معلومة

6.2: التنبؤ بالمناخ المستقبلي للأرض - علم الأحياء

6.2: التنبؤ بالمناخ المستقبلي للأرض - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

6.2: توقع مناخ الأرض في المستقبل

التسلسل الزمني: مستقبل الأرض غير المستقر

كوكبنا وسكانه - بما في ذلك نحن البشر - في وضع حرج مع اقترابنا من يوم الأرض ، 22 أبريل.

في حين أن الاحترار العالمي مقبول على نطاق واسع باعتباره حقيقة واقعة من قبل العلماء والعديد من الحكومات والقادة الصناعيين ، إلا أن التقدم في الحد من غازات الاحتباس الحراري وأشكال التلوث الأخرى لا يزال محدودًا. يقول المحللون إن المناخ الاقتصادي الحالي من المرجح أن يجعل جهود مكافحة التلوث أكثر صعوبة.

أشارت الدراسات الحديثة ، بالإضافة إلى تقرير عام 2007 الصادر عن الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) ، إلى بعض الآثار المحتملة لانبعاثات غازات الدفيئة غير المضبوطة: ارتفاع درجات الحرارة العالمية ، وارتفاع مستويات سطح البحر ، وذوبان الجليد البحري في القطب الشمالي ، واختفاء الأنهار الجليدية. والفيضانات الملحمية في بعض المناطق والجفاف الشديد في مناطق أخرى.

تتكثف هذه الآثار عندما تقترن بأشكال أخرى من التلوث الذي يتزايد فيه عدد سكان العالم.

سيواجه البشر نقصًا واسع النطاق في المياه. المجاعة والمرض سيزيدان. ستتحول المناظر الطبيعية في Earth & rsquos بشكل جذري ، مع تعرض ربع النباتات والحيوانات لخطر الانقراض.

في حين أن تحديد تواريخ محددة لهذه الأحداث المؤلمة المحتملة يمثل تحديًا ، فإن هذا الجدول الزمني يرسم الصورة الكبيرة ويفصل مستقبل الأرض استنادًا إلى العديد من الدراسات الحديثة والنسخة العلمية الأطول لتقرير الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ. هذا الجدول الزمني هو نسخة محدثة من واحد تم نشره لأول مرة بواسطة لايف ساينس في 2007.

يصل الجليد البحري في القطب الشمالي إلى ثاني أدنى نطاق جليدي صيفي له على الإطلاق (كان أدنى حد في عام 2007). كتلة ضخمة من الجليد تنفصل عن نهر بيترمان الجليدي في جرينلاند. لوحظت عدة انكسارات للجروف الجليدية في القارة القطبية الجنوبية. (NSIDC Jason Box ، جامعة ولاية أوهايو ESA ، NSIDC)

يبلغ إنتاج النفط العالمي ذروته في وقت ما بين عامي 2008 و 2018 ، وفقًا لنموذج قام به عالم فيزياء سويدي. يقول آخرون إن نقطة التحول هذه ، والمعروفة باسم "Hubbert & rsquos Peak" ، وون و rsquot تحدث حتى بعد عام 2020. بمجرد الوصول إلى ذروة Hubbert & rsquos ، سيبدأ إنتاج النفط العالمي في انخفاض لا رجعة فيه ، مما قد يؤدي إلى ركود عالمي ونقص في الغذاء وصراع بين الدول حول تضاؤل ​​إمدادات النفط . (أطروحة الدكتوراه من فريدريك روبليوس ، جامعة أوبسالا ، السويد ، تقرير روبرت هيرش من مؤسسة تطبيقات العلوم الدولية)

تجري إدارة بوش تغييرات على قانون الأنواع المهددة بالانقراض والتي تؤثر على مراجعات المشاريع الحكومية.

يتم وضع الدببة القطبية والحيتان البيضاء في قائمة الأنواع المهددة بالانقراض. يتم شطب الذئاب الرمادية في مناطق معينة.

تعلن وكالة حماية البيئة الأمريكية أن ثاني أكسيد الكربون والغازات الأخرى التي تحبس الحرارة من الملوثات بموجب قانون الهواء النظيف.

يتكسر جسر جليدي متصل بطبقة ويلكنز الجليدية في القارة القطبية الجنوبية.

تم العثور على العديد من الأنهار الرئيسية في العالم تفقد المياه. (Aiguo Dai، NCAR، مجلة المناخ)

تنتهي المرحلة الأولى من بروتوكول كيوتو ، وهي معاهدة بيئية دولية تم إنشاؤها للحد من إنتاج غازات الاحتباس الحراري. سيتعين على الدول صياغة وتنفيذ معاهدة مساعدة للحد من الانبعاثات ، إذا اختارت القيام بذلك.

