ارتباط بین بلایای طبیعی و تغییرات اقلیمی چیست؟

گویا اخبار مربوط به بلایای طبیعی تمامی ندارد: آتش‌سوزی در سراسر یونان و شمال غرب ایالات‌متحده، سیل در شمال شرق آمریکا و موج شدید گرما در ژاپن و بریتانیا. در حالی که بسیاری از مناطق جزیره‌‌ی پورتوریکو به‌‌تازگی از ویرانی‌‌های طوفان ماریا در سال ۲۰۱۷ خلاصی یافته‌‌اند؛ گفته می‌‌شود که فصل جدیدی از طوفان در انتظار این جزیره است.

اگر احساس می‌کنید که این روزها درمورد ناملایمات شدید جوی، بیشتر از گذشته می‌‌شنوید؛ باید بدانید که واقعیت نیز همین است. اکنون دفعات رخداد آتش‌سوزی‌‌های بزرگ نسبت به ۴۰ سال پیش، پنج برابر بیشتر و مدت‌زمان هر کدام از آن‌‌ها، ۳ ماه طولانی‌‌تر شده است. باران‌های سیل‌‌آسا تا حدود ۷۰ درصد نسبت ۵۰ سال گذشته افزایش‌یافته است. تنها شهر هیوستون در تگزاس، طی سه سال گذشته شاهد سه سیل «پانصد ساله» بوده است؛ بدین معنی که شدت این سیلاب‌‌ها به‌‌حدی زیاد است که احتمال وقوع آن، هر ۵۰۰ سال یک‌بار تخمین زده می‌‌شد.

علم درمورد ارتباط بین تغییرات اقلیمی و تعدد ناملایمات شدید جوی  چه می‌گوید؟ آیا می‌‌توان حوادثی مانند موج گرما یا آتش‌سوزی یا سیل را به تغییرات اقلیمی نسبت داد؟

ارتباط بین تغییرات اقلیمی و بلایای طبیعی

دمای جهانی در حال افزایش است. این واقعیتی مسلم است. این افزایش دما، همزمان با افزایش تعداد ناملایمات شدید جوی در حال رخداد است. اما همان‌طور که شعار معروف دانشمندان به ما می‌گوید: «همبستگی با علیت برابری نمی‌کند» صرفاً به این خاطر که هر بار که چتر خود را فراموش می‌کنم، باران می‌‌بارد؛ نمی‌‌توان نتیجه گرفت که حافظه‌‌ی ضعیف من، عامل بارندگی است. ما همچنین شاهد کاهش قابل‌توجهی در تعداد دزدان دریایی، همزمان با افزایش دما طی چند دهه‌‌ی گذشته بوده‌ایم؛ اما این بدان معنا نیست که همه‌‌ی ما باید در تلاش برای یافتن راه‌‌حلی برای تغییرات اقلیمی، درمورد حرفه‌‌ی دزدان دریایی نیز تجدیدنظر کنیم.

بنابراین برای درک اینکه آیا تغییرات اقلیمی و بلایای طبیعی با یکدیگر همبستگی دارند، باید به فیزیک پنهان در پس این همبستگی احتمالی توجه کنیم و نه فقط صرف این حقیقت که این دو، همزمان در حال وقوع هستند. امروزه مشخص شده است که درمورد انواع مختلف بلایای طبیعی، شدت همبستگی بین این دو پدیده نیز متفاوت است.

امواج گرمایی

یکی از انواع ناملایمات شدید جوی که به‌‌نظر قوی‌ترین همبستگی را با افزایش دمای جهان دارد، امواج گرما یا طولانی‌‌تر شدن دوره‌‌هایی است که دما در آن، بالاتر از مقدار میانگین است. در حدود یک‌‌سوم از جمعیت جهان برای مدت حداقل ۲۰ روز از سال، مقادیر خطرناکی از افزایش دما را تجربه می‌‌کنند و انتظار می‌رود این آمار تا سال ۲۱۰۰، به یک‌‌دوم تا سه‌‌‌چهارم از جمعیت جهان هم افزایش یابد. همانطور که به‌‌مرور به این گرما عادت می‌کنیم؛ ممکن است فراموش کنیم که وضعیت ما همیشه این‌‌گونه نبوده است. در شرایطی که مردم مدام می‌گویند که ما در حال تجربه‌‌ی یک موج جدید گرما هستیم، اما آیا زمان آن نرسیده است که دیگر این وضعیت را به‌‌عنوان شرایط فعلی آب‌‌وهوا بپذیریم؟

سیل و طوفان

آب زمانی که گرم می‌شود، انبساط می‌‌یابد؛ با همین توجیه، با افزایش دمای جهانی، آب اقیانوس‌‌ها دچار انبساط می‌‌شود و نهایتاً سطح دریاها بالا می‌‌آید (توجه داشته باشید که دلیل دیگر بالا آمدن سطح آب، ذوب شدن یخ‌‌های قطبی است). بالا آمدن سطح آب دریاها در کنار انرژی مصرف‌شده برای افزایش دمای این آب، دست در دست هم داده و نهایتاً خطر وقوع طوفان‌‌های شدید و سیل‌‌آسا را افزایش می‌‌دهند.

