نشر توسط:دکتر محمدصالح گرامی درباره : اقلیم شناسی , منابع و مسائل آب , دانشجویان , استادان ,
Views 1743 تاریخ : چهارشنبه 23 شهریور 1390 نظرات (3)

اقیانوسها، % ۷۱ از سطح زمین را پوشانده اند، که این میزان حدود % ۹۷ از آبهای جهان را تشکیل می دهد، این آبها انواع گونه های دریایی را در خود جای داده اند و به روش های گوناگون شامل چرخه های گرمایی مشهور به رسانگرهای بزرگ اقیانوسی، در تنظیم آب و هوای سیاره نقش دارند.

اگر در مورد جهان و این چرخه وارونه فکر کنید، آسان ترین کار این است که از بخش شمالی اقیانوس اطلس در نزدیکی گرینلند و ایسلند آغاز نمایید. در آنجا سطح آب کاهش می یابد و  آبها از طریق اقیانوس اطلس به سمت جنوب سرازیر می شود و در نهایت به اقیانوس جنوبی می رسد...

سپس جریان های بسیار قوی در اقیانوس جنوبی آب را مجدداً توزیع می کند، و آن را به سراسر جهان از جمله به قطب جنوب می رساند. سپس این آب از هندوستان و اقیانوس آرام می گذرد و در نهایت به اقیانوس جنوبی باز می گردد و به تدریج گرم می شود و مجدداً سبکتر می شود. و بعد مجدداً از طریق اقیانوس آرام به بخشهای بالایی اقیانوس می آید، و چرخه حرکتی آن بسته می شود

اقیانوس ها با جذب گرما، به پایداری دمای زمین کمک می کنند و ظرفیت جذب گرمای آنها هزار برابر بیشتر از   اتمسفر است.

جریان های حرارتی مقدار زیادی از گرمای مناطق کم ارتفاع اقیانوس اطلس در نزدیکی استوا را به مناطق مرتفعی  در نزدیکی قطب شمال در اقیانوس اطلس منتقل می کند. کل سیستم آب و هوایی با اقداماتی که در این چرخه های حرارتی روی می دهد، سازگار است.

اقیانوس ها به این خاطر بر شرایط اقلیمی تأثیر بسیار دارند که مقدار زیادی از گرما و دی اکسید کربن را ذخیره میکنند. لذا چندین متر از آبهای سطح اقیانوس می تواند بیشتر از کل اتمسفر، به جذب گرما بپردازد. لذا وقتی در مورد گرمایش جهانی در ۵۰ سال گذشته حرف می زنیم، در واقع در مورد گرم شدن اقیانوسها سخن می گوییم. زیرا حدود ۸۰ یا ۹۰ درصد از گرمای زمین که در طول ۵۰ سال گذشته، توسط سیستم زمین ذخیره شده، به اقیانوسها رفته است و لذا اقیانوسها بر شرایط اقلیمی تأثیر دارند و این یعنی بررسی اقیانوس روشی مهم برای بررسی تغییرات اقلیمی است، زیرا گرما در اقیانوسها ذخیره می شود.

دانشمندان برآورد می کنند که در حال حاضر، اقیانوسها یک سوم تا % ۴۰ از  دی اکسید کربن ناشی از فعالیت های انسان را جذب می کنند.

تحقیقات اخیر از دکتر جفری پارک از مؤسسه تحقیقات بیوسفری در دانشگاه ییل آمریکا، چنین نتیجه می گیرد که  در دهه های اخیر، در ظرفیت جذب اقیانوسها تغییراتی روی داده که این امر به علت گرم شدن آنها بوده است. اگر اقیانوس ها به عنوان جایی برای ذخیره کربن نباشند، سطح دی اکسید کربن در اتمسفر بسیار بالاتر از میزان کنونی آن، ۳۹۲ واحد در هر میلیون می رسد، و شاید به میزان خطرناک ۵۰۰ – ۶۰۰ واحد در میلیون نیز برسد.

