اثر گلخانه‌ای
مژده اشرفی • ۱ مهر ۱۳۸۶ • دانش • شماره ۱۳۸۶ - پاییزخلاصه:
کارشناسان هواشناسی ملل متحد دراجلاس کیوتو در سال ۱۹۹۷ هشدار دادند که پیشبینی میشود در صد سال آینده دمای عمومی اتمسفر و زمین به میزان متوسط بین ۱٫۲ تا ۵٫۸ درجه سانتی‌گراد نسبت به سده اخیر افزوده خواهد شد. برخی از پژوهشگران پیشتر پدیده گرمایش زمین را ناشی از فعالیت‌های کوه‌های آتشفشانی و خورشیدی می‌دانستند، ولی امروزه ثابت شده است که این مشکل نتیجه افزایش آلودگی ناشی از سوزاندن بی‌رویه سوخت‌های فسیلی مانند نفت و زغال‌سنگ در فعالیت‌های اقتصادی و صنعتی است؛ که این خود عامل اصلی و مهم ایجاد گازهایی نظیر دی‌اکسید کربن، بخار آب و اکسید نیتروژن می‌باشد که در نهایت منجر به تغییر ترکیب و غلظت طبیعی گازهای اتمسفر می‌شوند. پخش این گازها منجر به تشکیل لایه‌ای در اطراف زمین می‌گردد که با حبس گرما در جو شرایطی مشابه شرایط گلخانه‌ای را به وجود می‌آورد. در این مقاله تعریفی از پدیده گلخانه‌ای، ماهیت و نحوه عملکرد گازهای گلخانه‌ای، پدیده گرمایش زمین و عوارض ناشی از آن و همچنین اقدامات جهانی صورت گرفته جهت جلوگیری از تغییرات هر چه بیشتر محیط زیست، به طور ساده و مختصر ارایه گردیده است.
مقدمه:
۳۰ سال از اولین اخطار دانشمندان و ۲۸ سال از اولین کنفرانس بین المللی محیط زیست در ژنو می‌گذرد، اما مشکل محیط زیست تنها در چند سال اخیر توجه صاحب‌نظران و افکار عمومی جهان را به خود مشغول نموده است. کره زمین در حال گرم شدن است و اگر اقداماتی اساسی برای تغییر الگوهای مصرف انرژی صورت نگیرد، تغییرات جوی در آینده‌ای نزدیک مشکلات فراوانی را در پی خواهند داشت.
از آغاز انقلاب صنعتی در حدود ۲۰۰ سال پیش، تا به امروز میزان مصرف انرژی به طور روزافزون در حال افزایش بوده است، و ذخایر انرژی‌های فسیلی به شدت هر چه تمام‌تر مورد استخراج و بهره‌برداری قرار گرفته‌اند. در ابتدا زغال‌سنگ منبع اصلی انرژی به شمار می‌رفت و سپس نفت نقشی بسیار مهم‌تر پیدا نمود. نکته منفی در استفاده بی‌رویه از انرژی‌های فسیلی تنها محدودیت‌هایی نیست که احتمالاً به دلیل به پایان رسیدن این ذخایر در آینده‌ای نزدیک پیشبینی میشود، بلکه عوارض و تأثیرات منفی و بعضاً جبران‌ناپذیر آن بر محیط زیست نیز از مهم‌ترین مشکلات جهان امروز است.
تأثیر گلخانه‌ای توسط لایه‌ای که در اتمسفر توسط گازهای گلخانه‌ای ایجاد می‌گردد به وجود می‌آید. گازهای گلخانه‌ای ناشی از فعالیت‌های صنعتی هستند. افزایش این گازها در جو بیش از مقدار طبیعی آنها باعث گرم شدن هرچه بیشتر آب و هوای کره زمین می‌گردد. این روند ده‌ها سال است که به لحاظ تئوری شناخته شده است ولی اخطارهای جدی‌تر دانشمندان از آغاز سال‌های ۹۰، مبنی بر جبران‌ناپذیر بودن عوارض ناشی از گرمایش زمین باعث گردید تا مورد اهمیت و بررسی بیشتر قرار گیرد. در ادامه عوامل، عوارض و راه‌حل‌های مطرح شده در جلوگیری از این پدیده به صورت کوتاه مطرح شده‌اند.
