گرمای شدید زمین یا مفهوم گرمایش زمین (Global Warming) به معنای افزایش تدریجی میانگین دمای سطح زمین و اقیانوسها است. این پدیده عمدتاً ناشی از فعالیتهای انسانی، بهویژه سوزاندن سوختهای فسیلی است که با تولید گازهای گلخانهای، گرمای خورشید را در جو به دام میاندازند.
بدن انسان بهطرز شگفتانگیزی مقاوم است. این بدن میتواند در طیف گستردهای از دماها عملکرد خود را حفظ کند، خود را با شرایط مختلف سازگار سازد، کمبودها را جبران کند، با تعریق از پس شرایطی برآید که برای نیاکان ما غیرقابل تحمل به نظر میرسید.
اما این توانایی محدودیتی مشخص دارد و ما با سرعتی نگرانکننده به آن نزدیک میشویم. این محدودیت با مفهومی به نام «دمای حبابتر» اندازهگیری میشود.
دمای حبابتر شاخصی است که گرما و رطوبت را با یکدیگر ترکیب میکند تا چیزی را نشان دهد که یک دماسنج معمولی بهتنهایی قادر به بیان آن نیست: آیا بدن انسان واقعاً میتواند خود را خنک کند یا خیر.
مرز نهایی بقای انسان در برابر گرمای شدید زمین
تعریق تنها زمانی مؤثر است که بتواند تبخیر شود، تبخیر نیز نیازمند آن است که هوا ظرفیت جذب رطوبت بیشتری داشته باشد.
در دمای حبابتر ۳۵ درجه سانتیگراد، این ظرفیت از بین میرود؛ حتی اگر فرد در سایه باشد، آب کافی بنوشد یا عملاً هیچ فعالیتی انجام ندهد.
در چنین شرایطی بدن نمیتواند گرما را با سرعت کافی دفع کند و قرار گرفتن طولانیمدت در معرض این وضعیت مرگبار خواهد بود.
برآورد میشود گرمای شدید هر سال حدود ۵۰۰ هزار نفر را فراتر از نرخ طبیعی مرگومیر در سراسر جهان به کام مرگ بکشاند.
آستانه ۳۵ درجه سانتیگراد دمای حبابتر، مرز نهایی بقای انسان محسوب میشود، اما آسیبهای ناشی از گرما بسیار پیش از رسیدن به این نقطه آغاز میشوند.
برای سالمندان، کارگران فضای باز یا افرادی که دارای بیماریهای زمینهای هستند، پیامدهای خطرناک در دماهای بسیار پایینتر ظاهر میشوند.
عامل اصلی گرمایش امروزی زمین احتراق سوختهای فسیلی است. این هیدروکربنها از راه اثر گلخانهای که براثر برهمکنش بین جو زمین و تشعشعات دریافتی از خورشید ایجاد میشود، سیارهی ما را گرم میکنند.
مناطقی که هماکنون در وضعیت خطر قرار دارند
شهر جیکوبآباد در جنوب پاکستان یکی از گرمترین شهرهای جهان است. این شهر از سال ۲۰۱۰ تاکنون چندین بار از آستانه ۳۵ درجه سانتیگراد دمای حبابتر عبور کرده است.
با این حال، این شهر بهزودی تنها نخواهد بود. پژوهشها نشان میدهند که در صورت ادامه روند گرمایش زمین، بخشهایی از جنوب آسیا و خاورمیانه تا سال ۲۰۷۰ بهطور منظم به این آستانه خواهند رسید.
دانشگاه سازمان ملل متحد، گرمای شدید را یکی از شش «نقطه بحرانی خطر جهانی» معرفی کرده است که جهان در حال نزدیک شدن به آنهاست.
نقاط بحرانی، آستانههایی هستند که پس از عبور از آنها پیامدها شدید، گسترده، فراگیر و بازگرداندن شرایط به وضعیت قبل بسیار دشوار میشود.
