الاحتباس الحراري (Green House Effect)أو الانحباس الحراري:

هو عملية التبادل الإشعاعي بين الغلاف الجوي وما يحتويه من غازات ومواد عالقة وبين سطح الأرض. إذ يسمح الغلاف الجوي بمرور الإشعاع الشمسي باتجاه الأرض لكنه في الوقت نفسه يحبس الإشعاع الأرضي الحراري عاملاً على رفع حرارة الجو⁽¹⁾. ويكون عبارة عن طبقة غازية ضبابية تنشأ في الحالات التي يكون فيها الهواء مستقراً وراكداً، حيث يظهر ما نسميه بالحرارة المعكوسة ومثل هذه الظاهرة تحدث عندما تزداد درجات الحرارة كلما ارتفعنا عن سطح الأرض ضمن مئات من الأقدام⁽²⁾ في التروبوسفير⁽³⁾.كما وعُرف بأنه ارتفاع درجة الحرارة في الغلاف الجوي المحيط بالأرض بسبب تراكم غاز ثاني اوكسيدالكربون وغازات دفيئة أخرى وتقوم بدور أشبه بلوح الزجاج في بيت زجاجي، فهي تتيح مرور ضوء الشمس من خلالها وتدفئ الأرض لكنها تمنع فقد الحرارة الموازن عن طريق الإشعاع المرتد⁽⁴⁾. إذن الاحتباس الحراري ظاهرة تحدث بسبب الانعكاسات الحرارية⁽⁵⁾ (Heat Inversions) وحالات الاستقرارية والسكون التي يتعرض لها الغلاف الغازي، وينجم عنها تراكم الغازات الدفيئة والمواد الهيدروكاربونية وذرات الغبار والمواد الصلبة المتطايرة في الغلاف الجوي، مما يعمل على حجز الأشعة الشمسية المنعكسة من سطح الأرض لترفع درجات الحرارة كلما ارتفعنا للأعلى عكس الوضع الطبيعي لها.يوجد شكلين للظاهرة (طبيعي) تسببه الغازات المنبعثة من البراكين وحرائق الغابات والأنشطة التكتونية، وهذا النوع لا يشكل خطورة، حيث يدخل ضمن المعادلة الحياتية، فتتعادل الكمية الطبيعية المطروحة من ثاني اوكسيد الكربون مع ما تمتصه النباتات والبحار والمحيطات. وهو الذي أدى إلى بقاء درجة حرارة الأرض ثابتة منذُ عشرات آلاف السنين⁽⁶⁾. والنوع الثاني (بشري) يتمثل بما يطرحه الإنسان من غازات ملوثة من الصناعة والنقل والاستخدامات المنزلية والأنشطة الأخرى بصورة مباشرة للغلاف الغازي وبكميات كبيرة ومتزايدة تفوق قدرة مكونات البيئة الطبيعية من معادلتها وتقليل خطورتها، وهنا تكمن المشكلة. إذن فالاحتباس الحراري ظهر وعُرف بمفهومه الحديث كمشكلة بشرية أكثر مما هي طبيعية، على الرغم من إن لها جذورها الطبيعية المتمثلة بالصفات والخصائص المكانية.لقد كان الاعتقاد السائد إن ثاني اوكسيد الكربون وحده المسؤول عن هذه الظاهرة، غير إن الدراسات التي أُجريت خلال العقدين الماضيين أوضحت إن ثاني اوكسيد الكربون مسؤول عن نصف المشكلة، والنصف الآخر سببه غازات أخرى لديها خصائص الاحتباس الحراري مثل الميثان، اوكسيد النيتروجين N₂O، مركبات الكلوروفلوكاربون⁽⁷⁾. وكما في الشكل (1)              

وتتسم هذه الغازات بخاصية طبيعية تجعلها تسمح بمرور الأشعة ذات الموجات القصيرة والمتوسطة الآتية من الشمس إلى سطح الأرض ولا تسمح بمرور الأشعة الحراري ذات الموجات الطويلة الواردة من سطح الأرض نحو الفضاء.ويمتص من هذه الغازات ما يعادل 91% ثم تبثها مرة أخرى نحو سطح الأرض مما يؤدي إلى تراكمها واحتباسها بالقرب من سطح الأرض فتتسبب في تسخين الهواء المحيط بها⁽⁸⁾.شكل (2)

