اَبَرمدل‌ها

اوایل امسال، در یک سالن سخنرانی در دانشگاه پی‌یر و ماری کوری در پاریس، که دست بر قضا گرم هم بود، دانشمندان گردهم آمدند تا در مورد پدیده‌ای به نام شکاف گرمایش جهانی (Global Warming Hiatus) تبادل‌نظر کنند. در سال‌های 1998 تا 2012 بشر مقادیر بی‌سابقه‌ای از گازهای گلخانه‌ای را به اتمسفر فرستاد، اما میانگین دمای جهانی به سختی افزایش یافت. چرا؟
یکی از حاضران توضیح داد که مقدار زیادی انرژی صرف آب شدن یخ‌ها شده است. دیگری گفت علت آن است که به وسیله اقیانوس‌ها جذب شده‌اند. سومی می‌گفت به خاطر تعداد زیادی فوران‌های آتشفشانی کوچک، ذرات به اتمسفر پرتاب شده و تابش خورشیدی را منحرف کرده‌اند. چهارمی موضوع را مهمل و بیجا خواند. هیچ شکافی به هیچ‌وجه در کار نبود- سال 1998 به طرز عجیبی گرم بود، پس عجیب نبود که دما برای چند سال متوالی در همان حدود بماند. در انتها، مدیر نشست جمع‌بندی کرد: «خوب، این علمه دیگه».
چنین ابهامی، سیاستمداران نگران محیط زیست را دیوانه می‌کند. اقناع رای‌دهندگان در مورد آنکه گرم شدن جهانی خطری جدی است که باید با قبض‌های انرژی بالاتر و مزارع توربین‌های بادی بدمنظره از آن اجتناب شود، به قدر کافی دشوار است. اگر دانشمندان هم نامطمئن به نظر برسند، این کار غیر‌ممکن خواهد شد. به‌رغم آنچه نشان داده می‌شود، بخش‌های مهمی از دانش آب و هوا، روشن شده است. اگرچه نااطمینانی‌های علمی باقی‌مانده کمی بیشتر از آن است که گروه‌های سبز می‌پذیرند، اما آنقدرها هم که شکاکان نسبت به گرم شدن جهان می‌پندارند، بزرگ و لاینحل نیستند. خود پدیده گلخانه‌ای موضوع ساده و سرراستی است، تنها دقیقاً مانند یک گلخانه کار نمی‌کند. قریب به یک‌سوم انرژی‌ای که از خورشید به زمین می‌رسد، به وسیله ابرها و سطح زمین منعکس شده و به فضا بر‌می‌گردد. بیشتر باقی انرژی، توسط زمین و اقیانوس‌ها جذب می‌شود، که سپس آن را بیشتر به صورت تابش مادون قرمز، منعکس می‌کنند. این مقدار، از طریق گازهای موجود در جو، جذب می‌شود، که به نوبه خود باعث پراکندگی اشعه‌های مادون قرمز به بالا، اطراف و پایین به سطح زمین می‌شود. این مقدار برگشت داده‌شده به سطح زمین است که اثر گلخانه‌ای نامیده می‌شود. این مساله برای حیات روی زمین، حیاتی است! بدون آن، دمای میانگین در استوا به منفی 10 در‌جه سلسیوس می‌رسید. مهم‌ترین گاز گلخانه‌ای، بخار آب است. اگر هیچ بخار آب یا ابری نبود، قدرت اثر گلخانه‌ای تنها یک‌سوم مقدار کنونی‌اش بود. دی‌اکسید کربن، در مقام دوم است، بعد از آنها متان و سپس کلروفلوئوروکربن‌ها (CFCs) هستند، ترکیبات شیمیایی صنعتی که در دهه‌های 80 و 90 به علت خواص از بین‌برنده ازون خود، محدود شدند، اما همچنان هستند و استفاده می‌شوند. این گازها، کم و بیش قوی و دیرپا هستند. در مقیاس برابر، متان گاز گلخانه‌ای بسیار قوی‌تری نسبت به دی‌اکسید کربن است، اما سریع‌‌تر تجزیه می‌شود. دی‌اکسید کربن، که حدود 10 سال پس از انتشارش به بیشترین اثر گرم کنندگی‌اش می‌رسد، آنچنان پایدار است که حتی پس از هزار سال بعد از افزایشی در انتشارش، مقادیر جوی‌اش همچنان بسیار بالاتر از حالت طبیعی خواهند بود. علم پایه در این مورد، چندان جدید نیست. در دهه 1890، دانشمند سوئدی، سوانته آرنیوس، محاسبات خسته‌کننده‌ای را روی اثر گلخانه‌ای انجام داد و تلاش کرد توضیح دهد چگونه سوختن سوخت‌های فسیلی ممکن است به شدت یافتن آن منجر شود (او در کشوری سردسیر زندگی می‌کرد و گمان می‌کرد چنین مساله‌ای برای کشورش مفید است). اوضاع زمانی پیچیده می‌شود که دانشمندان سعی می‌کنند دریابند چه بر سر انرژی اضافه‌ای که در سیستم زمین می‌ماند، می‌آید و چگونه سایر فعالیت‌های انسانی، ورای انتشار گازهای گلخانه‌ای، ممکن است آب و هوا را تحت تاثیر قرار دهند.