گرما بیشترین آسیب را به افرادی وارد میکند که کمترین توانایی مقابله با آن را دارند؛ کسانی که به تهویه مطبوع دسترسی ندارند، برق پایدار در اختیارشان نیست، آب سالم ندارند و نمیتوانند بهسادگی در خانه بمانند.
ارتباط میان آسیبپذیری در برابر گرما و فقر اتفاقی نیست، بلکه ریشهای ساختاری دارد. همین مسئله باعث میشود مناطقی که بیش از همه به مرز بقای انسانی نزدیک هستند، کمترین منابع را برای محافظت از خود در اختیار داشته باشند.
آیا میتوان با گرمای شدید سازگار شد؟
بحث درباره سازگاری با گرمای شدید اغلب به یک پرسش مهم ختم میشود: آیا انسانها در نهایت مجبور به ترک محل زندگی خود خواهند شد؟
برخی معتقدند که بعضی مناطق آنقدر خطرناک خواهند شد که دیگر امکان سکونت در آنها وجود نداشته باشد و جمعیت ناچار به مهاجرت شود.
اما واقعیت این است که بیشتر مردم نمیتوانند بهسادگی جابهجا شوند. شغل، خانواده، وضعیت مالی، ناتوانی جسمی، شرایط قانونی و عوامل متعدد دیگر افراد را در محل زندگی خود نگه میدارند.
بنابراین راهکارهای سازگاری باید برای افرادی طراحی شوند که در همان مناطق باقی میمانند؛ یعنی باید بر افزایش قابلیت زیستپذیری محل زندگی آنها تمرکز داشته باشند.
بخش مهمی از این تلاشها از برنامهریزی شهری آغاز میشود. شهرها بهصورت یکسان گرم نیستند.
محلههای ثروتمند با درختان فراوان، سایه مناسب، ساختمانهای عایقبندیشده میتوانند بهمراتب خنکتر از مناطق فقیرنشین مجاور باشند؛ مناطقی که بتن در طول روز گرما را جذب میکند و در طول شب آن را دوباره منتشر میسازد.
دادههای دقیق محلی درباره نقاط دارای بیشترین گرما و گروههای در معرض خطر میتواند سرمایهگذاریها را به سمت مناطقی هدایت کند که واقعاً به آن نیاز دارند.
راهکارهای فعال و غیرفعال برای خنکسازی شهرها
راهبردهای خنکسازی معمولاً به دو دسته فعال و غیرفعال تقسیم میشوند. خنکسازی فعال مانند استفاده از پنکه و سیستمهای تهویه مطبوع مؤثر است، اما محدودیتهای خاص خود را دارد.
تهویه مطبوع هزینهبر است، بسیاری از افراد به آن دسترسی ندارند و در زمان موجهای گرمایی، استفاده همزمان گسترده از این دستگاهها میتواند شبکه برق را تحت فشار شدید قرار دهد.
علاوه بر این، در صورتی که انرژی مورد نیاز آنها از سوختهای فسیلی تأمین شود، خود به گرمایش جهانی که باعث نیاز به این تجهیزات شده است دامن میزنند.
خنکسازی غیرفعال چنین معایبی ندارد. سقفهای بازتابنده نور و سطوح روشن گرمای کمتری جذب میکنند.
درختان و پارکها هوای اطراف خود را خنک میکنند. فضاهای سبز، عناصر آبی یا مسیرهای سایهدار به انرژی دائمی نیاز ندارند و معمولاً کل محله را بهرهمند میکنند، نه فقط خانوادههایی را که توان مالی بیشتری دارند.
برخی شهرها حتی فراتر رفتهاند و بر اساس مفهوم «شهر اسفنجی» بازطراحی میشوند؛ رویکردی که فضاهای سبز را برای جذب آب باران، کاهش سیلابها و ایجاد سایه خنک بهصورت همزمان در ساختار شهر ادغام میکند.
