يُعرف الاحتباس الحراري بأنه: الزيادة السريعة غير المعتادة في متوسط درجة حرارة سطح الأرض خلال القرن الماضي ويرجع ذلك أساسًا إلى غازات الاحتباس الحراري التي يطلقها الأشخاص الذين يحرقون الوقود الأحفوري، حيث ارتفع المتوسط العالمي لدرجة حرارة السطح عن معدله الطبيعي.
على مدار الخمسين عامًا الماضية زاد متوسط درجة الحرارة العالمية بأسرع معدل في التاريخ المسجل ويرى الخبراء أن الاتجاه يتسارع بشكلٍ ملحوظ.
يحدث الاحتباس الحراري عندما يتجمع ثاني أكسيد الكربون(CO2) وملوثات الهواء الأخرى وغازات الدفيئة في الغلاف الجوي ويمتص أشعة الشمس والإشعاع الشمسي الذي ارتد عن سطح الأرض، عادة سوف يهرب هذا الإشعاع إلى الفضاء الذي يمكن أن يستمر لسنوات أو إلى قرون في الغلاف الجوي حيث تحبس الحرارة وتتسبب في ارتفاع حرارة الكوكب.
يتم الحفاظ على متوسط درجة حرارة سطح الأرض من خلال توازن بين مختلف أشكال الإشعاع الشمسي والأرضي، غالبًا ما يطلق على الإشعاع الشمسي إشعاع “الموجة القصيرة”؛ لأن ترددات الإشعاع عالية نسبيًا وأطوال الموجات قصيرة نسبيًا، من ناحية أخرى غالبًا ما يطلق على الإشعاع الأرضي إشعاع “الموجة الطويلة”؛ لأن الترددات منخفضة نسبيًا وأطوال الموجات طويلة نسبيًا.
عادةً ما يتم قياس الطاقة الشمسية المتحركة لأسفل بالواط لكل متر مربع، حيث تبلغ طاقة إجمالي الإشعاع الشمسي الوارد في الجزء العلوي من الغلاف الجوي للأرض(ما يسمى “الثابت الشمسي”) حوالي 1366 واط لكل متر مربع سنويًا، بالتكيف مع حقيقة أن نصف سطح الكوكب فقط يتلقى الإشعاع الشمسي في أي وقت معين فإن متوسط التشمس السطحي هو 342 واط لكل متر مربع سنويًا.
كمية الإشعاع الشمسي التي يمتصها سطح الأرض ليست سوى جزء صغير من إجمالي الإشعاع الشمسي الذي يدخل الغلاف الجوي، لكل 100 وحدة من الإشعاع الشمسي الوارد تنعكس حوالي 30 وحدة إلى الفضاء إما عن طريق السحب أو الغلاف الجوي أو المناطق العاكسة لسطح الأرض، يُشار إلى هذه القدرة الانعكاسية باسم البياض الكوكبي للأرض ولا يلزم أن تظل ثابتة بمرور الوقت، حيث يمكن أن يتغير المدى المكاني وتوزيع التكوينات العاكسة مثل السحب والغطاء الجليدي.
قد يمتص الغلاف الجوي أو الغيوم أو السطح 70 وحدة من الإشعاع الشمسي التي لا تنعكس في حالة عدم وجود المزيد من التعقيدات، من أجل الحفاظ على التوازن الديناميكي الحراري يجب أن يشع سطح الأرض والغلاف الجوي نفس هذه الوحدات السبعين إلى الفضاء، حيث ترتبط درجة حرارة سطح الأرض (ودرجة حرارة الطبقة السفلية من الغلاف الجوي الملامسة للسطح بشكل أساسي) بحجم هذا الانبعاث للإشعاع الصادر وفقًا لقانون ستيفان بولتزمان.
تزداد تعقيد ميزانية طاقة الأرض من خلال تأثير الاحتباس الحراري، الغازات الزهيدة ذات الخصائص الكيميائية المعينة، وما يسمى بغازات الدفيئة بشكل رئيسي ثاني أكسيد الكربون (CO2) والميثان (CH4) وأكسيد النيتروز (N2O)، حيث تمتص بعض الأشعة تحت الحمراء التي ينتجها سطح الأرض وبسبب هذا الامتصاص فإن جزءًا صغيرًا من وحدات 70 الأصلية لا يهرب مباشرة إلى الفضاء؛ نظرًا لأن غازات الاحتباس الحراري تنبعث منها نفس كمية الإشعاع التي تمتصها ولأن هذا الإشعاع ينبعث بالتساوي في جميع الاتجاهات (أي إلى الأسفل مثل الأعلى) فإن التأثير الصافي للامتصاص بغازات الدفيئة هو زيادة إجمالي كمية الإشعاع المنبعث إلى الأسفل نحو سطح الأرض والجو السفلي.