اثر گلخانه‌ای:
اثر گلخانه‌ای برای اولین بار در قرن نوزدهم توسط Jean Fourier معرفی شد. گلخانه یک اتاق شیشه‌ای است که نور خورشید از شیشه‌های آن به داخل می‌‌تابد و هوای گلخانه را گرم می‌کند. اما شیشه‌های گلخانه اجازه نمی‌دهند که این هوای گرم از گلخانه خارج شود. جو یا هوایی که در اطراف ماست، به مانند یک گلخانه است و گازهای گلخانه‌ای در جو درست مثل شیشه‌های یک گلخانه عمل می‌کنند.
نور خورشید پس از عبور از لایه‌های مختلف گازهای جوی به سطح زمین می‌رسد. زمانی که نور خورشید به سطح زمین می‌رسد، مقداری از انرژی گرمایی آن توسط خاک، آب و سایر موجودات جذب میشود. مقداری هم در جو زمین می‌ماند و باقیمانده آن به فضا برمی‌گردد.
وجود این گازها به خودی خود و به میزان طبیعی برای ادامه حیات لازم می‌باشد. درصورت عدم وجود این گازها تمامی گرمای منعکس شده از سطح زمین به فضا باز میگشت و هوا تا بدانجا سرد میشد که ادامه حیات را مختل میکرد. در این حالت، بازگشت مجدد انرژی گرمایی به فضا منجر به سرد شدن هوای زمین به میزان ۳۳ درجه سانتی‌گراد نسبت به دمای کنونی آن میشد.
اما اگر مقدار گازهای گلخانه‌ای در جو بیش از حد طبیعی آن باشد، به جهت جذب تشعشعات مادون قرمز منعکس شده از سطح زمین توسط این گازها، گرما در اتمسفر زمین محبوس شده و انرژی کمتری به فضا بازمیگردد؛ در نتیجه جو زمین گرم‌تر و گرم‌تر میشود و به دنبال آن دمای کره زمین بالا می‌رود. این پدیده‌ایست که امروزه بیش از هر چیز محیط زیست و زندگی بشر را مورد تحدید جدی قرار داده است.
گازهای گلخانه‌ای و عوامل به وجود آورنده آنها:
به مجموعه‌ای از گازها که مقداری از انرژی خورشید را در جو زمین نگه داشته و باعث گرم شدن آن می‌شوند، گازهای گلخانه‌ای میگویند. این گازها شامل بخار آب، دی‌اکسید کربن، متان، اکسید نیتروژن، فلوروکربنها و ازن هستند. در این میان دی‌اکسید کربن و بخار آب (به جهت در صد بالای آن) مهم‌ترین گازهای گلخانه‌ای می‌باشند که هردو عمدهترین محصول احتراق سوخت‌های هیدروکربنی هستند.
دی‌اکسید کربن (CO2) اصلی‌ترین گاز گلخانه‌ای است که توسط بشر تولید میشود. این گاز به میزان زیادی حاصل فعالیت‌های انسانی و دیگر موجودات است که روزانه به مقدار زیادی تولید میشود. دی‌اکسید کربن در اثر آتش گرفتن سوخت‌هایی که دارای زنجیره کربنی هستند به وجود می‌آید. یک نیروگاه ۱۰۰۰ مگاواتی با سوخت مایع در فرایند احتراق به طور متوسط در ساعت ۱۵ تن گاز دی‌اکسید کربن و معادل ۲٫۲ تن اکسیدهای اذت (NOX) و حدود ۱۰۵ کیلوگرم هیدروکربن‌های نیم‌سوخته و آلاینده‌های دیگر وارد محیط و اتمسفر می‌نماید. دی‌اکسید کربن ۶٠ درصد سهم عمده را در تخریب چرخه اقلیمی زمین دارد و تولید آن نیز به صورت روزافزون ادامه دارد. گیاهان این گاز را گرفته و اکسیژن پس می‌دهند، اما واقعیت این است که میزان دی‌اکسید کربنی که بر اثر فعالیت‌های انسانی وارد محیط زیست میشود بسیار بالاتر و بیشتر از اکسیژنی است که کل گیاهان روی کره زمین می‌توانند به طبیعت بازگردانند.