گرمای شدید چگونه جوامع را تغییر میدهد؟
فراتر از زیرساختها، گرمای شدید در حال تغییر شیوه زندگی روزمره جوامع است.
کار در فضای باز ممکن است بهطور کامل به ساعات اولیه صبح منتقل شود. برخی کشورهای حوزه خلیج فارس هماکنون کار در فضای باز را در فصل تابستان بین ساعت ۱۲ ظهر تا ۳ بعدازظهر ممنوع کردهاند.
گرما حتی بر موضوعاتی اثر گذاشته است که بسیاری از مردم در نگاه نخست به آن فکر نمیکنند. جام جهانی فوتبال ۲۰۲۲ به دلیل نگرانیهای ناشی از گرما از تابستان به زمستان در قطر منتقل شد.
مسابقات امسال که در ایالات متحده، کانادا و مکزیک برگزار میشود نیز با خطرات جدی مواجه خواهد بود؛ بهطوریکه انتظار میرود حدود یکچهارم مسابقات در شرایطی برگزار شوند که سلامت بازیکنان و تماشاگران را تهدید میکند.
واکنشهای اجتماعی و محلی نیز اهمیت فراوانی دارند؛ موضوعی که اغلب کمتر از حد واقعی مورد توجه قرار میگیرد.
برنامههایی که همسایگان را به سرکشی از یکدیگر در دوران موجهای گرمایی تشویق میکنند، افزایش دسترسی به خدمات درمانی در شرایط اضطراری ناشی از گرما و ایجاد سامانههای هشدار زودهنگام که واقعاً به آسیبپذیرترین افراد برسند، همگی میتوانند جان انسانها را نجات دهند.
آب شدن یخ ها هم باعث گرمای شدید زمین شده است
یکی از نخستین پیامدهای تغییر اقلیم ذوبشدن یخها است. براساس تحقیقی که سال ۲۰۱۶ منتشر شد، آمریکای شمالی، اروپا و آسیا بین سالهای ۱۹۶۰ تا ۲۰۱۵ شاهد کاهش پوشش برفی بودهاند. از سوی دیگر به گزارش مرکز ملی دادههای برق و یخ، درحالحاضر میزان خاک منجمد در نیمکرهی شمالی در حدود ۱۰ درصد کمتر از اوایل دههی ۱۹۰۰ است.
ذوبشدن خاک منجمد ممکن است رانش زمین و سایر ریزشهای ناگهانی را بهدنبال داشته باشد. از سوی دیگر این موضوع میتواند میکروبهای مدفونشده را نیز آزاد کند؛ مانند موردی که در سال ۲۰۱۶ اتفاق افتاد و در نتیجهی ذوبشدن مخزنی از جسدهای متعلق به گوزنهای کوهی، بیماری سیاهزخم شیوع پیدا کرد.
گازهای گلخانهای چگونه باعث گرمای شدید زمین میشوند؟
از زمان آغاز انقلاب صنعتی، بشر بهسرعت درحال تغییر تعادل گازهای موجود در جو بوده است. سوزاندن سوختهای فسیلی مانند زغالسنگ و نفت باعث آزادشدن بخار آب، دیاکسیدکربن (CO2)، متان (CH4)، اُزن و اکسید نیتروژن (N2O) میشود که گازهای گلخانهای اولیه محسوب میشوند. از میان این گازها، دیاکسید کربن رایجترین گاز گلخانهای بهشمار میرود.
از تقریبا ۸۰۰ هزار سال پیش تا آغاز انقلاب صنعتی، میزان CO2 در جو زمین حدود ۲۸۰ قسمت در میلیون بود؛ به این معنی که در هر یک میلیون مولکول هوا، حدود ۲۸۰ مولکول CO2 وجود داشت. میانگین جهانی کربن در جو براساس آخرین آمار وبسایت استاتیستا، در سال ۲۰۲۳ رکوردشکنی کرد و به ۴۲۱٫۰۸ قسمت در میلیون رسید.
