خلاصه:
کارشناسان هواشناسی ملل متحد دراجلاس کیوتو در سال 1997 هشدار دادند که پیشبینی میشود در صد سال آینده دمای عمومی اتمسفر و زمین به میزان متوسط بین 1.2 تا 5.8 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:
30 سال از اولين اخطار دانشمندان و 28 سال از اولين کنفرانس بين المللی محيط زيست در ژنو می‌گذرد، اما مشکل محيط زيست تنها در چند سال اخیر توجه صاحب‌نظران و افکار عمومی جهان را به خود مشغول نموده است. کره زمين در حال گرم شدن است و اگر اقداماتی اساسی برای تغيير الگوهای مصرف انرژی صورت نگيرد، تغييرات جوی در آينده‌ای نزدیک مشکلات فراوانی را در پی خواهند داشت.
از آغاز انقلاب صنعتی در حدود 200 سال پیش، تا به امروز میزان مصرف انرژی به طور روزافزون در حال افزایش بوده است، و ذخاير 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 بسيار مهم‌تر پيدا نمود. نکته منفی در استفاده بی‌رویه از انرژی‌های فسیلی تنها محدوديت‌هایی نيست که احتمالاً به دلیل به پايان رسيدن این ذخاير در آينده‌ای نزدیک پیشبینی میشود، بلکه عوارض و تأثيرات منفی و بعضاً جبران‌ناپذیر آن بر محيط زيست 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 زمين می‌گردد. اين روند ده‌ها سال است که به لحاظ تئوری شناخته شده است ولی اخطارهای جدی‌تر دانشمندان از آغاز سال‌های 90، 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 اولين بار در قرن نوزدهم توسط Jean Fourier معرفی شد. گلخانه يك اتاق شيشه‌ای است كه نور خورشيد از شيشه‌های آن به داخل می‌‌تابد و هوای گلخانه را گرم می‌كند. اما شيشه‌های گلخانه اجازه نمی‌دهند كه اين هوای گرم از گلخانه خارج شود. جو يا هوايی كه در اطراف ماست، به مانند يك گلخانه است و گازهای گلخانه‌ای در جو درست مثل شيشه‌های یک گلخانه عمل می‌كنند.
نور خورشيد پس از عبور از لايه‌های مختلف گازهای جوی به سطح زمین می‌رسد. زمانی كه نور خورشيد به سطح زمين می‌رسد، مقداری از انرژی گرمايی آن توسط خاك، آب و ساير موجودات جذب میشود. مقداری هم در جو زمين می‌ماند و باقيمانده آن به فضا برمی‌گردد.
وجود اين گازها به خودی خود و به ميزان طبيعی برای ادامه حيات لازم می‌باشد. درصورت عدم وجود اين گازها تمامی گرمای منعكس شده از سطح زمین به فضا باز میگشت و هوا تا بدانجا سرد میشد كه ادامه حيات را مختل میكرد. در این حالت، بازگشت مجدد انرژی گرمايی به فضا منجر به سرد شدن هوای زمین به میزان 33 درجه سانتی‌گراد نسبت به دمای کنونی آن میشد.
اما اگر مقدار گازهای گلخانه‌ای در جو بیش از حد طبيعی آن باشد، به جهت جذب تشعشعات مادون قرمز منعكس شده از سطح زمين توسط اين گازها، گرما در اتمسفر زمين محبوس شده و انرژی كمتری به فضا بازمیگردد؛ در نتيجه جو زمين گرم‌تر و گرم‌تر میشود و به دنبال آن دمای كره زمين 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 كه مقداری از انرژی خورشيد را در جو زمين نگه داشته و باعث گرم شدن آن می‌شوند، گازهای گلخانه‌ای میگويند. اين گازها شامل بخار آب، دی‌اكسيد كربن، متان، اكسيد نيتروژن، فلوروكربنها و ازن هستند. در اين ميان دی‌اكسيد كربن و بخار آب (به جهت در صد بالای آن) مهمترين گازهای گلخانه‌ای می‌باشند كه هردو عمدهترين محصول احتراق سوخت‌های هيدروكربنی هستند.
دی‌اكسيد كربن (CO2) اصلی‌ترين گاز گلخانه‌ای است كه توسط بشر توليد میشود. اين گاز به میزان زیادی حاصل فعاليت‌های انسانی و ديگر موجودات است که روزانه به مقدار زيادی توليد میشود. دی‌اکسيد کربن در اثر آتش گرفتن سوخت‌هايی که دارای زنجيره کربنی هستند به وجود می‌آيد. يك نيروگاه 1000 مگاواتی با سوخت مايع در فرايند احتراق به طور متوسط در ساعت 15 تن گاز دی‌اكسيد كربن و معادل 2.2 تن اكسيدهای اذت (NOX) و حدود 105 كيلوگرم هيدروكربن‌های نيم‌سوخته و آلاينده‌های ديگر وارد محيط و اتمسفر می‌نمايد. دی‌اكسيد كربن ٦٠ درصد سهم عمده را در تخريب چرخه اقليمی زمين دارد و توليد آن نيز به صورت روزافزون ادامه دارد. گياهان این گاز را گرفته و اکسيژن پس می‌دهند، اما واقعيت اين است که ميزان دی‌اکسيد کربنی که بر اثر فعاليت‌های انسانی وارد محيط زيست میشود بسيار بالاتر و بيشتر از اکسيژنی است که کل گياهان روی کره زمين می‌توانند به طبيعت بازگردانند.
