تقریبا تمام مقالات علمی که در سال‌های اخیر در مورد بهینه‌سازی مصرف انرژی و یا استفاده از انرژی تجدید‌پذیر نوشته شده‌اند، هدف خود را جلوگیری از تولید و انتشار دی‌اکسیدکربن و جلوگیری از «گرم‌شدن زمین» ذکر کرده‌اند. اما «گرم‌شدن زمین» دقیقا چیست و چرا از چنین اهمیتی برخوردار است؟
***
«گرم شدن زمین» اصطلاحی است که شاید تنها در چند سال اخیر رایج شده و پیش از دهه 90 میلادی، اصطلاح «اثر گلخانه‌ای» و حتی بعضا «اثر پتویی» رواج بیشتری داشت.
به طورکلی، زمین ما با انرژی وارده از خورشید گرمای سطح خود را به دست می‌آورد.
این انرژی با برخورد به سطح زمین جذب شده و باعث گرم شدن سطح این کره می‌شود. اما تمام این انرژی جذب سطح زمین نشده و بخش عمده‌ای از آن به محض برخورد با سطح زمین به فضا پراکنده می‌شود.
گازهای گلخانه‌ای که بیشتر شامل بخار آب، دی‌اکسید کربن، متان و اوزون هستند، مانند شیشه گلخانه جلوی خروج این انرژی از سطح زمین را گرفته و باعث گرم‌تر شدن آن می‌شوند.
در این میان، بخار آب نقشی دوگانه دارد. چرا که به صورت ابر، هنگام ورود انرژی خورشیدی به سوی زمین آن را پراکنده می‌کند. به عبارت دیگر، بخار آب قبل از برخورد نور خورشید به سطح زمین آن را منعکس کرده و پس از جذب و دفع این انرژی در سطح زمین نیز مانع بازگشت آن به فضا می‌شود و زمین را گرم‌تر می‌کند.
گازهای گلخانه‌ای گرچه علت عمده گرم شدن زمین هستند، اما عوامل دیگری نیز در این پدیده موثرند. به عنوان مثال، می‌دانیم که سطح تیره نسبت به سطح روشن، توانایی بیشتری برای جذب نور خورشید دارد. به همین دلیل، دوده ناشی از موتورهای دیزل نیز که بر سطح ساختمان‌ها رسوب می‌کند و باعث «سیاه‌شدگی» آنها می‌شودکه یکی از دلایل گرم شدن زمین است.
شاید یکی از بزرگترین بدشانسی‌های تاریخ بشر این مسئله بود که در دهه ۷۰میلادی دمای میانگین کره زمین به جای آن که طبق نظریه‌های ارائه شده افزایش یابد، کاهش یافت و در نتیجه هواشناسان در عوض نگرانی برای زمینی گرم‌تر، خبر از آغاز یک عصر یخی جدید دادند.
امروزه می‌دانیم که علت این کاهش یافتن دما، تغییر چرخه لکه‌های خورشیدی بوده و این کاهش دما به صحت نظریه گرمایش جهانی خللی وارد نمی‌کند. با این وجود، کاهش دما باعث شد که اتخاذ تصمیم‌های لازم برای جلوگیری از گرم‌شدن زمین بیش از دو دهه به تاخیر بیفتد.
مهم‌ترین اثر این گرمایش شاید تغییر کلی آب و هوای زمین باشد. واقعیت این است که تمام افراد بشر دانسته یا ندانسته به نوعی بر پایه پیش‌بینی وضع هوا زندگی می‌کنند.
علاوه بر این که نوع محصولات کشاورزی در هر منطقه بستگی کامل به آب و هوای آن دارد، کاشت و برداشت محصول در منطقه در هر سال نیز زمان مشخصی دارد که بر تجربه کشاورزان از آب و هوای سال‌های قبل استوار است.
اگر کشاورزان قادر به پیش‌بینی آب و هوای منطقه در سال‌های آینده نباشند، قادر به پیش‌بینی زمان کاشت و برداشت محصول نیز نخواهند بود. سایر مسائل زندگی نیز بستگی تام به آب و هوا دارد.
به عنوان مثال، مهندسین بر پایه سابقه آب و هوایی یک منطقه، ساختمان‌های آن منطقه را طراحی می‌کنند و هیچ مهندس طراحی نیست که یک ساختمان در یک منطقه کویری را در برابر برف مقاوم طراحی کند.
حال این دو مثال را با برف بسیار سنگین سال ۱۳۸۳ در شهر رشت، باران منجر به سیل در مرداد ماه ۱۳۸۵ در شهر کویری ال‌پاسوی آمریکا و توفان‌های سال ۲۰۰۳ در شهر لندن مقایسه کنید.
در حالی که هواشناسان دوره بازگشت توفان‌های سال ۲۰۰۳ لندن را ۳۰ سال پیش‌بینی کرده بودند، این توفان‌ها در یک هفته دو بار اتفاق افتادند! گرم‌شدن زمین باعث غیرقابل پیش‌بینی شدن وضعیت آب و هوا شده و بسیاری از معادلات مورد اعتماد بشر را به هم می‌ریزد.
