چرا زمین بیشتر از همیشه گرما ذخیره می‌کند؟ بررسی عدم تعادل انرژی

با این حال، رویکرد دقیق‌تری نیز وجود دارد: بررسی میزان انرژی گرمایی ورودی به زمین و میزان خروج آن به فضا. این همان «بودجه انرژی زمین» است که به‌طور فزاینده‌ای از تعادل خارج شده است.

پژوهش‌های اخیر نشان می‌دهد که این عدم تعادل، در بازه‌ای بیست‌ساله، بیش از دو برابر شده است. پژوهش‌های مستقل دیگری نیز این نتیجه را تأیید کرده‌اند. آنچه نگران‌کننده‌تر است، این است که این عدم توازن، به‌مراتب فراتر از پیش‌بینی‌های مدل‌های اقلیمی کنونی است.

در میانه دهه دهه ۲۰۰۰ میلادی، عدم تعادل انرژی زمین به‌طور میانگین حدود ۰٫۶ وات بر متر مربع بود. در سال‌های اخیر، این رقم به حدود ۱٫۳ وات بر متر مربع افزایش یافته است. این یعنی میزان انباشت انرژی در نزدیکی سطح زمین تقریباً دو برابر شده است.

در همین رابطه بخوانید: احتمال عبور دائمی گرمایش زمین از مرز ۱/۵ درجه

وابستگی حیات به توازن انرژی
می‌توان گفت بودجه انرژی زمین همانند حساب بانکی است که در آن پول (در این‌جا انرژی) وارد و خارج می‌شود. اگر ورودی بیش از خروجی باشد، ذخیره افزایش می‌یابد. در مورد زمین، این ذخیره‌سازی به معنای افزایش دمای سیاره است.

پایداری حیات بر زمین به تعادل میان انرژی دریافتی از خورشید و انرژی بازتاب‌شده یا منتشرشده به فضا بستگی دارد. این تعادل اکنون به‌طور جدی مختل شده است.

سوختن زغال‌سنگ، نفت و گاز، تاکنون بیش از دو تریلیون تُن دی‌اکسید کربن و دیگر گازهای گلخانه‌ای را وارد جو کرده است. این گازها همچون پتویی عمل می‌کنند و مانع خروج گرما می‌شوند. حدود ۹۰ درصد این گرمای اضافی وارد اقیانوس‌ها شده و تنها بخش کوچکی از آن موجب افزایش دمای سطح زمین، ذوب یخ‌های قطبی و یخچال‌ها شده است.
 

زمین به‌طور طبیعی از طریق بازتاب انرژی از سطح برف، یخ و ابرها و نیز تابش مادون قرمز، گرما را به فضا بازمی‌گرداند. اما اکنون این مسیرها برای رهایی از انرژی اضافی کافی نیستند.

از آغاز تمدن بشری تا حدود یک قرن پیش، دمای متوسط سطح زمین حدود ۱۴ درجه سانتی‌گراد بود. اما اینک، به‌دلیل عدم تعادل انباشته‌شده در انرژی، دمای میانگین زمین حدود ۱٫۳ تا ۱٫۵ درجه سانتی‌گراد افزایش یافته است.

مشاهداتی فراتر از پیش‌بینی مدل‌ها
دانشمندان از دو روش برای رصد این روند استفاده می‌کنند: نخست، اندازه‌گیری مستقیم تابش‌های ورودی و خروجی از طریق رادیومترهایی که روی ماهواره‌ها نصب شده‌اند؛ دوم، بررسی دمای اقیانوس‌ها و جو از طریق هزاران شناور رباتیک از دهه ۱۹۹۰ میلادی تاکنون.

هر دو روش نشان می‌دهند که سرعت افزایش عدم تعادل انرژی فراتر از انتظارات است. دو برابر شدن این عدم تعادل، بسیار فراتر از آن چیزی است که مدل‌های اقلیمی پیش‌بینی می‌کردند؛ این مدل‌ها معمولاً تنها نیمی از تغییرات مشاهده‌شده در دنیای واقعی را شبیه‌سازی می‌کنند.

چرا این تغییرات با چنین سرعتی رخ می‌دهند؟
پاسخ قطعی برای این پرسش هنوز در دست نیست، اما شواهد اولیه نقش مهم تغییرات ابرها را نشان می‌دهند.

به‌طور معمول، ابرها اثر خنک‌کنندگی دارند، اما به نظر می‌رسد مساحت ابرهای سفید و منعکس‌کننده کاهش یافته و در مقابل، ابرهای تیره و کم‌بازتاب افزایش یافته‌اند. یکی از دلایل احتمالی این پدیده، کاهش گوگرد در سوخت کشتی‌ها از سال ۲۰۲۰ میلادی است که ممکن است اثر روشن‌کنندگی روی ابرها را کاهش داده باشد.

با این حال، افزایش عدم تعادل انرژی از پیش از این تاریخ آغاز شده بود. عوامل طبیعی مانند نوسان‌های چندده‌ساله در دمای اقیانوس آرام نیز ممکن است در این روند دخیل باشند.

نکته نگران‌کننده‌تر آن است که تغییرات در ویژگی ابرها، ممکن است بخشی از یک چرخه بازخورد مثبت ناشی از گرمایش زمین باشد؛ یعنی گرمایش باعث تغییر ابرها شود و این تغییرات، خود موجب تشدید گرمایش شوند.

مطلب مشابه: رازهای نهفته در بستر اقیانوس: چگونه شیب زمین بر عصرهای یخبندان تأثیر می‌گذارد

پیامی برای آینده
این داده‌ها نشان می‌دهد که سال‌های بسیار گرم اخیر، فقط ناهنجاری‌های مقطعی نیستند، بلکه ممکن است آغازی بر دوره‌ای طولانی از گرمایش سریع باشند.

در چنین شرایطی، باید انتظار افزایش شدت و بسامد پدیده‌هایی چون امواج گرمایی، خشکسالی‌های شدید، بارندگی‌های سیل‌آسا و طوفان‌های دریایی را داشت.

شبیه‌سازی‌هایی که به داده‌های واقعی نزدیک‌ترند، معمولاً مدل‌هایی هستند که به اصطلاح «حساسیت اقلیمی» بالاتری دارند. این بدان معناست که آن‌ها گرمایش شدیدتری را در صورت تداوم انتشار گازهای گلخانه‌ای پیش‌بینی می‌کنند.

با این وجود، هنوز برای نتیجه‌گیری قطعی زود است و نمی‌توان با اطمینان گفت که زمین وارد دوره‌ای با حساسیت بالای اقلیمی شده است یا خیر.

نگاه به آسمان؛ راهی برای پیشگیری
راه‌حل، سال‌هاست مشخص شده است: توقف استفاده بی‌رویه از سوخت‌های فسیلی و کاهش فعالیت‌های انسانی مانند جنگل‌زدایی که به انتشار گازهای گلخانه‌ای منجر می‌شود.

برای شناسایی دقیق تغییرات اقلیمی، ثبت و بررسی داده‌ها در بلندمدت بسیار حیاتی است. ماهواره‌ها در این مسیر نقش حیاتی دارند و معمولاً تغییرات گرمایی را حدود یک دهه زودتر از سایر روش‌ها شناسایی می‌کنند.

با این حال، کاهش بودجه و تغییر اولویت‌ها در ایالات متحده، ممکن است توانایی انسان را در پایش ماهواره‌ای وضعیت آب‌وهوا را تضعیف کند—موضوعی که در صورت تحقق، چشمان ما را از آسمان خواهد گرفت.