التغير المناخي - منظور علم الفيزياء

ياه! هذا حار. السيارة أسخن من الخارج. هل تتساءل لماذا تسخن سيارتك عندما تتركها خارجا في الشمس؟ ممم… نعم. تسمح نوافذ السيارة لضوء الشمس بعبورها مما يؤدي لسخونة كل شيء داخل السيارة. ينعكس جزء من الضوء من على الأسطح، بينما تمتص أجزاء السيارة بقية الضوء، فتسخن أجزاء السيارة. الهواء داخل السيارة يسخن أيضا بسبب امتصاص الحرارة من الأجزاء الساخنة. عندما يسخن كل شيء داخل السيارة، يبدأ الإشعاع الحراري بالانبعاث منها، لكن هذا الإشعاع يختلف طوله الموجي عن طول موجات ضوء الشمس الذي دخل إلى السيارة في البداية، وبينما يستطيع ضوء الشمس العبور خروجا من الزجاج، لا يتمكن بعض الإشعاع الحراري من الخروج، وينعكس من على النوافذ مما يزيد من سخونة السيارة. ترتفع الحرارة وتصبح السيارة ساخنة. يسمى هذا بتأثير البيت الدافيء. يأتي الاسم من المشتل الدافيء، الذي يستخدم لخلق مناخ دافئ ليتمكن النبات من النمو بداخله. لكن إن دخلت طاقة أكثر من التي يمكنها الخروج، ألن تسخن السيارة أكثر فأكثر حتى تبدأ بالتوهج؟ لا، لأن السيارة بالفعل يقوم بطرد بعض الإشعاع الحراري، ويزيد ذلك الطرد كلما زادت حرارتها. عندما تتساوى كمية طاقة الإشعاع الداخلة والخارجة، فإنها تصل لحالة توازن. عند هذه النقطة، تتوقف السيارة عن السخونة أكثر. تسخن السيارة ولكن ليس لدرجة التوهج. تتشابه حالة السيارة هذه مع الأرض كثيرا. تشرق الشمس على الأرض، فيعبر الكثير من ضوئها عبر الغلاف الجوي ويُسَخن الأرض، ثم ينبعث الإشعاع الحراري من سطح الأرض، وكما يحدث في السيارة، يكون طوله الموجي مختلفا عن الطول الموجي للضوء الداخل من الشمس، وكما في نوافذ السيارة، ينعكس بعض الإشعاع الحراري رجوعا من الغلاف الجوي. تأثير البيت الدافيء يحدث للأرض أيضا. تسخن الأرض. كلما زادت حرارة الأرض، كلما زادت الطاقة المنبعثة من سطحها، وكما في السيارة، تصل الأرض لحالة توازن، وذلك عند درجة الحرارةالتي تتساوى عندها كمية الطاقة الداخلة إلى الأرض مع كمية الطاقة المتحررة منها. يقع مستوى درجة الحرارة هذه في نطاق يسمح للحياة على الأرض بالنمو والازدهار. بدون تأثير البيت الدافيء، تكون الأرض أبرد بكثير، أي بحوالي ثلاثين درجة مئوية، وربما لن تكون هناك حياة على الأرض. هممم… فهمت. تأثير البيت الدافيء مهم لكوكبنا ولكل الحياة على الأرض. لكنه مزعج داخل سيارتي. أشعر كأني جالس داخل فرن. نعم، وهذه مشكلة خطيرة على الأرض أيضا. تأثير البيت الدافيء طبيعي ومهم، لكن زيادته بإفراط ليست كذلك. تسبب البشر في تغيير الجو الأرض، وبالتالي في اتزان كمية الطاقة الداخلة مع المتحررة. لقد تغير التوازن. تزايد متوسط درجة الحرارة على الأرض بسرعة. خلال السنوات المائة الأخيرة، أدت الانبعاثات من المصانع والسيارات مثلا إلى ارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء في الجو. تسمى هذه أحيانا بالغازات الدفيئة. كلما زادت الغازات الدفيئة، قل جزء الإشعاع الحراري الذي يخرج من الغلاف الجوي. يصبح تأثير البيت الدافيء أقوى، وتصبح الأرض أدفأ. هذا هو الإحتباس الحراري. لا نعرف ماذا يعني هذا بالنسبة للبشر والحيوانات في المستقبل، لكن العواقب يمكن أن تكون خطيرة إن لم يتوقف ارتفاع الحرارة. نعم، يمكنك فتح النافذة في السيارة، لكن غلاف الأرض الجوي ليس به أية نوافذ لفتحها. لإيقاف الإحتباس الحراري، علينا تقليل انبعاثات الغازات الدفيئة إلى الجو. نعم يا فيليب. القرارات التي نتخذها في حياتنا مهمة. قد يصعب تحديد أيهما صواب أو خطأ، لكن علينا التفكير بجدية فيما نقوم به.