نوسانات اقليمي و تأثير آن بر تغييرات محيطي

مقدمه
تغيير اقليم يكي از مهم ترين چالش هاي قرن جاري است وقوع سيل هاي با شدت بالا، گرم ، سرماهاي بي موقع، تكرار بيشتر خشكسالي ها، بالا آمدن سطح آب درياها، طغيان آفات و بيماريهاي گياهي، كاهش ضخامت لايه ازن، گرم شدن جهاني هوا و ذوب شدن يخهاي دائمي از جمله مواردي است كه بحث تغيير اقليم را در دهه جاري در جهان بيشتر مطرح كرده است.
در سال ۲۰۰۳ سازمان هواشناسي جهاني شعار سالانه خود را تحت عنوانOur future climate اقليم آينده ما نامگذاري نموده است. كه مقدار تغيير اقليم در آن از اهميت ويژه اي برخوردار است. در سال ۲۰۰۳ چندين كنفرانس بين المللي و منطقه اي با عناوين تغيير اقليم در كشورهاي مختلف دنيا برگزار شده است. سازمان هواشناسي كشور سومين كنفرانس منطقه اي تغيير اقليم را با همكاري دانشگاه اصفهان در سال ۱۳۸۲ در دستور كار خود قرار داد.
آب و هوا يكي از اركان بنيادين زندگي بشر محسوب مي شود و با پيشرفت و توسعه در جهان حفاظت از آن روز به روز اهميت بيشتر مي يابد. تغيير آب و هوا يكي از پيچيده ترين مشكلاتي است كه بشر در حال و آينده با آن مواجه است. انسان با بي توجهي به قوانين حاكم بر طبيعت و عدم شناخت مسائل زيست محيطي مرتبط با آن عامل اصلي اين تغييرات محسوب مي گردد. تغييرات ثبت شده در ايستگاههاي هواشناسي و كشتي ها نشان مي دهد كه از اوايل قرن بيستم هواي سطح زمين و دريا به طور متوسط ۴۵/۰‌درجه سانتي گراد گرمتر شده است. عقب نشيني و ذوب شدن يخهاي قطبي از پايان قرن ۱۹ شواهد تاريخي مبني بر گرم شدن هواي كره زمين مي باشد. تحقيقات و بررسي هاي اخير در ايران نشان مي دهد كه از بارشهاي منجمد كاسته شده و به جاي آن بارندگيهاي رگباري كه اغلب با سيل همراه است در غير فصل و با شدت بيشتري ريزش مي نمايد.
در سالهاي اخير همه شاهد وقوع اين گونه پديده هاي ناگوار در جهان و كشور بوده ايم كه حاصل آن خسارات مالي و جاني فراوان بوده است.
در رابطه با تغيير اقليم و اثرات آن كشور ايران با دارا بودن تنوع اقليمي نسبتاً زياد از حساسيت بيشتري برخوردار است و مطالعات مقايسه اي تغييرات بارندگي در دو مقطع زماني۳۰ ساله ۱۹۶۱ تا ۱۹۹۰ و دوره ده ساله ۱۹۸۱ تا ۱۹۹۰ نشان مي دهد كه تغييرات شديد بارندگي در نواحي شمال غربي، غربي و بعضي از نواحي مركزي و نواحي شرقي درياي خزر اتفاق افتاده است كه نمايانگر افزايش بارندگيهاست.
كاهش بارندگي در ده سال اخير در شمال خراسان ـ جنوب سيستان و بلوچستان و اكثر نواحي ساحل درياي خزر مشاهده شده است.
وقوع تغييرات اقليمي و آثار ناخوشايند آن به نوبه خود اثرات اقتصادي، اجتماعي فراواني را به همراه دارد كه سياست گذاران و مديران برنامه ريزكشور بايستي از هم اكنون راه چاره براي مقابله با تغييرات زيانبار اين تغييرات بينديشند.
با مطرح شدن مباحث مربوط به تغيير اقليم و فعاليت هاي انساني در زمينه انتشار گازهاي گلخانه اي مانند دي اكسيد كربن متان و همچنين مطرح شدن مباحث مربوط به تغيير اقليم در دانشكده ها و مراكز علمي و تحقيقاتي و خسارات بسيار زيادي كه در زمينه تغييرات اقليم ايجاد مي شودو با عنايت به تأثيرات اجتماعي، اقتصادي آن بر محيط زيست در سال ۱۹۸۸ هيئت بين الدول تغيير اقليم (IPCC) در سازمان هواشناسي جهاني (WMO)‌ و برنامه محيط زيست سازمان ملل (UNEP) ايجاد گرديد.
