منتديات ArabiaWeather.Com - من اسباب تغير المناخ

ما السبب وراء تغير مناخ الأرض؟

يُعتبر تغير المناخ أمرًا معقدًا - حيث تكتنفه العديد من العوامل الديناميكية. ولعل من بين العوامل الرئيسية العلاقة بين الأرض والشمس.

قام العالم الفلكي ميلوتين ميلانكوفيتش (1879 - 1958) بدراسة التغيرات في شكل مدار الأرض حول الشمس وميل محور الأرض. ومن ثم وضع نظرية مفادها أن تلك التغيرات الدورية والتفاعلات التي تحدث فيما بينها، تُعد مسؤولة عن التغيرات طويلة الأجل في المناخ.

وقد درس ميلانكوفيتش ثلاثة عوامل:

1. التغيرات في ميل محور الأرض؛

2. التغيرات في شكل مدار الأرض حول الشمس؛ و

3. الحركة البدارية: التغيرات في كيفية توجه المحور بالنسبة للمدار.

ميل الأرض

إذا لم تكن الأرض مائلة، فلن يكون هناك فصول، ولكان النهار والليل بنفس الطول طوال العام. ولكانت كمية الطاقة الشمسية التي تصل إلى أي موقع على الأرض ثابتة طوال العام. ولكن الأرض تميل بزاوية مقدارها 23.5 درجة. وعندما يأتي الصيف في نصف الكرة الشمالي، بداية من شهر حزيران/يونيو، تتلقى خطوط العرض الشمالية كمية أكبر من ضوء الشمس مقارنة بنصف الكرة الجنوبي. ويكون النهار أطول وزاوية الشمس أعلى. وفي الوقت نفسه، يكون نصف الكرة الجنوبي في فصل الشتاء. حيث يكون النهار أقصر وزاوية الشمس أدنىبعد مرور نصف عام، تحركت الأرض إلى الجانب الآخر من مدارها حول الشمس. ولكنها تبقى مائلة في نفس الاتجاه. ومن ثم يصبح نصف الكرة الجنوبي عندئذ في فصل الصيف، حيث يكون النهار أطول ويكون ضوء الشمس أكثر مباشرة. بينما يكون الشتاء قد حل في نصف الكرة الشمالي.

إلا أن ميلانكوفيتش يرى في نظريته أن ميل محور الأرض لا يبقى دائمًا عند 23.5 درجة. فهناك بعض التذبذب بمرور الوقت. ووفقًا لحساباته، يتغير ذلك الميل ما بين 22.1 و24.5 درجة ضمن دورة يبلغ طولها قرابة 41000 عام. فعندما يقل الميل يصبح الصيف أكثر برودة والشتاء أكثر اعتدالاً. وعندما يزيد الميل تصبح الفصول أكثر شدة.

كيفيةالتأثير على المناخ ككل؟ فعلى الرغم من أن فصول الشتاء قد تكون أكثر اعتدالاً، إلا أنها تظل باردة إلى الحد الكافي لسقوط الثلج في المناطق البعيدة عن خط الاستواء. وعندما تكون فصول الصيف أكثر برودة، فمن الممكن ألا تذوب ثلوج الشتاء في خطوط العرض البعيدة عن خط الاستواء بسهولة. وستتراكم الثلوج عامًا بعد عام مكونة أنهارًا جليدية.

وتعكس الثلوج كمية أكبر من طاقة الشمس في الفضاء، مقارنة بالماء واليابسة، مما يؤدي إلى مزيد من البرودة. وعند هذه النقطة، يتم تفعيل دور آلية تغذية ارتجاعية إيجابية. حيث يؤدي الانخفاض في درجة الحرارة إلى زيادة تراكم الثلوج ونمو الأنهار الجليدية. ويؤدي ذلك إلى زيادة الانعكاس، ومن ثم مزيدًا من الانخفاض في درجة الحرارة، وهلم جرًا. وربما يبين ذلك كيفية بداية العصور الجليدية.

شكل مدار الأرض حول الشمس
كان شكل مدار الأرض حول الشمس ثاني العوامل التي قام ميلانكوفيتش بدراستها. فالمدار ليس تام الاستدارة. فالأرض تكون أقرب إلى الشمس في بعض أوقات العام عنها في أوقات أخرى. وتتلقى الأرض كمية أكبر بعض الشيء من طاقة الشمس عندما يكون كل من الأرض والشمس أقرب ما يكون (الحضيض) مقارنة بكمية الطاقة عندما يكونا أبعد ما يكون (الأوج).

