ستيفان رامستورف

سوف يتسبب ثاني أكسيد الكربون في دفع درجات حرارة الكوكب الأساسية، إلى مستويات من الارتفاع لم يسبق لها مثيل طيلة الأعوام الألف الفائتة

كان شهر أبريل من هذا العام أشد أشهر إبريل حرارة على مستوى العالم منذ 130 عاماً على الأقل، وذلك طبقاً لسجلات درجات الحرارة التي تحتفظ بها الوكالة الأمريكية الوطنية لدراسة الطيران والفضاء (ناسا) والإدارة الأمريكية الوطنية لشؤون المحيطات والغلاف الجوي (نوا). وكانت الأشهر الاثني عشر الفائتة أشد اثني عشر شهراً حرارة منذ بدأ البشر قياس درجات حرارة الطقس.

وهذا ما تؤكده البيانات الواردة من محطات الأرصاد الجوية والسفن. ولكن إن كنت تفضل بيانات الأقمار الاصطناعية، فسوف تجد الصورة مشابهة. إذ تؤكد بيانات الأقمار الاصطناعية أن شهر مارس كان أشد شهور مارس حرارة في السجلات على الإطلاق، وكان شهر إبريل ثاني أكثر شهور إبريل حرارة؛ أما البيانات السطحية فقد عكست الأمر، حيث كان مارس صاحب المرتبة الثانية وكان إبريل صاحب المرتبة الأولى من حيث درجات الحرارة.

لا شك أن الميول الأطول أمداً أكثر أهمية من الناحية العلمية. فعلى مدى السنوات الثلاثين الفائتة أي منذ بدأ استخدام الأقمار الاصطناعية في القياس كان الاتجاه صاعداً بوضوح ومماثلاً من حيث الحجم في كل المجموعات المتاحة من البيانات.

ولكن ما السبب وراء هذا الاحترار المناخي؟ طبقاً لعلوم الفيزياء يتعين علينا أن نبحث عن مصدر الحرارة إن كنا نريد أن نعرف السبب وراء ارتفاع درجات الحرارة. (وهذه إحدى نتائج القانون الأول للديناميكا الحرارية: الطاقة دائماً محفوظة ولا تفنى). علينا إذن أن ننظر إلى التوازن الحراري على كوكب الأرض حتى يتسنى لنا أن نفهم السبب وراء ارتفاع درجات حرارته.

والأمر بسيط إلى حد مدهش: فلا يوجد سوى مصدر واحد للحرارة القادمة إلى الأرض، وهذا المصدر هو إشعاع الشمس (وهو عبارة عن ضوء مرئي إلى حد كبير، أو ما يطلق عليه الفيزيائيون الإشعاع القصير الموجة). وهي في الأساس نفس الظاهرة الفيزيائية؛ الفرق في الطول الموجي لا يتأتى إلا لأن الشمس أشد حرارة من الأرض.

إذن، هل من الممكن أن تساعدنا التغيرات الحادثة في الإشعاع الشمسي في تفسير ارتفاع حرارة كوكب الأرض؟ إن قياسات الإشعاع الشمسي القادم إلى الأرض تؤكد أن هذا الإشعاع لم يزدد طيلة الأعوام الخمسين الفائتة - بل إن السجلات توضح انخفاضاً طفيفا. بيد أن المظهر المهيمن على السجلات يتلخص في أن تكرار دورات الإشعاع الشمسي يدوم نحو أحد عشر عاما (وهو ما يسمى بدورة شواب، وهو عالِم الفلك الذي اكتشف هذه الدورة في العام 1843).

وفي السنوات القليلة الفائتة كنا في أعمق وأطول حدٍ أدنى من دورة شواب منذ بدأ القياس بالأقمار الاصطناعية. هذا صحيح: فرغم أن درجات الحرارة العالمية بلغت أرقاماً قياسية من الارتفاع، فإن الشمس كانت في أكثر حالاتها خفوتاً منذ عشرات السنين. وهذا يعني بوضوح أن التغيرات الطارئة على النشاط الشمسي ليس من الممكن أن تفسر الاحترار العالمي.

ولكن هذا يترك لنا عاملاً آخر يؤثر على الإشعاع الشمسي القادم إلى الأرض: الكم المنعكس منه إلى الفضاء نتيجة لوقوعه على الجليد والثلوج والسحب ورمال الصحراء وغير ذلك من الأسطح الشبيهة بالمرآة. والواقع أن جزءاً من الحرارة المرصودة يرجع إلى تضاؤل كم الإشعاع المنعكس نتيجة لتقلص الغطاء الجليدي والثلوج. وهذا من شأنه أن يسمح للنظام المناخي بامتصاص المزيد من الحرارة الشمسية، وهذا من بين الأسباب وراء ارتفاع درجات حرارة القطب الشمالي بمعدل أسرع مقارنة بأجزاء أخرى من العالم.