تقدر كمية الطاقة التي ترتد من كل متر مربع من سطح الأرض بعد اكتسابه للإشعاع الشمسي نحو 390 واط، يتسرب منها 237 واط الى الفضاء، وتقوم غازات الاحتباس الحراري بإعادة بث 153 واط مرة أخرى الى سطح الأرض، وهذه الكمية من الطاقة الحرارية مسؤولة عن حفظ حرارة سطح الأرض عند متوسط 15ْم، ولولاها لأصبحت درجة حرارة الأرض 23ْم تحت الصفر⁽⁹⁾

مصادر انبعاث غازات الاحتباس الحراري:

ظهرت مشكلة الاحتباس الحراري في الوقت الحاضر نتيجة للتوسع في استخدام الوقود الاحفوري (الفحم-البترول-الغاز الطبيعي) إضافة الى حرق الخشب والمخلفات الزراعية، ونمو الصناعات الاستخراجية والتحويلية، وما صاحب ذلك من نمو كمية المخلفات الصناعية والأدخنة الصاعدة عن المصانع، وتوسع وزيادة أحجام المدن الذي نتج عنه طرح المخلفات الضارة للبيئة.

لقد أوضحت الدراسات البيئية إن الدول الصناعية (أمريكا الشمالية، غرب أوربا، اليابان، مجموعة دول منظمة التعاون الاقتصادي والإنمائي) تنتج اكبر كمية من ملوثات الهواء وغازات الاحتباس الحراري، ثم تليها دول شرق أوربا وروسيا. جدول (1).

وتختلف شدة وخطورة الظاهرة طبقاً لنوع وكمية الوقود المستخدم وظروف حرقهُ. كما وتختلف كمية الملوثات وخطورتها حسب نوع القطاع والصناعة المسببة للتلوث والإقليم الواقعة فيه. وعلى ذلك فالصناعة تعد من القطاعات الأساسية في إحداث تلوث الهواء، ثم يليها قطاع النقل بمساهمه قدرها 3500 و1050 مليون طن من غاز ثاني اوكسيد الكربون وعلى التوالي جدول (2).

يكون قطاع النقل مساهماً رئيسياً في إنتاج غازات الاحتباس الحراري، فيولد ما مقداره 18.2% من غاز ثاني اوكسيد الكربون و60% من غاز أول اوكسيد الكربون، وتعود هذه الكميات الكبيرة من الملوثات الى العدد الهائل من السيارات في العالم، حيث بلغ عام 1990 نحو 590 مليون سيارة⁽¹⁰⁾. وقد قدر العلماء في الولايات المتحدة الأمريكية إن السيارات تقذف بحوالي 66 مليون طن من أول اوكسيد الكربون، ومليون طن من اوكسيد الكبريت و 6 مليون طن من اكاسيد النتروجين و12 مليون طن من الهباب ، وفقاً لعدد السيارات الذي قدر بحوالي 90 مليون سيارة في الولايات المتحدة الأمريكية. كما وتطرح الأنشطة البشرية والاستخدامات المنزلية كميات ليست بالقليلة من غازات الاحتباس الحراري وكما في جدول (3).

غازات الاحتباس الحراري وآثارها:

1-غاز ثاني اوكسيد الكربون :(CO₂)ينتج غاز ثاني اوكسيد الكربون من الأنشطة الطبيعية (حرائق الغابات، البراكين، وجميع الأنشطة البشرية كالنقل والصناعة وحرق النفايات الصلبة في المدن، ويكون له الدور الكبير في حدوث ظاهرة الاحتباس الحراري.