ولكن شكل مدار الأرض يتغير أيضًا في دورات تبلغ ما بين 90000 إلى 100000 عام. فهناك أوقات يكون فيها بيضي الشكل أكثر مما هو عليه الآن، ومن ثم يكون الفرق في الإشعاع الشمسي المتلقى عند الحضيض والأوج أكبر.

وفي الوقت الراهن، يحدث الحضيض في شهر كانون الثاني/يناير والأوج في شهر تموز/يوليو. ويساعد ذلك على جعل الفصول في نصف الكرة الشمالي أقل شدة بمقدار ضئيل، نظرًا للتأثير المدفئ الإضافي في الشتاء. بينما تكون الفصول في نصف الكرة الجنوبي أكثر شدة بعض الشيء مما لو كان مدار الأرض حول الشمس دائريًا.

الحركة البدارية

ولكن يوجد تعقيد آخر. حيث يتغير توجه ميل محور الأرض بمرور الزمن. ويتحرك المحور في دائرة، مثل لعبة الدوامة الدوارة التي تتباطأ سرعتها. وتسمى تلك الحركة الحركة البدارية. وتحدث في دورة طولها 22000 عام. ويؤدي ذلك إلى تبدل الفصول ببطء على مدار العام. فمنذ 11000 عام مضت كان نصف الكرة الشمالي مائلاً ناحية الشمس في كانون الأول/ديسمبر وليس في حزيران/يونيو. أي أن الشتاء والصيف كانا معكوسين. وسيتبدلان مرةً أخرى بعد 11000 عام من الآن.

تلك العوامل الثلاثة - الميل، والشكل المداري، والحركة البدارية - تتحد لتصنع التغيرات في المناخ. ونظرًا لأن تلك الديناميكيات تقوم بعملها في مقاييس زمنية مختلفة مما يجعل تفاعلها البيني معقدًا. ففي بعض الأحيان تتضافر آثارها، وفي أحيان أخرى تميل إلى أن تلغي كل منها أثر الآخر. على سبيل المثال، منذ 11000 عام من الآن، عندما تسببت الحركة البدارية في بداية صيف نصف الكرة الشمالي في ديسمبر، كان تأثير زيادة الإشعاع الشمسي عند الحضيض في يناير ونقصها عند الأوج في تموز/يوليو يؤدي إلى تضخيم الفروق بين الفصول في نصف الكرة الشمالي بدلاً من تلطيفها كما هو الحال اليوم. ولكن الأمر ليس بهذه السهولة كذلك، نظرًا لأن مواعيد الحضيض والأوج تتبدل أيضًا.

ولكم كل الاحترام .............اخوكم مصعب جرادات

ثاني أكسيد الكربون وتغير درجات الحرارة

ما السبب وراء تغير مناخ الأرض؟
يرتبط مستوى ثاني أكسيد الكربون في الجو ارتباطًا وثيقًاَ بدرجات الحرارة على كوكب الأرض.

تركيز ثاني أكسيد الكربون
يعتبر ثاني أكسيد الكربون (CO2) من "غازات الاحتباس الحراري". حيث يمتص الطاقة من الشمس ويطلقها مرةً أخرى في الجو. ومن شأن هذا "الاحتباس الحراري" أن يجعل الأرض أكثر دفئًا مما لو لم تحدث تلك العملية.
وعلى مدى الفترة الماضية التي بلغ طولها 425000 عام، تراوح تركيز ثاني أكسيد الكربون بين 180 و280 جزء في المليون (ppm). وعندما بلغ التركيز ذروته كان العالم أكثر دفئًا. حيث إن عينات الجليد الجوفية المأخوذة من المنطقة القطبية الجنوبية التي قدمت إلينا الدليل على درجات الحرارة في قديم الزمان، كانت تحتوي أيضًا على فقاعات هواء بالغة الصغر ظلت حبيسة في الثلج المتراكم. وقد حللت تلك الفقاعات، وزودتنا بسجل لتركيز ثاني أكسيد الكربون على مر الزمن. ولوحظ وجود توافق وثيق بين متوسط درجات الحرارة على كوكب الأرض، وتركيز ثاني أكسيد الكربون.

