الأخت الكريمة صديقة البيئة المحترمة ...
مساء الخير ... اخترتُ لكِ اليوم رداً على سؤالك عن ( دورة الهواء الكونية ) مقالة بعنوان الشتاء النووي للدكتور ( عدنان الظاهر ) من موقع الزمان
www.azzaman.com ، وستجدين فيها تفاصيل وافية عن علاقة أشعة الشمس وجزيئات الغبار في عملية التسخين والتبريد التي يشهدها كوكب الأرض وبالطبع كما تعلمين دور غاز ثاني أوكسيد الكربون في التحكم بدرجات الحرارة في الغلاف الجوي .
والبارحة فقط شاهدتُ برنامجاً خاصاً من قناة الجزيرة الوثائقية من سلسلة دنيا العلوم تناول موضوع ذوبان الجليد في القطبين الشمالي والجنوبي نتيجة ارتفاع حرارة الأرض ، ومما ذكره العلماء أن الكتل الجليدية تعكس أشعة الشمس إلى الفضاء أما البحار فهي تمتص الحرارة ، مما يزيد قوة الأعاصير التي تضرب مناطق شاسعة من العالم كاعصار كاترينا ، بحيث تهدد المناطق الساحلية لشواطيء الولايات المتحدة الأميريكية الواقعة على الأطلسي ، وتهديد مدن بالغرق مثل نيويورك وجزيرة مانهاتن ، وأجزاء واسعة من ولاية فلوريدا في حال ارتفاع منسوب المحيط الأطلسي من مترين إلى ثلاثة أمتار .
ويعترف العلماء أن هذا الارتفاع فاق كل توقعاتهم السابقة وقد يصل إلى ستة أمتار خلال العقود القليلة القادمة ، وفي دراسة طبقات الجليد استنتج العلماء أن الأرض شهدت مثل هذا الارتفاع في درجات الحرارة منذ 130.000 مائة وثلاثين ألف عاماً ولم تكن درجات الحرارة قد ازدادت سوى من 3 إلى 5 درجات فقط .
ولما كان العصر الجليدي قد حدث منذ 12.000 اثنتي عشر ألف سنة تقريباً فإن الربيع الكوني كان في أيام طوفان نوح منذ 6.000 ستة آلاف سنة ،اوليوم نكون قد دخلنا الصيف الكوني في رحلة الأرض ضمن المجموعة الشمسية حول مركز مجرتنا درب التبانة ، وهذا ما يؤكد اقتراب مجموعتنا من الحيّز الفضائي الأكثر سخونة ، وتقديري أن التسخين الشمسي لن يتجاوز أكثر مما مررنا به من أرقاماً قياسية كالتي شهدها كوكبنا في عام 1998 وعام 2002 ، وكذلك في العامين الماضيين 2006 و 2007 ، إنها أقصى حرارة سُجّلت منذ بدأ الإنسان بتسجيل درجات الحرارة على الأرض ، وستعود للانخفاض تدريجياً مع بعض التجاوزات في سنين متفرقة في المستقبل القريب والبعيد .
إن الأرض ذلك الكائن الحي قادر على التكيف مع هذه التغيرات ، وحتى تعود دورة الهواء الكوني لتلطيف الأجواء سيستعد كوكبنا الأزرق لاستقبال الخريف الكوني الذي سيعمّ الأرض خلال الستة آلاف سنة القادمة .
وإليكم الموضوع المختار وأرجو أن يكون مفيداً ، وأحب أن أشير إلى أن الإنسان أدرك مخاطر الحرب النووية والمقالة مكتوبة في عام 1984 حيث كانت الحرب الباردة في أوجها ، واليوم يسعى الإنسان إلى الحفاظ على البيئة بكل الوسائل المتاحة من أجل مستقبل الأرض والمحافظة على الجنس البشري وكل الكائنات الحية على كوكبنا .
الشتاء النووي - تأثيرات الحرب النووية على الطقس - الدكتور عدنان الظاهر
قبل أن نتحدث عن تأثيرات الحرب النووية على الطقس يجب أن نعرف أولا كيف تحافظ كرتنا الأرضية على ميزان مخزونها الإشعاعي الحراري المألوف .
