Կլիմայի փոփոխության պատճառները

Կլիմայի փոփոխությունը տեղի է ունենում այն դեպքում, երբ փոփոխվում է երկրի մթնոլորտի և մակերևույթի կողմից կլանված և արեգակի էներգիայի ընդհանուր քանակը: Այն տեղի է ունենում նաև այն դեպքում, երբ փոփոխվում է երկրի մակերևույթից և մթնոլորտից  դեպի տիեզերք անդրադարձվող և ճառագայթվող էներգիայի քանակը:

Արեգակից ստացվող էներգիան երկիր է հասնում մեծ մասամբ   կարճալիք ճառագայթման ձևով:  Ճառագայթման 30%-ը միանգամից  անդրադառնում է մթնոլորտի վերին սահմանից և ամպերից,  15%-ը` կլանվում մթնոլորտի կողմից, իսկ մնացած  մեծ մասն անցնում է մթնոլորտի միջով և տաքացնում Երկրի մակերևույթը: Երկիրն այս էներգիան  ուղարկում կամ ճառագայթում է տիեզերք երկարալիք ինֆրակարմիր ճառագայթման ձևով:  Ինֆրակարմիր ճառագայթների մի մասն էլ  իր հերթին կլանվում է մթնոլորտում եղած ջրային գոլորշիների, ածխածնի երկօքսիդի և մթնոլորտում պարունակվող բնական այլ ջերմոցային գազերի կողմից: Փաստորեն դրանք  արգելակում են երկրից էներգիայի անմիջական անցումը տիեզերք և ստեղծում բնական« ջերմոցային էֆեկտ, որը թույլ է տալիս մոլորակի ջերմաստիճանը պահպանել մոտավորապես 30⁰C-ով ավելի բարձր, քան կլիներ դրանց բացակայության դեպքում: Բնական ջերմոցային էֆեկտի շնորհիվ հնարավոր եղավ կյանքի գոյությունը Երկրի վրա: Եթե երկրի մակերևույթն էներգիան անարգել ճառագայթեր տիեզերք, ապա Երկիրը կլիներ սառն, ամայի, անշունչ ու անկենդան, ինչպես օրինակ, Մարս մոլորակն է:

Ջերմոցային գազերը բնական ճանապարհով   հայտնվել են  մթնոլորտում միլիոնավոր տարիներ առաջ: Դրանցից հիմնականը երեքն են (չհաշված ջրային գոլորշիները)`  ածխածնի երկօքսիդը (CO<sub>2</sub>), մեթանը (CH<sub>4</sub>), ազոտի ենթօքսիդը (N<sub>2</sub>Օ): Մարդու գործունեության հետևանքով` անտառվերացման և արդյունաբերական ձեռնարկություններից ու տրանսպորտից,  մթնոլորտ կատարվող գազերի և աերոզոլների արտանետումների ավելացման պատճառով մթնոլորտում այդ գազերի քանակի ավելացումը փոփոխում է էներգիա կլանելու մթնոլորտի ունակությունը և  բարձրացնում  օդի ստորին շերտի ջերմաստիճանը: Արդյունքում առաջանում է ուժեղացված ջերմոցային էֆեկտ, ինչն էլ հանգեցնում է գլոբալ տաքացման:   Մարդու գործունեության հետևանքով այս երեք գազերին ավելացել են նաև հիդրոֆտորածխածինները (HFCs), պերֆտորածխածինները (PFCs) և ծծմբի հեքսաֆտորիդը (SF₆):  Մթնոլորտում ջրային գոլորշիների առկայությունը մարդու գործունեության անմիջական արդյունք չէ: Սակայն դրանք կլիմայի փոփոխության ենթատեքստում կարևոր դեր ունեն: Նույնիսկ չնչին գլոբալ տաքացումը կհանգեցնի մթնոլորտում ջրային գոլորշիների գլոբալ քանակի բարձրացմանը, որն իր հերթին կնպաստի ջերմոցային էֆեկտի ուժեղացմանը:

