همان‌‌گونه که این روزها نیاز فوری به اقدام درباره‌ی تغییرات اقلیمی به‌‌وضوح دیده می‌‌شود، ضروری است بدانیم اکنون سیاره‌‌ی ما در چه حال‌‌وروزی است و چه تغییراتی را در دهه‌‌های پیش‌‌ رو باید انتظار داشت. از بررسی ذوب یخسارهای قطب جنوب گرفته تا گرمایش اقیانوس‌‌ها، دانشمندان باجدیت می‌‌کوشند جزئیات دقیق‌‌تری درباره‌ی اقلیم جهان و اثرهای گرمایش زمین به‌‌دست بیاورند.

دانشمندان اقلیمی اکنون مطالعه‌‌ی تازه‌‌ای در پی گزارش پرسروصدای مجمع بین‌المللی تغییرات اقلیمی در سال گذشته‌‌ی میلادی منتشر کرده‌‌اند. آن‌ها به روش‌‌های اثرگذاری تغییرات اقلیمی بر رویدادهای شدید جوّی پرداخته‌‌اند؛ رویدادهایی نظیر طوفان فلورانس یا موج شدید گرما در اروپا. آن‌ها مدارکی دال بر سرعت ذوب یخ‌‌ها در گرینلند و نقاط جدید شروع ذوب در قطب جنوب و پسرفت فاجعه‌آمیز دریای منجمد قطب شمال جمع‌آوری کرده‌اند. آن‌ها همچنین تغییرات در جریان‌های عظیم اقیانوسی و الگوهای بزرگ جوّی را نیز بررسی کرده‌اند.

این پژوهش همچنان درحال‌انجام است. در این مطلب، قصد داریم نام برخی از چهره‌های تأثیرگذار و پروژه‌های پژوهشی مهم اقلیمی جریان‌ساز در سال ۲۰۱۹ را برای شما همراهان زومیت معرفی کنیم.

فردریک اوتو

اوتو، مدیرعامل مؤسسه‌‌ی تغییرات زیست‌‌محیطی در دانشگاه آکسفورد و نیز یکی از چهره‌های تأثیرگذار جهان در زمینه‌ی اسناد رویدادهای شدید جوّی است؛ علمی که اثرهای تغییرات اقلیمی بر رویدادهای شدید آب‌‌و‌‌هوایی نظیر گردبادها یا امواج شدید گرما بررسی می‌کند.

مؤسسه‌‌ی تغییرات زیست‌‌محیطی راهکار خاصی برای انجام این نوع پژوهش‌‌ها ارائه کرده که مجموعه‌‌ای از مدل‌های اقلیمی را شامل می‌شود. این راهکارها در مطالعات اسنادی متعددی استفاده شده‌اند. این گروه شریک اصلی گروه پژوهشی اسناد آب‌‌و‌‌هوایی جهان است که فعالیت خود را به بررسی تأثیر تغییرات اقلیمی بر رویدادهای شدید آب‌‌و‌‌هوایی معطوف کرده است.

از زمان انتشار اولین مطالعات اسنادی در پانزده سال پیش تاکنون، اسناد رویدادهای شدید جوّی یکی از ضریب‌های رشد سریع‌‌ را در میان دیگر رشته‌‌هاداشته است. به‌‌تازگی، دانشمندان توانسته‌‌اند طیف وسیعی از وقایع آب‌‌و‌‌هوایی را به تغییرات اقلیمی پیوند دهند؛ وقایعی نظیر گردبادهای ویرانگر هارو و ماریا و ایرما. آن‌ها همچنین گرمای شدید، سیل، خشک‌سالی و دیگر رویدادهای مختلف دنیا را به پدیده‌‌ی افزایش دما ربط داده‌‌اند.