گاز متان (CH4) علیرغم در صد كم آن در مقايسه با دی‌اكسيد كربن، 5 تا 10 برابر مستعدتر از آن در جذب حرارت می‌باشد. متان در اتمسفر به طور سالانه 1 درصد افزايش می‌يابد كه دو برابردرصد افزايش دی‌اكسيد كربن است. این گاز در اثر فعاليت‌هايی نظير شاليكاری، دفع زباله‌ها، عملکرد نیروگاه‌های زیست‌توده (Biomass)، دامداری و تخليه گازهای طبيعی در هنگام استخراج و حمل و نقل زغال‌سنگ توليد میشود.
N2O نيز از گازهای گلخانه‌ای مؤثر می‌باشد كه 150 تا180 سال در اتمسفر باقی می‌ماند و به طور طبيعی تا جو فوقانی بالا رفته باعث تخريب لايه ازن می‌گردد. در صد افزايش آن در سال 0.2 تا 0.3 درصد است و بيشتر در مناطق حاره‌ای توليد میشود، ولی بطورتخمينی 20 درصد آن ناشی از كودها و محصولات شيميايی و احتراق سوخت‌های فسيلی است.
كلروفلوروكربن‌ها (CFC) با وجود اين كه محصول احتراق موتورها نيستند ولی به واسطه اين كه محصول فرايند خنك‌سازی هوا برای وسایل مختلف می‌باشند مورد توجه قرار می‌گيرند. اين گازها در سال 0.5 درصد افزايش می‌يابند و بين 75 تا 180 سال در اتمسفر باقی می‌مانند. همچنين 20000 برابر مستعدتر از دی‌اكسيدكربن در جذب گرما هستند ولی در كل بعضی از دانشمندان معتقدند اثر گلخانه‌ای آنها در تعادل با اثر خنك سازی آنهاست.
پدیده گرمایش زمین و عوارض ناشی از آن:
كره زمين به طور طبيعی در اثر تابش خورشيد گرم میشود، اما اينجا منظور از گرم شدن زمين، تغيير دمای زمين در اثر فعاليت‌های بشری است، كه با تغييرات طبيعی آن متفاوت است. در طول 100 سال گذشته، كره زمين به طور غيرطبيعی 0.4 درجه سانتي‌گراد گرم‌تر شده است كه افزایش گازهای گلخانه‌ای ناشی از فعاليت‌های صنعتی در ايجاد اين مشكل مؤثرترین عامل بوده‌اند.
به عبارت ديگر«گرم شدن زمين» افزايش ميانگين دمای زمين است. تأثیرات و عوارض افزایش دمای زمین بسیار فاجعه‌آور است. در اثر اين افزايش دما تغييرات آب و هوا به وجود می‌آيد. 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 2005 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 1997 تنظیم شد، از مارس 1998 جهت امضا به کشورهای مختلف ارایه گردید و در 15 مارچ 1999 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 %36 گازهای گلخانه‌ای در جهان است، در سال 2001 از پیمان کیوتو خارج شد، ولی متعاقباً روسیه که ضمناً تولید کننده %17 از گازهای گلخانه‌ای جهان است، وارد این پیمان شد. کشورهای اروپایی که مجموعاً %23 گازهای گلخانه‌ای را تولید می‌کنند، قصد کرده بودند که تا سال 2012 حدوداً %8 گازهای گلخانه‌ای خود را نسبت به سال 1990 کاهش دهند، که بنابرگفته کارشناسان، تا سال 2012 نیم درصد از تعهدات فوق عملی خواهد شد. هم اکنون کشور چین %12 و ایران %1.3 مجموع گازهای گلخانه‌ای جهان را تولید می‌کنند. گازهای گلخانه‌ای تولید شده مجموعاً توسط سایر کشورهای جهان کمتر از %11 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 75 درصد انتشار گازهای گلخانه‌ای در ایران ناشی از مصرف بالای سوخت و انرژی در خودروها، در صنایع و مناطق مسکونی می‌باشد. در اتحاديه اروپا، اتريش، بريتانيا، دانمارک، آلمان و لوکزامبورگ پنج کشوری هستند که بايد بيشترين کاهش را به عمل آورند.
جمع بندی نهایی:
اكثر انرژی‌های لازم برای كارهای روزمره ما به طور مستقيم يا غير مستقيم از سوخت‌های فسيلی به دست می‌آيد. تا قبل از انقلاب صنعتی میزان گازهای گلخانه‌ای در جو كم بود، اما با رشد جمعيت و افزايش استفاده از نفت و زغال‌سنگ تركيب گازهای اتمسفر نيز تغيير كرد 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 8
محیط زیست و گازهای گلخانه‌ای، برگردان ناهید جعفر‌پور
دانشنامه آزاد ویکی‌پدیا
سایت فارسی بی بی‌سی، به تاریخ‌های 09 ژوئن 2004 و 01 ژوئن 2002