ولكن تقلص الثلوج والغطاء الجليدي ناتج في واقع الأمر عن ارتفاع درجات الحرارة، وهذا يعني أن تضاؤل الكم المنعكس من الإشعاع الشمسي لم يكن السبب الرئيسي لارتفاع حرارة الأرض، وإنما هو عبارة عن ردة فعل تعمل على تضخيم الارتفاع في درجات الحرارة.

لقد عمل البشر على تغيير درجة سطوع الأرض -كما يُرى من الفضاء- بطرق أكثر مباشرة. ولكن تحويل الغابات إلى أراض زراعية (وهي أكثر سطوعاً) وإضافة جزيئات الدخان الضبابي إلى الغلاف الجوي (تعكس ضوء الشمس) من الأسباب التي أدت إلى زيادة قدرة الأرض على عكس الإشعاع الشمسي، وهو ما يميل إلى معادلة بعض الاحترار العالمي الذي كان ليحدث لولا ذلك.

وهذا يتركنا مع الجزء الثاني من ميزانية حرارة الكوكب: إفلات الحرارة الإشعاعية إلى الفضاء. وهذا من الممكن أن يتغير بإضافة غازات تعمل على حبس الحرارة في الغلاف الجوي ـ والتي يُطلق عليها غازات الانحباس الحرارية، والتي تمتص الإشعاع الطويل الموجة أثناء خروجه إلى الفضاء ثم تعيد بعضه نحو سطح الأرض.

كانت أهمية "تأثير الانحباس الحراري" معروفة في العلم منذ القرن التاسع عشر، عندما صاغ جوزيف فورييه هذا المصطلح. ولعل أحداً لم يصفه بقدر أعظم من الوضوح من وصف الفيزيائي البريطاني جون تيندال له، وهو العالم الذي كان أول من يقيس التأثير في مختبره في العام 1859 لعدد من الغازات، بما في ذلك ثاني أكسيد الكربون. ولقد كتب في أبحاثه: "إن الغلاف الجوي يسمح بدخول الحرارة الشمسية، ولكنه يضبط خروجها؛ ونتيجة لهذا ينشأ الميل إلى تراكم الحرارة على سطح الكوكب".

ونحن نعرف من القياسات أن غازات الانحباس الحراري تتراكم في الغلاف الجوي. فقد أصبحت مستويات غاز ثاني أكسيد الكربون أعلى بمقدار الثلث مقارنة بأي وقت مضى طيلة المليون سنة الفائتة، وذلك نتيجة للانبعاثات الناتجة عن الأنشطة الصناعية التي يزاولها البشر. ونستطيع أن نحسب إلى أي حد تسبب هذا في تغير التوازن الحراري لكوكب الأرض. وسوف يتبين لنا أنها الكمية الكافية لتفسير الانحباس الحراري المرصود. وهذا واحد من أسباب عديدة تجعل من النادر أن نجد أي عالم مناخ جاد يشكك في تسبب غازات الانحباس الحراري في الاحترار العالمي.

والواقع أن هذا الاحترار كان متوقعاً قبل أن يتم رصده. فذلك أن الارتفاع في مستويات غاز ثاني أكسيد الكربون كان معروفاً منذ ستينيات القرن العشرين. وفي العام 1975 نشر عالم المناخ الأمريكي والاس بروكر بحثاً في مجلة العلوم تحت عنوان "هل نحن على مشارف احترار عالمي؟". وفي بحثه تكهن بشكل صحيح بأن ميل المناخ إلى البرودة في ذلك الوقت سوف ينتهي في غضون عشرة أعوام أو ما إلى ذلك ليفسح الطريق أمام احترار ناتج عن ثاني أكسيد الكربون، وبأن ثاني أكسيد الكربون سوف يتسبب في دفع درجات حرارة الكوكب الأساسية إلى مستويات من الارتفاع لم يسبق لها مثيل طيلة الأعوام الألف الفائتة. كما توقع أن يبلغ مجموع ارتفاع الحرارة على مدى القرن العشرين 0,8 درجة مئوية. وكان مصيباً في كل توقعاته.

العديد من الناس يعارضون علوم الانحباس الحراري العالمي. ولكن قوانين الفيزياء لا تستسلم للمعارضة: فعلى مدى السنوات الخمس والثلاثين الفائتة، أصبح الاحترار العالمي واضحاً وبات بوسع العلم أن يتوقعه. ولسوف أستمر على الأرجح في توقع ارتفاع درجات الحرارة العالمية إلى أن يتوقف هذا الاتجاه من خلال خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.

أستاذ فيزياء المحيطات بجامعة بوتسدام ورئيس قسم لدى معهد بوتسدام لبحوث التأثيرات المناخية. وأحدث مؤلفاته كتاب بعنوان "أزمة المناخ".

ترجمة: هند علي