از دیگر جنبه های مهم در این زمینه این است که اقیانوس ها مقدار زیادی از دی اکسید کربنی که با سوزاندن سوخت های فسیلی و پاکسازی زمین ها به اتمسفر زمین وارد می کنیم را جذب می کنند و یک سوم از این آلاینده ها وارد اقیانوس می شود. اگر اقیانوس، آن مقدار دی اکسید کربن را جذب کند، روند تغییرات اقلیمی کند می شود. اقیانوس ها به کاهش یا متعادل ساختن تغییرات اقلیمی کمک می کنند و اگر نباشند همه دی اکسید کربن  در اتمسفر می ماند.

اگر این چرخه های حرارتی به خاطر تغییرات اقلیمی، بسیار کند و یا متوقف شوند، چه چیزی روی می دهد؟

پروفسور لاورمان بر این باور است که چنین رویدادی می تواند در سیستم اقلیمی سیاره، ناپایداری ایجاد کند، و سطح اقیانوسهای جهان را ۱۰ تا ۲۰ برابر میزان کنونی افزایش دهد.

اگر در اثر ذوب یخ های گرینلند یا سرازیر شدن آب بیشتر رودها به اقیانوس، مثلاً از رودهای سیبری که به سوی قطب شمال جاری اند و در نهایت نیز به اقیانوس اطلس شمالی می ریزند، آب اقیانوس افزایش یابد، و یا در اثر تغییر در الگوهای بارندگی در اقیانوس اطلس، آب اقیانوس اطلس به اندازه ای افزایش دهد که دیگر آب آن کاهش نیابد،   آنگاه این چرخه های حرارتی مختل و بلکه متوقف می شوند. اگر از نظر تغییرات اقلیمی قضیه را بررسی کنید، در اثر این امر، دمای اقیانوس اطلس شمالی بیش از ۸ درجه کاهش می یابد. که به نظر می رسد با گرمایش جهانی، متناقض است. اما اینطور نیست زیرا این کاهش دما تنها سازماندهی مجدد گرماست. لذا وقتی اقیانوس جنوبی گرمتر می شود، کل نیمکره جنوبی گرمتر می شود، در حالیکه اقیانوس اطلس شمالی سردتر می شود.   و مشکل اینجاست که این روند بر کشاورزی اروپا، اکوسیستم ها و  پوشش یخی قطب شمال به شدت تأثیر دارد و با این چرخه های حرارتی، گرمای زیادی تولید می شود، که برای کل سیستم تغییرات اقلیمی مزاحمت ایجاد می کند و این به معنای ۲ چیز است: گرمایش جهانی می تواند در این دوره، افزایش یابد و یا به کندی شتاب گیرد. که به این ترتیب جذب دی اکسید کربن کمتر می شود و گرمایش جهانی نیز  افزایش پیدا می کند. آنگاه الگوهای بارندگی در استوا نیز تغییر می کند. در حال حاضر، الگوهای بارندگی که در استوا وجود دارد، به خاطر انتقال گرما به شمال، در اقیانوس اطلس تغییر کرده، زیرا این الگوهای بارندگی خواستار پیروی از الگوهای ناحیه استوا نیست، بلکه مطابق با گرمترین مناطق استوا به پیش می رود.

اخیراً دانشمندان به کشف جریان های پرسرعت در عمق اقیانوس قطب جنوب پی برده اند که سالانه مقدار زیادی آب را جابجا می کند، و از اجزای اصلی رسانگر بزرگ اقیانوسی است.