به طور كلي (IPCC) با توجه به اطلاعات و گزارش ها به اتخاذ سياست هاي مناسب در خصوص مباحث مربوط به تغيير اقليم مي پردازد. IPCC يك هيئت بين الدول است كه مجموعه اطلاعات ويژه اي در زمينه مباحث علمي، اقتصادي، اجتماعي و فني تغيير اقليم براي جامعه جهاني ارائه مي نمايد و داراي سه گروه كاري است كه وظيفه هر كدام از آنهادر زمينه كنترل و تأثير گازهاي گلخانه اي مي باشد و در هر گروه كاري يك حمايت كننده فني نيز وجود دارد.
تحولات اقليم در دوران زمين شناسي
اقليم گرچه پديده اي ثابت به نظر مي رسد، اما مطالعه گذشته زمين نشان مي دهد كه شرايط آب و هوا با ساير تحولات دروني و بيروني كره زمين پيوسته دستخوش تغيير قرار گرفته و دوره هاي سرد و گرم يا خشك و مرطوب، مكرر جاي يكديگر را گرفته اند. نوسانهاي اقليمي حتي در ۲۰۰ سال اخير كه به آمارهاي هواشناسي دسترسي داريم، درپاره اي از مناطق سطح كره زمين، كاملاً محسوس بوده است.
شاخه اي از اقليم شناسي را كه به مطالعه وضعيت اقليم گذشته زمين مي پردازد، ديرينه اقليم شناسي مي نامند. روش مطالعه در ديرينه اقليم شناسي، يافت و شناخت آثاري است كه روند اقليم از گذشته هاي دور به جا گذاشته است. بديهي است كه مطالعه تظاهرات آب و هوا در زمان حال، در تحليل صحيح اين شواهد نقش اساسي دارد.
شواهد اقليمي را بر اساس ويژگيهايشان به سه گروه، زيست شناختي، سنگ شناختي، ريخت شناختي تقسيم مي كنند. از شواهد زيست شناختي، با توجه به نزديكي سيستماتيك كه بين انواع نباتات و حيوانات وجود دارد و همچنين شناختي كه امروزه از شرايط زيست محيطي و فيزيولوژيكي جانداران در دست داريم، استفاده مي شود.از مطالعه شواهد سنگ شناختي، نحوه جريانهاي فرسايشي و شرايط رسوب گذاري در دوره هاي گذشته، مشخص مي شود كه خود مي تواند بيانگر روند شرايط اقليم در گذشته باشد و بالاخره شواهد ريخت شناختي تاثير بعضي عناصر اقليمي را بر روي پاره اي از تظاهرات كه مي توانند معرف شرايط اقليم در زمان تاثير خود باشد مورد بررسي قرار مي دهد.
مطالعه اقليم در دورانهاي گذشته، حاكي از اين است كه حتي قبل از دوران اول، يك رشته عصر يخبندان وجود داشته است كه آثار آن در افريقاي جنوبي و امريكاي شمالي به دست آمده است، وجود اين يخبندانها در دوره گذار پره كامبرين به كامبرين مطمئن و قطعي است و به نام يخبندان رائوكامبرين مشهور است، شواهد اين يخبندان در بخشهاي وسيعي از سطح كره زمين به استثناي آمريكاي جنوبي و قطب جنوب پيدا شده كه از اقليم سرد و پرباران دوره مزبور حكايت مي كند.
تصوير اقليم در پالئوزوئيك، به دليل فراواني يافته هاي حيواني و گياهي روشن تر و دقيقتر است و نشانه هايي از يخبندان وسيع در نيمكرده جنوبي به دست مي دهد كه به ويژه براي دوره گذار از كربونيفر به پرمين كاملاً صادق است. در اين دوره، مناطقي كه امروزه از يكديگر فاصله زيادي دارند(شمال آفريقا، هند، استراليا و برزيل جنوبي) از يخ پوشيده بود و اقليم حاره اي جنگلهاي باراني در اروپاي مركزي و آمريكا گسترده بوده است. ظاهراً موقعيت خشكيها و قاره ها در آن روزگار، طوري بوده است كه قطب جنوب در جنوب افريقا و قطب شمال در بخش شمالي اقيانوس آرام قرار داشته و استوان از اروپاي مركزي و آمريكا، مي گذشته است.
