هزینه مقابله و سازگار شدن با تغییرات اقلیمی

درآمد سرشاری که از فروش طلای سیاه و سایر سوختهای فسیلی بدست می‌آید یکی از عواملی است که شرکت‌های بزرگ نفتی را در بسیاری از کشورهای نفت‌خیز جهان مجاب به مقاومت در برابر کاهش استخراج این منابع معدنی آلوده کننده محیط زیست می‌کند. برای نمونه درآمد نفتی آمریکا در سال ۲۰۱۸ بالغ بر ۱۸۱ میلیارد دلار بوده است. اما مسئله اینجاست که همانطور که نمودار زیر نشان می‌دهد با از دست رفتن زمان برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای، «هزینه مقابله و سازگار شدن با تغییرات اقلیمی» نیز به با گذشت زمان بالاتر خواهد رفت تا آنجا که زیان مقابله با این تغییرات به تدریج از سود شرکت‌های نفتی بیشتر خواهد شد.

در حال حاضر، هزینه سازگاری با تغییرات اقلیمی در کشورهای در حال توسعه ۷۰ میلیارد دلار در سال برآورد شده است و انتظار می‌رود این رقم در سال ۲۰۳۰ به ۱۴۰ تا ۳۰۰ میلیارد دلار و در سال ۲۰۵۰ به ۲۸۰ تا ۵۰۰ میلیارد دلار برسد. در صورت ادامه وضع موجود، طبیعتا در چند دهه آینده بسیاری از دولت‌های جهان و حتی دولت‌هایی که از درآمد نفتی مناسبی برخوردارند نیز نخواهند توانست تا در برابر هزینه‌های کمرشکن مقابله با تغییرات اقلیمی تاب آورند.

نمونه این وضعیت در چندی از ایالت‌های آمریکا در حال نمود است. برای نمونه خرابی‌های ناشی از وقوع توفان کاترینا که در اوت سال ۲۰۰۵ در ایالت لوئیزیانا به بار نشست آنچنان گسترده و عظیم بود که این ایالت و به ویژه شهر نیواورلئان تا این لحظه مبلغی معادل با ۱۲۵ میلیارد دلار برای بازسازی این خرابی‌ها هزینه کرده ‌است و بازسازی بسیاری از مناطق و زیرساخت‌های این ایالت همچنان با مشکلات بوروکراتیک و مسائل مربوط به تامین بودجه روبرو است. این تنها هزینه بازسازی «یک فقره» رخداد متاثر از تغییرات اقلیمی و تنها در «یک ایالت» آمریکا است. هزینه مبارزه و بازسازی و سازگار شدن با دیگر رویدادها، برای نمونه خشکسالی‌های پی در پی و آتش‌سوزی جنگل‌ها در دیگر ایالت‌ها را نیز باید در نظر گرفت تا شاید هزینه فوق‌العاده هنگفت تبعات تغییرات اقلیمی در آمریکا (که از قضا خود این کشور با استفاده بیش از حد از سوخت‌های فسیلی در شکل‌گیری آن نقش داشته است) را بتوان محاسبه کرد.

این مشکلات در یک کشور مرفه نشان می‌دهد که تا چه اندازه کشورهای کمتر ثروتمند برای دفاع از خود در برابر تاثیرات منفی تغییرات اقلیمی در دهه‌های آینده در تنگنا قرار خواهند گرفت.

ابرهای سینه‌کومه‌ای (Mammatus clouds)

به طور معمول، سطح زیرین ابرها تخت و هموار است، چراکه هوای گرم و مرطوب که همراه با اوج گرفتن سرد می‌شود، در یک دما و ارتفاع مشخص چگالیده شده و به قطرات ریز آب تبدیل می‌شود. با رشد و بزرگ‌تر شدن این ریزقطره‌ها و پراکنده شدن نور خورشید در میان آنها، ظاهر ویژه‌ی مات و کدر ابر پدید می‌آید. اما گاهی و در یک شرایط خاص دمایی و رطوبتی، ممکن است که در بخش زیرین ابر کیسه‌های هوایی چگالیده از قطرات آب همچنان به رشد خود ادامه دهند که دلیل آن آشفتگی‌‌ها و جریانات هوایی درون خود ابر است که باعث می‌شود قطرات آب به شکل کیسه‌های آویز در زیر ابر ظاهر شوند. بنابراین چنین کیسه‌هایی معمولا در شرایط آشفته‌ جوی و در نزدیکی توفند‌های تندری پدید می‌آیند. این فرایند در نهایت منجر به تشکیل ابرهای ماماتوس (ابرهای سینه‌کومه‌ای یا ابرهای پستانکی) می‌شود.

ابرهای سینه‌کومه‌ای می‌توانند در هر جای زمین و در صورت مهیا بودن شرایط تشکیل شوند. اما حتی در صورت تشکیل، این ابرها تنها در حالتی قابل رؤیت خواهند بود که نور خورشید از پهلو بر آنها بتابد. به همین خاطر، در بیشتر مواقع، حتی در صورت تشکیل چنین ابری بر فراز یک نقطه از زمین، اگر خورشید در بالای ابر قرار داشته باشد، ظاهر پستانکی ابر قابل رؤیت نخواهند بود و یا به سختی می‌توان آن را تشخیص داد. ابرهای سینه‌کومه‌ای به طور معمول بسیار نادر بوده و از کمتر از یک دقیقه تا چند دقیقه بیشتر دوام نمی‌آوردند.

تصویر بالا در سال ۲۰۱۲ توسط مایکل جانسون، عکاس کانادایی، از ابرهای سینه‌کومه‌ای که در پی یک توفان تندری بر فراز شهر رِجاینا در استان ساسکاچوان کانادا پدید آمده‌ بودند گرفته شده است.

علائم حیاتی زمین: دلیلی برای نگرانی

در پزشکی، برای تعیین سطح سلامت یک فرد، شاخص‌های مختلفی در نظر گرفته می‌شود، از جمله: قد، وزن و یا شاخص‌های بیوشیمیایی خون، مانند سطح کلسترول، چربی، قند، و ویتامین‌ها و مواد معدنی مختلف. خارج شدن این شاخص‌ها از یک محدوده با حد بالا و حد پایین مشخص، نشان‌دهنده به خطر افتادن سلامت فرد مورد نظر است. سلامت کره زمین را نیز می‌توان به کمک شاخص‌های مختلفی اندازه‌گیری کرد.

