التغيرات المناخية المتطرفة

يفترض الخبراء أن الأحداث المناخيةالمتطرفة ستستمر في الزيادة في بعض المناطق في المستقبل، سواء من حيث عددها أو شدتها. وهم يرون أن هناك صلة بين تغير المناخ الذي هو من صنع الإنسان: فحرق الفحم والنفط والغاز وكذلك إزالة الغابات يؤدي إلى إطلاق كميات هائلة من ثاني أوكسيد الكربون في الغلاف الجوي، مما يزيد من ظاهرة الاحتباس الحراري.
منذ بداية الثورة الصناعية، ارتفع المتوسط العالمي بالفعل بنحو درجة مئوية واحدة. وهذا له تأثير على الطقس والمناخ: "علينا أن نستعد للتغيرات المناخية في المستقبل وأن نصمم المناظر الطبيعية بحيث يمكنها التكيف معها بشكل أفضل"، كما تقول آنا باستوس، رئيسة مجموعة الأبحاث في معهد ماكس بلانك للكيمياء الجيولوجية الحيوية في يينا(مدينة المانية). وتقوم بالتعاون مع فريقها بالتحقيق في كيفية تأثير الظواهر المناخية المتطرفة - وخاصة موجات الحرارة والجفاف - على النظم البيئية. ويصف خبراء الأرصاد الجوية الأحداث غير العادية مثل موجات الحر والجفاف والعواصف أو البَرَد الكثيف بأنها ظواهر جوية ومناخية متطرفة.
لا يوجد تعريف موحد للوقت الذي يعتبر فيه حدث ما "متطرفا" المبدأ التوجيهي، على سبيل المثال، هو مدى ندرة وقوع حدث ما في موقع معين، ما إذا كان من الممكن توقعه كل 100 أو 1000 عام فقط. أو يمكنك الاطلاع على مدى انحراف درجة الحرارة أو هطول الأمطار، على سبيل المثال، عن متوسط فترة مرجعية طويلة الأجل (على سبيل المثال، 30 عاماً).
يمكن أن يتشكل البَرَد(سائل مفرط التبريد) داخل السحب الرعدية إذا كانت هناك تيارات صاعدة قوية هناك. يتم بعد ذلك نقل قطرات الماء من الطبقات السفلية الأكثر دفئاً من السحابة إلى أعلى طبقات السحب الباردة، حيث تتجمد وتتحول إلى جليد. تغوص الجزيئات المجمدة مرة أخرى إلى طبقات أكثر دفئاً، حيث يتراكم المزيد من قطرات الماء. إذا تم سحبها مرة أخرى، فإن الماء المتراكم يتجمد وتبدأ الدورة مرة أخرى. شيئاً فشيئاً تنمو طبقة الجليد. في مرحلة ما، تصبح حبات البرد ثقيلة جداً بحيث لا يمكن أن تحملها التيارات الصاعدة وتسقط على الأرض. يمكن استخدام حجم حبات البرد لتحديد قوة الرياح العمودية داخل السحابة الرعدية. يمكن أن تسبب حبات البرد الكبيرة أضراراً جسيمة في الممتلكات وفقدان المحاصيل.
لماذا تؤدي تغيرات المناخ لحدوث ظواهر متطرفة مختلفة مثل العواصف والأمطار الغزيرة وموجات الحرارة والجفاف؟ تقول آنا باستوس: "السبب هو التفاعلات المتنوعة في النظام المناخي". "فمن ناحية، يؤدي ارتفاع درجات الحرارة إلى زيادة إحتمال حدوث موجات الحر وبالتالي حدوث الجفاف. ومن ناحية أخرى، يمتص الهواء الدافئ المزيد من بخار الماء، الذي يتساقط في النهاية على شكل مطر. ونتيجة لذلك، يمكن أن تزداد كثافة هطول الأمطار في بعض المناطق. لكن تغير المناخ لا يؤدي إلى جعله أكثر دفئاً فحسب، بل إن أنماط الدورة الدموية في جميع أنحاء العالم تتغير أيضاً. فالاحترار العالمي، على سبيل المثال، يؤثر على المناطق التي تنشأ فيها مناطق الضغط المرتفع والمنخفض وأماكن تحركها. وهذا بدوره يحدد متى وأين تهطل الأمطار في العالم أو مدى قوة الرياح. كل هذا يمكن أن يؤثر على الظروف المناخية المتطرفة.