مناطق پوشيده از يخ هم مرز بوده و پهنه هاي وسيعي تشكيل مي داده اند. اما در دوره هاي بعد تا دوران سوم، قطبها و همراه با آن مناطق اقليمي به موقعيت امروزي خود جابجا شده اند. به عبارت ديگر، تحولاتي اساسي در وضع آب و هوا پيش آمد، به طوري كه دوران سوم كاملاً گرم و فاقد دوره ها ي يخبندان بوده است و سرانجام در اواخر اين دوران، دما به تدريج كاهش مي يابد، تا آنجا كه به ايجاد يخچالهاي كواترنر منتهي شده است.
كواترنر كه با شرايط طبيعي بسيار ناپايدار و تحولات عظيم اقليمي همراه بوده است دوره ظهور انسان تلقي مي شود. در اين زمان آب و هوا به تناوب تغيير كرده و دوره هاي يخچالي و بين يخچالي متعددي به وجود آمده است. اين دوران را به دو قسمت پليئستوسن و هولوسن(دوره يخچالي و بعد يخچالي) تقسيم مي كنند. در پليئستوسن،‌چندين عصر يخبندان به وقوع پيوسته كه هر كدام از آنها خود تعدادي يخبندان متوالي و مستقل از يكديگر را شامل شده است. از آنجا كه اين يخبندانها در مناطق وسيع يخچالي مانند اريكاي شمالي، اروپا و آلپ كاملاً يكسان نبوده اند، هماهنگي لازم تنها بين يخچالهايي ديده مي شود كه به دوره هاي جديد تعلق دارند.
دوره هاي يخچالي را در اروپاي شمالي به دوره آلستر، ساله، وارته، ويستول و يخچالهاي آمريكاي شمالي رانبراسكا، ايلينوبز، ويسكانسين ناميده اند. همچنين آغاز و پيشروي چهار دوره يخبندان آلپ را به نام رودخانه هاي واقع در آن از قبيل گوتز، ميندل، ريس و وروم ناميده اند كه تاريخ وقوع آنها را به ترتيب، به ۷۵ ، ۲۰۰ ، ۴۵۰ و بالاخره۶۰۰ هزار سال قبل نسبت داده اند.
به طور كلي نظر اقليم شناسان پيرامون شرايط حرارتي در دوره سر پليئستوسن هماهنگ نيست؛ گرچه بررسيهاي متعدد براي تبيين شرايط گردش عمومي هوا در آن عصرها و مقايسه آن با سيستمهاي سينوپتيك غالب امروزي انجام شده است.
مطالعه شواهد اقليمي و رابطه آن با گردش عمومي هواي جو در حال حاضر نشان مي دهد كه اساس گردش مزبور از دوران سوم به بعد تا زمان حال حفظ شده است. حتي بعضي از اقليم شناسان براين باورند كه هيأت كلي گردش سياره اي از دورانهاي بسيار قديمتر زمين شناسي تا به امروز يكسان، باقي مانده است. با اين حال، شدت و توزيع سيستمهاي فشار و در نتيجه موقعيت كمربندهاي اقليمي در زمانهاي مختلف كاملاً متفاوت بوده است.
پسروي يخبندان دوران چهارم در اواخر پليئوستوسن(تقريبا از ۲۰۰۰۰ سال قبل) با ذوب يخها از حاشيه جنوبي شمال اروپا به تدريج آغاز گرديد و آهنگ عقب نشيني تدريجي آن تا حدود ۶۵۰۰ سال قبل از ميلاد ادامه داشته است. زمين در طول دوره«پس يخچالي» دستخوش نوسانهاي اقليمي بسيار واقع شده است، به طوريكه بقاياي يخچالها گهگاه پيشرويهاي ضعيفي داشته و سپس عقب نشسته اند. اين پسروي در آغاز قرن اخير بسيار محسوس بوده است.