بخش مهمی از این چرخه های وارونه، جریان های قوی و  عمیقی هستند که اغلب در بخش غربی خلیج های اقیانوسی مشاهده می کنیم. این چرخه ها به خوبی در اقیانوس اطلس، مورد بررسی قرار گرفته اند، اما در در اقیانوس جنوبی، اطلاعات زیادی از آنها نداریم. در اقیانوس هند، از اقیانوس جنوبی یک فلات بزرگ زیردریایی به طول بیش از ۲ هزار کیلومتر وجود دارد. ما انتظار داشتیم که در اطراف این فلات، جریان هایی وجود داشته باشد، اما هیچکس آنها را اندازه گیری نکرده بود. لذا ما نمی دانستیم که این جریان ها چقدر قوی بودند و آیا بخش مهمی از   چرخه وارونه بودند یا نه.

چند سال پیش، در آزمایشی مشترک با همکاری دانشمندان ژاپنی و استرالیایی، در دو سوی این فلات ابزاری قرار دادند که جریان های عمیق اقیانوسی را اندازه گیری کردند. و آنچه یافتند، موجب شگفتی آنها شد. اولین امر شگفت انگیز  این بود که این جریانهای اقیانوسی نسبتاً شدید بودند؛ و سرعت متوسط آنها در طول ۲ سال حدود ۲۰ سانتی متر در هر ثانیه در عمق ۴ هزار متری بود. ۲۰ سانتی متر در هر ثانیه خیلی زیاد به نظر نمی رسد، اما برای عمق اقیانوس بسیار غیرمعمول است. در واقع این جریان ها قوی ترین و سریعترین جریان های عمق اقیانوس هستند، که در اقیانوس اندازه گرفته اند. عمق آب در این مکانها ۴ هزار متر زیر سطح دریا بود، و آب در کف دریا جریان داشت. اما به خاطر ستون های آبی به اندازه چند هزار متر بالا می آمد. لذا با اینکه این جریان ها در کف اقیانوس هستند، اما نسبتاً باریک می باشند. و تنها ۵۰ کیلومتر وسعت دارند. لذا با استفاده از این برآوردها در مورد سرعت این جریان ها و نیز دما و میزان نمک آبها توانستند مقدار آبی که به سمت شمال حرکت می کند را مستقل از قطب جنوب و در آبهای عمیق محاسبه کنند. و دریافتند که میزان آن ۱۰ میلیون تن متری در ثانیه است. این میزان بسیار زیاد است، طوریکه موجب حیرت تان می شود. اگر جریان همه رودهای جهان را به آن بیفزاییم، این میزان به یک میلیون تن متری در ثانیه می رسد. رود عمیق آب سرد که از قطب جنوب جاری است، ۱۰ برابر اندازه ترکیب   همه رودهای جهان می باشد. و لذا در می یابیم که این رود نیز شاخه ای مهم از چرخه های وارونه است، و این یکی از جنبه های جریان های اقیانوسی است که باید آن را درک کنیم تا بتوانیم دریابیم که در آینده، تغییرات اقلیمی به چه صورتی در خواهد آمد.

در اقیانس های نیمکره جنوبی نیز تحقیقاتی انجام شده و  آن تحقیقات با اقیانوس های نیم کره شمالی مقایسه گردیده. در طول سالها، برآوردها در مورد جریان های اقیانوس جنوبی به خاطر استفاده از سیستم های ماهواره ای ابداعی بهبود یافته است.

لذا آنچه در چند سال اخیر تغییر کرده، بیش از هر چیز استفاده از دستگاه های ماهواره ای بهتر بوده است. ما هم اینک ماهواره هایی داریم که می توانند افزایش سطح آب دریا به اندازه ۱ تا ۲ میلی متر را نیز اندازه گیری نمایند. ما هم اینک می توانیم جریان های اقیانوسی را از فضا مورد بررسی قرار دهیم، چیزی که قبلاً امکان انجام آن وجود نداشت. این سیستم ها شبیه به سرعت سنج هایی است که پلیس در اتوبان ها به کار می برد تا سرعت شما را  اندازه بگیرد. این دستگاه ها با ارسال پاسل رادار از ماهواره، سطح اقیانوس را اندازه می گیرد و به ماهواره باز می گردد.

"آرگو" یک ابزار رباتیک که اطلاعات لازم در مورد موقعیت جریان های اقیانوسی را جمع آوری می کند، یک پروژه بین المللی مشترک است که در آن ۲۳ کشور با ارائه دستگاه ها و دیگر کمک ها، در اجرای آن شرکت دارند.

این یک دستگاه است که در عمق ۱یا ۲ هزار متری، با جریان آبها حرکت می کند. این دستگاه توسط جریانها حمل می شود و هر ۱۰ روز یک بالون کوچک را که بخشی از آن است، باد می کند و به این شکل  خاصیت شناوری اش فرق می کند. و به این شکل این دستگاه در ستون آبی کمی بالاتر می آید و از عمق ۲ هزار متری به سطح می آید. این دستگاه میتواند دما، میزان نمک و سطح اکسیژن آب را اندازه بگیرد. وقتی این دستگاه به سطح می رسد، می تواند اطلاعات را از طریق ماهواره به ما برساند، و دوباره به عمق رود و ده روز دیگر در آنجا بماند. اینک بیش از ۳ هزار نمونه از این دستگاه ها، در اقیانوس های جهان استفاده می شوند.

از جمله اثرات عمدۀ افزایش سطح دریاها، گسترش حرارتی آب دریا و ذوب پوشش های یخی و یخرودها به خاطر گرمایش جهانی است.

ما با افزایش دما برای سیستم اقلیمی مزاحمت ایجاد کرده ایم و هر چقدر دما افزایش یابد، مشکلات بیشتری ایجاد می شود و لذا خطر افزایش می یابد. با گرم شدن هوا، سطح آب دریا افزایش می یابد.

این گرما تا چه اندازه بر دریا اثر دارد و تا چه حد گسترش می یابد؟ ما بازخوردهای متعددی داریم که اکنون در حال مطرح کردن آنها هستیم، هم  بازخورد آب شدن یخ و هم آب شدن یخ دریایی قطب شمال که منجر به گرمتر شدن اقیانوس و تغییر در آب و هوای قطبی می شود. شتاب یخچال ها به نظر می آید که بوسیله وجود کمی یخ آب شده تسریع می شود که منجر به بالا آمدن بیشتر سطح دریا می شود.

بسیاری از دانشمندان بیان داشته اند که میزان برآورد شده برای افزایش سطح دریا در ۴ امین گزارش هیئت بین دولتی تغییرات اقلیمی در سال ۲۰۰۷، بسیار پایین بوده و پیش بینی های بعدی به وجود خطر برای مناطق کم ارتفاع اشاره دارد. این گروه در آخرین برآورد، از چندین مدل اقلیمی استفاده کرد، اما همه این مدل ها ناموفق بودند، یا بسیار محتاطانه، و نمی توانستند تغییرات سالهای اخیر در زمینه افزایش سطح دریا را پیش بینی کنند. سطح دریا بسیار سریعتر از مدلهایی که در مورد ذوب یخ های قطب در تابستان سخن می گوید، در حال افزایش است. یخ های موجود در قطب در فصل تابستان، در این سالها از پیش بینی های این مدل ها بسیار کمتر شده است.