من المرجح جدا أن تزداد الفيضانات المفاجئة في جميع أنحاء أوروبا. (IPCC)

قد يؤدي انخفاض هطول الأمطار إلى تقليل المحاصيل الزراعية بنسبة تصل إلى 50 في المائة في بعض أنحاء العالم. (IPCC)

سيصل عدد سكان العالم إلى 7.6 مليار نسمة. (مكتب تعداد الولايات المتحدة)

من المرجح أن تزداد الأمراض المرتبطة بالإسهال بنسبة تصل إلى 5 في المائة في الأجزاء ذات الدخل المنخفض من العالم. (IPCC)

من المحتمل أن يتم فقدان ما يصل إلى 18 في المائة من الشعاب المرجانية في العالم نتيجة لتغير المناخ والضغوط البيئية الأخرى. في المياه الساحلية الآسيوية ، يمكن أن يصل فقدان الشعاب المرجانية إلى 30 في المائة. (IPCC)

سيصل عدد سكان العالم إلى 8.3 مليار نسمة. (مكتب تعداد الولايات المتحدة)

سيؤدي ارتفاع درجات الحرارة إلى اختفاء الأنهار الجليدية المعتدلة على الجبال الاستوائية في إفريقيا. (ريتشارد تايلور ، كلية لندن الجامعية ، رسائل البحوث الجيوفيزيائية:)

في البلدان النامية ، سيتضاعف عدد سكان المناطق الحضرية إلى حوالي 4 مليارات شخص ، مما يؤدي إلى تعبئة المزيد من الأشخاص في مساحة أرض مدينة معينة. قد يزداد عدد سكان المناطق الحضرية في البلدان المتقدمة بنسبة تصل إلى 20 في المائة. (بنك عالمي: ديناميات التوسع الحضري العالمي)

قد يكون البحر المتجمد الشمالي خاليًا من الجليد في الصيف. (جيمس أوفرلاند ، NOAA ، موين وانغ ، جامعة واشنطن ، رسائل البحوث الجيوفيزيائية)

أقرت مجموعة الدول الثماني الصناعية الكبرى خفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري إلى النصف بحلول هذا العام.

من المحتمل جدًا أن تختفي الأنهار الجليدية الصغيرة في جبال الألب تمامًا ، وستنكمش الأنهار الجليدية الكبيرة بنسبة 30 إلى 70 في المائة. يقول العالم النمساوي Roland Psenner من جامعة إنسبروك إن هذا تقدير متحفظ ، وأن الأنهار الجليدية الصغيرة في جبال الألب يمكن أن تختفي في أقرب وقت ممكن بحلول عام 2037. (IPCC)

يمكن أن يؤدي تحمض المحيطات إلى قتل معظم الشعاب المرجانية. (كين كالديرا ، معهد كارنيجي بواشنطن ، علم)

يمكن أن يصبح ما لا يقل عن 400 نوع من الطيور مهددة بالانقراض أو تنقرض بسبب إزالة الغابات وتغير المناخ. (والتر جيتز ، جامعة كاليفورنيا ، ديفيس ، بلوس علم الأحياء)

في أستراليا ، من المحتمل أن يكون هناك 3200 إلى 5200 حالة وفاة إضافية مرتبطة بالحرارة سنويًا. سيكون الأشخاص الذين تزيد أعمارهم عن 65 عامًا هم الأكثر تضررًا. وسيموت ما بين 500 إلى 1000 شخص إضافي بسبب الوفيات المرتبطة بالحرارة في مدينة نيويورك كل عام. في المملكة المتحدة ، سيحدث العكس ، وستتفوق الوفيات المرتبطة بالبرد على الوفيات المرتبطة بالحرارة. (IPCC)

يبلغ عدد سكان العالم 9.4 مليار نسمة. (مكتب تعداد الولايات المتحدة)

يمكن أن تزيد غلة المحاصيل بنسبة تصل إلى 20 في المائة في شرق وجنوب شرق آسيا ، بينما تنخفض بنسبة تصل إلى 30 في المائة في وسط وجنوب آسيا. يمكن أن تحدث تحولات مماثلة في غلات المحاصيل في قارات أخرى. (IPCC)

نظرًا لأن النقاط الساخنة للتنوع البيولوجي أكثر تهديدًا ، فقد يواجه ربع أنواع النباتات والحيوانات الفقارية في العالم خطر الانقراض. (جاي مالكولم ، جامعة تورنتو ، حماية الأحياء)

مع اختفاء الأنهار الجليدية وزيادة المناطق المتأثرة بالجفاف ، سينخفض ​​إنتاج الكهرباء في العالم ومحطات الطاقة الكهرومائية القائمة. ستكون أوروبا الأكثر تضرراً ، حيث من المتوقع أن تنخفض إمكانات الطاقة الكهرومائية في المتوسط ​​بنسبة 6 في المائة حول البحر الأبيض المتوسط ​​، وقد يصل الانخفاض إلى 50 في المائة. (IPCC)

ستؤدي الظروف الأكثر دفئًا وجفافًا إلى موجات جفاف أكثر تواترًا وأطول ، بالإضافة إلى مواسم حرائق أطول ، ومخاطر حرائق متزايدة ، وموجات حرارة أكثر تواترًا ، خاصة في مناطق البحر الأبيض المتوسط. (IPCC)

بينما تجف بعض أجزاء العالم ، ستغرق مناطق أخرى. يتوقع العلماء أن ما يصل إلى 20 في المائة من سكان العالم ويعيشون في أحواض الأنهار التي من المحتمل أن تتأثر بمخاطر الفيضانات المتزايدة. يمكن أن يتعرض ما يصل إلى 100 مليون شخص للفيضانات الساحلية كل عام. أكثر المناطق المعرضة للخطر هي مناطق مكتظة بالسكان ومنخفضة تكون أقل قدرة على التكيف مع ارتفاع مستويات سطح البحر والمناطق التي تواجه بالفعل تحديات أخرى مثل العواصف الاستوائية. (IPCC)

يمكن أن يتضخم عدد سكان السواحل إلى 5 مليارات نسمة ، بعد أن كان 1.2 مليار في عام 1990 (الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ)

