية رئيسية بين الدورات الجليدية ، حيث امتد الجليد من القطبين إلى خطوط العرض الوسطى ، وبين الدورات الجليدية ، حيث تراجع الجليد إلى ما هو عليه اليوم. ويستمر المعدل في الزيادة. في الستينيات ، ارتفع الكربون في الغلاف الجوي بمعدل 0.6 جزء في المليون في السنة. في عام 2010 ، ارتفع بمعدل 2.3 جزء في المليون سنويًا.

تُرجمت قدرة كل ذلك الكربون الإضافي على احتجاز الحرارة إلى ارتفاع متوسط ​​درجات الحرارة العالمية. وفقًا لمعهد جودارد لدراسات الفضاء (GISS) التابع لوكالة ناسا (يفتح في علامة تبويب جديدة) ، ارتفع متوسط ​​درجة حرارة الأرض بما يزيد قليلاً عن درجتين فهرنهايت (1 درجة مئوية) منذ عام 1880 ، وهو قياس دقيق في حدود عُشر درجة فهرنهايت. كما هو الحال مع معدل زيادة الكربون في الغلاف الجوي ، فإن معدل زيادة درجة الحرارة العالمية يتسارع أيضًا ، وفقًا لمرصد الأرض التابع لناسا (يفتح في علامة تبويب جديدة):حدث ثلثا الاحترار الذي حدث منذ عام 1880 منذ عام 1975.

ما هي تأثيرات تغير المناخ؟

تسبب هذا الاحترار في حدوث تغييرات في النظم البيئية والبيئات للأرض. حدثت بعض التغييرات الأكثر إثارة في القطب الشمالي ، حيث يتراجع الجليد البحري. كانت أدنى مستويات الجليد المحطمة للأرقام القياسية هي الوضع الطبيعي الجديد منذ عام 2002 ، وفقًا لوكالة ناسا (يفتح في علامة تبويب جديدة) ، وتوجد الدراسات أنه حتى أقدم الجليد البحري متعدد السنوات يتضاءل بسرعة. كان صيف 2020 من أسوأ الأعوام على الإطلاق في اتساع الجليد البحري في الصيف ، مع تسجيل عام واحد فقط - 2012 - أظهر نطاقًا جليديًا أقل. يتوقع العلماء الآن أول صيف خالٍ من الجليد في القطب الشمالي في وقت ما بين 2040 و 2060.

قالت موسلي-طومسون إن الأنهار الجليدية تتراجع على مستوى العالم ، لا سيما في خطوط العرض الوسطى. كان منتزه مونتانا الجليدي الوطني موطنًا لـ 150 نهرًا جليديًا في عام 1850. واليوم ، يوجد 25 نهرًا فقط. وتقدر موسلي-طومسون وفريقها أن آخر الأنهار الجليدية الاستوائية ستختفي خلال العقد القادم.

لقد ساهم ذوبان الجليد وتوسع مياه المحيطات بسبب الحرارة بالفعل في ارتفاع مستوى سطح البحر. وفقًا لـ NOAA (يفتح في علامة تبويب جديدة) ، ارتفع متوسط ​​مستوى سطح البحر العالمي من 8 إلى 9 بوصات (21 إلى 24 سم) منذ عام 1880. ويتزايد معدل الارتفاع من 0.06 بوصة (1.4 ملم) سنويًا في القرن العشرين إلى 0.14 بوصة (3.6 ملم) سنويًا من عام 2006 إلى عام 2015. وفقًا للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) ، فإن هذا الارتفاع في مستوى سطح البحر قد ترجم إلى زيادة بنسبة 300٪ إلى 900٪ في فيضانات المد المرتفع في المناطق الساحلية للولايات المتحدة.

تمتص مياه المحيط ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي ، مما يخلق تفاعلًا كيميائيًا يسبب تحمض المحيطات. انخفض متوسط ​​الرقم الهيدروجيني العالمي لمياه سطح المحيط بمقدار 0.11 منذ بدء الثورة الصناعية - زيادة بنسبة 30٪ في الحموضة - وفقًا لمختبر المحيط الهادئ البيئي التابع للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (يفتح في علامة تبويب جديدة). تؤدي زيادة حموضة المحيطات إلى زيادة صعوبة بناء الهياكل العظمية الكربونية للشعاب المرجانية ، كما تزيد صعوبة بقاء الحيوانات التي تعرضت للقشور مثل المحار وبعض أنواع العوالق على قيد الحياة.

