گازهای گلخانه ای دلیل گرمای زمین

آخرین به روز رسانی: 18/03/1404

خواندن این مطلب 11 دقیقه زمان میبرد

گرمایش جهانی چالشی فراگیر که بقای بشر و سیاره زمین را تحت تاثیر قرار داده از جمله مهم ترین دغدغه های زیست محیطی عصر حاضر است. پدیده ای که با تغییرات اقلیمی ذوب شدن یخ های قطبی افزایش سطح آب دریاها و بروز خشکسالی ها و سیل های ویرانگر خود را به جهانیان نشان می دهد. اما چه چیزی در پس این تغییرات شگرف نهفته است؟ پاسخ این سوال را باید در گازهای گلخانه ای جستجو کرد؛ گازهایی که با به دام انداختن گرمای خورشید در جو زمین دمای سیاره را به طور فزاینده ای بالا می برند. این افزایش دما اثرات مخربی بر اکوسیستم ها کشاورزی منابع آب و سلامت انسان ها دارد و آینده ای نامعلوم را پیش روی ما قرار می دهد. در این میان درک نقش و اهمیت گازهای گلخانه ای شناخت انواع آن ها آگاهی از دلایل افزایش بی رویه آن ها و پیامدهای ناشی از گرمایش زمین از اهمیت بسزایی برخوردار است. این شناخت ما را در یافتن راهکارهای موثر برای کاهش انتشار این گازها و مقابله با اثرات تغییرات اقلیمی یاری خواهد کرد. در این مقاله به بررسی جامع گازهای گلخانه ای اثرات آن ها بر گرمایش جهانی دلایل افزایش آن ها و راهکارهای مقابله با این چالش بزرگ خواهیم پرداخت.

اثر گلخانه ای چیست؟

اثر گلخانه ای پدیده ای طبیعی است که به واسطه آن بخشی از انرژی خورشیدی که به زمین می رسد در جو زمین محبوس شده و باعث گرم شدن سطح سیاره می شود. این فرآیند شباهت زیادی به عملکرد گلخانه ها دارد؛ جایی که شیشه ها یا پلاستیک ها نور خورشید را به داخل عبور داده و از خروج گرما جلوگیری می کنند. به طور خلاصه تابش خورشید به زمین می رسد بخشی از آن جذب شده و بخشی دیگر به صورت امواج مادون قرمز به فضا بازتاب می یابد. گازهای گلخانه ای موجود در جو این امواج مادون قرمز را جذب کرده و مانع از خروج کامل آن ها به فضا می شوند. این امر باعث گرم شدن جو زمین و در نتیجه افزایش دمای سطح سیاره می شود. بدون وجود اثر گلخانه ای دمای زمین به شدت کاهش یافته و امکان شکل گیری حیات به شکل کنونی وجود نداشت.

اثر گلخانه ای بسیار مفید است

شاید با شنیدن نام اثر گلخانه ای ناخودآگاه تصویری از یک فاجعه زیست محیطی در ذهن تداعی شود. اما واقعیت این است که اثر گلخانه ای پدیده ای ضروری و حیاتی برای بقای حیات بر روی کره زمین است. بدون وجود این اثر دمای متوسط زمین حدود 18- درجه سانتیگراد خواهد بود که برای زندگی بسیاری از موجودات زنده از جمله انسان بسیار سرد و غیرقابل تحمل است. اثر گلخانه ای با به دام انداختن بخشی از گرمای خورشید در جو زمین دمای سیاره را در محدوده قابل سکونت نگه می دارد. این گرما برای انجام فرآیندهای بیولوژیکی رشد گیاهان و حفظ چرخه های آب و هوا ضروری است. به عبارت دیگر اثر گلخانه ای یک سیستم تنظیم کننده طبیعی دما است که به حفظ تعادل حرارتی زمین کمک می کند.

نقش گازهای گلخانه ای در گرمایش زمین

گرمایش زمین به افزایش تدریجی دمای متوسط کره زمین اشاره دارد. این پدیده ناشی از افزایش غلظت گازهای گلخانه ای در جو زمین است. گازهای گلخانه ای نقش عایق حرارتی را در جو ایفا می کنند و مانع از خروج کامل گرمای خورشید به فضا می شوند. هرچه غلظت این گازها در جو بیشتر باشد میزان گرمای بیشتری در زمین محبوس شده و دمای سیاره افزایش می یابد. فعالیت های انسانی به ویژه سوزاندن سوخت های فسیلی (زغال سنگ نفت و گاز) جنگل زدایی و کشاورزی صنعتی باعث افزایش چشمگیر غلظت گازهای گلخانه ای در جو شده است. این افزایش منجر به تشدید اثر گلخانه ای و در نتیجه گرمایش زمین شده است. گرمایش زمین اثرات مخربی بر محیط زیست و زندگی انسان ها دارد از جمله تغییرات اقلیمی ذوب شدن یخ های قطبی افزایش سطح آب دریاها بروز خشکسالی ها و سیل های ویرانگر و گسترش بیماری ها.