سيعاني ما بين 1.1 و 3.2 مليار شخص من نقص المياه وسيصاب ما يصل إلى 600 مليون بالجوع. (IPCC)

يمكن أن ترتفع مستويات سطح البحر حول مدينة نيويورك بأكثر من ثلاثة أقدام ، مما قد يؤدي إلى إغراق Rockaways و Coney Island ومعظم جنوب بروكلين وكوينز وأجزاء من Long Island City و Astoria و Flushing Meadows-Corona Park و Queens و Low Manhattan و Eastern Staten جزيرة من Great Kills Harbour شمالًا إلى جسر Verrazano-Narrows. (ناسا جيس)

تشير التقديرات إلى أن خطر الإصابة بحمى الضنك بسبب تغير المناخ سيزداد إلى 3.5 مليار شخص. (IPCC)

سيؤدي مزيج من الاحتباس الحراري وعوامل أخرى إلى دفع العديد من النظم البيئية إلى أقصى حد ، مما يجبرها على تجاوز قدرتها الطبيعية على التكيف مع تغير المناخ. (IPCC)

ستكون مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي أعلى بكثير من أي وقت خلال الـ 650 ألف سنة الماضية. (IPCC)

من المحتمل جدًا أن تنخفض مستويات الأس الهيدروجيني للمحيطات بما يصل إلى 0.5 وحدة من الأس الهيدروجيني ، وهو أدنى مستوى له في آخر 20 مليون سنة. يمكن أن تتأثر قدرة الكائنات البحرية مثل الشعاب المرجانية وسرطان البحر والمحار على تكوين أصداف أو هياكل خارجية. (IPCC)

سيؤدي ذوبان الجليد الدائم وعوامل أخرى إلى جعل الأرض والأرض مصدرًا صافيًا لانبعاثات الكربون ، مما يعني أنها ستنبعث من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي أكثر مما يمتص. (IPCC)

ما يقرب من 20 إلى 30 في المائة من الأنواع التي تم تقييمها اعتبارًا من عام 2007 يمكن أن تنقرض بحلول عام 2100 إذا تجاوز متوسط ​​درجات الحرارة العالمية درجتين إلى ثلاث درجات من مستويات ما قبل العصر الصناعي. (IPCC)

تظهر مناطق مناخية جديدة على ما يصل إلى 39 بالمائة من سطح الأرض في العالم ، مما يؤدي إلى تغيير جذري في الكوكب. (جاك ويليامز ، جامعة ويسكونسن ماديسون ، وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم)

ربع جميع أنواع النباتات والحيوانات البرية و mdashmore أكثر من مليون مجموع و [مدش] يمكن أن تكون مدفوعة إلى الانقراض. تحذر تقارير الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) من أن ممارسات الحفظ الحالية وغير مهيأة بشكل عام لتغير المناخ ومن المرجح أن تكون استجابات التكيف الفعالة مكلفة.

يمكن أن تؤدي حالات الجفاف المتزايدة إلى تقليل مستويات الرطوبة بشكل كبير في جنوب غرب أمريكا وشمال المكسيك وربما أجزاء من أوروبا وإفريقيا والشرق الأوسط ، مما يؤدي إلى إعادة إنشاء بيئات & ldquoDust Bowl & rdquo في ثلاثينيات القرن الماضي في الولايات المتحدة. (ريتشارد سيجر ، مرصد لامونت دوهرتي للأرض ، علم)

يتوقع أحد النماذج أن يكون يوم الأرض أقصر بمقدار 0.12 مللي ثانية ، حيث يتسبب ارتفاع درجات الحرارة في توسع المحيطات بعيدًا عن خط الاستواء باتجاه القطبين. أحد أسباب تحول المياه نحو القطبين هو أن معظم التوسع سيحدث في شمال المحيط الأطلسي ، بالقرب من القطب الشمالي. القطبان أقرب إلى محور دوران الأرض و rsquos ، لذا فإن وجود كتلة أكبر هناك يجب أن يسرع دوران الكوكب و rsquos. (فيليكس لانديرر ، معهد ماكس بلانك للأرصاد الجوية ، رسائل البحث الجيوفيزيائي)


6.2: التنبؤ بالمناخ المستقبلي للأرض - علم الأحياء

يتم توفير جميع المقالات المنشورة بواسطة MDPI على الفور في جميع أنحاء العالم بموجب ترخيص وصول مفتوح. لا يلزم الحصول على إذن خاص لإعادة استخدام كل أو جزء من المقالة المنشورة بواسطة MDPI ، بما في ذلك الأشكال والجداول. بالنسبة للمقالات المنشورة بموجب ترخيص Creative Common CC BY ذي الوصول المفتوح ، يمكن إعادة استخدام أي جزء من المقالة دون إذن بشرط الاستشهاد بالمقال الأصلي بوضوح.

تمثل الأوراق الرئيسية أكثر الأبحاث تقدمًا مع إمكانات كبيرة للتأثير الكبير في هذا المجال. يتم تقديم الأوراق الرئيسية بناءً على دعوة فردية أو توصية من المحررين العلميين وتخضع لمراجعة الأقران قبل النشر.

يمكن أن تكون ورقة الميزات إما مقالة بحثية أصلية ، أو دراسة بحثية جديدة جوهرية غالبًا ما تتضمن العديد من التقنيات أو المناهج ، أو ورقة مراجعة شاملة مع تحديثات موجزة ودقيقة عن آخر التقدم في المجال الذي يراجع بشكل منهجي التطورات الأكثر إثارة في العلم. المؤلفات. يوفر هذا النوع من الأوراق نظرة عامة على الاتجاهات المستقبلية للبحث أو التطبيقات الممكنة.