حتى أن تغير المناخ يؤثر على توقيت الطقس الذي يشبه الربيع. كان أول ربيع (كما هو محدد من خلال نمو النبات ودرجات الحرارة) المسجل في الولايات المتحدة في مارس 2012. تشير النماذج المناخية الآن إلى أن مثل هذه الينابيع المبكرة يمكن أن تكون هي القاعدة بحلول عام 2050 (يفتح في علامة تبويب جديدة). لكن من المحتمل أن يستمر حدوث التجمد المتأخر ، مما يخلق ظروفًا يمكن أن تنبت فيها النباتات مبكرًا ثم تتلف بسبب درجات الحرارة الباردة. تتنبأ النماذج المناخية أيضًا بتفاقم الاتجاهات المزعجة في حالات الجفاف وحرائق الغابات بسبب ارتفاع درجات الحرارة.

قالت كاثي ديلو ، عالمة المناخ في ولاية كارولينا الشمالية ، إن النماذج هي أداة رئيسية لعلماء المناخ. قال ديلو إنه لا توجد طريقة لمقارنة العقود المستقبلية المختلفة للأرض في العالم الحقيقي ، لكن النماذج تمكن العلماء من إنشاء نسخ افتراضية للكوكب لاختبار سيناريوهات مختلفة. على الرغم من أن نظام الأرض معقد ، فقد أثبتت هذه النماذج الحاسوبية قدرتها على التنبؤ بالاتجاهات المناخية المستقبلية. وجدت ورقة بحثية نُشرت عام 2020 في مجلة Geophysical Research Letters (تفتح في علامة تبويب جديدة) أن تنبؤات نموذج المناخ المنشورة بين السبعينيات و 2010 كانت دقيقة عند مقارنتها بالاحترار الفعلي الذي حدث بعد النشر.

هل يمكننا عكس تغير المناخ؟

عدد متزايد من قادة الأعمال والمسؤولين الحكوميين والمواطنين العاديين قلقون بشأن تغير المناخ وآثاره ، وهم يقترحون خطوات لوقف هذا الاتجاه وعكسه.

"بينما يجادل البعض بأن" الأرض ستشفي نفسها "، فإن العمليات الطبيعية لإزالة ثاني أكسيد الكربون الذي يسببه الإنسان من الغلاف الجوي تعمل على مقياس زمني يتراوح بين مئات الآلاف إلى ملايين السنين ، كما قال جوزيف ويرن ، عالم الكيمياء الجيولوجية وعالم المناخ القديم في الجامعة بيتسبرغ ، قال. "لذلك ، نعم ، ستشفي الأرض نفسها ، ولكن ليس في الوقت المناسب للحفاظ على مؤسساتنا الثقافية كما هي. لذلك ، من أجل مصلحتنا الذاتية ، يجب أن نتصرف بطريقة أو بأخرى للتعامل مع التغيرات في المناخ نحن نتسبب. "

تشير بعض الدراسات إلى أنه إذا توقفت جميع انبعاثات غازات الاحتباس الحراري البشرية على الفور ، فمن المحتمل أن تظل الأرض تشهد مزيدًا من الاحترار (يفتح في علامة تبويب جديدة) ، لأن ثاني أكسيد الكربون يبقى في الغلاف الجوي لمئات السنين. هناك مقترحات يمكن أن تعكس نظريًا بعضًا من هذا الاحترار "المحبوس" عن طريق إزالة ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي ، مثل احتجاز الكربون وتخزينه ، والذي يتضمن حقن الكربون في الخزانات الجوفية. يجادل المؤيدون بأن احتجاز الكربون وتخزينه ممكن من الناحية التكنولوجية (يفتح في علامة تبويب جديدة) ، لكن قوى السوق حالت دون التبني على نطاق واسع.