Էներգիայի գլոբալ հաշվեկշիռը պահպանելու համար կլիմայական համակարգը պետք է հարմարվի ջերմոցային գազերի փոփոխվող կոնցենտրացիաներին: Սա նշանակում է, որ կլիման փոփոխվում է և կշարունակի փոփոխվել այնքան ժամանակ, որքան որ  մթնոլորտում կաճի ջերմոցային գազերի մակարդակը: Նախաարդյունաբերական ժամանակահատվածի  համեմատությամբ ածխածնի երկօքսիդի և« ջերմոցային այլ գազերի մակարդակը մթնոլորտում աճել է 30%:

Ածխածնի երկօքսիդը մարդածին ամենակարևոր ջերմոցային գազն է: Նախաարդյունաբերական ժամանակաշրջանի ածխածնի երկօքսիդի կոնցենտրացիան մթնոլորտում  280 ppm-ից աճել է մինչև  2005թ. 379 ppm (ppm - parts per million, նշանակում է  միլիոնի մաս, այսինքն ջերմոցային գազի մոլեկուլների քանակի և չոր օդի միլիոն մոլեկուլի հարաբերությունը: Օրինակ 300 ppm նշանակում է  ջերմոցային գազի 300 մոլեկուլը չոր օդի միլիոն  մոլեկուլի մեջ): Սառույցի մեջ պահպանված օդի պղպջակների կազմի հիման վրա սահմանվել է , որ  2005թ. ածխածնի երկօքսիդի կոնցենտրացիան մթնոլորտում վերջին 650000 տարիների ընթացքում գերազանցել է նրա  բնական նորմը`180 ppmից 300 ppm: Ածխածնի երկօքսիդի տարեկան կոնցենտրացիան մթնոլորտում հատկապես բարձր էր վերջին 10 տարիների ընթացքում  (1995 - 2005թթ. տարեկան  1.9 ppm ), (1960 - 2005թթ. տարեկան  1.4 ppm), չնայած տարեցտարի աճը փոփոխվում է: Նախաարդյունաբերական ժամանակաշրջանից  ի վեր մթնոլորտում ածխածնի երկօքսիդի կոնցենտրացիայի բարձրացման պատճառը հանքային վառելիքի այրումն է և  հողօգտագործման մեջ փոփոխությունը:

Երկրագնդի մթնոլորտում մեթանի կոնցենտրացիան նախաարդյունաբերական ժամանակաշրջանի 715 ppb-ից աճել է մինչև 1732 ppb 1990թ. և 2005թ. հասել է 1774 ppb (ppb նշանակում է  (parts per billion) (միլիարդի մաս) 1 միլիարդը = 1,000 միլիոնի). Սառույցի մեջ պահպանված օդի պղպջակների կազմի հիման վրա սահմանվել է, որ  2005թ. մեթանի  կոնցենտրացիան մթնոլորտում վերջին 650000 տարիների ընթացքում գերազանցել է նրա  բնական նորմը` 320 ppb-ից հասել է 790 ppb-ի: 1990-ական թվականներից սկսած արտանետումների աճը (մարդածին և բնական աղբյուրներից) նվազել է կամ կայուն է: Մթնոլորտում մեթանի կոնցենտրացիան աճում է մարդու գործունեության հետևանքով, մասնավորապես,  գյուղատնտեսությունից և հանքային վառելիքի այրման արդյունքում, սակայն չի որոշվել, թե ինչպիսին են արտանետումները տարբեր աղբյուրներից:

Երկրագնդի մթոլորտում ազոտի ենթօքսիդի  կոնցենտրացիան նախաարդյունաբերական ժամանակաշրջանի 270 ppb-ից աճել է և 2005թ. հասել է 319 ppb.  1980թ. սկսած արտանետումները կայուն են: Ազոտի ենթօքսիդի  արտանետումների երկու երրորդը  մարդածին է և հիմնականում արտանետվում է գյուղատնտեսությունից:

Վերջին 12 ամենատաք տարիների շարքում 1995-2006թթ. 11 տարիները 1850 թվականից ի վեր գլոբալ մակարդակով համարվում են ցամաքի մակերևույթի ամենաբարձր ջերմաստիճանով տարիները: 1906-2005թթ. ժամանակահատվածում գլոբալ ջերմաստիճանը բարձրացել է 0.6⁰C (0.56⁰C-ից դարձել է  0.92 ⁰C), ըստ ԿՓՓՄԽի Գնահատման երրորդ զեկույցի այն կազմել է  0.74⁰C (0.56⁰C-ից դարձել է  0.92⁰C): 1850-1899թթ. մինչև 2001-2005թթ. գլոբալ ջերմաստիճանը բարձրացել է է  0.76⁰C (0.57⁰C-ից դարձել է  0.95 ⁰C):