تستند مقالات اختيار المحرر على توصيات المحررين العلميين لمجلات MDPI من جميع أنحاء العالم. يختار المحررون عددًا صغيرًا من المقالات المنشورة مؤخرًا في المجلة ويعتقدون أنها ستكون مثيرة للاهتمام بشكل خاص للمؤلفين أو مهمة في هذا المجال. الهدف هو تقديم لمحة سريعة عن بعض الأعمال الأكثر إثارة المنشورة في مجالات البحث المختلفة بالمجلة.


مرصد ناسا لنظام الأرض الجديد للمساعدة في معالجة وتخفيف تغير المناخ

سيوجه مرصد نظام الأرض الجديد التابع لوكالة ناسا الجهود المتعلقة بتغير المناخ ، وتخفيف الكوارث ، ومكافحة حرائق الغابات ، وتحسين العمليات الزراعية في الوقت الفعلي - بما في ذلك المساعدة على فهم أفضل للأعاصير من الفئة 4 إلى 5 مثل إعصار ماريا ، الموضح هنا في صورة حرارية لعام 2017 التي استولت عليها القمر الصناعي تيرا التابع لناسا. الائتمان: ناسا

ستصمم ناسا مجموعة جديدة من المهام التي تركز على الأرض لتوفير معلومات أساسية لتوجيه الجهود المتعلقة بتغير المناخ ، والتخفيف من آثار الكوارث ، ومكافحة حرائق الغابات ، وتحسين العمليات الزراعية في الوقت الفعلي. مع مرصد نظام الأرض ، سيتم تصميم كل قمر صناعي بشكل فريد لاستكمال الآخرين ، والعمل جنبًا إلى جنب لإنشاء عرض شامل ثلاثي الأبعاد للأرض ، من حجر الأساس إلى الغلاف الجوي.

"لقد رأيت عن كثب تأثير الأعاصير التي أصبحت أكثر حدة وتدميرًا بسبب تغير المناخ ، مثل ماريا وإيرما. استجابة إدارة بايدن-هاريس لتغير المناخ تتطابق مع حجم التهديد: حكومة بأكملها ، كل التدريب العملي على- قال مدير ناسا السناتور بيل نيلسون "على ظهر السفينة لمواجهة هذه اللحظة". "على مدى العقود الثلاثة الماضية ، تم بناء الكثير مما تعلمناه عن تغير مناخ الأرض على ملاحظات وأبحاث الأقمار الصناعية التابعة لوكالة ناسا. وسيوسع مرصد نظام الأرض الجديد التابع لناسا هذا العمل ، مما يوفر للعالم فهمًا غير مسبوق لنظام مناخ الأرض. ، وتزويدنا ببيانات الجيل التالي الضرورية للتخفيف من تغير المناخ ، وحماية مجتمعاتنا في مواجهة الكوارث الطبيعية ".

يتبع المرصد التوصيات الصادرة عن المسح العقدي لعلوم الأرض لعام 2017 الذي أجرته الأكاديميات الوطنية للعلوم والهندسة والطب ، والذي يضع إرشادات بحثية وملاحظة طموحة ولكنها ضرورية للغاية.

تشمل مجالات تركيز المرصد ما يلي:

  • الهباء الجوي: الإجابة على السؤال الحاسم حول كيفية تأثير الهباء الجوي على توازن الطاقة العالمي ، وهو مصدر رئيسي لعدم اليقين في التنبؤ بتغير المناخ.
  • السحب والحمل الحراري والهطول: معالجة أكبر مصادر عدم اليقين في التوقعات المستقبلية لتغير المناخ ، والتنبؤ بجودة الهواء ، والتنبؤ بالطقس القاسي.
  • التغيير الشامل: توفير تقييم الجفاف والتنبؤ به ، والتخطيط المصاحب لاستخدام المياه في الزراعة ، فضلاً عن دعم الاستجابة للمخاطر الطبيعية.
  • البيولوجيا السطحية والجيولوجيا: فهم التغيرات المناخية التي تؤثر على الغذاء والزراعة والسكن والموارد الطبيعية ، من خلال الإجابة على الأسئلة المفتوحة حول تدفقات الكربون والماء والمغذيات والطاقة داخل وبين الأنظمة البيئية والغلاف الجوي والمحيط والأرض .
  • تشوه السطح وتغيره: قياس النماذج الكمية لمستوى سطح البحر وتغير المناظر الطبيعية بسبب تغير المناخ وتنبؤات المخاطر وتقييمات آثار الكوارث ، بما في ذلك ديناميات الزلازل والبراكين والانهيارات الأرضية والأنهار الجليدية والمياه الجوفية وداخل الأرض.

ناسا تبدأ حاليا في مرحلة صياغة المرصد. من بين أول أجزاءها المتكاملة شراكة ناسا مع منظمة أبحاث الفضاء الهندية (ISRO) ، والتي تجمع بين نوعين مختلفين من أنظمة الرادار التي يمكنها قياس التغيرات في سطح الأرض أقل من نصف بوصة. سيتم استخدام هذه القدرة في إحدى مهام المرصد الأولى التي تهدف إلى أن تكون مستكشفًا ، تسمى NISAR (رادار الفتحة الاصطناعية التابع لناسا-ISRO). ستقيس هذه المهمة بعض أكثر العمليات تعقيدًا على كوكب الأرض مثل انهيار الغطاء الجليدي والمخاطر الطبيعية مثل الزلازل والبراكين والانهيارات الأرضية. يمكن لـ NISAR مساعدة المخططين وصناع القرار في إدارة كل من المخاطر والموارد الطبيعية في المستقبل.


