اثرگلخانه ای چیست؟
برای درک بهتر لازم است قبل از پرداختن به تعریف این پدیده، منشا پیدایش آن یعنی تابش خورشید را مورد بررسی قرار دهیم:
زمین به طور مداوم با مقادیر زیادی تابش، بطور عمده از خورشید، بمباران می شود. این تابش خورشیدی که مجموعه ای از امواج الکترومغناطیس با طول موج های مختلف نظیر نور مرئی(1) ، اشعه ماوراء بنفش (UV)، مادون قرمز (IR) و انواع دیگر طول موج هایی که برای چشم انسان قابل مشاهده نیستند، به جو زمین برخورد می کند. این امواج با خود انرژی حمل می کنند و هرچه طول موج آن ها کوتاه تر باشد، انرژی آن ها بیشتر است؛ به عنوان مثال تابش اشعه ماورا بنفش دارای طول موج کوتاه تر و سطح انرژی بالاتری نسبت به نور مرئی است، در حالی که تابش IR دارای طول موج طولانی تر و سطح انرژی ضعیف تری است.
از طرفی بر روی کره ی زمین برخلاف سایر سیارات شرایط مناسبی برای ادامه ی زندگی فرآهم شده؛ چون این سیاره توسط اتمسفر یا هواکره(2) پوشیده شده است و از ورود بیش از اندازه ی پرتوهای خورشیدی به آن جلوگیری می شود.
اثر پرتو های نورخوشید بر مولکول های موجود در هواکره
نور خورشید به هنگام گذشتن از اتمسفر با مولکول ها و ذرات دیگر موجود در آن برخورد می کند. برخی از این پرتوها آن چنان پرانرژی هستند که هنگام رویارویی با مولکول ها، آن ها را درهم می شکنند؛ برخی نیز انرژی کمتری داشته و تنها انرژی جنبشی مولکول ها را افزایش داده و سبب بالا رفتن دمای گازهای اتمسفر می شوند.
پرتوهای پرانرژی جذب زمین شده و آن را گرم می کنند و بنابراین زمین مانند اتو یا هر جسم داغ دیگری از خود انرژی می تاباند؛ این انرژی که به صورت پرتوهای الکترومغناطیس تابانده می شود، انرژی کمتری (طول موج بلندتری) نسبت به پرتوهای خورشیدی جذب شده، دارند. این پرتوهای بازتابیده از زمین، آسان تر از پرتوهای خورشیدی به وسیله ی مولکول های هوا جذب می شوند؛ به هنگام روز این انرژی بین زمین و مولکول های اتمسفر بارها جا به جا شده و انرژی به دام افتاده سبب گرم شدن اتمسفر و به بیانی کره ی ما می شود.
این پدیده، یعنی به دام انداختن و بازگرداندن انرژی تابشی به وسیله ی مولکول های موجود در اتمسفر را اثر گلخانه ای و گازهایی که به این روش باعث گرم شدن زمین می شوند گازهای گلخانه ای می نامند.
گازهای گلخانه ای و گرم شدن کره زمین
بین مولکول های گازی موجود در اتمسفر، مولکول های کربن دی اکسید (CO2)، بخارآب (H2O) و متان (CH4) جذب کننده های بسیار خوبی هستند که درصورت عدم وجود آن ها در اتمسفر، میانگین دمای سیاره ی ما از (15) درجه ی سانتیگراد به (25-) درجه ی سانتیگراد میرسد (دمایی نزدیک به دمای کره ی مریخ) و امکان حیات بر روی کره ی زمین ازبین میرود.
با این حال ، فعالیت های انسانی نظیر سوزاندن سوخت های فسیلی و پاکسازی جنگل ها، سبب افزایش بیش از اندازه ی گازهای گلحانه ای مانند CO2 شده و درنتیجه اثر گلخانه ای طبیعی را به شدت تشدید کرده و باعث گرم شدن بیش از اندازه ی کره زمین شده است. درواقع میزان گرم شدن بستگی به مکانیسم های مختلف بازخورد دارد. به عنوان مثال ، با گرم شدن جو به دلیل افزایش سطح گازهای گلخانه ای، غلظت بخار آب آن افزایش می یابد و اثر گلخانه ای را بیشتر تشدید می کند؛ این به نوبه خود باعث گرم شدن بیشتر کره ی زمین شده و گاها این بازخورد بخار آب، ممکن است به اندازه ای قوی باشد که تقریباً دو برابر گاز CO2اثر گلخانه ای را افزایش دهد؛ و این چرخه ی خود تقویت شونده پیوسته تکرار می شود.
براساس گفته ی ناسا، سازمان حفاظت محیط زیست و سایر نهادهای علمی و دولتی اگر گرمایش جهانی بدون کنترل ادامه یابد، این امر باعث تغییرات قابل توجه آب و هوا، افزایش سطح دریا، افزایش اسیدی شدن اقیانوس ها، حوادث شدید آب و هوایی و سایر تأثیرات شدید طبیعی و اجتماعی می شود؛ با این وجود کسانی هستند که معتقدند گازها دلیل گرم شدن کره زمین نیستند، اگرچه این با نظر جامعه علمی جهانی مغایرت دارد.
آیا اثر گلخانه ای قابل برگشت است؟
بسیاری از دانشمندان بر این باورند که صدمه به جو و آب و هوای زمین، از نقطه بازگشت خارج شده و یا اینکه صدمات نزدیک به نقطه بازگشت نیست. یوزف ورن، دانشیار گروه زمین شناسی و علوم سیاره ای در دانشگاه پیتسبورگ، می گوید:
من موافقم که ما از مرحله جلوگیری از تغییر اقلیم عبور کرده ایم، اما درمورد شرایطی که در آن هستیم؛ سه گزینه وجود دارد:
1) هیچ کاری نکنید و با عواقب آن زندگی کنید.
2) با تغییر شرایط آب و هوایی سازگار شوید (که شامل مواردی مانند افزایش سطح دریا و جاری شدن سیل در آن است).
3) با اعمال سیاست های تهاجمی که در واقع غلظت CO2 در جو را کاهش می دهد، تأثیر تغییرات اقلیمی را کاهش دهید.
راهکارهای در دست بررسی/ پیشنهادی به منظور کنترل اثر گلخانه ای
1) از آن جایی که ابرها که در جذب تشعشعات مادون قرمز موثر هستند، بنابراین یک اثر گلخانه ای بزرگ ایجاد می کنند؛ هرگونه تغییر در هر جنبه از ابرها؛ مانند نوع، مکان، محتوای آب، ارتفاع ابر، اندازه و شکل ذرات یا طول عمر، بر میزان گرم یا خنک شدن ابرها و نهایتا روی زمین تأثیر می گذارد و برخی از این تغییرات باعث افزایش روند گرم شدن می شوند در حالی که برخی دیگر از آن می کاهند.
امروزه تحقیقات زیادی در حال انجام است تا بتوانیم درک کنیم که چگونه ابرها در پاسخ به گرم شدن آب و هوا تغییر می کنند و این تغییرات چگونه از طریق مکانیزم های مختلف بازخورد، در کنترل اثر گلخانه ای تأثیر می گذارند.
2) استفاده ازانرژی هسته ای به عنوان جایگزین انرژی حاصل از سوخت های فسیلی.
1. نور مرئی، بخش کوچکی از طیف امواج الکترومغناطیس بوده و تابشی است که چشم ما آن را تشخیص می دهد.
2. لایه ای فیروزه ای متشکل از گازهای مختلفی چون اکسیژن، کربن، هیدروژن، نیتروژن و… است.