انواع گازهای گلخانه ای

گازهای گلخانه ای ترکیبات گازی هستند که در جو زمین وجود دارند و قادرند انرژی حرارتی را جذب و بازتاب کنند. این فرآیند به گرم شدن سطح زمین و جو پایینی آن کمک می کند. در حالی که برخی از گازهای گلخانه ای به طور طبیعی در جو وجود دارند فعالیت های انسانی باعث افزایش غلظت آن ها شده و در نتیجه اثر گلخانه ای تشدید شده و منجر به گرمایش جهانی می شود. مهم ترین گازهای گلخانه ای عبارتند از:

مهم ترین و خطرناک ترین گازهای گلخانه ای

در میان انواع گازهای گلخانه ای برخی از آن ها به دلیل فراوانی قدرت جذب حرارت بالا و یا طول عمر زیاد در جو نقش برجسته تری در گرمایش جهانی ایفا می کنند. شناسایی این گازها و درک اثرات آن ها برای تدوین استراتژی های موثر در کاهش انتشار و مقابله با تغییرات اقلیمی ضروری است.

دی اکسید کربن

دی اکسید کربن (CO2) به عنوان اصلی ترین گاز گلخانه ای شناخته می شود که بیشترین سهم را در گرمایش جهانی دارد. این گاز به طور طبیعی از طریق تنفس موجودات زنده فوران آتشفشان ها و تجزیه مواد آلی تولید می شود. با این حال فعالیت های انسانی به ویژه سوزاندن سوخت های فسیلی (زغال سنگ نفت و گاز) برای تولید انرژی حمل و نقل و صنعت عامل اصلی افزایش بی رویه غلظت CO2 در جو است. جنگل زدایی نیز با کاهش میزان جذب CO2 توسط گیاهان به این مشکل دامن می زند. دی اکسید کربن علاوه بر اثرات مستقیم بر گرمایش زمین باعث اسیدی شدن اقیانوس ها نیز می شود که این امر تهدیدی جدی برای زندگی آبزیان است.

متان

متان (CH4) یک گاز گلخانه ای قوی تر از دی اکسید کربن است اما غلظت آن در جو کمتر است. متان از منابع مختلفی از جمله کشاورزی (به ویژه دامداری و کشت برنج) استخراج و انتقال سوخت های فسیلی محل های دفن زباله و تالاب ها تولید می شود. هر مولکول متان در کوتاه مدت پتانسیل گرمایشی بسیار بالاتری نسبت به دی اکسید کربن دارد اما طول عمر آن در جو کوتاه تر است. کاهش انتشار متان به ویژه از طریق بهبود شیوه های کشاورزی و مدیریت پسماند می تواند نقش مهمی در کاهش سرعت گرمایش جهانی ایفا کند.

نیتروز اکساید

نیتروز اکساید (N2O) یا گاز خنده یک گاز گلخانه ای با طول عمر بالا و پتانسیل گرمایشی بسیار زیاد است. این گاز عمدتاً از طریق فعالیت های کشاورزی (به ویژه استفاده از کودهای نیتروژنی) سوزاندن سوخت های فسیلی و برخی فرآیندهای صنعتی تولید می شود. نیتروز اکساید علاوه بر اثرات گلخانه ای باعث تخریب لایه ازون نیز می شود. کاهش استفاده از کودهای نیتروژنی و بهبود مدیریت پسماندهای کشاورزی می تواند به کاهش انتشار N2O کمک کند.

بخار آب

بخار آب (H2O) فراوان ترین گاز گلخانه ای در جو زمین است اما نقش آن در گرمایش جهانی پیچیده تر از سایر گازها است. بخار آب به طور طبیعی از طریق تبخیر آب از سطح اقیانوس ها دریاچه ها و رودخانه ها وارد جو می شود. افزایش دمای هوا باعث افزایش تبخیر و در نتیجه افزایش غلظت بخار آب در جو می شود. بخار آب به نوبه خود با جذب گرما باعث افزایش بیشتر دما می شود. این چرخه به عنوان یک بازخورد مثبت عمل می کند و می تواند اثرات گرمایش جهانی را تشدید کند. با این حال طول عمر بخار آب در جو بسیار کوتاه است و به سرعت به صورت باران یا برف به سطح زمین بازمی گردد.