الماضي الناري يلقي ضوءًا جديدًا على مستقبل تغير المناخ العالمي

الائتمان: Unsplash / CC0 Public Domain

كشفت جزيئات الدخان التي يبلغ عمرها قرونًا والمحفوظة في الجليد عن ماضٍ ناري في نصف الكرة الجنوبي وتلقي ضوءًا جديدًا على التأثيرات المستقبلية لتغير المناخ العالمي ، وفقًا لبحث جديد نُشر في تقدم العلم.

قال Pengfei Liu ، طالب دراسات عليا سابق وزميل ما بعد الدكتوراه في كلية Harvard John A. العلوم الهندسية والتطبيقية (SEAS) والمؤلف الأول للورقة. "هذه النتائج لها أهمية لفهم تطور تغير المناخ من 1750s حتى اليوم ، وللتنبؤ بالمناخ في المستقبل."

أحد أكبر أوجه عدم اليقين عندما يتعلق الأمر بالتنبؤ بالتأثيرات المستقبلية لتغير المناخ هو مدى سرعة ارتفاع درجات حرارة السطح استجابةً للزيادات في غازات الدفيئة. إن التنبؤ بدرجات الحرارة هذه معقد لأنه يتضمن حساب تأثيرات الاحترار والتبريد المتنافسة في الغلاف الجوي. غازات الدفيئة تحبس الحرارة وتسخن سطح الكوكب بينما جزيئات الهباء الجوي في الغلاف الجوي من البراكين والحرائق وغيرها من عمليات الاحتراق تبرد الكوكب عن طريق حجب ضوء الشمس أو بذر الغطاء السحابي. يعد فهم مدى حساسية درجة حرارة السطح لكل من هذه التأثيرات وكيفية تفاعلها أمرًا بالغ الأهمية للتنبؤ بالتأثير المستقبلي لتغير المناخ.

تعتمد العديد من النماذج المناخية الحالية على المستويات السابقة من غازات الدفيئة والهباء الجوي للتحقق من صحة توقعاتها للمستقبل. ولكن هناك مشكلة: في حين أن مستويات ما قبل الصناعة لغازات الدفيئة موثقة جيدًا ، فإن كمية رذاذ الدخان في الغلاف الجوي قبل الصناعي ليست كذلك.

لنمذجة الدخان في نصف الكرة الجنوبي قبل الصناعي ، نظر فريق البحث إلى القارة القطبية الجنوبية ، حيث احتجز الجليد جزيئات الدخان المنبعثة من الحرائق في أستراليا وإفريقيا وأمريكا الجنوبية. قام علماء الجليد الأساسي والمؤلفون المشاركون في الدراسة ، جوزيف ماكونيل وناثان تشيلمان من معهد أبحاث الصحراء في نيفادا ، بقياس السخام ، وهو مكون رئيسي للدخان ، المترسب في مجموعة من 14 قلبًا جليديًا من جميع أنحاء القارة ، تم توفير العديد منها بواسطة دولي المتعاونين.

قال ماكونيل: "السخام المترسب في الجليد الجليدي يعكس بشكل مباشر تركيزات الغلاف الجوي الماضية ، لذا فإن عينات الجليد المؤرخة جيدًا توفر أكثر السجلات موثوقية على المدى الطويل".

ما وجدوه كان غير متوقع.

قالت لوريتا ميكلي ، الزميلة البحثية الأولى في الكيمياء والتفاعلات المناخية في SEAS والمؤلفة الرئيسية لكتاب الورقة.

لحساب هذه المستويات من الدخان ، أجرى الباحثون محاكاة حاسوبية تفسر كل من حرائق الغابات وممارسات حرق السكان الأصليين.

"تظهر المحاكاة الحاسوبية للنار أن الغلاف الجوي لنصف الكرة الجنوبي كان من الممكن أن يكون شديد الدخان في القرن الذي سبق الثورة الصناعية. وكانت تركيزات السخام في الغلاف الجوي أكبر بأربعة أضعاف مما اقترحته الدراسات السابقة. وكان السبب في معظم ذلك هو الانتشار الواسع. وقال جيد كابلان ، الأستاذ المساعد في جامعة هونغ كونغ والمؤلف المشارك للدراسة ، إن الحرق المنتظم الذي يمارسه السكان الأصليون في فترة ما قبل الاستعمار ".

تتفق هذه النتيجة مع سجلات قلب الجليد التي تظهر أيضًا أن السخام كان وفيرًا قبل بداية العصر الصناعي وظل ثابتًا نسبيًا خلال القرن العشرين. تشير النمذجة إلى أنه مع تغير استخدام الأراضي أدى إلى انخفاض نشاط الحرائق ، زادت الانبعاثات من الصناعة.

ماذا يعني هذا الاكتشاف لدرجات حرارة سطح المستقبل؟

من خلال التقليل من تأثير التبريد لجزيئات الدخان في عالم ما قبل الصناعة ، قد تكون النماذج المناخية قد بالغت في تقدير تأثير الاحترار لثاني أكسيد الكربون وغازات الدفيئة الأخرى من أجل حساب الزيادات الملحوظة في درجات حرارة السطح.