اعداد اعلامشده ممکن است زیاد بهنظر نرسند؛ اما طبق گفتهی موسسهی پژوهشی اسکریپس، میزان گاز دیاکسیدکربن از زمان پلیوسن (یعنی حدود ۵٫۳ تا ۲٫۶ میلیون سال پیش) تاکنون به این اندازه بالا نبوده است. براساس تحقیقی که سال ۲۰۱۳ در مجلهی ساینس منتشر شد، تا آن زمان شمالگان حداقل برای مدتی در سال یخ نداشت و بهطور قابلتوجهی گرمتر از امروز بود.
براساس تجزیهوتحلیلهای آژانس حفاظت از محیط زیست در سال ۲۰۱۶، حدود ۸۱٫۶ درصد از کل گازهای گلخانهای ایالات متحده را گاز دیاکسیدکربن تشکیل میدهد. کیت پیترمن، استاد شیمی کالج یورک پنسیلوانیا و همکار تحقیقاتی او گرگوری فوی دانشیار شیمی کالج یورک میگویند: «اکنون ما با کمک اندازهگیریهای ابزاری با دقت بالا میدانیم که افزایش بیسابقهای در CO2 موجود در جو وجود دارد. ما بر این موضوع واقف هستیم که CO2 تابش فروسرخ (گرما) را جذب میکند و به همین دلیل میانگین دمای جهانی در حال افزایش است.»
کربن از مسیرهای مختلفی به جو راه پیدا میکند. سوزاندن سوختهای فسیلی باعث آزادشدن CO2 میشود و ایالات متحده با اختلاف بیشترین سهم را در انتشار گازهای گلخانهای و گرمشدن کرهی زمین دارد. براساس گزارش EPA در سال ۲۰۱۸، احتراق سوختهای فسیلی در ایالات متحده مانند تولید برق، بیش از ۵٫۸ میلیارد تن گاز CO2 را در سال ۲۰۱۶ وارد جو زمین کرده است. سایر فرایندها مانند استفاده از سوخت برای مقاصدی جز انرژی، تولید آهن و فولاد، تولید سیمان و سوزاندن زباله میزان انتشار سالانهی گاز دیاکسیدکربن را در ایالات متحده به میزان ۷ میلیارد تن افزایش داده است.
یکی دیگر از عوامل بزرگ و تاثیرگذار در وجود کربن اضافی در جو زمین، جنگلزدایی است؛ درواقع بهگفتهی سازمان خواروبار و کشاورزی ملل متحد (فائو)، جنگلزدایی دومین منبع انسانی بزرگ در تولید گاز دیاکسیدکربن است. پس از ازبینرفتن درختان، آنها تمام دیاکسیدکربنی را که درطول فتوسنتز خود ذخیره کردهاند، آزاد میکنند. تبدیل زمینهای جنگلی به زمینهای مسکونی، دامداری، مسکونی یا کشاورزی نیز به این معنی است که درختان کمتری کربن را از جو زمین جذب میکنند.
براساس ارزیابی جهانی سازمان ملل در سال ۲۰۲۰، از سال ۱۹۹۴ تا آن زمان چیزی در حدود ۱۰۴۰ هکتار از جنگلهای موجود بهدلیل جنگلزدایی ازبین رفتهاند؛ اما خبر خوب این است که از سال ۲۰۱۵ به بعد میزان تلفات جنگلها روند نزولی داشته است. متان دومین گاز گلخانهای رایج در سطح جهانی بهشمار میرود و در بهدامانداختن گرما کارآمدتر است. بهگزارش EPA گاز متان در بهدامانداختن گرما ۲۵ برابر کارآمدتر از دیاکسیدکربن عمل میکند. طبق گزارش سال ۲۰۱۶ این سازمان، گاز متان حدود ۱۰ درصد از کل گازهای گلخانهای منتشرشده توسط ایالات متحده را تشکیل میداد.