گازهای گلخانه ای فلوئوردار (F-gases)

گازهای گلخانه ای فلوئوردار (F-gases) دسته ای از گازهای مصنوعی هستند که در صنایع مختلفی از جمله تبرید تهویه مطبوع تولید فوم و اطفاء حریق مورد استفاده قرار می گیرند. این گازها پتانسیل گرمایشی بسیار بالایی دارند و طول عمر آن ها در جو می تواند بسیار طولانی باشد. به همین دلیل حتی مقادیر کم F-gases نیز می تواند اثرات قابل توجهی بر گرمایش جهانی داشته باشد. استفاده از F-gases در بسیاری از کشورها محدود شده است و تلاش هایی برای جایگزینی آن ها با مواد جایگزین با اثرات زیست محیطی کمتر در حال انجام است.

دلایل افزایش گازهای گلخانه ای

افزایش بی رویه گازهای گلخانه ای در جو زمین اصلی ترین عامل گرمایش جهانی و تغییرات اقلیمی است. این افزایش ناشی از فعالیت های انسانی است که به طور مستقیم یا غیرمستقیم باعث انتشار مقادیر زیادی از این گازها به جو می شود. درک این دلایل برای یافتن راهکارهای موثر در کاهش انتشار گازهای گلخانه ای ضروری است.

سوختن سوخت های فسیلی

سوزاندن سوخت های فسیلی (زغال سنگ نفت و گاز) برای تولید انرژی حمل و نقل صنعت و گرمایش بزرگ ترین منبع انتشار گازهای گلخانه ای به جو است. این فرآیند باعث آزاد شدن مقادیر زیادی دی اکسید کربن (CO2) می شود که اصلی ترین گاز گلخانه ای است. علاوه بر CO2 سوزاندن سوخت های فسیلی مقادیر کمتری از متان (CH4) و نیتروز اکساید (N2O) را نیز تولید می کند. کاهش وابستگی به سوخت های فسیلی و جایگزینی آن ها با منابع انرژی تجدیدپذیر (خورشیدی بادی آبی و زمین گرمایی) مهم ترین راهکار برای کاهش انتشار گازهای گلخانه ای است.

جنگل زدایی

جنگل زدایی به معنای تخریب و از بین بردن جنگل ها یکی دیگر از عوامل مهم افزایش گازهای گلخانه ای در جو است. درختان از طریق فرآیند فتوسنتز CO2 را از جو جذب کرده و آن را به اکسیژن تبدیل می کنند. جنگل ها به عنوان مخازن بزرگ کربن نقش مهمی در تنظیم آب و هوای زمین ایفا می کنند. جنگل زدایی با کاهش میزان جذب CO2 توسط گیاهان باعث افزایش غلظت این گاز در جو می شود. علاوه بر این سوزاندن یا تجزیه درختان قطع شده مقادیر زیادی CO2 را آزاد می کند. حفاظت از جنگل ها و احیای جنگل های تخریب شده می تواند نقش مهمی در کاهش غلظت CO2 در جو داشته باشد.

کشاورزی

فعالیت های کشاورزی به ویژه دامداری و کشت برنج یکی از منابع مهم انتشار گازهای گلخانه ای هستند. دامداری به دلیل تولید متان (CH4) توسط دام ها سهم قابل توجهی در انتشار گازهای گلخانه ای دارد. کشت برنج نیز به دلیل شرایط غرقابی مزارع باعث تولید متان می شود. استفاده از کودهای نیتروژنی در کشاورزی باعث انتشار نیتروز اکساید (N2O) می شود. بهبود شیوه های کشاورزی از جمله مدیریت بهتر دام ها استفاده بهینه از کودهای نیتروژنی و تغییر در روش های کشت برنج می تواند به کاهش انتشار گازهای گلخانه ای از این بخش کمک کند.

زباله های صنعتی و محل های دفن زباله

زباله های صنعتی و محل های دفن زباله یکی دیگر از منابع انتشار گازهای گلخانه ای هستند. تجزیه مواد آلی در محل های دفن زباله باعث تولید متان (CH4) می شود. برخی از فرآیندهای صنعتی نیز گازهای گلخانه ای مختلفی را تولید می کنند. کاهش تولید زباله بازیافت مواد و استفاده از فناوری های نوین برای مدیریت پسماند می تواند به کاهش انتشار گازهای گلخانه ای از این بخش کمک کند. همچنین استفاده از فناوری های جذب و سوزاندن متان در محل های دفن زباله می تواند از انتشار این گاز به جو جلوگیری کند.

پیامدهای گرمایش زمین

گرمایش زمین پیامدهای گسترده و مخربی بر محیط زیست و زندگی انسان ها دارد. این پیامدها شامل تغییرات اقلیمی ذوب شدن یخ های قطبی افزایش سطح آب دریاها بروز خشکسالی ها و سیل های ویرانگر گسترش بیماری ها و تهدید امنیت غذایی است. مقابله با این پیامدها نیازمند تلاش های هماهنگ و جهانی است.

گرمایش زمین و تغییرات اقلیمی

گرمایش زمین باعث تغییرات اقلیمی گسترده ای در سراسر جهان می شود. این تغییرات شامل افزایش دما تغییر الگوهای بارش افزایش فراوانی و شدت رویدادهایExtreme weather مانند توفان ها سیل ها و خشکسالی ها است. تغییرات اقلیمی اثرات مخربی بر اکوسیستم ها کشاورزی منابع آب و سلامت انسان ها دارد. به عنوان مثال افزایش دما می تواند باعث کاهش عملکرد محصولات کشاورزی گسترش بیماری های منتقله از طریق حشرات و افزایش خطر آتش سوزی های جنگلی شود. تغییر الگوهای بارش نیز می تواند باعث بروز خشکسالی های طولانی مدت در برخی مناطق و سیل های ویرانگر در مناطق دیگر شود.

اسیدی شدن انواع مختلف آب ها

افزایش غلظت دی اکسید کربن (CO2) در جو باعث اسیدی شدن اقیانوس ها می شود. CO2 موجود در جو در آب اقیانوس ها حل شده و با آب واکنش می دهد و اسید کربنیک تولید می کند. این فرآیند باعث کاهش pH آب اقیانوس ها می شود و زندگی آبزیان به ویژه موجودات صدف دار و مرجان ها را تهدید می کند. اسیدی شدن اقیانوس ها می تواند باعث اختلال در زنجیره غذایی دریایی و کاهش تنوع زیستی شود. علاوه بر اقیانوس ها اسیدی شدن می تواند بر کیفیت آب دریاچه ها رودخانه ها و آب های زیرزمینی نیز تاثیر بگذارد.

چه باید کرد؟

مقابله با گرمایش جهانی و تغییرات اقلیمی نیازمند تلاش های هماهنگ و جهانی در سطوح مختلف است. این تلاش ها شامل کاهش انتشار گازهای گلخانه ای توسعه منابع انرژی تجدیدپذیر افزایش بهره وری انرژی حفاظت از جنگل ها بهبود شیوه های کشاورزی و سازگاری با پیامدهای تغییرات اقلیمی است.

پروتکل کیوتو

پروتکل کیوتو یک توافق نامه بین المللی است که در سال 1997 به منظور کاهش انتشار گازهای گلخانه ای به تصویب رسید. این پروتکل کشورهای توسعه یافته را متعهد می کند که میزان انتشار گازهای گلخانه ای خود را در دوره 2008 تا 2012 به طور متوسط 5.2 درصد نسبت به سال 1990 کاهش دهند. پروتکل کیوتو به عنوان اولین گام مهم در راستای مقابله با تغییرات اقلیمی نقش مهمی در افزایش آگاهی جهانی نسبت به این موضوع ایفا کرد. اگرچه این پروتکل با چالش هایی نیز مواجه بود و نتوانست به طور کامل به اهداف خود دست یابد اما به عنوان یک تجربه ارزشمند راه را برای توافق نامه های بعدی مانند توافق نامه پاریس هموار کرد.

روش های جلوگیری از گرمایش جهانی زمین

جلوگیری از گرمایش جهانی زمین نیازمند مجموعه ای از اقدامات در سطوح فردی ملی و بین المللی است. این اقدامات شامل موارد زیر است:

کاهش مصرف انرژی: با استفاده از وسایل کم مصرف عایق بندی ساختمان ها و استفاده از حمل و نقل عمومی یا دوچرخه می توان مصرف انرژی را کاهش داد.
توسعه منابع انرژی تجدیدپذیر: سرمایه گذاری در توسعه انرژی های خورشیدی بادی آبی و زمین گرمایی می تواند به کاهش وابستگی به سوخت های فسیلی کمک کند.
حفاظت از جنگل ها: جلوگیری از جنگل زدایی و احیای جنگل های تخریب شده می تواند نقش مهمی در جذب CO2 از جو ایفا کند.
بهبود شیوه های کشاورزی: استفاده بهینه از کودهای نیتروژنی مدیریت بهتر دام ها و تغییر در روش های کشت برنج می تواند به کاهش انتشار گازهای گلخانه ای از این بخش کمک کند.
کاهش تولید زباله: کاهش مصرف بازیافت مواد و استفاده از فناوری های نوین برای مدیریت پسماند می تواند به کاهش انتشار گازهای گلخانه ای از محل های دفن زباله کمک کند.
حمایت از سیاست های اقلیمی: حمایت از سیاست های دولت ها و سازمان های بین المللی که به منظور کاهش انتشار گازهای گلخانه ای و مقابله با تغییرات اقلیمی تدوین شده اند.