تقول آنا باستوس: "الآن يرى الكثير من الناس، أن الظواهر الجوية والمناخية المتطرفة، مثل موجات الحر والعواصف والأمطار الغزيرة، دليل على تغير المناخ". "لكن هذا سيكون سهلا للغاية." فالطقس في حد ذاته فوضوي ويتم تحديده بالصدفة، وفي التنمية طويلة المدى هناك دائما صعود وهبوط. وهذا يعني أن الأحداث المتطرفة الفردية لا ترتبط بالضرورة بتغير المناخ. وأخيراً، فإن الظواهر المناخية الطبيعية مثل ظاهرة النينيو وتعني(ضغط جوي فوق المعتاد في منطقة داروين، في أستراليا (غربي المحيط الهادي)، وضغط جوي أقل من المعتاد في تاهيتي في بولينيزيا الفرنسية (وسط المحيط الهادي). وفي ظروف محايدة، تكون المياه السطحية في المحيط الهادي أبرد في الشرق وأسخن في الغرب)والتي تؤدي أيضاً إلى موجات حارة أو جفاف أو كوارث فيضانات. ولكن بشكل عام، أصبحت مثل هذه الأحداث المتطرفة أكثر احتمالاً مع زيادة الانحباس الحراري العالمي. يحب الباحثون في مجال المناخ مقارنة هذا الأمر بالنرد: فمثلما تظهر ستة في كثير من الأحيان على طاولة اللعب، فإن عدد مثل هذه الأحداث يزداد مع تغير المناخ.
آثار ظاهرة الاحتباس الحراري.
وبمساعدة النماذج المناخية المُحسنة وأجهزة الكمبيوتر السريعة، أصبح من الممكن بالفعل في كثير من الحالات حساب مدى كون حدث معين "من أصل طبيعي" أو احتمالية معينة لتسببه في تغير المناخ. ولدراسة الإسناد هذه، يقوم الباحثون بتشغيل نموذج مناخي إقليمي باستخدام بيانات اليوم مئات المرات على الكمبيوتر. تظهر النتائج مدى خطورة الحدث المعني، سواء كان من الممكن توقعه إحصائياً كل 50 أو 100 أو حتى كل 1000 عام فقط. بالإضافة إلى ذلك، قاموا بحساب الاحتمالية في عالم افتراضي بدون تغير المناخ. وتبين مقارنة النتائج ما إذا كان حدث متطرف معين مرتبط بالمناخ، أصبح دليل أكثر احتمالاً أو ما إذا كان للاحتباس الحراري أي تأثير في هذه الحالة.
عالم من التطرف.
تفرض الأحداث المتطرفة المتكررة على البلدان في جميع أنحاء العالم تحديات هائلة، في التخطيط الحضري والمناظر الطبيعية، والزراعة، وكذلك في الطب، يمكن أن تهدد الحرارة الشديدة الحياة، خاصة بالنسبة لكبار السن والمصابين بأمراض مزمنة. والوضع محفوف بالمخاطر بشكل خاص في المدن، حيث ترتفع درجة حرارتها أكثر من المناطق المحيطة بها. تزيد موجات الحر والجفاف وحرائق الغابات من كمية الأوزون والملوثات في الهواء وبالتالي خطر الإصابة بأمراض الجهاز التنفسي والنوبات القلبية والسكتات الدماغية. كما يتزايد التوتر والقلق والاكتئاب نتيجة للأحداث المتطرفة.
تنشر منظمة التنمية والبيئة Germanwatch مؤشر مخاطر المناخ العالمي كل عام، إستنادا إلى قاعدة بيانات من شركة إعادة التأمين في ميونيخ ومعلومات من صندوق النقد الدولي. ويقارن عدد الوفيات الناجمة عن الأحداث المتطرفة في مختلف البلدان وكذلك حجم الأضرار المحددة. ووفقا لذلك، توفي ما يزيد على 475 ألف شخص بين عامي 2000 و2019 كنتيجة مباشرة لأكثر من 11 ألف حدث متطرف. وبلغت الخسائر الاقتصادية التي سجلتها شركات التأمين نحو 2.56 تريليون دولار أمريكي، معدلة حسب القوة الشرائية. والبلدان النامية معرضة للخطر بشكل خاص، تلك البلدان التي تساهم بأقل قدر في تغير المناخ. وكثيراً ما يفتقرون إلى الموارد اللازمة لحماية أنفسهم من مثل هذه الأحداث أو لمواجهة الكوارث الطبيعية بمفردهم. ووفقاً لتقديرات البنك الدولي، قد يكون هناك في المستقبل أكثر من 140 مليون لاجئ بسبب المناخ بحلول عام .2050
ملخص لصيف حار.