هیچ راهکاری جای حل ریشهای مشکل را نمیگیرد
سازگاری با گرمای شدید واقعی است، ارزش سرمایهگذاری دارد و میتواند میزان آسیبها را به شکل قابل توجهی کاهش دهد. سقفهای بازتابنده، فضاهای سبز و تغییر ساعات کاری بدون شک جان بسیاری از افراد را نجات خواهند داد.
اما این اقدامات نمیتوانند جهانی را که چهار یا پنج درجه گرمتر شده است برای میلیاردها انسانی که در آسیبپذیرترین مناطق کره زمین زندگی میکنند، ایمن سازند.
محدودیت دمای حبابتر موضوعی مربوط به آینده یا منطقهای دورافتاده نیست که بیشتر مردم هرگز آن را نبینند. این آستانه هماکنون بارها در شهرهایی که مردم در آنها زندگی و کار میکنند تجربه شده است.
مستقیمترین راه برای جلوگیری از گسترش این وضعیت در مناطق بیشتر، دفعات بیشتر و جمعیتهای بیشتر همان راهکاری است که سالها مطرح بوده است: کاهش انتشار گازهای گلخانهای و کنار گذاشتن تدریجی سوختهای فسیلی.
سایر اقدامات در واقع مدیریت پیامدهای ناشی از تأخیر در انجام این کار هستند.
اثرات اجتماعی ناشی از گرمای شدید زمین
همانطور که انتظار میرود اثرات تغییرات آبوهوایی بر جهان طبیعی چشمگیر باشد، تغییرات پیشبینیشده در جامعهی بشری ممکن است حتی ویرانگرتر نیز باشند. احتمالا سیستمهای کشاورزی ضربهی فلجکنندهای از این تغییرات خواهند خورد. با وجود گسترش فصول رشد در برخی از مناطق، اثرات ترکیبی خشکسالی، آبوهوای شدید و غیرعادی، نبود روانآبهای تلنبارشده، تعداد و تنوع بیشتر آفات و ازدسترفتن زمینهای کشتپذیر میتواند به خرابی شدید محصول و کمبود دام در سراسر جهان منجر شود.
بدن خود را خنک نگهدارید
بدن انسان نمی تواند دمایی بیشتر از ۴۳ درجه سانتی گراد را تحمل کند. طبق گفته وانوس، وقتی دمای هسته مرکزی بدن انسان به ۴۳ درجه سانتی گراد برسد، فرد به احتمال ۹۹٫۹% خواهد مرد.
دمای ۴۳ درجه سانتی گراد حداکثر دمایی است که بدن انسان قادر به تحمل آن است؛ ولی باید این را مدنظر داشت که در برخی مواقع، گرما به صورت تدریجی افراد را از بین می برد و باعث شدت گرفتن برخی از مشکلات فیزیکی مثل بیماری های قلبی عروقی یا کلیوی خواهد شد.
وقتی رطوبت منجر به مرگ می شود
بدن انسان می تواند با تعریق و انتقال گرما از طریق آب دفع شده، هسته مرکزی اش را خنک نگاه دارد.
اسکات دنینگ، دانشمند آب وهوا و استاد علوم جوی دانشگاه ایالتی کلرادو دراین باره می گوید: اگر هوا خیلی مرطوب باشد، عرق شما تبخیر نخواهد شد و بدین ترتیب سطح بیرونی پوست شما نمی تواند خنک تر از داخل بدن شود.
بدین ترتیب گرمای متابولیک در بدن جمع می شود و منجر به تب بسیار بالا، گرمازدگی و مرگ می شود.
دمای حباب مرطوب
دانشمندان برای اندازه گیری شاخص گرما و رطوبت، اغلب از معیاری به نام دمای حباب مرطوب استفاده می کنند.
این شاخص اندازه گیری دما چنین تعریف می شود: اگر روی دماسنج را با پارچه مرطوبی بپوشانید تا گرما تبخیر شود، می توانید میزان خنک شدن پوست با عرق کردن را به صورت تقریبی بسنجید. دنینگ دراین باره توضیح داد: دمای حباب مرطوب باید چند درجه خنک تر از دمای داخلی بدن شما باشد. در غیر این صورت، گرما از بدنتان خارج نمی شود.