گاز متان (CH4) علیرغم در صد کم آن در مقایسه با دی‌اکسید کربن، ۵ تا ۱۰ برابر مستعدتر از آن در جذب حرارت می‌باشد. متان در اتمسفر به طور سالانه ۱ درصد افزایش می‌یابد که دو برابردرصد افزایش دی‌اکسید کربن است. این گاز در اثر فعالیت‌هایی نظیر شالیکاری، دفع زباله‌ها، عملکرد نیروگاه‌های زیست‌توده (Biomass)، دامداری و تخلیه گازهای طبیعی در هنگام استخراج و حمل و نقل زغال‌سنگ تولید میشود.
N2O نیز از گازهای گلخانه‌ای مؤثر می‌باشد که ۱۵۰ تا۱۸۰ سال در اتمسفر باقی می‌ماند و به طور طبیعی تا جو فوقانی بالا رفته باعث تخریب لایه ازن می‌گردد. در صد افزایش آن در سال ۰٫۲ تا ۰٫۳ درصد است و بیشتر در مناطق حاره‌ای تولید میشود، ولی بطورتخمینی ۲۰ درصد آن ناشی از کودها و محصولات شیمیایی و احتراق سوخت‌های فسیلی است.
کلروفلوروکربن‌ها (CFC) با وجود این که محصول احتراق موتورها نیستند ولی به واسطه این که محصول فرایند خنک‌سازی هوا برای وسایل مختلف می‌باشند مورد توجه قرار می‌گیرند. این گازها در سال ۰٫۵ درصد افزایش می‌یابند و بین ۷۵ تا ۱۸۰ سال در اتمسفر باقی می‌مانند. همچنین ۲۰۰۰۰ برابر مستعدتر از دی‌اکسیدکربن در جذب گرما هستند ولی در کل بعضی از دانشمندان معتقدند اثر گلخانه‌ای آنها در تعادل با اثر خنک سازی آنهاست.
پدیده گرمایش زمین و عوارض ناشی از آن:
کره زمین به طور طبیعی در اثر تابش خورشید گرم میشود، اما اینجا منظور از گرم شدن زمین، تغییر دمای زمین در اثر فعالیت‌های بشری است، که با تغییرات طبیعی آن متفاوت است. در طول ۱۰۰ سال گذشته، کره زمین به طور غیرطبیعی ۰٫۴ درجه سانتی‌گراد گرم‌تر شده است که افزایش گازهای گلخانه‌ای ناشی از فعالیت‌های صنعتی در ایجاد این مشکل مؤثرترین عامل بوده‌اند.
به عبارت دیگر«گرم شدن زمین» افزایش میانگین دمای زمین است. تأثیرات و عوارض افزایش دمای زمین بسیار فاجعه‌آور است. در اثر این افزایش دما تغییرات آب و هوا به وجود می‌آید. برهم خوردن تعادل‌های زیست‌محیطی، اخلال در روند بارش باران، ازدیاد سیل، طوفان‌ها وگرداب‌های استوایی، بیابانی شدن مزارع حاصل‌خیز زراعتی، ذوب شدن کوه‌های یخی و یخچال‌ها، افزایش سطح آب‌های آزادا، گسترش بیماری‌های زیست‌محیطی، عفونی و واگیردارهمه و همه از جمله این عوارضند. دانشمندان مهم‌ترین دلایل و عوامل بروز طوفان‌های سال ۲۰۰۵ در آمریکا را ناشی از میزان مصرف انرژی و دگرگونی‌های سریع جوی کره زمین در دهه‌های گذشته دانسته‌اند.