۵ برداشت آزاد از گزارش جدید هیئت بین دولتی تغییرات اقلیمی

گزارشی که دیروز توسط هیئت بین دولتی تغییرات اقلیمی (IPCC) منتشر شد نشان می‌دهد که تغییرات اقلیمی در هر منطقه‌ای از جهان تأثیراتی را بر جای گذاشته است. تغییراتی که ما در حال تجربه آن هستیم در طول هزاران سال گذشته بی‌سابقه است و با گرم‌تر شدن زمین تشدید خواهند شد. در حالی که برخی از تغییرات برگشت‌ناپذیر هستند، هیئت تأکید می‌کند که کاهش شدید و مداوم انتشار دی‌اکسید‌کربن و سایر گازهای_گلخانه‌ای، تغییرات اقلیمی را محدود خواهد کرد. این هیئت در بیانیه مطبوعاتی خود اعلام کرد که «بدون کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای، گرمایش هوا تا نزدیک به ۱/۵ درجه سانتیگراد یا حتی ۲ درجه به زودی فرا خواهد رسید». دبیرکل سازمان ملل متحد دیروز گفت که این گزارش «اعلام خطر قرمز برای بشریت» است و از همه کشورها، به ویژه گروه ۲۰ و سایر تولیدکنندگان عمده نفت خواست که به ائتلاف برآیند-صفر گازهای گلخانه‌ای بپیوندند و به تعهدات خود با مشارکت فعال و سیاست‌گذاری محکم و تعیین کننده در اجلاس آتی تغییرات اقلیمی سازمان ملل (COP26) که در نوامبر امسال در گلاسکو برگزار خواهد شد اعتبار ببخشند.

انتشارششمین گزارش هیئت بین دولتی تغییرات اقلیمی - AR6

جدیدترین گزارش «هیئت بین دولتی تغییرات اقلیمی» (Intergovernmental panel on climate change; IPCC) که ششمین گزارش (6th Assessment Report) این هیئت می‌باشد، روز دوشنبه ۱۸ مرداد منتشر شد. هیئت بین دولتی تغییرات اقلیمی در گزارش جدید خود به این نتیجه رسیده است که «خط قرمز مهار میانگین افزایش دمای جهان به ۱/۵ درجه سانتیگراد در حدود سال ۲۰۳۰ نقض خواهد شد». این بدین معنی است که این خط قرمز، «یک دهه زودتر» از آنچه که خود این هیئت سه سال پیش پیش‌بینی کرده بود، نقض خواهد شد.

تنها با ۱/۲ درجه سانتیگراد گرمایشی که تا کنون رخ داده، موج بی‌وقفه‌ای از بلایای مرگبار و بی‌سابقه آب و هوایی حاصل از تغییرات اقلیمی تابستان امسال جهان را فرا گرفته است، از موج گرمای شدید در کانادا، خشکسالی بی‌سابقه در ایران، تا بارش‌های طوفانی که خیابان‌های شهرهای چین را به رودخانه تبدیل کرده تا آتش‌سوزی‌های جنگلی غیرقابل کنترلی که یونان و کالیفرنیا را فرا گرفته است. به نوشته گزارش جدید، سطح گاز دی‌اکسیدکربن در جو کره زمین در حال حاضر در بالاترین حد خود در حداقل دو میلیون سال گذشته قرار گرفته و سطح متان و اکسید نیتروژن در بالاترین حد خود از ۸۰۰ هزار سال پیش تاکنون است. این گزارش می‌نویسد که «ما هشدارها را نادیده گرفتیم و اکنون دیگر دیر شده است: گرمایش جهانی برای انتقام‌گیری از راه رسیده است و دمای متوسط زمین را در حدود سال ۲۰۳۰ به ۱/۵ درجه سانتیگراد بالاتر از سطوح پیش از دوره صنعتی خواهد رساند».

آنتونیو گوترش با اشاره به این گزارش گفته است که برای حذف کربن از بخش انرژی به «اقدام فوری» نیاز است. او می‌گوید که «زنگ هشدارها کَرکننده است و شواهد، انکارناپذیر، انتشار گازهای گلخانه‌ای ناشی از سوختن سوختهای فسیلی و ادامه جنگلزدایی باعث خفه شدن سیاره ما شده و میلیاردها نفر را در معرض خطر فوری قرار داده است.

ناهنجاری‌های دمای هوا در ایران

پژوهشگران حوزه اقلیم‌شناسی (climatology) دیر زمانی است که نسبت به افزایش متوسط تغییرات «ناهنجاری‌های دمای هوا» (air temperature anomalies) در کره زمین هشدار می‌دهند. در حال حاضر ناهنجاری‌های دمایی زمین نسبت به ۱۰۰ تا ۱۵۰ سال پیش به میزان حدودا ۱/۲ درجه سانتیگراد افزایش پیدا کرده است یا به زبان ساده‌تر، در طول این بازه زمانی، زمین به طور متوسط حدودا ۱/۲ درجه گرمتر شده است.

در صورت ادامه وضع موجود و انتشار گازهای گلخانه‌ای، متوسط تغییرات ناهنجاری‌های دمایی تا ۱/۵ و حتی ۲ درجه بالا خواهد رفت. پژوهشگران به شکل جدی هشدار می‌دهند که در صورت رد شدن متوسط تغییرات ناهنجاری‌های دمایی کره زمین از ۱/۵ درجه، تغییرات اقلیمی گسترده‌ای در انتظار جهان خواهد بود و افزایش تغییرات تا ۲ درجه باعث خواهد شد که اقلیم در جای جای کره خاکی «به شدت» آشفته شود و شاهد انقراض گسترده گونه‌های زیستی و جانوری و به خطر افتادن تمدن بشری باشیم (روندی که البته از حدودا یک دهه پیش شتاب گرفته است).