حداکثر دمای قابل تحمل
سال ۲۰۱۰، مطالعه جالب توجهی انجام شد و طی آن محققان آب وهوا از دمای حباب مرطوب ۳۵ درجه سانتی گراد، در رطوبت ۱۰۰٪، به عنوان حد بالا برای بقای انسان و سازگاری بدون خنک کردن نام بردند.
البته در این مطالعه شاخص هایی مثل قرار گرفتن در معرض نور خورشید، لباس و حرکت و فعالیت لحاظ نشده است. جمع بندی این مطالعه، این دما را به عنوان حداکثر دمایی که بدن انسان برای بقا و سازگاری بدون خنک کردن می تواند آن را تحمل کند، تعیین کردند.
نزدیک شدن به حد نهایی
محققان در مطالعه ای که سال ۲۰۲۰ انجام دادند، دریافتند که فرکانس گرمای بسیار مرطوب از سال ۱۹۷۹ (۱۳۵۸) دو برابر شده و در بخش هایی از جهان ازجمله سواحل هند پاکستان، خلیج فارس و خلیج مکزیک، دما به آستانه دمای حباب مرطوب نزدیک شده و در دو مکان برای مدت کوتاهی حتی فراتر از آن رفته است.
طبق گفته دنینگ، محققان نگران وقوع مرگ ومیر دسته جمعی در آن مناطق هستند؛ چراکه دمای جهانی همچنان در حال افزایش است: در مناطق بزرگ شهری در دریای عرب (شرق شبه جزیره عربستان) و منطقه اقیانوس هند، صدها میلیون نفر در شرایطی زندگی می کنند که دسترسی به تهویه مطبوع ندارند.
خطراتی که دست کم گرفته می شوند
اما تحقیقات جدید حکایت از آن دارد که حد نهایی تعریف شده، واقع بینانه نیست.
مطالعه ای در سال ۲۰۲۲ که با استفاده از داده های آزمایش های محفظه حرارتی انجام شد، تخمین زد که آستانه دمای حباب مرطوب برای افراد جوان و سالم که بتوانند در آن به انجام وظایف اساسی زندگی شان بپردازند، احتمالاً نزدیک به ۳۰ تا ۳۱ درجه سانتی گراد است که خیلی پایین تر از معیار قبلی (۳۵ درجه) است.
گرمای خشک، نگران کننده است
وانوس در ادامه به این نکته اشاره کرد که حد بقای افراد باهم متفاوت است و شاخص هایی مثل سن و سال در آن تاثیر زیادی دارد.
تحقیقات او حکایت از آن دارد که آستانه فیزیولوژیکی برای گرمازدگی، به ویژه در گرمای خشک، به مراتب کمتر از چیزی است که تا پیش ازاین اعلام شده بود.
در این تحقیق به این نکته اشاره شده که اکثر افراد مسن، نمی توانند به خوبی عرق کنند و درصورتی که به مدت ۶ ساعت در معرض دمای بالای ۴۶ درجه سانتی گراد قرار بگیرند، حتی در شرایطی که رطوبت هوا پائین و دسترسی به سایه وجود دارد، در معرض خطرات جدی قرار خواهند گرفت.
وانوس در بخش پایانی صحبت هایش گفت: هرگز آستانه مشخصی برای بقا وجود ندارد و فکر کردن به این موضوع هم خطرناک است.
نتیجهگیری
گرمای شدید و افزایش دمای حبابتر به یکی از مهمترین چالشهای قرن حاضر تبدیل شده است. هرچند راهکارهای سازگاری میتوانند خطرات را کاهش دهند، اما تنها راه پایدار برای جلوگیری از عبور از مرزهای بقای انسان، کنترل گرمایش جهانی و کاهش وابستگی به سوختهای فسیلی است.