وفي عام 2018، وثق خبراء الأرصاد الجوية في ألمانيا العام الأكثر دفئاً منذ بدء قياس وتسجيلات الطقس. ففي الأشهر ما بين نيسان وتموز، كانت درجات الحرارة أعلى بمقدار 2.9 درجة مئوية عن المتوسط. وبعد أن هطلت أمطار غزيرة في يناير/كانون الثاني، لم يهطل في أشهر الصيف سوى 61% من الكمية المُعتادة لهطول الأمطار، بحيث تأثر 70% من التربة بحلول أكتوبر/تشرين الأول من نفس العام بالجفاف. وفي المجمل، توفي أكثر من 1000 شخص بسبب الحرارة في ذلك العام. وتسببت أشهر الجفاف في ذبول المروج والحقول. وتزايدت حرائق الغابات. وفي حين حققت المسابح الخارجية والمشروبات مبيعات قياسية، فقد تسبب الانخفاض الهائل في الحصاد في أضرار بلغ مجموعها ثلاثة مليارات يورو. وأدى إنخفاض منسوب الأنهار إلى نقص الإمدادات وإرتفاع الأسعار. واضطرت بعض محطات توليد الطاقة إلى خفض إنتاجها لأن التبريد أصبح يمثل مشكلة.
كيف حدثت هذه الحرارة غير العادية التي لم تؤثر على ألمانيا فحسب، بل على أجزاء كبيرة من أوروبا؟ فهل كان هذا الطقس لا يزال "طبيعياً" أم أنه بالفعل علامة على تغير المناخ؟ توصلت باحثة المناخ فريدريك أوتو، وفريقها في معهد التغير البيئي بجامعة أكسفورد إلى إستنتاج مفادهُ أن الاحتباس الحراري جعل موجة الحر في تموز 2018 أكثر احتمالاً بشكل كبير. وفقا لحسابات الباحثين، كان احتمال دبلن ضعف ذلك وزاد اتفاق أوسلو ثلاثة أضعاف، وزاد اتفاق كوبنهاكن خمسة أضعاف. بمعنى آخر، يمكن توقع درجات حرارة مثل تلك التي تم قياسها في كوبنهاكن كل سبع سنوات في المناخ الحالي. وفي عالم خالٍ من تغير المناخ.
أجرت آنا باستوس وزملاؤها في معهد ماكس بلانك للكيمياء الجيولوجية الحيوية، دراسة واسعة النطاق لبحث كيفية تأثير الجفاف على نمو النباتات في مناطق مختلفة من أوروبا. هل أثر الجفاف على قدرة النباتات على إمتصاص وتخزين ثاني أوكسيد الكربون من الهواء؟ يعتبر هذا السؤال حاسماً بالنسبة لتطور المناخ العالمي، لأن الغطاء النباتي للأرض يزيل كميات كبيرة من غازات الدفيئة هذه من الغلاف الجوي. تقول آنا باستوس: "لا نعرف حالياً ما إذا كان بإمكاننا الاستمرار في الاعتماد على خدمة النظام البيئي هذه في المستقبل وإلى أي مدى". "من المحتمل أنه بحلول نهاية هذا العقد سيكون هناك عدد أقل من تصريف ثاني أوكسيد الكربون مما هو عليه اليوم بسبب تغير المناخ أو إزالة الغابات. وفي أسوأ الحالات، يمكن للنباتات الجافة أن تطلق ثاني أوكسيد الكربون في الغلاف الجوي وبالتالي تُزيد من تغير المناخ". الأمر الذي سيؤدي بدوره إلى المزيد من حالات الجفاف المتكررة. باحثوا ماكس بلانك يريدون أن يفهموا كيفية حدوث ذلك ،وردود الفعل وكيف يمكن منعها.
الجفاف الكبير في أوروبا.