فمعدل أشعة الشمس التي يمتصها الغلاف الجوي وسطح الكرة الأرضية على مرّ الزمن يساوي كمية الاشعاع الحراري الراجع إلى الفضاء المحيط بالكرة الأرضية . ولأن شدة الاشعاع الحراري تتغير تبعاً لكمية الحرارة مرفوعة إلى القوة الرابعة فإن درجة حرارة سطح الكرة الأرضية ودرجة حرارة الغلاف الجوي قادرتان على التكيف السريع لإعادة ضبط توازن الطاقة الكلية ما بين الطاقة الشمسية المكتسبة والطاقة الحرارية المفقودة .
لنتصور أن الأرض كالقمر خالية من الهواء ، عندئذ فإن سطحها سوف يشع الطاقة الشمسية الممتصة راداً إياها مباشرة إلى الفضاء المحيط بها. وفي هذه الحالة فإن المتوسط الكوني لدرجة حرارة الكرة الأرضية سيكون أقل من درجة تجمد الماء ، ويترتب على ذلك انعدام الحياة على كوكبنا الأرضي ، لكن للأرض ولحسن الحظ غلافاً جوياً من الهواء يمتص ويقتنص جزءاً من الحرارة التي يبعثها سطح الأرض الأمر الذي يؤدي إلى رفع معدل درجة حرارة مستوى سطح الأرض الأساسي إلى ما فوق درجة تجمد الماء العادي حيث تتوفر الشروط الملائمة لأشكال شتى من الحياة ، وهذا هو الأمر الواقع :
إن العزل الحراري للأرض بفضل الغلاف الجوي المحيط ( وهذا العزل الحراري يسمي عادة تأثير البيت الأخضر Green House Effect يُردّ إلى حقيقة أن أشعة الشمس تخترق الغلاف الجوي بصورة أسرع من الأشعة الحرارية Thermal Radiation ولا غرابة في هذا إذا ما علمنا أن الأشعة الصادرة عن الشمس هي بالأساس واقعةً في الجزء المرئي من طيف الأشعة الكهرومغناطيسية ، أما الأشعة الحرارية الصادرة عن سطح الأرض فإنها تتركز في قسم الأشعة تحت الحمراء . إن أهم المركبات التي تمتص الأشعة تحت الحمراء في الغلاف الجوي إنما هي الماء بشكل بللورات الجليد وقطيرات سائلة ومن ثم البخار ، بالاضافة إلى غاز ثاني أوكسيد الكربون ، وهذه جميعها تمتاز بشفافيتها تجاه الضوء المرئي ، وبناء على ذلك فإن الغلاف الجوي يلعب دورا مزدوجا متناقضا ، هو شباك لضوء الشمس يسمح بنفاذه صوب الأرض ، لكنه سقف عائق للحرارة يمنعها من التسرب إلى الفضاء الخارجي .
في الظروف الطبيعية المعتادة تتناقص درجة الحرارة في طبقة التروبوسفير ( وهو الغلاف الجوي من سطح الأرض حتى ارتفاع حوالي 12 كيلومتراً ). تدريجيا مع ارتفاع عمود الهواء إلى الأعلى لغاية اثني عشر كيلومترا ، وأن حرارة سطح الأرض تنتقل إلى الأعلى بطرق متعددة وهي : بالاشعاع الحراري ، وبعمليات الحمل الواسعة النطاق ، ثم بانطلاق الحرارة الكامنة نتيجة تكثف بخار الماء أثناء صعوده إلى الأعلى .