هل التغير في تركيز ثاني أكسيد الكربون هو الذي يتسبب في تغيرات درجة الحرارة أم العكس؟ كلاهما.
حيث يُعد انخفاض درجة الحرارة سببًا رئيسيًا في نقص ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، نظرًا لأن المحيطات الباردة تكون قادرة على إذابة المزيد من ثاني أكسيد الكربون. وهناك تبادل مستمر لثاني أكسيد الكربون بين الغلاف الجوي والمحيطات. حيث يُذاب الغاز ويُطلّق أيضًا في الغلاف الجوي. ويتحدد التوازن بصورة كبيرة بدرجة الحرارة. ويمكنك أن تلاحظ هذا الأثر بنفسك. افتح زجاجة مياه غازية أو صودا. صب بعضًا منها في كوبين. ضع واحدة في الثلاجة واترك الأخرى في درجة حرارة الغرفة. عُدْ مرة أخرى بعد ساعة واشرب قليلاً من كل كوب. ستجد أن الكوب المحفوظ في الثلاجة احتفظ بكمية أكبر من الفقاعات. وتشكل التذبذبات في مستوى ثاني أكسيد الكربون في الجو جزءًا من دورة الكربون، التي تعد عملية معقدة ينتقل فيها الكربون فيما بين الغلاف الجوي، والكائنات البيولوجية، والقشرة الأرضية، والمحيطات.

الاحتباس الحراري
يمتص ثاني أكسيد الكربون (CO2) الطاقة من الشمس ويطلقها مرة أخرى في الغلاف الجوي
http://up.do7a.com/get-9-2008-do7a_com_nqbxms63.jpg
اضغط على هذا الرابط لمشاهدة الصورة المتحركة
http://www.seed.slb.com/ar/scictr/wa...ouse/index.htm

ولا تبدأ الانخفاضات في تركيز ثاني أكسيد الكربون أبدًا إلا بعد أن تبدأ فترة البرودة. علاوة على ذلك، عندما يوشك العصر الجليدي على الانتهاء، قد تبقى التركيزات منخفضة لبعض الوقت في فترة الدفء. ويعني ذلك أن تغيرات ثاني أكسيد الكربون لا يمكن أن تكون القوة الدافعة البادئة لتلك التحولات الكبرى في المناخ. ولكن ما إن يصبح المناخ باردًا، ينخفض تركيز ثاني أكسيد الكربون مما يزيد من تأثير البرودة. وعندما يصبح المناخ دافئًا، يتم إطلاق المزيد من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، مما يزيد من درجات الحرارة على كوكب الأرض. ويطلق على تلك العملية حلقة تغذية ارتجاعية إيجابية.

على مدى 425000 عام مضت تزامنت فترات البرودة مع الأوقات التي كان فيها تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي منخفضًا. وعندما يقل ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي يقل الاحتباس الحراري ويصبح العالم باردًا.
يمثل الخط الأزرق والأحمر التغير في متوسط درجات الحرارة على كوكب الأرض مقارنةً بمتوسط الفترة من 1961-1990. ويبين الخط الأخضر تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. (تأمل بعناية الطرف الأيمن من الرسم البياني).
http://up.do7a.com/get-9-2008-do7a_com_4uanr6z3.jpg
يوضح هذا الرسم البياني أربع حقب كان فيها العالم أكثر برودة مما هو عليه اليوم. ويفصل بينها فترات قصيرة من الدفء، مثل تلك التي نعيشها الآن.
تستند هذه الصورة إلى بيانات مستمدة من NOAA.

ويبدو أن هناك حلقة تغذية ارتجاعية إيجابية تحدث الآن في المنطقة القطبية الشمالية. ففي أثناء الصيف يذوب الجليد الطافي في المحيط المتجمد الشمالي جزئيًا. وفي كل شتاء يزيد الغطاء الجليدي. وفي السنوات الأخيرة، كان الجليد ينحسر بمقدار أكثر في الصيف ويعوض بنسبة أقل في الشتاء. وتميل تلك العملية إلى تعزيز ذاتها. ويحدث ذلك كما يلي: يعكس الجليد قدرًا كبيرًا من ضوء الشمس. ولكن الماء أقل إعكاسًا بدرجة كبيرة ويمتص قدرًا أكبر من طاقة الشمس. وكلما زادت كمية المياه المفتوحة، زادت كمية طاقة الشمس الممتصة. ومن ثم تزيد درجة حرارة الماء. مما يؤدي إلى مزيد من الذوبان، الذي يؤدي بدوره إلى زيادة كمية المياه المفتوحة، وهكذا...

يوجد توافق وثيق بين متوسط درجات الحرارة على كوكب الأرض، وتركيز ثاني أكسيد الكربون. ولكن ذلك لا يكشف لنا العامل البادئ للتغيرات المناخية التي نشهدها. وربما يتعلق تفسير ذلك بحركة الأرض والشمس.