تغییرات ناهنجاری‌های دمای هوا در طول ۱۲۰ سال گذشته (۱۲۸۰-۱۳۹۹) در ایران

حال با این توصیفات به نمودار بالا توجه کنید. آنچه که در این نمودار مشاهده می‌کنید، تغییرات ناهنجاری‌های دمای هوا در ایران در طول ۱۲۰ سال گذشته (۱۲۸۰-۱۳۹۹) است. هر نوار یک سال را نشان می‌دهد و طول و رنگ هر نوار بر اساس متوسط دمای هوا در سال مربوطه رنگ‌بندی شده است. اگرچه در طول این مدت، متوسط تغییرات ناهنجاری‌های دمای هوا در ایران حدودا با متوسط جهانی هم‌تراز و در محدوده ۱/۲+ درجه سانتیگراد قرار دارد، اما همانطور که مشاهده می‌کنید، این تغییرات گاهی تا ۲/۲+ نیز افزایش پیدا کرده است، که حدودا ۱ درجه سانتیگراد بالاتر از متوسط جهانی تغییرات دمای هوا در همین بازه زمانی است. معنای این حرف آن است که ایران از همین حالا «در حال وارد شدن» به همان بازه‌ی تغییرات اقلیمی شدیدی است که دانشمندان نسبت به وقوع آن در طول دهه‌های آینده در کل زمین به شکل جدی هشدار می‌دهند.

روزی که زمین شوت شد

دیروز ۷ مرداد ۱۴۰۰ (۲۹ آگوست ۲۰۲۱) «روز اُوِرشوت زمین» بود. اورشوتینگ را می‌توان در زبان فارسی با عبارتی همچون «از حد خارج شدن» یا «فرا رفتن» ترجمه کرد. با این تعریف، روز اورشوت یا «روز فراروی»، به روزی در طول یک سال مشخص اطلاق می‌شود که مصرف منابع زمین توسط انسان‌ها از ظرفیت زمین برای بازسازی این منابع پیشی می‌گیرد. به عبارت دیگر، هر ساله در روز فرارَوی، نیازهای جامعه بشری فراتر از آنچه زمین در اختیار ما قرار داده است می‌رود.

بررسی ناهنجاری‌های دمای هوا در ایران به کمک بازتحلیل داده‌های جوی

نبود یا کمبود کیفی و کمی داده‌های مشاهداتی اقلیمی در مناطق مختلف می­تواند منجر به عدم درک لازم در زمینه‌های مختلف مطالعات اقلیمی و پایین رفتن توان مدیریتی در زمینه‌های هواشناسی، آب‌شناسی (هیدرولوژیکی) و کشاورزی شود. اما امروزه و با پیشرفت مراکز پیش‌بینی و مدلسازی داده‌های اقلیمی همراه با ساخت تراشه‌های مدرن و ابرکامپیوترهای پیشرفته، پیش‌بینی آب و هوا با استفاده از «تلفیق داده‌های مشاهداتیِ» (observed data assimilation) مستقیم و یا سنجش از راه دور (remotely-sensed data) امکان‌پذیر شده است. 

فرایند  بازتحلیل داده‌های اقلیمی

با صرف انرژی و زمان مناسب می‌توان با استفاده از مدل‌های عددی پیشرفته، دمای هوا و دیگر متغیرهای جوی را در طول بازه‌های زمانی کوتاه مدت و میان مدت در آینده پیش‌بینی کرد. همچنین امکان دسترسی به داده‌های «تقریبا-بهنگام» (near real-time؛ داده‌هایی که تقریبا بلافاصله پس از مشاهده، در پیش‌بینی‌ بدست آمده از مدل‌های عددی تلفیق می‌شوند) نیز بیش از پیش فراهم شده است.

پیش‌بینی تغییرات اقلیمی

دانشمندان چگونه تغییرات اقلیمی را در بازه‌های زمانی آینده، مثلا در ۵۰ یا ۱۰۰ سال آینده، پیش‌بینی می‌کنند؟ در حال حاضر قوی‌ترین ابزار برای ارزیابی تغییرات اقلیمی در بازه‌های زمانی آینده، «مدل‌های گردش عمومیِ جفت شده جوی-اقیانوسی» است که با عنوان «مدل‌های جهانی اقلیم» نیز شناخته می‌شوند. این مدل‌ها خصوصیات فیزیکی، چرخش‌های جوی و تغییرات دینامیکی اتمسفر زمین را تحلیل می‌کنند.

 سناریوهای مختلف میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای و تاثیر هر کدام بر میزان گرمایش میانگین دمای سالانه

برای استفاده از مدل‌های جهانی اقلیم، از سناریوهای مختلفی استفاده می‌شود که هر کدام میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای را در آینده با توجه به ویژگی‌های مرتبط با رشد اقتصاد جهانی، جمعیت جهان و حتی سطح آگاهی‌های اجتماعی نشان می‌دهند. تصویر بالا تعدادی از مهم‌ترین سناریوهای موجود را نشان می‌دهد.

پیش از استفاده از مدل‌های جهانی اقلیمی، ابتدا بایستی مهارت این مدل‌ها سنجیده شود. این صحت‌سنجی برای اطمینان از توانمندی مدل‌ها در تولید داده‌هایی است که از درجه اطمینان بالایی برخوردار باشند. برای این کار، مدل را برای یک دوره زمانی پایه در گذشته (دوره‌ای که داده‌های مشاهداتی واقعی آن موجود است) اجرا کرده تا داده‌های زمانی دوره پایه شبیه‌سازی (بازتولید) شود. سپس عملکرد مدل در بازتولید داده‌های گذشته ارزیابی می‌شود. برای این کار، مشخصات آماری خروجی‌های مدل با مشخصات آماری داده‌های مشاهداتی گذشته به کمک آزمون‌ها و معیارهای مختلف مقایسه می‌شوند. در صورت تطابق مشخصات آماری داده‌های مشاهداتی و داده‌های شبیه‌سازی شده مهارت مدل تایید می‌شود و وارد مرحله اصلی می‌شویم. در این مرحله، سناریوی انتخابی انتشار گازهای گلخانه‌ای در آینده به مدل داده (یا اصطلاحا خورانده) شده و خروجی‌های مدل برای ارزیابی تغییرات اقلیمی (نسبت به دوره پایه) ارزیابی می‌شوند.

البته این مدل‌ها، متغیرهای هواشناسی را در شبکه‌هایی که دقت مکانی آنها پایین و چیزی در حدود ۱۰۰ تا ۳۰۰ کیلومتر است شبیه‌سازی می‌کنند. پس اگر خروجی این مدل‌ها به طور مستقیم به عنوان ورودی مدل‌های دیگر (مثلا مدل‌های هیدرولوژیکی) مورد استفاده قرار گیرد، باعث افزایش عدم قطعیت می‌شود. برای افزایش دقت مکانی خروجی مدل‌های اقلیمی می‌توان از روش‌های «ریزمقیاس‌گردانی» استفاده کرد که این روش‌ها خود به دو دسته آماری و دینامیکی تقسیم می‌شوند. روش‌های آماری به دلیل عملکرد سریع و کارکرد ساده‌تر نسبت به روش‌های دینامیکی از محبوبیت بیشتری برخوردارند. 

پیش‌بینی فصلی تابستان و پاییز ۱۴۰۰

موسسه بین‌المللی تحقیقات اقلیمی دانشگاه کلمبیا پیش‌بینی فصلی نیمه دوم سال ۲۰۲۱ (تابستان و پاییز ۱۴۰۰) را به تازگی منتشر کرده است. متاسفانه تا الان شاخص‌ها و تحلیل‌های آماری نشان می‌دهد که بارش‌ها در بسیاری از مناطق کشور در سه ماهه سوم سال جاری ناچیز خواهد بود. 

پیش‌بینی فصلی پاییز ۱۴۰۰

خشکسالی اخیر و پیش رو احتمالا در نیم قرن اخیر در ایران بی‌سابقه است. اگر این شرایط تا آغاز زمستان ۱۴۰۰ تغییر نکند، احتمالا تابستان ۱۴۰۱ شرایط بسیار پیچیده‌تر و منابع برق‌ آبی در کشور به مراتب محدودتر از آنچه در حال حاضر شاهدش هستیم خواهند بود.

ذکر این نکته نیز لازم است که پیش‌بینی‌های احتمالاتی فصلی از تجمیع نتایج مدل‌های متعددی و با استفاده از کالیبراسیون مجدد آماری این مدل‌ها بر اساس عملکرد تاریخی آنها، حاصل می‌شود. بنابراین این مدل‌ها اطلاعات معتبری را برای طیف وسیعی از مطالعات مربوط به تصمیم‌گیری‌های مرتبط با شرایط اقلیمی فراهم می‌کنند. جامعه هدف این اطلاعات سیاست‌گذاران کلان ممالک جهان هستند، نه مردم عادی.

تغییرات اقلیمی - از ادعا تا اثبات

در مناطق مختلف زمین، آب و هوا دائما در حال تغییر است. این فرآیند که در اصطلاح علمی به آن «تنوع اقلیمی» (Climate variability) گفته می‌شود کاملا طبیعی است. در شرایط عادی، تنوع اقلیمی باعث بروز تغییراتی در وضعیت متوسط متغیرهای جوی (مانند دما و بارندگی) در همه مقیاس‌های مکانی و زمانی، فراتر از وقایع منفرد جوی، می‌شود. حال اگر تنوع اقلیمی ماندگار بوده و به طور «اصولی» باعث تغییر در ویژگی‌های میانگین پارامترهای جوی در مقیاس‌های زمانی بیش از ۱۰ سال شود، «تغییرات اقلیمی» گفته می‌شود. تغییرات اقلیمی می‌تواند از فعالیت‌های انسانی ناشی شود و یا به عنوان بخشی از یک فرایند طبیعی ایجاد گردد. اما پژوهشگران بر این باورند که تغییرات اقلیمی عصر حاضر مستقیما ناشی از فعالیت‌های صنعتی انسان‌هاست.

بودجه سالانه انرژی زمین / منبع

زمین و سیستم‌های جوی تقریبا تمام انرژی خود را از خورشید دریافت می‌کنند. در حالت عادی بخش عمده‌ای از این انرژی پیش از ورود به جو و یا پس از گردش در سیستم‌های جوی-سطحی به فضا بازتابانده می‌شود. اما گازهای گلخانه‌ای مانند دی‌اکسیدکربن که خاصیت اختلاطی بالایی با گازهای دیگر دارند باعث می‌شوند که بخش عمده‌ای از این انرژیِ در حال فرار، در درون سیستم‌های جوی و اقیانوسی محبوس شده و در زمین باز توزیع ‌شود. در نهایت میزان انرژی ورودی و خروجی و نحوه گردش انرژی در زمین، «بودجه انرژی زمین» را تعیین می‌کند. با این تعریف، به باور اقلیم‌شناسان، بودجه انرژی زمین به دلیل فعالیت‌های بشری از جمله آزادسازی مقادیر بی‌سابقه گازهای گلخانه‌ای در جو از تعادل خارج شده است، به این صورت که نسبت «فرار انرژی از زمین به فضا» به «ورود انرژی به زمین از طرف خورشید» کاهش پیدا کرده است.

آب مجازی

پروفسورتونی آلن، جغرافیدان انگلیسی، روز ۱۵ آوریل ۲۰۲۱ در سن ۸۴ سالگی درگذشت. او پایه‌گذار مفهوم انقلابی «آب مجازی» یا «آب پنهان» بود. وی این مفهوم را نخستین بار در سال ۱۹۹۳ معرفی کرد و برای آن، جایزه آب استکهلم را در سال ۲۰۰۸ از آن خود کرد. تونی آلن در یکی از مقالات مهم خود خاطرنشان می‌کند که مناطق کم آب در جهان مانند کشورهای خاورمیانه می‌توانند برای فرار از بحران آب به واردات استراتژیک محصولاتی که برای تولید به آب فراوان نیاز دارند، مانند گندم یا برنج، از کشورهایی با منابع سرشار آب روی بیاورند. یک چنین استراتژی، بیان کننده دیدگاه نظریه پرداز و اقتصاددان سیاسی قرن نوزدهم دیوید ریکاردو نیز می‌باشد که معتقد بود «بایستی از مزایای رقابت هیدرولوژیکی در جهان استفاده کرد. با این وجود تجارت جهانی غذا تحت تعرفه‌ها و محدودیت‌هایی قرار دارد، و از آنجا که تجارت جهانی همچنان به طور کامل آزاد نشده است، تجارت رایگان آب مجازی با پیچیدگی‌هایی همراه است.

پروفسور تونی آلن

آب پنهانِ یک محصول (غذا، کالا، انرژی یا خدمات) به مجموع حجم آبی گفته می‌شود که در مراحل مختلف تهیه، تولید و ارائه آن محصول به صورت مستقیم یا غیرمستقیم استفاده می‌شود. برای مثال، به مقدار آبی که برای خوراک یک مرغ، برای رشد دانه‌ای که مرغ آنرا می‌خورد، برای ابزار آلات ذبح مرغ، شست و شوی مرغ و ... مصرف می‌شود، آب پنهان برای تولید (برای مثال، یک کیلو) گوشت مرغ اطلاق می‌شود. به عبارت دیگر آب مجازی، مقدار آبی است که یک کالای منقول یا غیر منقول یا یک فرآورده کشاورزی طی فرایند تولید مصرف می‌کند تا به مرحله تکامل برسد و مقدار آن معادل جمع کل آب مصرفی در مراحل مختلف زنجیره تولید از لحظه شروع تا پایان می‌باشد. برای نمونه، برای تولید یک کیلوگرم گندم، به طور میانگین، ۱۳۰۰ لیتر آب مصرف می‌شود. صفت مجازی در این تعریف بدان معناست که بخش عمده آب مصرف شده طی فرایند تولید، در محصول نهایی وجود فیزیکی ندارد، و در حقیقت بخش بسیار ناچیزی از آب مصرفی در پایان به عنوان آب واقعی در بافت محصول باقی خواهد ماند. نکته مهم اینکه، صفت مجازی به معنای غیر واقعی نیست، بلکه آب پنهان، حجم راستین آبی است که پیشتر مصرف شده ‌است.

کاهش بارش‌ها در ایران

میزان بارش‌ها در ایران در سال زراعی ۱۳۹۹-۱۴۰۰ نسبت به سال پیش از آن تا حدود زیادی کاهش داشته است. در این یادداشت سعی خواهیم کرد تا دلایل علمی این کاهش را بررسی و این نکته را تشریح کنیم که چگونه دلایل این کاهش با شرایط ترمودینامیکی اقیانوس‌های زمین در حدودا یکسال گذشته مرتبط می‌باشد.

اقیانوس‌ها منبع تامین رطوبت لازم برای بارندگی‌‌ها بر روی زمین هستند؛ چه مستقیم و چه غیر مستقیم. پس طبیعی است که تغییرات فیزیکی و حتی شیمیایی آب اقیانوس‌ها بر روی میزان بارش‌ها در نقاط مختلف زمین تاثیرگذار باشند. در حالت طبیعی، هر کدام از اقیانوس‌های زمین و همینطور مناطق مختلف هر کدام از اقیانوس‌ها، دمای خاص خود را دارند. برای نمونه، دمای اقیانوس منجمد شمالی معمولا پایین‌تر از دمای اقیانوس هند است یا دمای قسمت‌ شرقی مناطق استوایی اقیانوس آرام در حالت عادی پایین‌تر از قسمتی غربی آن است. اما بنا به دلایلی، به شکل دوره‌ای و هر چند سال یک‌بار، آب‌های قسمت شرقی اقیانوس آرام به شکل «غیر عادی» چند درجه گرم‌تر یا سردتر از حالت طبیعی خود می‌شوند. یعنی شرایطی بوجود می‌آید که باعث می‌شود دمای آب این قسمت از اقیانوس آرام بیش از حالت طبیعی گرم و سرد شود. به حالتی که آب‌‌های قسمت استوایی شرق اقیانوس آرام گرم‌تر از حالت نرمال یا طبیعی شود «اِل‌نینیو» (که در زبان اسپانیایی یعنی پسربچه) و به حالتی که سرد‌تر از حالت طبیعی خود شود «لانینیا» (یعنی دختربچه) گفته می‌شود. بروز ال‌نینیو و لانینیا هر دو باعث ایجاد ناهنجاری‌های بزرگی در آب و هوای سراسر زمین می‌شوند، از جمله بروز بارش‌های سیل‌آسا یا خشکسالی و قحطی و حتی گسترش بیماری‌ها.

با اینکه بالا و پایین رفتن چند درجه‌ای دمای آب در مناطق استوایی شرق اقیانوس آرام شاید ناچیز به نظر برسد، اما همین مقدار کم در سطح وسیع اقیانوس باعث می‌شود که میزان تبخیر آب از سطح بخش شرقی اقیانوس افزایش یا کاهش پیدا کند. همین قضیه باعث می‌شود که در مناطقی از زمین بارش‌ها از حالت نرمال بالاتر رفته و سیلاب‌های بیشتری رخ دهند (به عبارت دیگر، ال‌نینیو یا لانینیا باعث نخواهد شد که در کل زمین بارش‌ها افزایش پیدا کند). برای نمونه، به طور معمول، زمانی که ال‌نینیو پدید می‌آید، در آمریکای جنوبی شاهد وقوع سیلاب‌های ویرانگر هستیم، اما در جنوب آفریقا، غرب آمریکا، یا استرالیا خشکسالی رخ می‌دهد. نقشه روبرو، ال‌نینیو سال ۱۹۸۸ (نقشه بالا) و لانینیا سال ۱۹۹۷ (نقشه پایین) را نشان می‌دهد. ال‌نینیوی سال ۹۷ شدید بود و باعث خشکسالی در جنوب شرق آسیا و طوفان‌های استوایی در آمریکای شمالی و سیلاب‌های گسترده در آمریکای جنوبی شد.

کاهش پوشش برف در سطح کشور

اختلاف سطح پوشیده از برف در بهمن ماه سال‌های ۱۳۹۸ (نیلی) و ۱۳۹۹ (سرخ)

نقشه روبرو اختلاف سطح پوشیده از برف را در بهمن ماه سال‌های ۱۳۹۸ و ۱۳۹۹ نشان می‌دهد. رنگ‌ها طبیعی نیستند و در طول موج‌های فروسرخ (باند ۷-۲-۱ و باند ام۳-آی۱-ام۱۱) و به کمک طیف‌سنج رادیویی ماهواره‌های Terra و Suomi برداشت شده‌اند. این طول موج‌‌ها برای تشخیص مناطق پوشیده از برف و همچنین تمایز قائل شدن بین «مناطق برفی» از «پوشش ابری» در تصاویر ماهواره‌ای بسیار مناسب هستند.

پوشش برف در سال ۱۳۹۸ به رنگ نیلی و در سال ۱۳۹۹ به رنگ قرمز‌ نمایش داده شده است. مناطقی که در هر دو سال پوشیده از برف بوده‌اند هم از ترکیب هر دو رنگ و به رنگ صورتی دیده می‌شوند. پوشش گیاهی هم به رنگ سبز و آب‌های سطحی به رنگ سیاه دیده می‌شوند.

کاملا مشخص است که در نیمه زمستان امسال مناطق وسیعی از استان‌های همجوار زاگرس به ویژه استان فارس با کاهش شدید پوشش برف روبرو هستند و این به معنای آن است که منابع آبی مناسبی برای تغذیه سفره‌های زیرسطحی و رواناب‌های سطحی در نیمه نخست سال آینده وجود نخواهد داشت و در نتیجه با محدودیت‌هایی روبرو خواهیم بود.

عملکرد کشورها در سال ۲۰۲۰ در مواجهه با تغییرات اقلیمی

شاخص عملکرد کشورها در مواجهه با تغییرات اقلیمی در سال ۲۰۲۰ به تازگی منتشر شده است. این شاخص عملکرد ۵۷ کشور جهان را به علاوه اتحادیه اروپا اندازه گیری می‌کند. این ۵۷ کشور و اتحادیه اروپا روی هم رفته ۹۰ درصد کل گازهای گلخانه‌ای جهان را تولید می‌کنند.

ارقام و نمودارها نشان می‌دهند که ایران به همراه عربستان و آمریکا ضعیف‌ترین عملکرد را در میان کشورهای جهان در سال گذشته داشته‌اند و کمترین تلاش و سرمایه‌گذاری ممکن را برای جلوگیری از انتشار گازهای گلخانه‌ای، تولید انرژی‌های تجدیدپذیر، مصرف انرژی و سیاست‌گذاری‌های اقلیمی در یک سال گذشته از خود نشان داده‌اند. عملکرد‌ بسیاری از کشورهای صنعتی و پیشرفته هم چندان تعریفی ندارد. از میان این کشورها، کانادا، در کنار کشورهای غیرصنعتی مانند ایران وعربستان، و در قعر جدول آمریکا، کوچک‌ترین تلاشی برای بهبود وضعیت اقلیمی کره زمین انجام نداده‌اند. امتیاز ایران تا حدی پایین است که کوچک‌ترین قدمی در آینده برای بهبود هر کدام از شاخص‌های اقلیمی باعث خواهد شد تا رتبه ایران چند پله افزایش پیدا کند.

در زمینه انتشار گازهای گلخانه‌ای، ایران در میان ۴ کشور پایین‌ جدول قرار دارد و فقط تایوان، عربستان سعودی و قزاقستان عملکردی بدتر از ایران داشته‌اند. در زمینه تولید انرژی‌های تجدیدپذیر، ایران در نازل‌ترین مکان جدول (در قعر جدول) قرار دارد و این به معنای آن است که ما در زمینه تولید انرژی‌های پاک در یک سال گذشته عملا فعالیت خاصی نداشته‌ایم. در زمینه مصرف انرژی نیز، ایران در میان ۶ کشور جهان با کمترین میزان بازدهی در مصرف انرژی قرار دارد (در همین رده‌بندی، کانادا در قعر جدول قرار گرفته است. رتبه کانادا تنها در زمینه سیاست‌گذاری اقلیمی در میانه جدول رده‌بندی قرار دارد که ‌تا حدودی قابل قبول است). در رده‌بندی کلی، ایران جزء ۳ کشور پایین جدول قرار دارد و فقط عربستان و آمریکا پایین‌تر از ایران قرار دارند.

نوارهای گرمایشی

اقلیم‌شناسان با ارائه شواهد علمی معتقدند که تغییرات اقلیمی عصر حاضر نتیجه مستقیم انتشار گازهای گلخانه‌ای از منابع مختلف، به خصوص فعالیت‌های صنعتی انسان‌هاست. در حال حاضر، چین، آمریکا، کشورهای عضو اتحادیه اروپا، روسیه و هندوستان بیشترین حجم گازهای گلخانه‌ای را در جو زمین منتشر ‌می‌کنند که در این بین سهم آمریکا از سایر کشورها بیشتر است. معاهده اقلیمی پاریس ‌در دسامبر ۲۰۱۵ (آذر ۱۳۹۴) در طول نشست تغییرات اقلیمی سازمان ملل در پاریس به تصویب رسید. تا سال ۲۰۱۷، ۱۹۵ کشور عضو سازمان ملل این پیمان را امضا و تا امروز ۱۴۷ کشور آن را به تصویب مجلس‌های خود رسانده‌اند. هدف این معاهده پایدارسازی حجم گازهای گلخانه‌ای در جو زمین است.

سخن از گرمایش زمین است و توصیف تبعات این رویداد در این چند سطر نمی‌گنجد. اما همین کافی است که بگوییم که آنچه در معرض تهدید قرار دارد، حیات بر روی این کره خاکی است. مطالعات نشان می‌دهد که حتی اگر همین امروز هم انتشار گازهای گلخانه‌ای متوقف شود که البته یک فرض کاملا محال است، تاثیرات ناشی از حجم قابل توجه گازهای گلخانه‌ای که تا امروز در جو زمین آزاد شده است، مشکلات متعددی را برای تمام موجودات بر روی کره زمین، از گیاهان و جانوران گرفته تا به خصوص انسان‌ها، در طول چند دهه تا چند قرن آینده به وجود خواهد آورد، از جمله آنکه تعادل در بسیاری از بخش‌های حیاتی بر روی زمین به هم خواهد خورد و به طبع آن موجودات بسیاری منقرض و زنجیره غذایی در جای جای زمین از هم خواهد گسیخت. از میان جانوران، گونه انسانی نیز بیشترین آسیب را خواهد دید. متاسفانه از میان کشورهای جهان، تعدادی از آنها که سهم کمتری یا حتی کمترین سهم را در انتشار گازهای گلخانه‌ای داشته‌اند، بیشترین آسیب را خواهند دید.

یکی از کاربردی‌ترین نمودارهایی که از آن برای توضیح پدیده گرمایش زمین استفاده می‌شود «نوارهای گرمایشی» (warming strips) است. مجموعه نوارهایی که در تصویر مشاهد می‌کنیئد، تغییرات متوسط دمای هوا را در شهرهای مختلف ایران در طول ۱۷۰ سال گذشته نشان می‌دهد. هر نوار خود از تعداد زیادی رشته‌های عمودی نازک به رنگ‌های مختلف تشکیل شده است. هر رشته‌‌ نازک متوسط انحراف دمای یک سال را نشان می‌دهد و از اولین داده‌های ثبت شده در سال ۱۸۵۰ میلادی (۱۲۲۹ خورشیدی) شروع و تا سال ۲۰۲۰ (۱۳۹۹) از چپ به راست مرتب شده‎اند.

تصاویر ماهواره‌ای از سیل در خوزستان

بعد از حدود یک دهه خشکسالی، بارش‌های شدید در هفته‌های آغازین سال ۱۳۹۸، وضعیت سد کرخه در استان خوزستان را بحرانی کرد. رودخانه کرخه در مسیر جربان خود به سمت به سد کرخه، در معمولان و پلدختر طغیان کرد و خسارت‌های شدیدی به بار آورد. سیلاب در ادامه مسیر وارد سد کرخه شد و ورودی و خروجی آب را تا حد کم سابقه‌ای افزایش داد که این باعث شد تا مسئولان کنترل دریچه‌های سد، به اجبار خروجی آب از سد را تا حد کم سابقه‌ای افزایش دهند. این افزایش دبی باعث آب گرفتگی مناطق پایین دست سد و حتی تا حومه شهر اهواز شد تا جایی که استاندار خوزستان گفت که "پایین دست سد تحمل این حجم خروجی را ندارد". همچنین به دلیل طغیان رودخانه کرخه و احتمال جاری شدن سیل در شوش، اهواز، حمیدیه، دشت آزادگان و هویزه، دستور تخلیه ۶ شهر و بیش از ۱۷۴ روستا صادر شد. در این بین و بر اساس آخرین آماری که از سوی مدیریت بحران استان خوزستان اعلام شد، بیش از ۶۰ روستا در این استان دچار آب‌گرفتگی شدند. در اهواز، شهری که در فاصله ۱۳۵ کیلومتری از سد کرخه واقع شده است، ارتفاع آب در رودخانه کرخه به میزان کم سابقه‌ای بالا رفت. تصاویر ماهواره‌ای نشان می‌دهد که در پی این وقایع، بیشتر مناطق پایین دست سد کرخه در جلگه خوزستان به زیر آب فرو رفت.

.با حرکت دادن موشی (ماوس) بر روی تصویر بالا، می‌توان وضعیت مناطق مختلف را در سطح جلگه خوزستان به فاصله تقریبا سه هفته از یکدیگر (از ۱ تا ۱۹ فروردین ۱۳۹۸) مقایسه کرد

روند در حال ظهور دسترسی به آب شیرین در ایران و جهان

در طول ۱۵ سال گذشته، ماهواره‌ی GRACE حرکت منابع آب‌ شیرین را بر روی زمین دنبال کرده است. پژوهشگران آزمایشگاه علوم آبشناسی (هیدرولوژی) در مرکز پروازهای فضایی Goddard در سازمان ناسا از داده‌های GRACE برای شناسایی روند منطقه‌ای حرکت آب‌های سطحی و زیرسطحی استفاده می‌کنند و این اطلاعات را با داده‌های دیگر ماهواره‌ها، مدل‌های آب و هوایی و باران سنجی‌های انجام شده ترکیب می‌کنند تا روند ذخیره سازی آب‌های شیرین‌ را در مناطق مختلف زمین تعیین کنند.

ماهواره‌های گرانشی (مانند (GRACE برای جمع‌آوری داده‌های خود، از زمین عکسبرداری نمی‌کنند، بلکه آنها تغییرات گرانش زمین را در یک بازه‌ی زمانی که ممکن است تحت تاثیر وجود منابع آبی قرار بگیرد، اندازه‌گیری می‌کنند. این اولین باری است که از اطلاعات ماهواره‌های گرانشی برای تهیه‌ی نقشه وضعیت آب شیرین در یک دوره‌ی ۱۴ ساله استفاده شده است. 

روند تغییرات ذخایر آب که بر اساس مشاهدات GRACE از فروردین سال ۱۳۸۱ تا اسفند سال ۱۳۹۵ به دست آمده است. علت این روند در هر منطقه مشخص، به طور خلاصه توضیح و دسته بندی رنگی شده است. نقشه با یک فیلتر گاوسی با شعاع ۱۵۰ کیلومتر به منظور فهم بهتر تطبیق داده شده است. با این حال، تمام محاسبات با کیفیت اصلی داده‌ها (۳ درجه) انجام شده است.

در مقاله‌ای با عنوان "روند در حال ظهور دسترسی به آب شیرین در جهان" که در تاریخ ۲۶ اردیبهشت در مجله‌ی Nature منتشر شده است، پژوهشگران آزمایشگاه علوم آبشناسی در مرکز Goddard، داده‌هایی را که به تازگی با استفاده از مشاهدات GRACE بدست آمده است را ارائه کرده‌اند. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که کمبود آب شیرین در جهان یکی از مهم‌ترین چالش‌های قرن حاضر خواهد بود. نویسندگان این مقاله هشدار می‌دهند که در قرن حاضر مناطق خشک جهان با خطر خشکسالی‌های به مراتب شدیدتری روبرو خواهند بود. 

ذوب شدن کلاهک قطبی اقیانوس منجمد شمالی و تاثیر آن بر کشتیرانی دریایی

در نیمه‌ی نخست فروردین ماه امسال، دانشمندان مرکز ملی اطلاعات برف و یخ(NSIDC)  در آمریکا به همراه پژوهشگران اقلیم‌شناسی سازمان ناسا گزارش دادند که وسعت یخ‌های اقیانوس منجمد شمالی به حداکثر میزان سالانه‌ی خود رسیده است. با این وجود، این بار نیز، همچون سال‌های گذشته، مساحت یخ‌های قطبی بسیار کمتر از حد متوسط سال‌های چند دهه پیش ​​می‌باشد. هر چهار مورد از کمترین رکوردهای ثبت شده که به کمک مشاهدات ماهواره‌ای از میزان وسعت یخ‌های قطبی بدست آمده است، همگی در چهار سال گذشته اتفاق افتاده است، که این خود ادامه‌ی یک دوره‌ی ده ساله در روند رو به کاهش پوشش یخ‌های قطبی در اقیانوس منجمد شمالی و آبراهه‌های اطراف آن است.

حداکثر و حداقل وسعت سالیانه‌ی کلاهک یخی در مناطق شمالگان کره‌ی زمین در طول ۴۰ سال گذشته به طور پیوسته کاهش یافته و در تمام این سال‌ها، درصد یخ‌های ضخیم چند ساله‌ نیز به طور چشمگیری کاهش پیدا کرده است. از طرفی این عقب‌نشینی مداوم و نازک شدن کلاهک یخی، باعث ایجاد فرصت مناسبی برای کشتیرانی در آب‌های اقیانوس منجمد شمالی شده است. در عین حال، فرصت ایجاد شده، نگرانی‌های جدی زیست محیطی را نیز برانگیخته است.

نقشه‌ی بالا، میانگین تراکم ​​یخ‌های قطبی را در اقیانوس منجمد شمالی در تاریخ ۲۶ اسفند ماه سال گذشته نشان می‌دهد. در آن تاریخ، وسعت یخ‌های قطبی به بیشینه‌ی سالیانه‌ی خود (۱۴/۴۸ میلیون مترمربع) رسید. مناطق روشن تر و به رنگ سفید در این نقشه، قسمت‌هایی از اقیانوس منجمد شمالی را نشان می‌دهد که با حداقل ۱۵ درصد یخ پوشیده شده است. این درصد، کمترین میزانی است که اندازه گیری‌هایماهواره‌ای را امکانپذیر کرده و مساحتی را تعریف می‌کند که از آن دانشمندان به عنوان "مساحت پوشیده از یخ‌های قطبی" یاد می‌کنند.

نقش کوه‌های زاگرس بر روی فعالیت و شدت پر فشار جنب حاره‌ای بر روی ایران

در امتداد مناطق جنب حاره‌ای نیمکره شمالی و جنوبی، نوارهایی از فشار (ارتفاع ژئوپتانسیل زیاد) وجود دارد که به طور معمول به عنوان کمربندهای پرفشار جنب حاره‌ای خوانده می‌شوند. پرفشارهای مذکور به صورت کمربندی ممتد نبوده و به دلایلی ازجمله وجود کوهستان‌ها و تضاد گرمایشی بین خشکی و دریا، بودجه‌ی انرژی جو تغییر کرده و کمربندها به صورت سلول‌های پرفشار مجزا ظاهر می‌گردند. سلول‌های پرفشار مذکور که بارزترین و دائمی‌ترین سیمای گردش وردسپهری در این مناطق به شمار می‌روند، گردش جو و انتقال بخار آب به اطراف را تحت تأثیر قرار داده و وضع جوی و اقلیم را نه تنها در نواحی مجاور و در امتداد جنب حاره‌ها، بلکه بر روی کل کره زمین متأثر می‌سازند. در نیمه‌ی گرم سال، بویژه در فصل تابستان، پرفشارهای جنب حاره‌ای، نواحی وسیعی را در وردسپهر (Troposphere) زیرین، میانی و فوقانی در بر می‌گیرند. برای مثال سلول‌های پرفشارهای جنب حاره‌ای که در فصل تابستان نیمکره‌ی شمالی، در سطح دریا بر روی اقیانوس آرام شمالی تشکیل می‌شوند، حدود ۲۰ تا ۲۵ درصد از کل این نیمکره‌ را در بر می‌گیرند. از اینرو ناهنجاری‌ در وسعت و شدت پرفشارهای جنب حاره‌ای، معمولا با گردش‌های ناهنجار منطقه‌ای یا جهانی و بلایای جوی و ناهنجاری‌های اقلیمی همراه است که سبب خسارت‌های اقتصادی و اجتماعی بر زندگی انسان‌ها می‌شود. بنابراین، شناخت خصوصیات پرفشارهای جنب حاره و همچنین نحوه تشکیل و تکوین آن‌ها از دیر باز مورد توجه اقلیم‌شناسان بوده است.

در ادبیات کلاسیک علت تشکیل پرفشارهای جنب حاره‌ای به نزول هوا در جانب قطب سوی سلول هدلی نسبت داده می شود، درحالیکه از نظر فیزیکی شیب فشار نصف النهاری شدیدتر در فصل زمستان باید پرفشارهای قوی تری را در این فصل نسبت به فصل تابستان ایجاد کند. طرح این سوال بنیادین که چرا پرفشارهای جنب حاره‌ای تابستانه نسبت به همتاهای زمستانه‌ی خود از شدت بیشتری برخوردارند، انگیزه‌ی اصلی محققان برای بررسی ماهیت این پرفشارها در این دوره به شمار می‌آید. مطالعات گسترده محققین بویژه بر روی پرفشار جنب حاره‌ای جنوب آسیا و پرفشار جنب حاره‌ای غرب اقیانوس آرام نتایج جدیدی را به دنبال داشت.