الآن ، لو رفضنا ازدياد قابلية الغلاف الجوي على حجز الأشعة تحت الحمراء ( الأشعة الحرارية ) ومنعها من التسرب إلى الفضاء الخارجي ( وهو ما يُسمى بالتعتيم الحراري تمييزاً لها عن ظاهرة التقسيم الضوئي كما سنرى ) دونما أي تغيير يذكر على ظاهرة التعتيم الضوئي ، فإن درجة حرارة التروبوسفير سترتفع ، وكمثال على ذلك لو أضيف إلى الغلاف الجوي مركب يمتص الأشعة تحت الحمراء كغاز ثاني أوكسيد الكربون بكميات كبيرة فإن النتيجة هي ازدياد سخونة سطح الأرض وعلى العكس من ذلك لو أن بعض مكونات الغلاف الجوي يختزل كمية ضوء الشمس التي يستلمها سطح الأرض ( أي ازدياد ظاهرة التعتيم الضوئي ) من دون أن يزداد مقدار التقسيم الحراري زيادة ذات شأن ، فإن درجة حرارة الأرض وما حولها ستنخفض ، وكمثال على ذلك : لو أن كل أشعة الشمس قد جرى امتصاصها في طبقات الجو العليا من دون أن يصل منها شيء إلى سطح الأرض ولو أن سطح الكرة الأرضية يستمر في اشعاعه للطاقة الحرارية إلى الفضاء الخارجي من دون سقف أو عائق ، فإن درجة حرارة السطح ستنخفض حتى تكون مساوية لدرجة حرارة أي كوكب خالٍ من الهواء ، كالقمر مثلاً .
تؤثر الدقائق العالقة في الغلاف الجوي على توازن اشعاعية الأرض بطرق شتى : بامتصاصها لضوء الشمس ، وبردِّها ضوء الشمس ثانية إلى الفضاء الخارجي ، ثم بامتصاصها أو اشعاعها للأشعة تحت الحمراء وباختصار فإن سحابة من الدقائق الصغيرة وتسمي الايروزول Aerosol تسخن طبقة الجو التي تشغلها مساحة وحجماً لكنها إما أن تُسخن أو أن تبرِّد الطبقات التي تقع أسفلها ، وسطحها ذاته ، والأمر يعتمد أساساً على طبيعة دقائق الايروزول فيما لو كانت تمتص الأشعة تحت الحمراء بصورة أسرع من قدرتها على صد أو امتصاص الضوء المرئي .
وعليه يكون مقدار ما يصل سطح الأرض من ضوء الشمس قليلا جداً عندما تكون مكونات الايروزول عبارة عن دقائق معتمة كذرات السخام الفائقة القدرة على امتصاص الضوء المرئي القادم من الشمس . ونقيض هذا عندما يتكون الايروزول من دقائق براقة كغبار ذرات تراب الأرض التي تبعثر الضوء بشكل أساسي .
إن تقييم تأثيرات الحرب النووية المحتملة على الطقس يجب أن يحمل في مضاعفاته اهتماماً خاصاً ومركزاً على ذرات السخام التي تخلفها النيران المتأججة عادة طالما أن هذه الذرات تمتص الضوء المرئي بشكل يتفوق على قدرتها على امتصاص الأشعة تحت الحمراء بما لا يقاس .
والآن لنطرح مثل هذا السؤال : كم يلزم من الايروزول لتبريد سطح الأرض بحجبه الضوء الشمس ؟ وما هي كمية الايروزول الضرورية لتسخين السطح بزيادة تأثير البيت الاخضر ؟ وكجواب على هذين السؤالين نقول أن الأمر برمته يتوقف على حجم الدقائق المكونة للايروزول . فإذا كان متوسط قطر الدقائق أقل من طول موجة الأشعة تحت الحمراء النموذجية ( البالغة حوالي عشرة مايكرومترات ) فإن تعتيم الأشعة تحت الحمراء سيكون أقل من التعتيم الضوئي . وبالضرورة فإن الايروزول المكون من دقائق متناهية في الصغر يكون تأثيره الضوئي أكبر من تأثيره الحراري ( الأشعة تحت الحمراء ) الأمر الذي يؤدي حتماً إلى تبريد ذي شأن لطبقات الجو السفلى وسطح الأرض على حد سواء .