یکی از نویسندگان اصلی گزارش بعدی هیئت بین دولتی تغییرات اقلیمی در مورد این بخش ویژه تغییرات در سطح دریا، دکتر "لورمن" هستند. در این گزارش سعی شده در این زمینه، تحقیقات کافی به عمل آید. بر اساس این گزارش، در قرن آینده، سطح آب دریا در جهان بین ۲۰ تا ۶۰ سانتی متر افزایش می یابد. در قرن اخیر، بین ۱۵ تا ۲۰ سانتی متر افزایش سطح داشته ایم. در قرن گذشته، میزان متوسط افزایش سطح دریا سالانه، ۱٫۷ میلی متر بوده است. میزان متوسط کنونی سالانه ۳٫۱ میلی متر است. با گرم تر شدن سیاره و ذوب یخ ها و پوشش های یخی، بر اساس پیش بینی تیم علمی از فنلاند، میزان متوسط افزایش سطح دریا در سراسر جهان، تا اواخر قرن، بین ۰٫۸ تا ۱٫۵ متر افزایش خواهد داشت. بسیاری از شهرهای بزرگ در سراسر جهان نظیر نیویورک، آمریکا، حدود یک متر، بالاتر از سطح دریا هستند. در عصر یخی گذشته، سطح آب دریا، ۱۲۰ تا ۱۳۰ متر  کمتر از امروزه بود. لذا وقتی می شنوید که در قرن گذشته، ۱۵ تا ۲۰ سانتی متر در هوای دریا تغییر ایجاد شده، فکر نکنید که ما فقط در مورد تغییرات سانتی متری صحبت می کنیم، و این ها زیاد نیستند. این تغییرات بسیار زیاد است.

ذوب یخها در گرینلند، بسیار مهم است. ضخامت پوشش یخی گرینلند ۳ هزار متر است و امروزه بحرانی ترین افزایش سطح دریا، در گرینلند روی می دهد.

آخرین دوره ای که جهان گرمتر از دوران کنونی بود، ۱۲۵ هزار سال پیش بود، دوره ای که زمین شناسان به عنوان آخرین دوره ی "میان یخبندان" از آن یاد می کنند. در این دوره، صفحات یخی گرینلند به طور قابل ملاحظه ای کاهش یافت، زیرا در آن زمان پوشش گیاهی گرینلند با امروزه متفاوت بود. لذا این بدان معناست که قسمت زیادی از بخش جنوبی صفحه یخی، ذوب شده بود. البته هنوز در بخش شمالی جزیره، صفحه یخی قطوری وجود داشت. و در این دوره، سطح دریا ۴ متر  بالاتر از دوران امروزی بود. حداقل ۴ متر بود. شاید بیشتر از ۴ متر بوده، اما این تخمین بسیار محتاطانه ای است. بدان معنا که ما هم اینک روندی را آغاز کرده ایم که به ذوب سریع این صفحه یخی می انجامد و دلیل آن، چیزی نیست جز گرمایش جهانی که به افزایش سطح دریا چندین متر بیش از دوران کنونی نیز می انجامد. در مورد سرعت ذوب یخها روند، بسیار شتابان است. در این قرن، شاهد افزایش سریع  آبهای سطح دریا هستیم و این بدان معناست که یک، دو یا سه نسل از ما در معرض خطر قرار دارند.  میزان افزایش سطح دریا شاید آنقدر سریع شود که شرایط را بسیار بحرانی سازد، تا دیگر در بسیاری از کشورها در سراسر جهان، امکان حل مشکلات وجود نداشته باشد. به عنوان مثال در بنگلادش. 

قطب جنوب با توجه به گرمایش جهانی منطقه بشدت مهمی است.

اخیراً یک تحقیق از دانشگاه تورنتو، کانادا پیدا کرده است که اگر خردشدن صفحه ی یخی غرب قطب جنوب  طی تغییرات آب و هوایی به صورت کامل اتفاق بیافتد، وزن خالص آن سطح می تواند باعث جابجایی محور گردش زمین به اندازۀ ۵۰۰ متر گردد. دانشمندان همچنین نتیجه گرفته اند که چنین رویدادی موجب بالارفتن جهانی سطح آب دریا به صورت متغییر خواهد بود و در خط ساحلی شمال آمریکا با ۶ متر افزایش آب دیده خواهد شد و در مورد بقیه دنیا در حدود ۵ متر دیده می شود. در واقع صفحه یخی غرب اقیانوس اطلس در طول ۵ میلیون سال گذشته چندین بار فرو پاشیده است. وقتی در گذشته این امر روی می داد، به خاطر ذوب این صفحه، سطح آب دریا ۳٫۵ متر افزایش می یافت و ۳٫۵ متر هم در اثر ذوب صفحه یخی شرق اطلس افزایش روی می داد. لذا روی هم رفته ۷ متر افزایش سطح داشتیم.