بنا بر تخمین روزنامه سان‌فرانسیسکو کرونیکل در سال ۱۹۹۸، خسارات ناشی از بلایای طبیعی مربوط به آب و هوا چون توفان، سیل و خشکسالی در دهه 90، سه‌برابر بیش از این خسارات در دهه 80 بوده است.
هرچند پیش‌بینی دقیق آب و هوای یک منطقه به دلیل عوامل بی‌شمار دخیل در آن عملا غیرممکن است، اما دانشمندان در مورد این که علت اصلی چرخه هوا در زمین، اختلاف درجه حرارت بین قطب‌های زمین و استواست، اتفاق نظر دارند.
گرمایش زمین علاوه بر گرم کردن مناطق مختلف، با تغییر اختلاف درجه حرارت بین قطب‌ها و استوا، چرخه کلی هوا را به هم می‌ریزد. یکی از مهم‌ترین دلایل اختلاف شدید آب و هوا بین قاره‌ها، جریان‌های اقیانوسی است.
معروف‌ترین جریان اقیانوسی که «جریان خلیج» نام دارد، علت اصلی آب و هوای معتدل شمال غرب اروپاست که این منطقه را از تمام نقاط هم‌عرضش روی کره زمین متمایز می‌کند. جریان‌های اقیانوسی به عوامل مختلفی بستگی دارند که اختلاف چگالی بین آب شور و شیرین از جمله این عوامل به شمار می‌رود.
گرمایش زمین باعث آب شدن یخ‌های قطبی شده و میزان قابل توجهی آب شیرین به اقیانوس‌ها اضافه می‌کند که ممکن است باعث تغییر عمده جریان‌های اقیانوسی شود. این که این تغییرات چگونه روی آب و هوای زمین تاثیر می‌گذارند، هنوز مورد بحث دانشمندان است و در این مورد نظریه‌های مختلفی وجود دارد.
به علاوه بسیاری از گونه‌های جانوری با تغییر سریع آب و هوا منقرض شده و توزیع جغرافیایی بسیاری از این گونه‌ها نیز تغییر می‌کند. سازمان محیط‌‌زیست آمریکا پیش‌بینی می‌کند که جمعیت اردک‌ها در آمریکای شمالی از حدود ۵ میلیون به حدود ۵/۲میلیون در سال ۲۰۶۰ میلادی برسد.
جمعیت پنگوئن‌ها در قطب شمال در سال ۲۰۰۱ در مقایسه با سال۱۹۵۰ به حدود نصف رسیده و باز گرم‌شدن زمین علت اصلی این مسئله شناخته شده است.
بنا بر گزارش مجله معتبر نشنال جئوگرافیک، تا سال ۲۰۵۰ بیش از یک میلیون گونه گیاهی و جانوری در معرض انقراض خواهند بود. به علاوه گونه‌های جانوری با تغییر آب و هوا به سمت مناطق جدید حرکت می‌کنند.
در انگلستان گونه‌هایی از حشرات که قبلا در جنوب این کشور زندگی می‌کردند، با گرم‌تر شدن قسمت‌های شمالی این کشور به تدریج در شمال کشور نیز دیده می‌شوند.
خطر حرکت گونه‌های جانوری، شاید در نگاه اول ملموس نباشد، ولی شاید لازم باشد به یاد آوریم که گسترده شدن محدوده زندگی پشه مالاریا به علت گرم‌شدن زمین، یکی از نگرانی‌های اصلی دانشمندان است.
با توجه به تمام مسائل ذکر شده، طبیعی است که سازمان ملل متحد از کشورهای عضو بخواهد در قالب معاهده‌ای تحت عنوان «معاهده کیوتو» از میزان دی‌اکسیدکربن تولیدی خود بکاهند.
«معاهده کیوتو» که تاکنون توسط ۱۶۱ کشور جهان امضا و به رسمیت شناخته شده است، کشورهای جهان را به دو دسته «توسعه یافته» و «در حال توسعه» تقسیم می‌کند.
کلیه کشورهای «توسعه یافته» که این معاهده را به رسمیت شناخته‌اند، ملزم هستند میزان دی‌اکسیدکربن تولیدی را تا سال‌های ۲۰۰۸-۲۰۱۲ میلادی به ۵ درصد کمتر از میزان دی‌اکسیدکرین تولیدی در سال ۱۹۹۰ برسانند.
گرچه کشورهای «درحال توسعه» ملزم به کم کردن میزان دی‌اکسیدکرین تولیدی خود نیستند، با این وجود اگر این کشورها در خاک خود پروژه‌هایی اجرا کنند که میزان دی‌اکسیدکربن را کاهش دهد، «اعتبار کربنی» دریافت می‌کنند که قابل‌فروش به کشورهای توسعه‌یافته است.
به عبارت دیگر، کشورهای توسعه‌یافته می‌توانند یا از طریق اعمال فناوری‌های جدید میزان دی‌اکسیدکربن را کاهش دهند و یا با پرداخت پول و کمک به کاهش دی‌اکسیدکربن در کشورهای درحال توسعه، خود دی‌اکسیدکربن بیشتری تولید کنند.