ولمحاكاة التأثيرات على مستوى أوروبا لصيف 2018 الحار، أستخدموا أحد عشر نموذجاً نباتياً مختلفاً. أولاً، تم وضع شبكة أفتراضية فوق منطقة الدراسة بأكملها، مع وجود نقاط تفصل بينها مسافة 25 كيلومتراً. بالنسبة لكل نقطة من هذه النقاط، قام العلماء بإدخال البيانات المناخية مثل درجة الحرارة وهطول الأمطار والرياح والإشعاع الشمسي في النماذج. أيضا تم تضمين معلومات حول ظروف التربة وخصائص النبات. إن أستخدام كل هذه البيانات لمحاكاة عوامل مثل النمو ومعدلات التمثيل الضوئي وظهورالأوراق وتساقطها أو إجهاد الغطاء النباتي بسبب نقص المياه، يتطلب الكثير من الطاقة الحاسوبية. كان الهدف من الحسابات المعقدة هو رسم خريطة لأرصدة الماء والكربون في نقاط زمنية مختلفة. وللتأكد من أن النتائج تعكس الواقع بشكل أفضل، قام الباحثون بمقارنتها ببيانات من مراقبة الأقمار الصناعية والاستشعارعن بعد. كما قدمت شبكة FLUXNET،وهي شبكة عالمية من محطات القياس التي تسجل تبادل ثاني أوكسيد الكربون وبخار الماء والطاقة بين المحيط الحيوي والغلاف الجوي، قيماً مقارنة مهمة.
تُظهر الدراسة التي أجراها باحثوا معهد ماكس بلانك في يينا، بشكل شامل كيف أثر الجفاف في صيف عام 2018 على أوروبا،فقد أدى الربيع الدافئ والمشمس إلى نمو مُبكر وأكثر خصوبة للنباتات في جميع أنحاء منطقة الدراسة بأكملها، وبالتالي إلى زيادة إستيعاب من ثاني أوكسيد الكربون. ومع ذلك، فإن العواقب على الإنتاجية على مدار العام بأكمله وصافي رصيد الكربون تباينت بشكل كبير من منطقة إلى أخرى، في أوروبا الوسطى أنخفض محتوى الماء في التربة بشكل حاد بسبب زيادة النمو في الربيع. ونتيجة لذلك، لم يعد هناك ما يكفي من المياه المتاحة في الصيف للحفاظ على النشاط النباتي. تقول آنا باستوس "لقد عانت النظم البيئية في الصيف أكثر من الجفاف ". أدى تأثير الربيع هذا إلى زيادة الجفاف بشكل كبير ويفسر حوالي نصف الجفاف في الصيف. وفي أوروبا الوسطى، كان لدرجات الحرارة المرتفعة في الربيع في نهاية المطاف تأثير سلبي على إنتاجية النظم البيئية، وبالتالي على صافي امتصاص ثاني أوكسيد الكربون.
وكان الوضع مختلفاً في شمال أوروبا، ففي الدول الاسكندنافية، عوض النمو الوفير في الربيع الخسائر في الإنتاجية في الصيف، بحيث كان نشاط النظام البيئي الإجمالي وصافي رصيد الكربون محايداً أو حتى إيجابياً بعض الشئ. ويفسر الباحثون هذا التناقض مع النباتات المختلفة، في حين أن أوروبا الوسطى تهيمن عليها الأراضي الصالحة للزراعة والمراعي، فإن أجزاء كبيرة من الدول الاسكندنافية تغطيها الغابات. تقول آنا باستوس"تستخدم الأشجار المياه بشكل إقتصادي أكثر قليلاً". "إذا نمت بقوة أكبر في الربيع، فإنها تستخدم أيضاً المزيد من المياه. ولكنها في كثير من الأحيان تنظم الثغور في أوراقها بشكل أفضل وبالتالي تقلل من التبخر. ونتيجة لذلك، تمكنت الغابات في شمال أوروبا من التكيف بشكل أفضل مع الجفاف وتمكنت من الحفاظ على نشاطها وقدرتها على تخزين ثاني أوكسيد الكربون بالقرب من المستويات الطبيعية. "المناطق ذات الغابات المتنوعة والسليمة نجت من الجفاف في عام 2018 بشكل أفضل من المروج والأراضي الصالحة للزراعة"، تلخص آنا باستوس. "ومع ذلك، فإن الغابات أيضاً أكثر عرضة للآفات والحرائق." وفي رأيها، تحتاج العديد من المناظر الطبيعية إلى إعادة تصميمها حتى تتمكن من التعامل بشكل أفضل مع الظروف المناخية المتطرفة في المستقبل. "هناك دراسات تظهر أن النظم البيئية تكون أكثر مرونة عندما يتم فصل الأراضي الزراعية عن الغابات. ولتحقيق مثل هذا التحول، نحتاج إلى تخطيط شامل، وخاصة الزراعة والغابات المشتركة والمُنسقة على مستوى أوروبا. عام2050، يمكن أن تكون الخطوة الأولى.

إستندت المعلومات على عدة مراكز ابحاث المناخ الألمانية .