سواء كانت إزالة الكربون المنبعث بالفعل من الغلاف الجوي أمرًا ممكنًا أم لا ، فإن منع الاحترار في المستقبل يتطلب من البشر التوقف عن التسبب في انبعاث غازات الدفيئة. أكثر الجهود طموحًا لمنع الاحترار حتى الآن هي اتفاقية باريس . تهدف هذه المعاهدة الدولية غير الملزمة ، التي دخلت حيز التنفيذ في نوفمبر 2016 ، إلى الحفاظ على الاحترار "أقل بكثير من درجتين مئويتين [3.6 فهرنهايت] فوق مستويات ما قبل العصر الصناعي ومواصلة الجهود للحد من زيادة درجة الحرارة إلى 1.5 درجة مئوية [2.7 فهرنهايت] ] ، "وفقا للأمم المتحدة. وافقت كل دولة موقعة على المعاهدة على وضع حدود الانبعاثات الطوعية الخاصة بها وجعلها أكثر صرامة بمرور الوقت. قال علماء المناخ إن حدود الانبعاثات التي تم تحديدها في الاتفاقية لن تجعل الاحترار منخفضًا مثل 1.5 أو حتى درجتين مئويتين ، ولكنه سيكون بمثابة تحسن عن سيناريو "العمل كالمعتاد" حيث لا توجد تغييرات لخفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري.

في ظل إدارة أوباما ، تعهدت الولايات المتحدة بالحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري إلى أقل من 28٪ من مستويات 2005 بحلول عام 2025. ومع ذلك ، أعلن الرئيس دونالد ترامب بعد فترة وجيزة من انتخابه أن إدارته لن تحترم اتفاقية باريس. بدأت إدارة ترامب عملية الانسحاب الرسمية من الاتفاقية في عام 2019. عند توليه الرئاسة في عام 2021 ، أعاد جو بايدن التزام الولايات المتحدة باتفاقية باريس. وجدت دراسة أجريت عام 2021 أن انبعاثات غازات الدفيئة قد "حُبست" بالفعل من الاحترار الكافي بحيث ستسخن الأرض أكثر من 3.6 فهرنهايت ، متجاوزًا هدف اتفاقية باريس. ومع ذلك ، فإن كبح الانبعاثات لا يزال من الممكن أن يبطئ من ارتفاع درجة الحرارة إلى معدل يمكن التحكم فيه ويقلل من الذروة النهائية.

أطلقت العديد من حكومات الولايات والحكومات المحلية جهودها الخاصة لمكافحة تغير المناخ. على سبيل المثال ، انضمت 24 ولاية وبورتوريكو إلى تحالف المناخ الأمريكي (يفتح في علامة تبويب جديدة) ، وتعهدت بتحقيق الأهداف المحددة في اتفاقية باريس بغض النظر عن السياسة على المستوى الفيدرالي.

قال ديلو:"الحكومة الفيدرالية ، حتى عندما تعمل بشكل جيد ، ليست أكثر المؤسسات ذكاء". "لكن الولايات والمدن أكثر مرونة قليلاً."

موارد إضافية

لمزيد من المعلومات حول مصادر انبعاثات الكربون اليوم ، راجع مقالة مرجعية Live Science حول ظاهرة الاحتباس الحراري. للحصول على عرض عالمي لكيفية تغير درجات الحرارة بمرور الوقت ، قم بزيارة مرصد الأرض التابع لناسا. تقوم NOAA أيضًا بفهرسة علامات ارتفاع درجة حرارة العالم ، من درجات حرارة سطح البحر إلى انكماش الجليد البحري في القطب الشمالي إلى زيادة بخار الماء في الهواء.

الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ إصدار تقارير دورية عن حالة علم المناخ. البنك الدولي يتتبع أيضًا البيانات المتعلقة بتغير المناخ ويسرد مشاريع التخفيف من آثار المناخ في جميع أنحاء العالم.

ببليوغرافيا

الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ. تقرير التقييم السادس. 28 فبراير 2022. https://www.ipcc.ch/assessment-report/ar6/

المسح الجوليجي الولايات المتحده. عارض تغير المناخ. تم الوصول إليه في 22 مارس 2022. https://www.usgs.gov/tools/national-climate-change-viewer-nccv

المركز القومي لبيانات الجليد والثلوج. أخبار وتحليل الجليد البحري في القطب الشمالي. تم الوصول إليه في 23 مارس 2022. https://nsidc.org/arcticseaicenews/

تمت كتابة هذه المقالة في الأصل بواسطة ستيفاني باباس المساهمة في Live Science وتم تحديثها منذ ذلك الحين.