اکنون اوتو و همکارانش قدمی فراتر گذاشته‌‌اند. آن‌ها موفق‌‌ شده‌‌اند روند انجام مطالعات اسنادی را سرعت دهند. خدمات آن‌‌ها درنهایت موجب می‌‌شود رویدادهای شدید آب‌‌و‌‌هوایی سریع‌تر ارزیابی شوند و ارتباط آن‌ها با موضوع تغییرات اقلیمی واضح‌‌تر شود. این فرایند به‌‌نوعی مشابه همان خدماتی خواهد بود که اکنون در حوزه‌‌ی پیش‌‌بینی وضع آب‌‌وهوا انجام می‌‌شود.

این تیم پیش‌‌تر نیز چندین مطالعه‌‌ی اسنادی را با همکاری اسناد آب‌‌و‌‌هوایی جهان منتشر کرده ‌است. این مطالعات ارزیابی سریع موج گرمای اروپا در تابستان سال گذشته را دربر داشتند. از دیدگاه این مطالعات، بخت وقوع این رویداد در اروپا به‌‌واسطه‌‌ی پدیده‌‌ی تغییرات اقلیمی به دوبرابر افزایش پیدا کرده است.

درحال‌حاضر، این عرصه یکی از حوزه‌های پویای علوم آب‌‌و‌‌هوا است و انتظار می‌‌رود در سال ۲۰۱۹ نیز، پیشرفت‌های بیشتری را برایش شاهد باشیم.

ائتلاف بین‌المللی درباره‌ی یخچال طبیعی دویتز

در اوایل سال ۲۰۱۸، بنیاد ملی علوم آمریکا و شورای ملی تحقیقات محیط‌‌زیست بریتانیا با هم­کاری یکدیگر یکی از بلندپروازانه‌­ترین پروژه‌های پژوهشی قطب جنوب را آغاز کردند. این همکاری درواقع به‌‌منزله‌‌ی مأموریتی مشترک با تمرکز روی بحران یخچال‌‌های طبیعی منطقه‌‌ی دویتز (Thwaites) در غرب جنوبگان خواهد بود.

دویتز منطقه‌‌ای به وسعت فلوریدا است که درحال‌حاضر، هرسال حدودا پنجاه میلیارد تُن یخ را ازدست می‌‌دهد. این نرخ خیره‌‌کننده نگرانی‌های عمده‌ای درباره‌ی احتمال ناپایداری و فروپاشی کامل این منطقه را در دهه‌‌های آینده در پی داشته است؛ اتفاقی که اگر بیفتد، تأثیر به‌‌سزایی در بالاآمدن سطح آب دریاهای جهان خواهد گذاشت.

چشم‌‌انداز فعلی این مأموریت مشترک، بررسی برخی از فرایندهای موثر بر وضعیت این یخچال طبیعی است. نقشه‌برداری از بستر سنگی زیر این یخچال و اندازه‌گیری تعاملات بین یخ و اقیانوس که تصور می‌‌شود در‌حال‌ذوب‌ یخچال از بالا به پایین است، بخشی از اقدامات پیش‌‌ رو محسوب می‌شود. این مأموریت با همکاری دَه‌ها پژوهشگر فعال در نُه پروژه‌‌ی علمی متفاوت در مؤسسات علمی این دو کشور در‌حال‌پیشرفت است.

این همکاری که از آوریل ۲۰۱۸ آغاز شده، قرار است تا سال ۲۰۲۰ تداوم یابد. افزون‌براین، انتظار می‌‌رود با به‌روزرسانی‌های تازه‌‌ای در سال جدید میلادی مواجه شود.

پروژه‌‌ی اسکوپکس (SCOPEX)

جهان به‌‌سرعت در‌حال نزدیک‌شدن به آستانه‌‌ی مجاز دمای تعریف‌‌شده در توافق‌‌‌نامه‌‌ی پاریس است و این قضیه باعث شده علم مهندسی زمین دوباره در کانون توجه‌‌ها قرار گیرد. دراین‌میان، یکی از مباحث مهم و درعین‌حال بحث‌برانگیز مطرح‌شده در این علم، طرح فرضی اسپری‌کردن ذرات معلق در اتمسفر با هدف بازتاب نور خورشید و خنک‌‌سازی زمین است. این سیستم مدیریت تابش خورشیدی یا به‌‌عبارتی Solar Geoengineering نامیده می‌‌شود.

درحال‌حاضر، این ایده فقط در قالب چند مدل توصیف شده است. هنوز عوارض جانبی چنین طرحی شامل اثرهای ناخواسته‌‌ی احتمالی آن بر لایه‌‌ی اُزُن و تغییر الگوهای آب‌‌و‌‌هوایی جهان کاملا نامشخص است. درنتیجه، برخی دانشمندان تمایل دارند آزمایش‌هایی واقعی را در ابعاد کوچک‌‌تر انجام دهند تا به درک بهتر آن‌‌ها درباره‌ی نحوه‌‌ی رفتار این ذرات معلق در اتمسفر کمک کند.

آزمایش اختلال کنترل‌شده‌ی استراتوسفری (SCoPEx) یکی از آزمایش‌های مهم‌‌ دردست اجرا است که آن را پژوهشگران دانشگاه هاروارد رهبری می‌‌کنند. فرانک کوچ، استاد مهندسی و علوم جوّی و دیوید کیث، استاد فیزیک کاربردی و جیمز اندرسون، استاد شیمی جوّ در این آزمایش مشارکت می‌کنند.

پروژه‌‌ی آن‌ها احتمالا اولین پروژه در نوع خود خواهد بود. پژوهشگران مشغول طراحی مجموعه‌ای از آزمایش‌ها در مقیاس کوچک هستند که طی آن‌ها از بالون برای آزاد‌‌کردن ذرات معلق در ارتفاعات بالای اتمسفر استفاده خواهد شد. در مرحله‌ی اول، احتمالا از ذرات آب به‌‌عنوان ذرات معلق استفاده‌‌ می‌شود و در مراحل بعدی نیز، از مواد دیگری بهره گرفته خواهد شد.

بنابر گفته‌‌ی پژوهشگران، این آزمایش‌ها در مقیاسی بسیار کوچک اجرا خواهند شد؛ بنابراین، هیچ‌‌کدام از خطرهای را دربر نخواهد داشت که برخی کارشناسان درباره‌اش نگران‌اند. با‌این‌حال، برنامه‌‌ریزی برای چنین آزمایش‌هایی باعث شده مباحثی درباره‌ی چگونگی طراحی روش‌‌های مدیریت تابش خورشیدی در آینده شکل گیرد. یکی از پرسش‌های مهم این است که چگونه جامعه‌‌ی بین‌‌المللی مقررات انجام چنین پروژه‌هایی را تنظیم خواهد کرد؟

هم‌اکنون آزمایش‌های اسکوپکس هنوز در مرحله‌ی طراحی هستند؛ اما احتمال می‌‌رود در سال ۲۰۱۹ به بهره‌‌برداری برسند.

نظریه‌‌ی اثرهای تشدیدشده‌‌ی گرمایش قطبی

در سال‌های اخیر، برخی دانشمندان ایده‌‌ی جالبی مطرح کرده‌‌اند که می‌‌گوید نرخ شدید گرمایش در قطب‌‌ها، ممکن است بر الگوهای آب‌‌و‌‌هوایی دیگر نقاط جهان تأثیر بگذارد.

این نظریه می‌‌گوید در شرایطی که قطب شمال با سرعتی دوبرابر درمقایسه‌با بقیه‌‌ی جهان در‌حال‌گرم‌‌شدن است، شیب دمایی میان خط استوا و عرض‌های جغرافیایی بالاتر تغییر خواهد کرد. این امر ممکن است جریان‌‌های هوایی را در سراسر جهان دستخوش تغییر کند. این تغییرات حتی ممکن است جریان‌های بزرگ هوایی مانند جریان جت‌‌استریم را شامل شود که مسئول تنظیم الگوهای آب‌‌وهوایی در اروپا و آمریکا و جاهای دیگر است. برخی کارشناسان بر این باورند که گرمایش قطب شمال ممکن است مسئول افزایش تعداد طوفان‌های شدید رخ‌‌داده در آمریکا یا بُروز زمستان‌‌های بسیار سرد سیبری باشد.

باوجوداین، بحث‌‌های بسیاری بر سر درستی این ایده در میان دانشمندان اقلیمی شده است. مشاهده‌ها نشان می‌دهند ممکن است رابطه‌ای میان گرم‌‌شدن هوای قطب شمال و شرایط آب‌‌وهوایی در عرض‌‌های متوسط جغرافیایی وجود داشته باشد؛ اما اکثر مدل‌سازی‌‌های انجام‌‌شده در اثبات وجود این ارتباط معنادار با شکست مواجه شده‌‌اند. این موضوع باعث بُروز تردیدهایی شده درباره‌ی اینکه آیا اتفاقات قطب شمال واقعا مسئول ایجاد این الگوهای آب‌‌وهوایی بوده یا اینکه این تقارن صرفا تصادفی است و نیروهای دیگری در این امر دخیل بوده‌‌اند. همچنین، برخی از متخصصان می‌‌گویند ممکن است هنوز نقص‌هایی در مدل‌‌سازی‌‌های فعلی وجود داشته باشد.

برای کمک به حل این مسئله، دانشمندان بین‌المللی درحال‌حاضر برای انجام مجموعه‌ای از آزمایش‌های مدل‌سازی دقیق تمرکز کرده‌‌اند تا دریابند آیا واقعا ارتباطی میان گرم‌‌شدن هوای قطب شمال و بُروز الگوهای آب‌‌و‌‌هوایی عرض‌‌های جغرافیایی متوسط وجود دارد و اگر این­‌طور است، چرا مطالعات مدل‌سازی قبلی در اثبات این ارتباط ناموفق بوده‌‌اند.

موزاییک؛ هیئت بین‌‌المللی اعزامی به قطب شمال

ازآنجاکه قطب شمال به‌سرعت درحال‌گرم‌‌شدن است، گروه بین‌المللی دیگری از پژوهشگران مشغول تدارک سفری بزرگ با هدف بررسی حجم پسرفت یخ‌‌های دریای قطب شمال هستند.

پروژه‌‌ی موزاییک (MOSAIC) یا رصدخانه‌‌ی چندرشته‌­ای مطالعه‌‌ی آب‌‌و‌‌هوای قطب شمال، حاصل همکاری میان چندین مؤسسه‌‌ی پژوهشی قطبی بین‌المللی، ازجمله مؤسسه‌‌ی آلفرد وگنر، مؤسسه‌‌ی تحقیقات قطبی و دریایی هلم‌‌هولتز آلمان، مؤسسه‌‌ی تحقیقات قطب شمال و قطب جنوب در روسیه و مؤسسه‌‌ی تحقیقات علوم محیطی در کلورادو ایالات متحده‌ی آمریکا است.

این مأموریت به‌‌عنوان نخستین هیئت اقلیمی اعزامی به قطب شمال با دوره‌‌ی پژوهشی یک‌ساله تلقی خواهد شد. برای انجام این مأموریت از کشتی یخ‌‌شکن پلاراسترن آلمانی استفاده خواهد شد که قرار است در ماه سپتامبر سال جاری، عازم این سفر شود. این کشتی سال آینده‌‌ی میلادی را صرف تحقیقات در دل دریای قطب شمال خواهد کرد.

این پروژه به دانشمندان اجازه می‌دهد مشاهده‌هایشان را از دریای قطب شمال در طول دوره‌‌ای یک‌‌ساله انجام دهند. گفتنی است صدها پژوهشگر از بیش از دَه کشور جهان در این پروژه‌ی بزرگ مشارکت خواهند داشت.