قال ليو: "لقد عرف علماء المناخ أن أحدث جيل من النماذج المناخية قد بالغ في تقدير حساسية درجة حرارة السطح لغازات الاحتباس الحراري ، لكننا لم نعرف السبب أو إلى أي مدى". "يقدم هذا البحث تفسيرا محتملا."

قال ميكلي: "من الواضح أن العالم آخذ في الاحترار ولكن السؤال الرئيسي هو ما مدى سرعة ارتفاع درجات الحرارة مع استمرار ارتفاع انبعاثات غازات الاحتباس الحراري. يسمح لنا هذا البحث بتحسين توقعاتنا للمضي قدمًا".


يقول العلماء إن الماضي هو مفتاح التنبؤ بالمناخ في المستقبل

صورة: تركيزات ثاني أكسيد الكربون السابقة (إلى اليسار) مقارنة بسيناريوهات الانبعاثات المستقبلية المحتملة (على اليمين): معدل الانبعاثات الحالية أسرع بكثير - يحدث على مدى عقود - على عكس التغيرات الجيولوجية. عرض المزيد

الائتمان: جيسيكا تيرني / جامعة أريزونا

يقترح فريق دولي من علماء المناخ أن مراكز الأبحاث في جميع أنحاء العالم التي تستخدم النماذج الرقمية للتنبؤ بتغير المناخ في المستقبل يجب أن تشمل محاكاة المناخات الماضية في تقييمها وبيان أداء نموذجها.

قالت جيسيكا تيرني ، مؤلفة الورقة الرئيسية والأستاذة المشاركة في قسم علوم الأرض بجامعة أريزونا: "نحث مجتمع مطوري النماذج المناخية على الانتباه إلى الماضي وإشراكه بنشاط في التنبؤ بالمستقبل". "إذا كان نموذجك يستطيع محاكاة المناخات الماضية بدقة ، فمن المحتمل أن يقوم بعمل أفضل بكثير في الحصول على السيناريوهات المستقبلية بشكل صحيح."

مع توفر المزيد من المعلومات وأفضلها حول المناخات في تاريخ الأرض البعيد ، والتي تعود إلى ملايين السنين قبل وجود البشر ، أصبحت المناخات الماضية ذات أهمية متزايدة لتحسين فهمنا لكيفية تأثر العناصر الرئيسية للنظام المناخي بمستويات غازات الاحتباس الحراري ، وفقًا لـ مؤلفو الدراسة. على عكس السجلات المناخية التاريخية ، التي عادةً ما تعود إلى قرن أو قرنين من الزمان - مجرد طرفة عين في تاريخ مناخ الكوكب - تغطي المناخات القديمة مجموعة واسعة جدًا من الظروف المناخية التي يمكن أن تسترشد بها النماذج المناخية بطرق لا تستطيع البيانات التاريخية القيام بها. تمتد هذه الفترات في ماضي الأرض على نطاق واسع من درجات الحرارة وأنماط هطول الأمطار وتوزيع الغطاء الجليدي.

قال تيرني: "يجب استخدام المناخات الماضية لتقييم وضبط النماذج المناخية". "التطلع إلى الماضي لإعلام المستقبل يمكن أن يساعد في تضييق الشكوك المحيطة بإسقاطات التغيرات في درجات الحرارة ، والصفائح الجليدية ، ودورة المياه."

عادةً ما يقوم علماء المناخ بتقييم نماذجهم ببيانات من سجلات الطقس التاريخية ، مثل قياسات الأقمار الصناعية ودرجات حرارة سطح البحر وسرعة الرياح والغطاء السحابي ومعلمات أخرى. ثم يتم تعديل خوارزميات النموذج وضبطها حتى تتوافق تنبؤاتها مع سجلات المناخ المرصودة. وبالتالي ، إذا أنتجت محاكاة الكمبيوتر مناخًا دقيقًا تاريخيًا استنادًا إلى الملاحظات التي تم إجراؤها خلال تلك الفترة ، فيُعتبر من المناسب التنبؤ بالمناخ المستقبلي بدقة معقولة.

وقال تيرني: "وجدنا أن العديد من النماذج تؤدي أداءً جيدًا للغاية مع المناخات التاريخية ، ولكن ليس جيدًا مع مناخات الماضي الجيولوجي للأرض".

قال تيرني إن أحد أسباب التناقضات هو الاختلافات في كيفية حساب النماذج لتأثيرات السحب ، وهو أحد التحديات الكبرى في نمذجة المناخ. تؤدي مثل هذه الاختلافات إلى تباعد نماذج مختلفة عن بعضها البعض فيما يتعلق بما يشير إليه علماء المناخ على أنه حساسية المناخ: وهو مقياس لمدى قوة استجابة مناخ الأرض لمضاعفة انبعاثات غازات الاحتباس الحراري.

أوضح تيرني أن العديد من نماذج الجيل الأخير التي يتم استخدامها للتقرير التالي من قبل الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ ، أو IPCC ، لديها حساسية مناخية أعلى من التكرارات السابقة.

"هذا يعني أنه إذا ضاعفت انبعاثات ثاني أكسيد الكربون ، فإنها تنتج احترارًا عالميًا أكثر من نظيراتها السابقة ، لذا فإن السؤال هو: ما مدى الثقة التي نتمتع بها في هذه النماذج الجديدة الحساسة للغاية؟"

بين تقارير الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) ، والتي يتم إصدارها عادةً كل ثماني سنوات ، يتم تحديث النماذج المناخية بناءً على أحدث البيانات البحثية.