لقد كان تركيزه في الهواء في مرحلة ما قبل الصناعة حوالي 280 جزءاً لكل مليون جزء في الهواء مقاساً بالحجم، فيما ازداد هذا التركيز ليبلغ 349 جزءاً بالمليون في عام 1980، ومن المتوقع إن يتضاعف الى 560 جزءاً بالمليون في الفترة الواقعة بين منتصف القرن القادم ونهايته⁽¹¹⁾.وتكمن خطورته بكونه يمتص ثلاثة مجالات⁽¹²⁾ مختلفة من الأشعة الحرارية المرتدة من سطح الأرض، وكما يلي:

الأول: يتراوح فيه طول الموجة بين (1.6-2.9) مايكرون.

الثاني: يتراوح فيه طول الموجة بين (4.1-4.5) مايكرون.

الثالث: يتراوح فيه طول الموجة بين (13.8-15.4) مايكرون.

2-غاز الميثان :(CH₄)يعدمن أكثر الهيدروكربونات توفراً في الغلاف الغازي. وينتج بشكل طبيعي عن فعل النشاط البيولوجي لبعض أنواع البكتريا التي تتحلل من المخلفات النباتية تحللاً لا هوائياً في البرك والمستنقعات والبحيرات والمناطق الرطبة. وتشكل النفايات البشرية المصدر اليومي للميثان الناتج من عمليات تحلل مياه الصرف الصحي ونفايات المدن بالإضافة الى نفايات حيوانات الرعي وحرق النباتات ومناجم الفحم وخطوط الغاز وآبار النفط. يظهر إن نسب تركيزغاز الميثان في الهواء في ارتفاع مستمر وسريع، زادت كميته بمقدار 390 جزء بالمليون خلال الفترة بين عامي 1850-1993م، وعلى الرغم من كونه أقل من نسبة ثاني اوكسيد الكربون بنحو 205 مرة إلا إن معدلات الزيادة السنوية لنسب تركيزه تفوق مثيلتها لنسب غاز ثاني اوكسيد الكربون بنحو 13 مرة⁽¹³⁾. ويمتص غاز الميثان الأشعة الحرارية التي ترتد من سطح الأرض ذات الموجة 7.66 مايكرون، وتفوق فعالية الجزيء الواحد من غاز الميثان في امتصاص الحرارة وحدوث الاحتباس الحراري فعالية الجزيء الواحد من غاز ثاني اوكسيد الكربون بما يتراوح بين 11-20مرة⁽¹⁴⁾. لذلك تبرز أهميته كمسبب قوي للاحتباس الحراري وزيادة فعاليته في ارتفاع حرارة الأرض.

3- اكاسيد النتروز :NOيعد احد اكاسيد النتروجين الناتجة عن سلسلة التفاعلات الطبيعية التي تحدث في الغلاف الجوي وخلال الدورة الطبيعية للنتروجين بفعل البكتريا في التربة وأكسدة المواد العضوية والنتروجينية. ويتولد هذا الغاز من مصادر بشرية متعددة مثل احتراق الوقود الاحفوري بكل صوره ومحركات السيارات. حيث يشكل ما يتراوح بين 30%-35% من إجمالي عوادم السيارات، وكذلك يتولد من احتراق الغاز الطبيعي وخامات النفط والفحم والفضلات العضوية وغيرها من الصناعات.

لقد ازدادت نسبة اوكسيد النتروز في الهواء بين 298 جزء في البليون عام 1976 لتبلغ 305 جزء في البليون عام 1995. ويفوق ثاني اوكسيد الكربون وغاز الميثان في معدل الزيادة السنوية لاوكسيد النتروز بحوالي 3 مرات للأول و35 مرة للثاني⁽¹⁵⁾. مما يدل على بطئ معدلات زيادته السنوية بالمقارنة مع الغازات الأخرى. ويمتص هذا الغاز الأشعة الحرارية التي ترتد من سطح الأرض والتي يتراوح طول موجاتها بين 7-13 مايكرون، وتفوق فعالية كل جزيء منه فعالية كل جزيء من ثاني اوكسيد الكربون بحوالي 270 مرة وغاز الميثان بحوالي 17 مرة⁽¹⁶⁾، مما يؤكد دوره وفعاليته في حدوث الاحتباس الحراري.