للحفاظ على التوازن يجب أن ينبعث سطح الأرض والجو السفلي من الإشعاع أكثر من الوحدات السبعين الأصلية، وبالتالي يجب أن تكون درجة حرارة السطح أعلى، هذه العملية ليست هي نفسها تمامًا تلك التي تحكم الدفيئة الحقيقية ولكن التأثير النهائي مشابه، يؤدي وجود غازات الدفيئة في الغلاف الجوي إلى ارتفاع درجة حرارة السطح والجزء السفلي من الغلاف الجوي (والتبريد العالي في الغلاف الجوي) مقارنة بما هو متوقع في غياب غازات الدفيئة.
من الضروري التمييز بين تأثير الاحتباس الحراري “الطبيعي” أو “الخلفية” عن تأثير الاحتباس الحراري “المعزز” المرتبط بالنشاط البشري، يرتبط تأثير الاحتباس الحراري الطبيعي بخصائص الاحترار السطحي للمكونات الطبيعية للغلاف الجوي للأرض وخاصة بخار الماء وثاني أكسيد الكربون والميثان.
يتم قبول وجود هذا التأثير من قبل جميع العلماء، في الواقع في حالة غيابه سيكون متوسط درجة حرارة الأرض حوالي 33 درجة مئوية (59 درجة فهرنهايت) أبرد مما هو عليه اليوم وستكون الأرض كوكبًا متجمدًا وغير صالح للسكن، ما كان موضع جدل هو ما يسمى تأثير الاحتباس الحراري المعزز والذي يرتبط بزيادة تركيزات غازات الدفيئة الناتجة عن النشاط البشري، على وجه الخصوص يحرق حرق الوقود الأحفوري تركيزات الغازات الدفيئة في الغلاف الجوي وهذه التركيزات الأعلى لديها القدرة على تدفئة الغلاف الجوي بعدة درجات.
في بعض دول العالم يعد حرق الوقود الأحفوري لإنتاج الكهرباء هو أكبر مصدر للتلوث الناجم عن الحرارة، حيث ينتج حوالي ملياري طن من ثاني أكسيد الكربون كل عام، محطات الطاقة التي تعمل بحرق الفحم هي إلى حد بعيد أكبر ملوث ويعد قطاع النقل ثاني أكبر مصدر لتلوث الكربون في البلاد حيث ينتج حوالي 1.7 مليار طن من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون سنويًا.
يتطلب الحد من تغير المناخ الخطير تخفيضات عميقة جدًا في الانبعاثات فضلاً عن استخدام بدائل للوقود الأحفوري في جميع أنحاء العالم، الخبر السار هو أننا بدأنا تحولًا: فقد انخفضت انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في بعض دول العالم بالفعل من عام 2005 إلى عام 2014 ويرجع الفضل في ذلك جزئيًا إلى التكنولوجيا الجديدة الموفرة للطاقة واستخدام الوقود الأنظف ويواصل العلماء تطوير طرق جديدة لتحديث محطات الطاقة وتوليد كهرباء أنظف وحرق كمية أقل من البنزين أثناء القيادة ويتمثل التحدي في التأكد من استخدام هذه الحلول واعتمادها على نطاق واسع.
أثر النشاط البشري على درجات الحرارة السطحية العالمية من خلال تغيير التوازن الإشعاعي الذي يحكم الأرض على نطاقات زمنية مختلفة وعلى نطاقات مكانية مختلفة، التأثير الأكثر عمقا وشهرة هو ارتفاع تركيزات غازات الدفيئة في الغلاف الجوي، حيث يؤثر البشر أيضًا على المناخ من خلال تغيير تركيزات الهباء الجوي والأوزون وتعديل الغطاء الأرضي لسطح الأرض.
تساهم الأنشطة البشرية في تغير المناخ عن طريق تسبب التغيرات في الغلاف الجوي للأرض في كميات غازات الدفيئة والجسيمات الصغيرة والغيوم، أكبر سبب يعمل على تغير المناخ يأتي من حرق الوقود الأحفوري الذي ينطلق منه غاز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي فتؤثر غازات الدفيئة والجسميات الصغيرة على المناخ من خلال تغيير الإشعاع الشمسي الوارد والأشعة تحت الحمراء (الحرارية) الصادرة التي تشكل جزءًا من طاقة الأرض توازن.
العربية