وبقدر ما يتعلق الأمر بدقائق السخام فإن تأثيرها التبريدي واحد ، وإن كان حجم هذه الدقائق كبيراً نسبياً. يعتمد التأثير الضوئي وتأثير الأشعة تحت الحمراء الآنف الذكر على سمك وكثافة الايروزول فشدة الضوء الشمسي الساقط على سطح الارض تتناقص أُسيًّا مع كمية الدقائق الصغيرة التي تمتص هذا الضوء والموجودة في الغلاف الجوي ، أما الأشعة تحت الحمراء التى تصل الأرض فإنها تعتمد على درجة حرارة الهواء أكثر من اعتمادها على كمية الايروزول ، وعليه ففي حال توفر كمية كبيرة من الايروزول في الجو فالنتيجة الدائمة هي برودة سطح الأرض الشديدة.
الحرب النووية : الدخان والبرودة ...
تستطيع التفجيرات النووية فوق الغابات والأراضي المغطاة بالحشائش أن تؤجِّج نيراناً حاميةً وواسعةَ النطاق . لكن يصعب تقدير نتائج مثل هذه الحرائق لأسباب منها الرطوبة ومحتوي وكمية الوقود النووي وأخيرا سرعة الريح الناتجة عن الانفجار النووي . ورغم أن الحرائق الهائلة المتسببة عن تفجيرات نووية يمكن أن تكون محصورة في منطقة التفجير المباشرة المعرضة آنيا للبرق الحراري الخاطف والشديد الحرارة، لكن حرائق أكبر وأكثر خطراً قد تنجم عن تفجيرات متعددة ومتبادلة ليست محصورة في مناطق معينة بل تتساقط فوق أهداف مبعثرة منتشرة هنا وهناك عسكرية الطابع ولاسيما مخابيء (سايلبوات) الصواريخ النووية بعيدة المدى .
تعتمد كمية الدخان النهائية الناجمة عن أية حرب نووية على عوامل منها الحصيلة النهائية الكلية للاسلحة النووية التي يتم تفجيرها فوق نوع خاص من الأهداف وعلى كفاءة التفجيرات في تأجيج الحرائق، وعلى متوسط المساحة المشتعلة لكل ميغا طن ( مليون طن ) من الوقود النووي وعلى معدل كمية المواد القابلة للاضطرام بالنيران وعلى نسبة كمية الدخان الناتج إلى كمية الوقود المحترق، وأخيرا على جزء الدخان الذي ينجح في دخول دورة الهواء الكونية بعد تعرض الدخان لأمطار تتساقط محليا مزيلة جزءاً منه.
فعند الأخذ بعين الاعتبار كل هذه المتغيرات في حالة نشوب حرب نووية تستهلك أربعين بالمائة من مجموع المخزون الاستراتيجي لدي القوتين العظميين فقط، أمكن حساب كمية ما ينبعث من دخان كحصيلة لمثل هذه الحرب فوجد أنها تساوي بل وتتجاوز المائة مليون طن متري . هذا ويعتبر بعض الباحثين هذا التقدير على درجة من التواضع . ويدل هذا الرقم يقترح هؤلاء الخبراء ثلاثمائة مليون طن. إن المائة مليون طن من الدخان لو قدر لها أن تنتشر بانتظام كسحابة فوق مجمل الكرة الأرضية فإنها ستحجب ضوء الشمس الساقط على الأرض بمقدار خمسة وتسعين بالمائة ( 95% ) . معلوم أن أول السحب الدخانية سوف لن تغطي الفضاء المحيط بالأرض كلية ، لكن مناطق واسعة من نصف الكرة الشمالي وخاصة أهداف الضربات المركزية ستكون أشد حلكة حتى أن الضوء في منتصف النهار يكون شبيها بضوء الليالي المقمرة ، وأيام مظلمة بهذا الشكل إذا ما استمر الظلام فيها لأسابيع أو لشهور، فإن العاقبة المحتومة هي حصول كارثة بالنسبة للطقس هي كارثة الشتاء النووي .
المصدر : مجلة Scientific American .
آب ( أغسطس) 1984 العدد الثاني .
http://www.azzaman.com/azz/articles/2002/01/01-18/a99336.htmمع أطيب التمنيات بالنجاح .
أخوكم بسام