در جمع بندي نظريه هايي كه تاكنون در اين مورد ارائه شده است، به نظر مي رسد كه به دو عامل تكيه شده است: اول عامل زميني(درون زمين، سطح زمين،مقدار نمك آب اقيانوس ها، جو زمين، جابجايي قطب و اشتقاق قاره ها) دوم عامل كيهاني(تغيير مدار زمين، جذب انرژي به وسيله ذرات و غبارهاي كيهاني، و بالاخره تغييرات ابتدايي در انرژي تابش خورشيد). از اين نظر، نظريه رانش قاره اي، به ويژه از ديدگاه زمين شناسي اهميت بسيار دارد.

مهمترين تأثيرات اقليم بر بيابان زدايي، هيدرولوژي و منابع آب، بالا آمدن آب دريا، خشكسالي، كشاورزي، منابع طبيعي و جنگل ها، بلاياي طبيعي، اكولوژي، محيط زيست مسائل شهرنشيني و توسعه شهرها، ذخائر غذايي انسان، انرژي و ديگر مسائل اقتصادي و اجتماعي جامعه است.

وضعيت اقليم جهان در سال ۲۰۰۱ ميلادي
يكي از وقايع مهمي كه در سال۲۰۰۱ ميلادي اتفاق افتاد اتمام دوره طولاني پديده لانينا بود كه از اواسط سال ۱۹۹۸ ميلادي شروع شده بود. تأثيرات اين پديده بر روي اقليم جهان شامل دو اثر سرد شدن و گرم شدن مناطق مختلف كره زمين بود كه حالت سرد شدن در نواحي جنوب خاورميانه، قسمت هايي از آفريقا و سواحل ايالات متحده آمريكا بروز كرد. حالت گرم شدن نيز در نواحي استوايي اقيانوس آرام رخ داد.
در سال ۲۰۰۱ مقدار بارندگيها بر روي اندونزي، نيمه شرقي بخش استوايي اقيانوس هند، جنوب شرقي آسيا، شمال استراليا و نواحي مركزي و غربي بخش هاي زير استوايي اقيانوس آرام جنوبي به نحو چشمگيري افزايش يافت، برعكس در غرب نواحي استوايي اقيانوس آرام مقادير حدي ميانگين بارندگي رخ داد كه اين حالت جزء يكي از اثرات شديد پديده النينو بود.
گرمترين ماه اكتبر كه در ۳۴۳ سال اخير بي سابقه بوده است در بخش هاي مركزي انگلستان رخ داد و گرمترين ماه اكتبر كه در يكصد سال اخير بي سابقه بوده است در دانمارك و آلمان به وقوع پيوست. همچنين ميانگين دماي ماهيانه ماههاي نوامبر و دسامبر سال گذشته كه در ايالات متحده آمريكا ثبت گرديد فقط اندكي با بيشترين دماي ثبت شده در آن كشور، فاصله داشت.
يكي از قوي ترين هاريكن هاي ثبت شده از سال ۱۹۵۲ تا كنون بوده كه در كشور كوبا باعث رانش زمين در منطقه وسيعي گرديد كه در نوع خود بي سابقه بود. در اقيانوس آرام غربي نيز بروز طوفان هاي معروف Chebi Toraji,و Utor باعث كشته شدن بيش از ۴۵۰ نفر گرديد.
يكي ديگر از پديده هاي حادي كه در سال ۲۰۰۱ ميلادي رخ داد، پديده خشكسالي بودكه كشورهاي افغانستان، جمهوري اسلامي ايران، پاكستان، نواحي شاخ آفريقا، كانادا، نواحي مركزي ايالات متحده آمريكا، شمال چين و شبه جزيره كره و ژاپن را به شدت تحت تأثير قرار داد.
در حيطه مطالعه نوسانات اقليمي، مقياس زماني از اهميت زيادي برخوردار است زيرا اقليم به عنوان يك سيستم، خود حاصل مجموعه اي از شرايط هواشناختي تلقي شود كه توسط داده هاي چند دهه گذشته قابل لمس بوده، وقوع و تكرارآن براي دهه هاي آينده محتمل مي باشد. بنابراين اقليم حال كه به خوبي با آن سازش پيدا نموده ايم، توسط داده هاي چند دهه گذشته توصيف مي شود. با اين حال در صورت گسترش دوره زماني خود ـ مثلاً چند دهه به يك ميليون سال به اين نتيجه مي رسيم كه ما در حال حاضر در يك دوره غير متعارف گرم و به عبارت ديگر دوره اي كه غالباً به عنوان دوره بين يخچالي تعبير مي شود زندگي مي كنيم. در فواصل آن دوره طولاني سرد، قاره هاي نيمكره شمالي در سيطره قطعات بزرگ يخ قرار داشتند و آخرين ظهور استيلاي آن به ۱۸۰۰۰ سال قبل مي رسد. حال در صورتي كه مقياس زماني خود را به گذشته هاي دورتر مثلاً به ۵۰۰ ميليون سال قبل گسترش دهيم، ملاحظه مي كنيم كه ما در يك دوره نامتعارف سرد زندگي مي كنيم. بررسي هاي موجود نشان مي دهد كه در اثناي آن زمان برف و يخهاي دائمي تنها در حوالي قطبين زمين متمركز بوده و تنها ۱۵ درص از اوقات آن زمان برف و يخ هاي دائمي شكل مي گرفته اند.
درباره علل تغيير اقليم در جهان دو ديدگاه متفاوت به شرح زير وجود دارد:
بر اساس اطلاعات به دست آمده از يخهاي قطبي و حبابهاي هواي محبوس شده در آنها، سنگهاي قديمي و مقاطع تنه درختان، عده اي معتقدند كه در ميليون ها ۱۰ سال گذشته كرده زمين همواره با تغيير اقليم مواجه بوده و دوره هاي طولاني و متناوبي را از عصر يخبندان با دوره تناوب يكصد هزار سال و تداوم ده تا بيست هزار سال و پس از آن با افزايش دماي متوسط در حدود ۴ تا ۶ درجه سانتيگراد را گذرانده است.
اين گروه اعتقاد دارند كه اين دوره هاي تغيير اقليمي ناشي از عوامل نجومي هستند كه در دورانهاي مختلف بروز كرده و بستگي به حركات مختلف زمين از جمله تغيير زاويه ميل محور زمين، تغيير مدار بيضوي زمين و حركات ژيروسكوپي زمين دارد. اين دانشمندان بروز اين تغييرات در مدار زمين و نيز عواملي چون فعل و انفعالات خورشيدي، فعاليت هاي آتشفشاني و حركت قاره ها را در فواصل بيست تا چهل هزار سال باعث تغييرات درجه حرارت زمين دانسته و به نقش پديده گلخانه اي در اين تغييرات، اعتقاد چنداني ندارند.
ديدگاه ديگري كه در اين مورد وجود دارد نيز با استفاده از اطلاعات به دست آمده از لايه هاي يخ قديمي و هواي محبوس در آنها چنين استنباط مي كنند كه هنگامي كه آب و هواي منطقه قطب جنوب در گرمترين حالت بوده، ميزان هوا نيز در بيشترين ميزان خود قرار داشته است.
آنچه مسلم است، افزايش گازهاي جاذب گرما(گازهاي گلخانه اي) در جو زمين، درجه حرارت زمين را افزايش خواهد داد. از آنجا كه ميزان درجه حرارت با ساير مؤلفه هاي اقليمي در اندركنش متقابل قرار دارد ممكن است كه موجب پيدايش تغيير آب و هوايي در مقياس جهاني گردد.
نياز انرژي و چشم انداز تغييرات اقليمي در قرن ۲۱
در سده هاي اخير انسان به عنوان يك عامل در عرصه سيستم اقليمي ظهور نموده و به نوسانات مزبور و زيست محيط زمين جهت تازه اي بخشيده است. تغييرات مزبور در طي چند دهه گذشته بسيار پر شتاب بوده است. اين تغييرات حاصل رشد سريع اقتصاد صنعتي كشورهاي غربي و اتحاد جماهير سابق شوروي و ساير كشورهاي بلوك شرق از يك سو، گذار بسياري از كشورهاي جهان سوم به جامعه مدرن صنعتي در دهه هاي ۷۰ و ۸۰ از سوي ديگر بوده است. گرچه بهبود سريع درتكنولوژي كالاهاي صنعتي و تدوين قوانين مناسب در حفظ و كنترل منابع آلودگي هوا و آب، تدريجاً زمينه كاهش انتشار آلاينده ها را فراهم نموده است، با اين حال، راه كارهاي مزبور توسط افزايش شديد نياز انرژي و تقاضاهاي فزاينده، براي مصنوعات صنعتي و مسأله تأمين غذا كه حاصل افزايش جمعيت جهاني است خنثي گرديده و به تخريب هر چه بيشتر محيط زيست انجاميده است، سنجش هاي مستقيم گازهاي ، ، متان و كاهش غلظت اوزون در رابطه با افزايش جمعيت جهان در طي سه چهار دهه گذشته، تصويري نگران كننده از تخريب محيط زيست و ناهنجاري هاي اقليمي به دست داده است.
مجموع نياز انرژي جهان در دهه ۸۰ به ۵/۷ تراوات و در سالهاي اخير به بيش از ۱۰ تراوات رسيده است كه روند صد سال گذشته آن افزايش در حد ۲ درصد نشان مي دهد. حدود ۹۰ درصد از نياز انرژي كشورهاي صنعتي از سوخت هاي فسيلي تأمين مي شود. نياز فزاينده جهان به انرژي در آينده نيز به سه دليل يعني افزايش جمعيت جهان، ادامه رشد شديد كشورهاي صنعتي و رشد كشورهاي در حال توسعه همچنان ادامه خواهد يافت(هه فه له ۱۹۷۷). با توجه به داده هاي واقعي مرگ و مير و زاد و ولد و از اين رو توليد خالص جهاني، روند افزايش جمعيت جهان در پايان قرن آينده طبق برآورد كنگره جمعيت، سازمان ملل كه در سال ۱۹۷۴ در بوداپست برگزار گرديد، ادامه يافته و به حدود ۱۲ ميليارد پيش بيني شده است.
يك دليل مهم ديگر براي نياز فزاينده انرژي در آينده، توزيع سرانه مصرف جهاني آن مي باشد. مصرف انرژي مردم ۸۰ كشور جهان در سال ۱۹۷۱ در حد ۲/۰ كيلو وات به ازاء هر نفر بوده است. ۷۲% از جمعيت جهان مصرفي كمتر از ۲ كيلو وات، ۲۲ درصد حدود ۲ تا ۷ و حدود ۶ درصد بيش از ۷ كيلو وات انرژي مصرف نموده اند. كشور آلمان با ۵ ، كويت ۲/۷ و آمريكا ۱۱ كيلو وات بالاترين مصرف كننده انرژي در جهان محسوب مي شوند. طرح شمال ـ جنوب كه ظاهراً در جهت تعديل اختلافات شديد اقتصادي بين كشورهاي صنعتي و كشورهاي در حال رشد تدوين گشته بود در صورت موفقيت مي بايست به توزيع مصرف سرانه اي دست يابد كه در نمودار شماره ۲ براي سال ۲۱۴۰ پيش بيني شده است. اين خود نشان دهنده افزايش شديد يا مصرف انرژي در جهان آينده…

ادامه مطالب در فایل شامل موضوعاتی چون :

۶ـ اثرات تغيير اقليم بر منابع آب    
(۱ـ۶)كميت منابع آب
(۲ـ۶)بالا آمدن سطح آب دريا
(۳ـ۶)افزايش دما
(۴ـ۶)بارش برف و رواناب
(۵ـ۶)آب زيرزميني ـ آبرساني ـ آبياري
(۶ـ۶)اثرات تغيير اقليم بر كيفيت آب
– نتايج اين بحث
۷- اثر افزايش گرماي زمين در افزايش مصرف آب كشاورزي    
۸ـ پيامدهاي نوسان آب و هوا بر بيابان زايي    
(۱ـ۸)نگرش بر بيابان زايي        
(۲ـ۸)بررسي تاثير النينو ـ نوسانات جنوبي بر بارندگي
(۳ـ۸)النينو چيست؟
(۴ـ۸)داده ها و روش محاسباتي    
نتايج اين بحث    
(۵ـ۸) ارتباط SOI و بارندگي فصلي
(۶ـ۸) ارتباط SOI  و بارندگي پاييزه
(۷ـ۸) ارتباط SOI و بارندگي نواحي شمالي ايران
(۸ـ۸) همبستگي بين SOI و بارندگي در مناطق مركزي ايران
۹- تغييرات اقليمي بر تردد و تصادفات جاده اي    
– نتايج اين بحث