معاهده کیوتو:
این معاهده با هدف موظف ساختن کشورهای جهان به کاهش تولید گازهای گلخانه‌ای و تلاش در جهت تعدیل پیامدهای منفی ناشی از گرم شدن زمین، به امضا رسید. معاهده در محل کیوتوی ژاپن و در دسامبر ۱۹۹۷ تنظیم شد، از مارس ۱۹۹۸ جهت امضا به کشورهای مختلف ارایه گردید و در ۱۵ مارچ ۱۹۹۹ نهایی شد. در این معاهده مشخص شده است که تا چه سالی و تا چند درصد از گازهای گلخانه‌ای کاسته شود.
آمریکا که بزرگ‌ترین مصرف‌کننده سوخت فسیلی و تولید کننده میزان %۳۶ گازهای گلخانه‌ای در جهان است، در سال ۲۰۰۱ از پیمان کیوتو خارج شد، ولی متعاقباً روسیه که ضمناً تولید کننده %۱۷ از گازهای گلخانه‌ای جهان است، وارد این پیمان شد. کشورهای اروپایی که مجموعاً %۲۳ گازهای گلخانه‌ای را تولید می‌کنند، قصد کرده بودند که تا سال ۲۰۱۲ حدوداً %۸ گازهای گلخانه‌ای خود را نسبت به سال ۱۹۹۰ کاهش دهند، که بنابرگفته کارشناسان، تا سال ۲۰۱۲ نیم درصد از تعهدات فوق عملی خواهد شد. هم اکنون کشور چین %۱۲ و ایران %۱٫۳ مجموع گازهای گلخانه‌ای جهان را تولید می‌کنند. گازهای گلخانه‌ای تولید شده مجموعاً توسط سایر کشورهای جهان کمتر از %۱۱ می‌باشد.
تاکنون، آمریکا، چین، هندوستان، عربستان، برازیل، مکسیکو و استرالیا به پیمان کیوتو ملحق نشده‌اند و با اجرای آن مخالفت می‌ورزند. ایران در میان کشورهای در حال توسعه معاهده کیوتو، در ردیف چهارمین کشور تولید‌کننده گازهای گلخانه‌ای قرار دارد و در زمینه تولید دی‌اکسید کربن رتبه هیجدهم را در جهان و مقام اول را در منطقه داراست. بیش از ۷۵ درصد انتشار گازهای گلخانه‌ای در ایران ناشی از مصرف بالای سوخت و انرژی در خودروها، در صنایع و مناطق مسکونی می‌باشد. در اتحادیه اروپا، اتریش، بریتانیا، دانمارک، آلمان و لوکزامبورگ پنج کشوری هستند که باید بیشترین کاهش را به عمل آورند.
جمع بندی نهایی:
اکثر انرژی‌های لازم برای کارهای روزمره ما به طور مستقیم یا غیر مستقیم از سوخت‌های فسیلی به دست می‌آید. تا قبل از انقلاب صنعتی میزان گازهای گلخانه‌ای در جو کم بود، اما با رشد جمعیت و افزایش استفاده از نفت و زغال‌سنگ ترکیب گازهای اتمسفر نیز تغییر کرد و بر مقدار گازهای گلخانه‌ای افزوده شد. با افزایش این گازها در اتمسفر زمین دمای آن افزایش خواهد یافت که اثرات مخرب و جبران ناپذیری را در پی خواهد داشت. به همین جهت در بحث‌ها و مذاکرات بین‌المللی در سال‌های اخیر این پدیده به عنوان یکی از اساسی‌ترین عوامل در زمینه آلودگی و تغییرات محیط زیستی مورد بحث و بررسی قرار گرفته است که معاهده کیوتو مهم‌ترین اقدام و حرکت جهانی در جهت بهبود این مشکل محسوب میشود.
منابع:
گازهای گلخانه‌ای، فاجعه‌ای نه چندان دور؛ سعید شیخه‌پور، مجله علوم کشاورزی و منابع طبیعی، شماره ۸
محیط زیست و گازهای گلخانه‌ای، برگردان ناهید جعفر‌پور
دانشنامه آزاد ویکی‌پدیا
سایت فارسی بی بی‌سی، به تاریخ‌های ۰۹ ژوئن ۲۰۰۴ و ۰۱ ژوئن ۲۰۰۲