معاهده کیوتو سیاست «تجارت کربنی» در سطح کارخانه‌ها را نیز تشویق می‌کند.
کارخانه‌هایی که با فناوری‌های جدید از دی‌اکسیدکربن تولیدی خود کاسته‌اند، قادر خواهند بود اعتبارکربنی دریافتی را به کارخانه‌هایی که خروجی آنها هنوز با استانداردهای کربن مطابقت نمی‌کنند، بفروشند.
متاسفانه معاهده کیوتو هنوز توسط ایالات‌متحده آمریکا و استرالیا به رسمیت شناخته نمی‌شود و از آنجا که آمریکا بزرگترین تولید‌کننده دی‌اکسیدکربن در جهان است، حضور این کشور در معاهده کیوتو برای موفقیت این معاهده در کاهش دمای جهان حیاتی است.
گرچه دولت آمریکا معاهده کیوتو را به رسمیت نشناخته است، بعضی از ایالات این کشور دست به اقدامات پیشگیرانه زده‌اند برای مثال ایالت کالیفرنیا متعهد شده است گاز دی‌اکسیدکربن را تا سال۲۰۲۰ به میزان ۲۵ درصد کاهش دهد.
به جز معاهده کیوتو که در سطح بین‌المللی به کاهش دی‌اکسیدکربن می‌پردازد، در سطح خانگی نیز برای کاهش دی‌اکسیدکربن اقدامات زیادی می‌توان انجام داد. روزانه میزان زیادی دی‌اکسیدکربن به علت مصرف انرژی در خانه‌ها تولید می‌شود که به راحتی می‌توان این میزان را کاهش داد.
برای مثال، بسیاری از ما ماشین لباسشویی را قبل از پر شدن روشن می‌کنیم و میزان قابل‌توجهی انرژی را هدر می‌دهیم. استفاده از لامپ‌های کم‌مصرف با وجود عمر طولانی این لامپ‌ها در مقایسه با لامپ‌های معمولی و با وجود این که استفاده از آنها قبض برق را تا حدود زیادی کاهش می‌دهد، هنوز تقریبا در هیچ‌یک از کشورهای جهان معمول نیست.
با وجود تشویق فراوان مردم به استفاده از وسایل نقلیه عمومی و حتی پیاده‌روی، هنوز بیشتر ما خودرو شخصی‌مان را ترجیح می‌دهیم. اکثر ما به جای عایق کردن بهتر خانه، کولر و بخاری را ساعت‌ها روشن می‌گذاریم و به مسائلی چون پرینت گرفتن روی هر دو روی کاغذ توجه نداریم.
همه این مسائل، به‌ظاهر کوچک به نظر می‌رسند، ولی در کاهش گرم‌شدن زمین موثرند. جلوگیری از روند گرمایش فقط با کاهش مصرف انرژی و استفاده مجدد و بازیافت منابع طبیعی امکان‌پذیر است و این همه تنها با همکاری تک‌تک ما میسر خواهد بود.
پژوهش درباره گرم شدن زمین
اولین تحقیقات در مورد بالا رفتن درجه حرارت زمین، بیش از ۱۰۰ سال پیش توسط شیمیدان معروف سوئدی، آرنیوس، آغاز شد. آرنیوس در سال ۱۸۹۶ میلادی ادعا کرد که اضافه کردن دی‌اکسید کربن به جو زمین باعث بالا رفتن درجه حرارت زمین خواهد شد.
از آنجا که اکثر دانشمندان در آن زمان معتقد بودند که عوامل دیگری چون جریان‌های اقیانوسی خیلی بیشتر از آلودگی‌های تولید‌شده به دست بشر در آب و هوای زمین موثرند، این تحقیق چندان جدی گرفته نشد.
بخش دوم تحقیقات در این زمینه هنگامی آغاز شد که ثابت شد دی‌اکسید کربن قادر به سد راه اشعه با طول موج بالا و بازگرداندن آن به سطح زمین است. با این وجود هنوز دانشمندان معتقد بودند که اقیانوس‌های زمین، قادر به جذب تمام دی‌اکسیدکربن تولیدی بشر هستند و لذا این گاز قادر به افزایش درجه حرارت زمین نخواهد بود.
اما ادامه پژوهش‌ها نشان داد اقیانوس‌ها تنها قادر به جذب یک‌سوم از دی‌اکسیدکربن هستند و دوسوم از گاز تولید شده در جو زمین باقی می‌ماند. پس از این تحقیقات و در دهه ۶۰ میلادی بود که گرمایش جهانی یک تهدید جدی تلقی و مطالعات جدیدی روی آن آغاز شد.
در ادامه این تحقیقات در موسسه اقیانوس‌شناسی آمریکا، دکتر کیلینگ که عملا به عنوان کاشف پدیده گرمایش جهانی تلقی می‌شود، نمودارهای خود از میزان دی‌اکسیدکربن جو را ارائه داد.
این نمودارها نشان می‌دادند که این گاز به سرعت در مناطق مختلف زمین در حال افزایش است.