طبق اعلامیه‌ی اداره‌ی ملی امور اقیانوسی و جوی آمریکا، متوسط دمای جهانی در سطح اقیانوس‌ها، به‌میزان یک درجه فارنهایت نسبت به سال ۱۸۸۰ افزایش داشته است. این به‌معنای تنها یک درجه افزایش در مدتی بیش از ۱۴۰ سال است. با این حال، با مقایسه‌‌ی دمای فعلی در سطح اقیانوس‌‌ها با میزان آن در بازه‌‌ی زمانی سال‌‌های ۱۹۷۱ تا ۲۰۰۰، خواهیم دید که نصف این میزان افزایش در متوسط دمای سطح اقیانوس‌‌ها، تنها در طی ۱۰ تا ۱۵ سال گذشته روی داده است.

نه‌تنها اقیانوس‌ها، بلکه اتمسفر نیز تحت‌تاثیر گرمایش زمین قرار می‌گیرد. هوای گرم، رطوبت بیشتری را در خود نگه می‌‌دارد که این به‌‌منزله‌‌ی رساندن سوخت بیشتر به موتور محرکه‌ی طوفان‌‌های احتمالی است؛ پس درنتیجه، امکان بارش و سیل‌‌های سنگین نیز‌ بیشتر می‌‌شود. از سوی دیگر، این افزایش رطوبت هوا طی فصل‌‌های سرد، باعث تغییر شکل نزولات جوی در قالب برف‌‌های سنگین‌‌ خواهد شد.

آتش‌‌سوزی

دمای بالاتر باعث تبخیر بیشتر آب و در نتیجه به جا ماندن خاکی خشک‌‌تر و علوفه‌‌ای بهتر برای گسترش آتش‌سوزی‌‌ها می‌شود. برف هم نسبت به سال‌‌های گذشته زودتر ذوب می‌شود که این عامل هم در خشک‌تر شدن مراتع، مزید بر علت خواهد بود.

گردبادها و تندباد‌‌ها

نحوه‌‌ی ارتباط بین افزایش دمای جهان و افزایش شدت گردبادها و تندباد‌‌ها، تا حدودی مبهم‌‌تر است. در حالی که دانشمندان بر این باور هستند که هوای گرم‌‌تر و مرطوب‌‌تر بر فراز اقیانوس‌ها، سوخت بیشتری برای یک طوفان احتمالی فراهم می‌کند؛ ارتباط این موضوع با افزایش دفعات رخداد این نوع ناملایمات جوی، هنوز محرز نشده است. گردبادها با عواملی مانند تغییرات بادهای عمودی نسبت به بادهای افقی در ارتباط‌‌اند که باعث می‌‌شود این پدیده‌‌ها پیچیده‌‌تر از آن باشند که بتوان علت آنها را تنها با افزایش صرف دما توجیه کرد.

همانطور که در گزارش مجمع بین‌‌المللی تغییرات اقلیمی (شامل گروهی از برجسته‌‌ترین دانشمندان اقلیمی از سراسر جهان) نیز  آمده است؛  تغییرات اقلیمی منجر به تغییراتی در دفعات رخداد، شدت، وسعت فضایی، مدت‌ و زمان‌بندی ناملایمات جوی و اقلیمی خواهد شد.

آیا هر رویداد شدید جوی را می‌‌توان به تغییرات اقلیمی نسبت داد؟

ده سال پیش، پاسخ به چنین پرسشی، منفی بود. رویدادهایی نظیر امواج گرما و طوفان‌های شدید همواره در طول تاریخ رخ می‌‌دادند؛ بنابراین دانشمندان اقلیمی نسبت به وجود ارتباط بین این پدیده‌‌ها و تغییرات اقلیمی (به‌‌خصوص انواع ناشی از فعالیت‌‌های بشر) تردید داشتند. اما علم در شناسایی ناملایمات شدید جوی ناشی از تغییرات اقلیمی (با دخالت انسانی) به پیشرفت‌‌های زیادی دست یافته است. این شاخه از علم جدید، حتی یک نام هم دارد: «علم نسبت رویداد».

آکادمی ملی علوم، مهندسی و پزشکی به‌‌تازگی یک گزارش ۱۸۶ صفحه‌ای را در مورد آخرین یافته‌های علم نسبت رویداد منتشر کرده است. اما در صورتی که وقت ندارید که یک روز را صرف این گزارش کامل کنید، یافته‌های این گزارش را در یک اینفوگرافیک مفید که در انتهای این متن آمده، خلاصه شده است.

به‌منظور یافتن ارتباط یک رویداد شدید جوی با پدیده‌‌ی گرمایش جهانی ناشی از فعالیت بشر، دانشمندان به موارد زیر نیاز خواهند داشت:

• رویدادی که بتوان توسط مدل شبیه‌‌سازی کرد.
•  یک سابقه از روند آب‌‌و‌‌هوایی مرتبط که به‌‌اندازه‌‌ی کافی طولانی و با دفعات رخداد بالا باشد تا روندها را نشان دهد.
•  فرآیندهای فیزیکی که به خوبی قابل‌درک باشند.