 گرینلند و قطب جنوب هر کدام احتمالاً برای حدوداً ۲۵ درصد از همۀ افزایش سطح دریا مسئول باشند و میزان بالا آمدن سطح دریا از ۲۰ یا ۳۰ سال پیش در حال افزایش بوده است. قبل از سال ۱۹۹۰، میزان بالا آمدن سطح دریا چیزی بین یک یا دو میلی متر در سال بود. اکنون کل میزان بالا آمدن سطح دریا بین دو یا سه میلیمتر  در سال است و  ما در حال شروع این روند گرمایشی هستیم. مشکل اینجاست که گرینلند و قطب جنوب توانایی افزودن هر چه بیشتر یخ به اقیانوس را دارند که این باعث افزایش سریع میزان بالا آمدن سطح دریا خواهد شد. گرم شدن اقیانوسها با گرمایش جو زمین افزایش خواهد یافت اما نه به اندازه ای که گرینلند و قطب جنوب بتوانند به اقیانوسها   بیشتر یخ وارد کنند. بنابراین در آینده، بالا آمدن بیشتر و بیشتر سطح دریا از صفحات یخی وابسته به افزایش دمایی اقیانوسها رخ خواهد داد.  

چه کشورهایی بیشتر از همه تحت تأثیر افزایش سطح دریا قرار خواهند گرفت؟

چندین کشور جزیره ای نظیر مالدیو، کیریباتی و توالا در معرض این خطر هستند که به زودی ناپدید گردند. رئیس جمهور مالدیو، عالیجناب محمد ناشید، به خاطر پیش بینی ها در این رابطه، در جستجوی جایی است که مردم را به آنجا انتقال دهد. پروفسور لورمن در مورد پیامدهای این امر برای اروپا و آمریکای شمالی به تحقیقاتی پرداخته است: "ما شاهد افزایش سطح آب در سواحل آمریکا و اروپا بوده ایم. بیشترین افزایش  در ساحل گرینلند بوده است. در آن منطقه، جوامعی در حال زندگی اند و لذا این موضوع دارای اهمیت است، و  مناطق پرجمعیت فلوریدا، یا کل ناحیه ساحلی آمریکا، و سواحل اروپا نیز در معرض این خطرات هستند. اخیراً محققان آمریکایی کار نسبتاً متفاوتی انجام داده اند؛ آنها گرمایش جهانی را با ضعیف شدن چرخه های حرارتی زمین ارتباط داده اند و دریافتند که سواحل آمریکا به شدت تحت تأثیر این چرخه هاست. لذا در مورد برخی مناطق نگرانی هایی وجود دارد. مثل ساحل شرقی آمریکا و کانادا و سواحل اروپا.

http://www.geo.utexas.edu/courses/302c/role_of_oceans.htm

http://www.aad.gov.au/MediaLibrary/asset/MediaItems/ml_375806139699074_3.pdf   

http://www.physorg.com/news178293345.html

http://www.theaustralian.com.au/news/health-science/huge-ocean-current-found-circling-antarctica/story-e6frg8y6-1225858463453 

http://w3.jcommops.org/FTPRoot/Argo/Doc/Argo_new_brochure.pdf

http://www.climate.org/topics/sea-level/index.html

http://nsidc.org/arcticseaicenews/index.html

http://www.unep.org/geo/geo_ice/PDF/full_report_LowRes.pdf

www.Professeurs.UQAM.ca

http://nsidc.org/gallery/coppermine/displayimage.php?album=42&pos=78

http://nsidc.org/

www.PIK-Potsdam.de

http://www.csiro.au/