"النماذج تصبح أكثر تعقيدًا ، ومن الناحية النظرية ، فإنها تتحسن ، ولكن ماذا يعني ذلك؟" قال تيرني. "تريد أن تعرف ما سيحدث في المستقبل ، لذلك تريد أن تكون قادرًا على الوثوق بالنموذج فيما يتعلق بما يحدث استجابةً لمستويات أعلى من ثاني أكسيد الكربون."

بينما لا يوجد نقاش في مجتمع علوم المناخ حول استهلاك الوقود الأحفوري البشري الذي يدفع الأرض نحو حالة أكثر دفئًا لا توجد سابقة تاريخية لها ، فإن النماذج المختلفة تولد تنبؤات مختلفة. توقع البعض زيادة كبيرة تصل إلى 6 درجات مئوية بحلول نهاية القرن.

قال تيرني إنه بينما شهد الغلاف الجوي للأرض تركيزات ثاني أكسيد الكربون أعلى بكثير من مستوى اليوم البالغ حوالي 400 جزء في المليون ، فلا يوجد وقت في السجل الجيولوجي يطابق السرعة التي يساهم بها البشر في انبعاثات غازات الاحتباس الحراري.

في الورقة ، طبق المؤلفون نماذج مناخية على العديد من الظواهر المناخية المتطرفة المعروفة من السجل الجيولوجي. قال تيرني إن أحدث مناخ دافئ يقدم لمحة عن المستقبل حدث منذ حوالي 50 مليون سنة خلال عصر الإيوسين. كان ثاني أكسيد الكربون العالمي عند 1000 جزء في المليون في ذلك الوقت ولم تكن هناك صفائح جليدية كبيرة.

"إذا لم نحد من الانبعاثات ، فإننا نتجه نحو ثاني أكسيد الكربون على غرار الإيوسين2 بحلول عام 2100 ، قال تيرني.

يناقش المؤلفون التغيرات المناخية على طول الطريق إلى العصر الطباشيري ، منذ حوالي 90 مليون سنة ، عندما كانت الديناصورات لا تزال تحكم الأرض. تُظهر تلك الفترة أن المناخ يمكن أن يصبح أكثر دفئًا ، وهو السيناريو الذي وصفه تيرني بأنه "أكثر ترويعًا" ، حيث تصل مستويات ثاني أكسيد الكربون إلى 2000 جزء في المليون والمحيطات دافئة مثل حوض الاستحمام.

"المفتاح هو أول أكسيد الكربون2، "قال تيرني." عندما نرى دليلاً على المناخ الدافئ في السجل الجيولوجي ، CO2 مرتفع أيضًا ".

قال المؤلفون إن بعض النماذج أفضل بكثير من غيرها في إنتاج المناخات الموجودة في السجل الجيولوجي ، مما يؤكد الحاجة إلى اختبار النماذج المناخية ضد المناخ القديم. على وجه الخصوص ، فإن المناخات الدافئة الماضية مثل العصر الإيوسيني تسلط الضوء على الدور الذي تلعبه السحب في المساهمة في ارتفاع درجات الحرارة تحت مستويات ثاني أكسيد الكربون المتزايدة.

وقال تيرني: "نحث مجتمع المناخ على اختبار النماذج على المناخ القديم في وقت مبكر ، بينما يتم تطوير النماذج ، وليس بعد ذلك ، وهو ما يميل إلى أن يكون الممارسة الحالية". "أشياء صغيرة على ما يبدو مثل السحب تؤثر على توازن طاقة الأرض بطرق رئيسية ويمكن أن تؤثر على درجات الحرارة التي ينتجها نموذجك لعام 2100."

للحصول على قائمة كاملة بالمؤلفين ومعلومات التمويل ، يرجى الاطلاع على مقالة بعنوان "المناخات الماضية تخبرنا بمستقبلنا" علم، 6 نوفمبر 2020. DOI: 10.1126 / science.aay3701

للحصول على نسخة من المحظور علم ورقة ، يرجى الاتصال بمكتب AAAS للبرامج العامة على + 1-202-326-6440 أو [email protected]

تنصل: AAAS و EurekAlert! ليست مسؤولة عن دقة النشرات الإخبارية المرسلة إلى EurekAlert! من خلال المؤسسات المساهمة أو لاستخدام أي معلومات من خلال نظام EurekAlert.


يتنبأ أحد النماذج بأن عدد سكان العالم سيتوقف عن النمو في عام 2050

مكنت البيانات السكانية العالمية الممتدة من عام 1900 إلى عام 2010 فريقًا بحثيًا من جامعة مدريد المستقلة من التنبؤ بأن عدد الأشخاص على الأرض سيستقر في منتصف القرن تقريبًا. النتائج ، التي تم الحصول عليها باستخدام نموذج يستخدمه علماء الفيزياء ، تتطابق مع توقعات الأمم المتحدة للانخفاض.

وفقًا لتقديرات الأمم المتحدة ، سيكون عدد سكان العالم في عام 2100 ضمن نطاق يتراوح بين 15.8 مليار شخص وفقًا لأعلى التقديرات - متغير الخصوبة المرتفع - و 6.2 مليار وفقًا لأدنى متغير خصوبة منخفض ، وهو رقم أقل من السبعة مليارات الحالية.