4- مركبات الكلوروفلوروكربون CFC5: تعد من المركبات الصناعية التي تستخدم في أجهزة التكييف، وكمادة دافعة في علب الرش ورغوة إطفاء الحرائق. وتتبخر هذه المركبات عند درجة حرارة تتراوح بين صفر و40ْم تحت الصفر. وتمتص هذه المركبات الأشعة الحرارية المرتدة من سطح الأرض التي يبلغ طول موجاتها 8 و10 مايكرون، وتفوق فاعلية الجزيء الواحد من هذه المركبات في حدوث الاحتباس الحراري فعالية الجزيء الواحد من ثاني اوكسيد الكربون بحوالي عشرة الآلف مرة، ولها فعالية مرتفعة جداً تفوق فعالية الغازات الأخرى⁽¹⁷⁾.

__________________________________

 (1) مثنى عبد الرزاق العمر، تلوث البيئة، دار وائل للطباعة والنشر، عمان، 2000، ص93.

(2) عبد خليل فضيل، د.علوان جاسم الوائلي، علم البيئة، مديرية دار الكتب للطباعة والنشر، جامعة الموصل، 1985، ص399.

(3) التروبوسفير: الطبقة السفلية أو الأقرب إلى الأرض من الجو، وتمتد من سطح الأرض حتى ارتفاع 8-12كم في العروض الوسطى والعليا، و16-17كم في العروض الوسطى والاستوائية. وفي هذه الطبقة تقل درجة الحرارة بمعدل درجة مئوية واحدة مع كل 150م للأعلى، كما انه تتكون فيها السحب وان معظم التغيرات في الظواهر الجوية تقتصر على هذه الطبقة. وما يعطيها أهميتها للحياة كونها تحتوي على الجزء الأعظم من بخار الماء والأوكسجين وثاني اوكسيد الكربون. ينظر: رشيد الحمد، محمد سعيد صباريني ، البيئة ومشكلاتها، المجلس الوطني للثقافة والفنون والآداب، سلسلة عالم المعرفة عدد(22)، الكويت، 1979، ص47. كذلك د.فتحي عبد العزيز أبو راضي، أسس الجغرافية الطبيعية، دار المعرفة الجامعية، الإسكندرية، 2006، ص197.

(4) د.علي صاحب طالب الموسوي، التغيرات الطقسية والمناخية المتوقعة عالمياً وانعكاساتها، مجلة البحوث الجغرافية، عدد 4، قسم الجغرافية كلية التربية للبنات، جامعة الكوفة، 2002، ص27.

(5) الانعكاس الحراري/ تزايد درجة الحرارة مع الارتفاع ضمن هذه الطبقة الهوائية، وهذا التوزيع العمودي لدرجة الحراري هو عكس التوزيع الاعتيادي لهذا العنصر مع الارتفاع أي تناقص درجة الحرارة بالارتفاع. انظر: د.احمد سعيد حديد وآخرون، المناخ المحلي وزارة التعليم العالي والبحث العلمي، بغداد، 1982، ص50.

(6) د.محمد إبراهيم محمد شرف، جغرافية المناخ والبيئة، دار المعرفة الجامعية، الإسكندرية، 2005، ص296.

(7) د.محمد العودات، التلوث وحماية البيئة، ط3، دار الأهالي للطباعة والنشر والتوزيع، دمشق، 1998، ص56.

(8) د.محمد إبراهيم محمد شرف، مصدر سابق، ص291.

(9) المصدر نفسه، ص293.

(10) د.محمد العودات، مصدر سابق، ص56.

(11) اللجنة العالمية للبيئة والتنمية، مستقبلنا المشترك، ترجمة كامل عارف، المجلس الوطني للثقافة والفنون والآداب، سلسلة عالم المعرفة، العدد 142، الكويت، 1989، ص254.

(12) د.محمد إبراهيم محمد شرف، مصدر سابق، ص297.

(13) المصدر نفسه، ص298.

(14) المصدر نفسه، ص299.

(15) المصدر نفسه، ص299.

(16) المصدر نفسه، ص300.

(17) المصدر نفسه، ص302 .