مدل‌های رایانه‌ای استخراج‌‌شده از رویدادهای شدید جوی این امکان را به دانشمندان می‌‌دهد که نسخه‌های مختلفی از یک آزمایش را روی کره‌‌ی زمین پیاده‌‌سازی کنند. هر ورودی منحصر به مدل (مانند دمای هوا، دمای اقیانوس، فعالیت انسانی و غیره) مقداری قابل تنظیم را در مدل خواهد داشت. بنابراین دانشمندان می‌توانند یک رویداد مشخص نظیر طوفان هاروی را در نظر گرفته و تمام ورودی‌‌های مدل به غیر از انتشار گازهای گلخانه‌ای (ناشی از فعالیت انسانی) را در مدل ثابت نگه دارند. سپس با حذف این عامل دریابند که آیا اثرات طوفان همچنان به‌اندازه‌‌ی قبل، ویرانگر است یا خیر.

پس چرا دانشمندان تاکنون اقدام به ساخت و استفاده از چنین مدل‌هایی نکرده بودند؟ علت اصلی، محدودیت در قدرت محاسباتی بود. با افزایش قدرت محاسباتی، دانشمندان می‌توانند عوامل قابل تنظیم‌‌ بیشتری را برای شبیه‌‌سازی موقعیت‌های خاص لحاظ کنند و همان‌طور که دانش ما از یک عامل به‌‌خصوص افزایش می‌یابد؛ به کمک آن قادر خواهیم بود که به طراحی بهتری نسبت به عوامل دیگر نیز دست یابیم. قدرت محاسبات بهتر همچنین به‌‌معنای وضوح و جزئیات بهتری خواهد بود. در حال حاضر، مدل‌ها در شبیه‌سازی امواج گرما، عملکرد بهتری دارند؛ چرا که در مناطق بیشتری رخ می‌دهند. با این حال، مدل‌‌ها در شبیه‌‌سازی پدیده‌‌هایی نظیر طوفان‌‌ها عملکرد ضعیفی دارند؛ زیرا رخداد آن‌‌ها محدود به مناطقی خاص‌‌ است.

ایفوگرافیک یادشده، سطح ‌‌اطمینان هر یک از سه مؤلفه‌‌ی موردنیاز برای انواع مختلف بلایای طبیعی را تشریح می‌‌کند. سرمای شدید و گرمای شدید بیش‌ترین سطح اطمینان را در بین بقیه دارند؛ به این معنی که این پدیده‌ها از پیشرفته‌ترین مدل‌ها، دقیق‌‌ترین سوابق و بهترین فرایندهای فیزیکی برخوردارند؛ این در حالی است که آتش‌سوزی‌ها در کمترین سطح اطمینان قرار گرفته‌‌اند.

برای مثال، پروژه‌‌ی WWA موفق شد تا در چهار مورد از پنج رویداد شدید جوی که از سال ۲۰۱۶ مدل‌‌سازی شده بود، ارتباط با تغییرات اقلیمی ناشی از فعالیت‌‌های انسانی را کشف کند. نابودی تپه‌‌های مرجانی در اقیانوس آرام، بارش سیل‌‌آسای بهاری در اروپا، سیل تابستانی در لوئیزیانا، گرم شدن شدید هوای قطب شمال و سرمای بی‌‌سابقه‌‌ی آمریکا در انتهای سال گذشته جزء موارد مورد بررسی بودند که در بین آن‌‌ها، تنها مورد آخر، غیرمرتبط با تغییرات اقلیمی تشخیص داده شد.

آیا درمورد طوفان هاروی در هوستون نیز چنین ارتباطی یافت شده است؟ این مدل‌ها بیان می‌کنند که تغییرات اقلیمی ناشی از فعالیت‌‌های انسانی، بارش باران را در طول طوفان هاروی به‌‌حدی افزایش داد که احتمال وقوع آن تا سه برابر و شدت آن تا ۱۵ درصد بیش‌‌تر از حالتی بود که فعالیت‌‌های انسانی دخالتی نداشت.

بیش از ۸۰ درصد از مردمی که در ایالات‌متحده زندگی می‌کنند، در طول عمر خود حداقل یک رویداد شدید جوی را تجربه کرده‌اند و طی این سال‌ها، تنها شدت این تجربیات در حال افزایش بوده است. برنامه‌های آمادگی ما در برابر این بلایای طبیعی، نباید نه تنها شامل تلاش برای کاهش وقوع این پدیده‌‌ها باشد، بلکه باید سازگاری با تغییرات اقلیمی را نیز در برنامه‌‌های خود بگنجانیم؛ چرا که به نظر می‌‌رسد این تغییرات حالا دیگر اجتناب‌ناپذیر شده‌اند.