يبدو أن نموذجًا رياضيًا وضعه فريق من جامعة مدريد المستقلة (UAM) وجامعة CEU-San Pablo ، وكلاهما من إسبانيا ، يؤكد التقدير الأقل ، بالإضافة إلى جمود بل وحتى انخفاض طفيف في عدد الأشخاص على الأرض بحلول منتصف القرن الحادي والعشرين.

تم استخدام التوقعات السكانية بين عامي 1950 و 2100 التي قدمتها الأمم المتحدة لإجراء الدراسة المنشورة في مجلة "Simulation". تم بعد ذلك تطبيق المعادلات الرياضية المستخدمة في المجالات العلمية ، مثل فيزياء المادة المكثفة ، على هذه البيانات.

"هذا نموذج يصف تطور نظام من مستويين حيث يوجد احتمال للانتقال من مستوى إلى آخر" ، كما أوضح F & eacutelix F. Mu & ntildeoz ، باحث UAM والمؤلف المشارك للمشروع.

اعتبر الفريق الأرض كنظام مغلق ومحدود حيث لا يكون لهجرة الأشخاص داخل النظام أي تأثير وحيث يتم الوفاء بالمبدأ الأساسي للحفاظ على الكتلة الحيوية - والكتلة في هذه الحالة - والطاقة.

أشار Mu & ntildeoz إلى التغيير الذي حدث في النسبة بين المتغيرين طوال القرن الماضي "ضمن هذا المبدأ العام ، فإن المتغيرات التي تحد من المنطقة العليا والسفلى من مستويين من النظام هي معدلات الولادة والوفيات".

وأضاف: "لقد بدأنا بوضع عام حيث كان كل من معدل المواليد ومعدل الوفيات مرتفعًا ، مع نمو بطيء لصالح الأول" ، لكن معدل الوفيات انخفض بشكل حاد في النصف الثاني من القرن العشرين نتيجة التقدم في الرعاية الصحية وزيادة متوسط ​​العمر المتوقع ويبدو أن السكان سينموون كثيرًا. ومع ذلك ، شهدت العقود الثلاثة الماضية أيضًا انخفاضًا حادًا في عدد الأطفال الذين يولدون في جميع أنحاء العالم ".

يعكس المنحنى السيني للنموذج على شكل حرف S هذا الوضع بنقطة انعطاف في منتصف الثمانينيات عندما تبدأ السرعة التي ينمو بها السكان في التباطؤ حتى يستقر حوالي عام 2050.

تعكس البيانات أيضًا الاتجاه التنازلي في سلسلة التوقعات الخاصة بالأمم المتحدة. أبرز Mu & ntildeoz: "كان الاكتظاظ السكاني شبحًا في الستينيات والسبعينيات من القرن الماضي ، ولكن تاريخيًا تحققت تنبؤات المتغيرات منخفضة الخصوبة للأمم المتحدة".

في عام 1992 ، كان من المتوقع أن يكون هناك 7.17 مليار شخص على الأرض بحلول عام 2010 بدلاً من 6.8 مليار نسمة. في الواقع ، انخفض معدل الخصوبة بأكثر من 40٪ منذ عام 1950.

وخلص الباحث إلى أن "هذا العمل هو جانب آخر يجب أن يؤخذ في الاعتبار في النقاش ، على الرغم من أننا لا نتعامل مع العواقب الاقتصادية والديموغرافية والسياسية الهامة التي قد تترتب على استقرار وشيخوخة سكان العالم".


ملخص

تتضمن نماذج التغير البيئي المستقبلي جميعها الاحترار العالمي ، سواء أكان بطيئًا أم سريعًا. يمكن مساعدة التنبؤ بكيفية استجابة النباتات والحيوانات لمثل هذا الاحترار باستخدام "قواعد" بيولوجية بيئية جغرافية ، بعضها راسخ منذ فترة طويلة ، والتي تضع تنبؤات تستند إلى الملاحظات في الطبيعة ، فضلاً عن التوقعات الفسيولوجية والإيكولوجية المعقولة. قاعدة بيرجمان معروفة جيدًا ، وهي أن الحيوانات ذوات الدم الحار تكون عمومًا أصغر حجمًا في المناخات الدافئة ، ولكن هناك ستة قواعد أخرى متعلقة بدرجة الحرارة - قاعدة ألين ، وقاعدة جلوجر ، وحكم هيس ، وحكم الأردن ، وقاعدة رابوبورت ، وقاعدة ثورسون - تستحق أيضًا النظر فيها. أدوات تنبؤية. تمت مناقشة هذه القواعد في الأدبيات البيئية والفسيولوجية الحديثة ، وفي بعض الحالات تظهر الدراسات التحليلية التلوية لدراسات متعددة كيف يمكن تطبيقها عبر الأصناف وفي المواقف البيئية المادية بشكل خاص.


شاهد الفيديو: ناسا تطلق صورا مرعبة تكشف التأثير المدمر لظاهرة تغير المناخ على كوكبنا (يوليو 2022).


تعليقات:

  1. Herve

    يا لها من عبارة رشيقة

  2. Selby

    أؤكد. أنا اشترك في كل ما سبق. يمكننا التواصل حول هذا الموضوع. هنا أو في PM.

  3. Alexander

    أعتقد أن الأخطاء ارتكبت.

  4. Mor

    تماما ، أي شيء يمكن أن يكون



اكتب رسالة