مراقب حلقه‌های بازخورد باشید
گرمایش گلخانه‌ای، باعث زنجیره‌ای از تاثیرات به نام بازخورد (فیدبک) می‌شود که به سختی اندازه‌گیری می‌شوند. در حالت تعادل؛ گرما، گرمای بیشتری ایجاد می‌کند. دمای بالاتر، جو را قادر می‌سازد که بخار آب بیشتری در خود داشته باشد. اقیانوس‌ها مقادیر عظیمی از دی‌اکسید کربن جذب می‌کنند، که باعث ترمزی برای تغییر آب و هوا می‌شود- اما همچنان که آنها گرم می‌شوند، ظرفیت جذبشان کاهش پیدا می‌کند. ذوب شدن یخ‌ها، دریاچه‌های تیره‌ای از آب را درست می‌کنند که انرژی بیشتری را به خود جذب می‌کنند. تا حدی به این خاطر است که گرم شدن قطب شمال از دیگر مناطق سریع‌تر است. همچنین انسان‌ها، ناخواسته زمین را سرد نیز می‌کنند. گرچه اثر کلی جنگل‌زدایی، گرم شدن سیاره ماست، اما جایگزینی درختان با محصولات کشاورزی یا چمنزارها، سطح زمین را رنگ‌پریده‌‌تر و منعکس‌کننده‌‌تر می‌کنند. ذراتی که به وسیله دی‌اکسید گوگرد -عامل باران اسیدی- درست می‌شوند، نور زیادی را به فضا بر‌می‌گردانند. چین، احتمالاً به دلیل آلودگی هوایش از افزایش دمایش محافظت می‌شود، و ممکن است هنگامی که به‌طور جدی به پاک کردن آسمانش می‌پردازد، به سرعت گرم شود. بزرگ‌ترین راز، اثر فعالیت انسانی روی ابرهاست. از آنجا ‌که ابرها روی ذرات آئروسل رشد می‌کنند، در جوهای آلوده‌‌تر [به علت آئروسل بیشتر] بیشتر تشکیل می‌شوند. ابرها توسط تغییرات دما هم تاثیر می‌پذیرند. اما اینکه این تاثیر دقیقاً به چه صورت است، مشخص نیست- و این مساله‌ای تاثیرگذار است، زیرا همچنان که ابرهای در ارتفاع بالا زمین را گرم نگه می‌دارند، ابرهای در ارتفاع پایین، باعث سرد شدن آن می‌شوند. قسمتی از مشکل اندازه‌گیری اثر آنها، کوچک بودن اغلب ابرهاست. مدل‌های آب و هوا برای ساده‌سازی جهان، جو و اقیانوس‌ها را به قطعاتی در حدود اندازه 50 در 50 کیلومتر در حالت افقی، تقسیم می‌کنند. سپس آنها را به عنوان پیکسل‌هایی از مدلی سه‌بعدی و عظیم در نظر می‌گیرند. برای درک درست فرآیندهای ابر، به قطعاتی در حدود چند ده متر مربع نیاز داریم که هیچ کامپیوتری در جهان قادر به انجام آن نیست. به جمیع این مشکلات، سختی‌های اندازه‌گیری دما را نیز اضافه کنید تا میزان نااطمینانی زیاد را در‌یابید. اطمینان از تاثیرات آئروسل مشکل است. اگر گذشته تا حدودی مه‌آلود است، آینده بیشتر چنین است. آینده تنها به نتیجه و برآیند فرآیندهای فیزیکی‌ای که به‌طور کافی فهمیده نشده‌اند بستگی ندارد. علاوه بر این، آینده، به فعالیت‌های انسانی نیز وابسته است. در سال 2100 چه جمعیتی بر زمین زندگی می‌کنند؟ چه مقدار ثروتمند هستند؟ آیا آنها تلاش‌های زیادی برای قطع نشر گازهای گلخانه‌ای انجام خواهند داد، یا هیچ‌کاری نخواهند کرد، یا در میانه این دو خواهند بود؟ اگر بشر تلاش‌های قهرمانانه‌ای انجام دهد، سیستم زمین در مرزهای آشنایش باقی خواهد ماند، و پیش‌بینی‌ها را ساده‌‌تر خواهد کرد. همچنین اگر غلظت گازهای گلخانه‌ای به شدت زیاد شود، وضعیت بسیار غیر‌قابل پیش‌بینی خواهد شد. عبور از گذرگاه‌های برگشت‌ناپذیری همچون فروپاشی صفحه یخی گرینلند، محتمل‌‌تر خواهند شد. طبق پیش‌بینی‌های IPCC، اگر تا سال 2200 هیچ کاری برای توقف تغییرات آب و هوایی انجام نگیرد، جهان میان 3 تا 10 درجه سلسیوس گرم‌تر خواهد شد. این بازه گسترده، در یک حد آن؛ قابل مدیریت است، در طرف دیگر اما غیرقابل تصور است. مسائل بسیاری هنوز ناشناخته باقی مانده است. اما به همان میزان، مسائل بسیاری هم مرتفع شده است. اما این که ناشناخته‌ها بیشتر در چشم می‌آیند این است که کسی برای مسائل حل شده مقاله نمی‌نویسد و همایش برگزار نمی‌کند. برخی از شق‌های ممکن که چندین سال پیش، مشکل‌زا به نظر می‌رسیدند، کنکاش شده‌اند و آشکار شده که مسائل کمتری ایجاد می‌کنند. برای مثال، هم‌اکنون بعید به نظر می‌رسد که تغییرات آب و هوایی بتواند باعث از بین رفتن برگشت‌ناپذیر جریان گلف استریم شود. آب شدن یخماند‌ها [پرمافروست، خاکی یخزده بیشتر زیر سطح زمین، که در مناطقی مانند قطب یا آلپ دیده می‌شود] باعث نشر متان خواهد شد، اما نه به میزانی که زمانی از آن واهمه داشتیم. حتی آن ابرهای رازآلود نیز برخی اسرارشان را فاش کرده‌اند. رادارهای ماهواره‌ای و اندازه‌گیری‌های لیزری دانشمندان را قادر ساخته‌اند که ابرها را به دقت بررسی کنند، مدل‌های کوچک-مقیاس که برای تعقیب رفتارشان طراحی شده بودند، اصلاح شده و به مدل‌های جهانی متصل شده‌اند. به مرور بیشتر محتمل به نظر می‌رسد که به موازات گرم شدن زمین، ابرهای ارتفاع پایین از بین بروند و فرآیند گرم شدن را سرعت بخشند.
به عنوان مهم‌ترین مساله، فرض اساسی تغییرات آب و هوا -ارتباط علی بین انتشار گازهای گلخانه‌ای و افزایش دما- تقریباً خدشه‌ناپذیر شده است. همچنان که جلو می‌رویم، مجادله جالب در مورد توقف گرمایش جهانی، پایان کسل‌کننده‌ای دارد: 2013 کمی گرم‌تر از 1998 به نظر رسید و 2014 بسیار داغ بود و رکورد جدیدی ایجاد کرد. این مساله برای مدتی طولانی پابرجا نخواهد بود.
منبع:‌ اکونومیست