Երկու կիսագնդերում էլ լեռնային սառցադաշտերը նահանջել են, իսկ  ձյան ծածկույթը կրճատվել է, որի հետևանքով բարձրացել է ծովի մակարդակը (հաշվի չի առնվում Գրենլանդիայի և Անտարկտիկայի սառցային վահանների հալվելը):  

1961-2003թթ. ծովի մակարդակը  բարձրացել է տարեկան 1.8 մմ: Մակարդակի բարձրացումը հատկապես արագ էր 1993-2003թթ. և կազմել է  տարեկան 3.1 մմ:

Վերջին 100 տարիների ընթացքում  Արկտիկայի ջերմաստիճանը բարձրացել է մոտ 2 անգամ, սակայն ամենատաք տարիները համարվում են 1925-1945 թթ.:

1980թ. սկսած աճել է նաև  ջերմաստիճանը Արկտիկայի  մշտնջենական սառածության շրջանում:  1900թ. սկսած հյուսիսային կիսագնդում սեզոնային սառածության տարածքը կրճատվել է  մոտ 7%-ով, իսկ գարնանային կրճատոuմը կազմում է 15%:

Երկրագնդի տարբեր շրջաններում 1900-2005 թթ. տարվել են նաև տեղումների դիտարկումներ:  Տեղումների զգալի աճ դիտարվել է հյուսիսային և հարավային Ամերիկայում, հյուսիսային Եվրոպայում և հյուսիսային ու կենտրոնական Ասիայում:  Չորացում դիտարկվել է Սահելում, Միջերկրածովյան տարածաշրջանում, հարավային Աֆրիկայում   և հարավային Ասիայի մի մասում: Տեղումների քանակը խիստ տարբեր է տարածության և ժամանակի մեջ: Տեղումների և գոլորշիացման փոփոխությունների հետևանքով  միջին և մեծ բարձրություններում  ջրերի աղիությունը նվազել է, իսկ ցածրադիր վայրերում` աճել:

Սկսած 1960-ական թվականններից երկու կիսագնդերում ավելացել են  արևելյան քամիները: 

Սկսած 1970-ական  թվականներից ավելի մեծ տարածքների վրա են  դիտարկվում առավել ինտենսիվ և երկարատև երաշտները, հատկապես արևադարձային և մերձաևադարձային շրջաններում:  Բարձր ջերմաստիճանները և տեղումների նվազումը երաշտների պատճառ են դառնում: Սակայն երաշտները նաև հետևանք են ծովի մակերևույթի ջերմաստիճանների, քամիների, ձյան ծածկույթի փոփոխություններին:

Ցամաքի մեծ մասի վրա աճել են պինդ տեղումներով օրերի թիվը կապված գլոբալ տաքացման  և մթնոլորտում ջրային գոլորշիների քանակի ավելացման հետ:

Վերջին 50 տարում մեծացել են արտակարգ ջերմաստիճաններով օրերի թիվը: Նվազել է ցուրտ և սառնամանիքներով օրերի թիվը,  ավելացել է տաք  և ջերմային ալիքներով օրերի թիվը:   

Սկսած 1970-ական  թվականներից  արևադարձային ծովերի մակերևույթի ջերմաստիճանների բարձրացման հետևանքով Ատլանտյան օվկիանոսի հյուսիսում առավել հաճախակի են դարձել  արևադարձային ցիկլոնները (արևադարձային ցիկլոններ են համարվում փոթորիկները և թայֆունները):

20-րդ դարի երկրորդ կեսում հյուսիսային կիսագնդի  ջերմաստիճանը ավելի բարձր է, քան նախորդ 500 տարիներից որևէ 50 տարիների ընթացքում, իսկ վերջին 1300 տարիների ընթացքում` ամենբարձրն է:

Եթե ջերմոցային գազերի արտանետումների մակարդակը պահպանվի նույնիսկ ժամանակակից մակարդակով, ապա մթնոլորտում նրանց կոնցենտրացիան դեռևս մի քանի դարերի ընթացքում կավելանա, հանգեցնելով համամոլորակային միջին ջերմաստիճանի բարձրացման: