دکتر الیزابت بریسکی می گوید: «هر چیزی که وجود دارد را می توان در جایی معرفی کرد. زیست شناس دریایی متخصص در بوم شناسی تهاجم در مرکز تحقیقات اقیانوسی GEOMAR هلمهولتز در کیل است. او به همراه یک تیم بزرگ بین‌المللی از بوم‌شناسان، مطالعه‌ای را برای بررسی اینکه آیا گونه‌های غیربومی الگوهای تنوع زیستی زمین را منعکس می‌کنند و پتانسیل عظیم آنها، انجام داده است و دریافت که تعداد بیشتری از گونه‌های غیربومی از گروه‌های گونه‌های متنوع‌تری می‌آیند. نتایج اکنون در مجله Global Ecology and Biogeography منتشر شده است.

بریسکی به طور کلی می‌گوید: «تهاجمات بیولوژیکی می‌تواند باعث انقراض شود، تریلیون‌ها دلار خسارت و کنترل داشته باشد و بیماری‌ها را گسترش دهد.» اما لزوماً اینطور نیست، به همین دلیل است که بریسکی اصطلاح خنثی “گونه های غیر بومی” را به جای “مهاجم” ترجیح می دهد. و تعداد آنها به سرعت در حال رشد است و درک و پیش‌بینی در مقیاس بزرگ از الگوهای تهاجم برای محافظت از محیط‌ها، اقتصادها و جوامع حیاتی است.

ما بررسی کردیم که آیا تعداد گونه‌های غیربومی الگوهای تنوع زیستی جهانی را منعکس می‌کند یا خیر. سپس بررسی کردیم که آیا گروه‌های خاصی از گونه‌ها به طور نامتناسبی مستعد استقرار در مناطق جدید هستند یا خیر. برای انجام این کار، محققان فهرستی جامع از گونه‌های غیربومی که تا به امروز توصیف شده‌اند – حدود 37000 در سراسر جهان وجود دارد – تهیه کردند و آنها را بر اساس طبقه‌بندی بیولوژیکی – از فیلا تا طبقات و خانواده‌ها دسته‌بندی کردند.

سپس آنها را در ارتباط با تنوع زیستی جهانی قرار می دهند. نتیجه: چه از نظر میکروسکوپی کوچک باشد و چه به اندازه یک اسب آبی، چه در خشکی و چه در زیر آب – به طور متوسط ​​حدود 1٪ از همه موجودات زنده توسط انسان به جایی در جهان منتقل شده اند.

بریسکی خاطرنشان می کند: «البته، وضعیت داده ها در برخی موارد بسیار متفاوت است.

گونه های روی خشکی به طور کلی بهتر از گونه های موجود در آب مطالعه می شوند.

بنابراین، یک تلاش تحقیقاتی بیشتر احتمالاً تعداد قابل توجهی از گونه های جدید غیربومی را در زیستگاه های دریایی کشف می کند.

سایر گروه‌هایی که مورد مطالعه قرار نگرفته‌اند، مانند میکروارگانیسم‌ها، نیز احتمالاً در فهرست موجودی‌های گونه‌های غیربومی دست‌کم گرفته می‌شوند.

علاوه بر این، کشورهای ثروتمندتر نسبت به کشورهای فقیرتر تمایل دارند تحقیقات بیشتری در مورد گونه های غیر بومی داشته باشند.

بنابراین کاملاً ممکن است که گونه‌های غیربومی زیادی در جنگل‌های بارانی استوایی وجود داشته باشند که ما به سادگی از آنها اطلاعی نداریم.»

محققان دریافتند که برخی از گروه ها بیش از حد خارج از محدوده بومی خود مستقر شده اند، از جمله پستانداران، پرندگان، ماهی ها، حشرات، عنکبوت ها و گیاهان.

بریسکی: “متداول ترین گونه های غیربومی معرفی شده، گونه هایی هستند که عمداً برای کشاورزی، باغبانی، جنگلداری یا اهداف دیگر معرفی شده اند.” و گونه‌های ناخواسته همیشه همراه با افراد تحت تعقیب می‌آیند، برای مثال به‌عنوان غارنشین در کشتی‌ها.

بریسکی می‌گوید: «هیچ‌کس نمی‌خواست موش‌ها را معرفی کند، اما آنها در کنار انسان‌ها در سراسر جهان پخش شده‌اند.

به طور کلی، نتایج نشان دهنده پتانسیل عظیمی برای تهاجمات بیولوژیکی آینده در گروه های گونه های مختلف است. بریسکی: “اگر تا کنون تنها یک درصد از تنوع زیستی جهانی تحت تاثیر قرار گرفته باشد، می توانیم فرض کنیم که میزان آن به میزان قابل توجهی افزایش خواهد یافت.” تصادفی بودن این فرآیند قابل توجه است: “دیر یا زود، هر گونه ای می تواند از روش ها و مسیرهای حمل و نقل ما برای رسیدن به مناطقی استفاده کند که به طور طبیعی به آنها دسترسی ندارد.”

 بنابراین، شدت تأثیرات زیست‌محیطی و اجتماعی-اقتصادی ناشی از تهاجم‌های جدید احتمالاً در دهه‌های آینده به‌طور قابل‌توجهی افزایش می‌یابد، به‌ویژه با تسریع و تغییر تجارت و حمل‌ونقل، کشورهای دوردست و استخرهای گونه‌های منحصربه‌فرد آنها را به هم متصل می‌کند. بریسکی و همکارانش خواستار اقدام فوری برای جلوگیری از معرفی‌های آینده و کنترل مخرب‌ترین مهاجمانی هستند که قبلاً ایجاد شده‌اند.

دانشمندان شبیه‌سازی‌هایی را بر روی ابررایانه ملی بریتانیا برای بررسی ذوب اقیانوس‌محور صفحه یخی غرب قطب جنوب انجام دادند: چقدر اجتناب‌ناپذیر است و باید با آن سازگار شود، و جامعه بین‌المللی هنوز بر چه میزان ذوب از طریق کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای کنترل دارد.

با در نظر گرفتن تغییرات آب و هوایی مانند ال نینو، آنها تفاوت قابل توجهی بین سناریوهای انتشار گازهای گلخانه ای میان برد و بلندپروازانه ترین اهداف توافقنامه پاریس 2015 پیدا نکردند.

حتی در بهترین سناریوی افزایش دمای جهانی 1.5 درجه سانتیگراد، ذوب سه برابر سریعتر از قرن بیستم افزایش می ^یابد .

ورقه یخی غرب قطب جنوب در حال از دست دادن یخ است و بزرگترین عامل قطب جنوب در افزایش سطح آب دریاها است.

مدل‌سازی قبلی نشان می‌دهد که این تلفات می‌تواند ناشی از گرم شدن اقیانوس جنوبی، به ویژه منطقه دریای آموندسن باشد.

در مجموع ورقه یخی غرب قطب جنوب حاوی یخ کافی برای بالا بردن سطح متوسط ​​جهانی سطح دریا تا پنج متر است.

در سراسر جهان میلیون ها نفر در نزدیکی ساحل زندگی می کنند و این جوامع به شدت تحت تأثیر افزایش سطح دریا قرار خواهند گرفت.

درک بهتر تغییرات آتی به سیاستگذاران امکان می دهد که از قبل برنامه ریزی کنند و با سهولت بیشتری سازگار شوند.

نویسنده اصلی دکتر کیتلین ناتن، محقق در بررسی قطب جنوب بریتانیا می گوید:

“به نظر می‌رسد کنترل ذوب یخ‌های قطب جنوب غربی را از دست داده‌ایم. اگر می‌خواستیم آن را در وضعیت تاریخی خود حفظ کنیم، دهه‌ها پیش نیاز به اقدام در مورد تغییرات اقلیمی داشتیم. جنبه روشن این است که با شناخت این وضعیت در پیش از این، جهان زمان بیشتری برای انطباق با افزایش سطح دریا که در راه است خواهد داشت. اگر شما نیاز به رها کردن یا مهندسی مجدد یک منطقه ساحلی دارید، داشتن 50 سال زمان منجر به تفاوت خواهد شد.”

این تیم چهار سناریوی آینده قرن بیست و یکم ^به اضافه یک سناریوی تاریخی قرن بیستم را ^شبیه سازی کرد .

سناریوهای آینده یا افزایش دمای جهانی را در اهداف تعیین شده در توافق پاریس، 1.5 درجه سانتیگراد و 2 درجه سانتیگراد تثبیت کردند، یا از سناریوهای استاندارد برای انتشار کربن متوسط ​​و زیاد پیروی کردند.

همه سناریوها منجر به گرم شدن چشمگیر و گسترده دریای آموندسن در آینده و افزایش ذوب قفسه های یخی آن شد.

سه سناریوی با دامنه پایین‌تر مسیرهای تقریباً یکسانی را در قرن بیست و یکم دنبال ^کردند .

حتی در بهترین سناریو، گرم شدن دریای آموندسن تقریباً سه برابر شد، و ذوب قفسه‌های یخی شناور که یخچال‌های طبیعی را تثبیت می‌کنند، به دنبال داشت، اگرچه تا پایان قرن شروع به صاف شدن کرد.

بدترین سناریو بیشتر از بقیه در قفسه یخ ذوب می شد، اما تنها پس از سال 2045.

نویسندگان توجه دارند که این سناریوی سوخت فسیلی بالا، که در آن انتشار گازهای گلخانه ای به سرعت افزایش می یابد، بعید به نظر می رسد رخ دهد.

این مطالعه پیش‌بینی‌های آینده نگران‌کننده ذوب قفسه یخ دریای آموندسن را ارائه می‌کند، اما اهمیت کاهش در محدود کردن اثرات تغییرات آب و هوا را تضعیف نمی‌کند.

ناتن هشدار می دهد: “ما نباید از تلاش برای کاهش وابستگی خود به سوخت های فسیلی دست برداریم. کاری که اکنون انجام می دهیم به کاهش سرعت افزایش سطح دریا در بلندمدت کمک می کند. هر چه سرعت تغییر سطح آب دریاها کندتر باشد، برای دولت ها آسان تر خواهد بود. و جامعه با آن سازگار شود، حتی اگر نتوان جلوی آن را گرفت.”

بر اساس تحقیقات میان رشته ای کالج ایالتی پن، اگر دمای کره زمین یک درجه سانتیگراد (C) یا بیشتر از سطح فعلی افزایش یابد، هر ساله میلیاردها نفر در معرض گرما و رطوبت شدید قرار می گیرند که نمی توانند به طور طبیعی خود را خنک کنند. بهداشت و توسعه انسانی، کالج علوم دانشگاه پردو و موسسه پوردو برای آینده ای پایدار.

نتایج یک مقاله جدید که امروز (9 اکتبر) در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم منتشر شد ، نشان داد که گرم شدن سیاره بیش از 1.5 درجه سانتیگراد بالاتر از سطوح ماقبل صنعتی به طور فزاینده ای برای سلامت انسان در سراسر سیاره مخرب خواهد بود.

انسان‌ها فقط می‌توانند ترکیبات خاصی از گرما و رطوبت را قبل از اینکه بدنشان شروع به تجربه مشکلات سلامتی مرتبط با گرما، مانند گرمازدگی یا حمله قلبی کند، تحمل کند. از آنجایی که تغییرات آب و هوا باعث افزایش دما در سراسر جهان می شود، میلیاردها نفر ممکن است فراتر از این محدودیت ها رانده شوند.

از آغاز انقلاب صنعتی، زمانی که انسان شروع به سوزاندن سوخت‌های فسیلی در ماشین‌ها و کارخانه‌ها کرد، دما در سراسر جهان حدود 1 درجه سانتی‌گراد یا 1.8 درجه فارنهایت (F) افزایش یافته است. در سال 2015، 196 کشور توافقنامه پاریس را امضا کردند که هدف آن محدود کردن افزایش دمای جهانی به 1.5 درجه سانتیگراد بالاتر از سطح قبل از صنعتی است.

تیم محقق افزایش دمای جهانی بین 1.5 تا 4 درجه سانتیگراد را مدلسازی کرد – که بدترین سناریویی است که در آن گرمایش شروع به شتاب می‌کند – تا مناطقی از سیاره را شناسایی کنند که گرمایش منجر به سطوح گرما و رطوبت بیش از حد انسان می‌شود.

دبلیو لری کنی، استاد فیزیولوژی و حرکت شناسی، ماری آندرهیل نول، یکی از نویسندگان این مقاله، گفت: «برای درک اینکه چگونه مشکلات پیچیده و واقعی مانند تغییرات آب و هوایی بر سلامت انسان تأثیر می‌گذارند، به تخصص هم در مورد سیاره و هم بدن انسان نیاز دارید. کرسی عملکرد انسانی در ایالت پن و یکی از نویسندگان مطالعه جدید. “من یک دانشمند آب و هوا نیستم و همکارانم فیزیولوژیست نیستند. همکاری تنها راه برای درک روش های پیچیده ای است که محیط بر زندگی مردم تأثیر می گذارد و شروع به توسعه راه حل هایی برای مشکلاتی می کند که همه ما باید با هم با آنها روبرو شویم.”

تهدیدی برای میلیاردها نفر

بر اساس تحقیقاتی که در سال گذشته توسط محققان ایالت Penn منتشر شد، حد دمای لامپ مرطوب محیط برای افراد جوان و سالم حدود 31 درجه سانتیگراد است که برابر با 87.8 فارنهایت در رطوبت 100٪ است. با این حال، علاوه بر دما و رطوبت، آستانه خاص برای هر فرد در یک لحظه خاص به سطح تلاش و سایر عوامل محیطی از جمله سرعت باد و تابش خورشیدی نیز بستگی دارد. به گفته محققان، در تاریخ بشر، دما و رطوبتی که بیش از حد انسان است، تنها چند بار – و تنها برای چند ساعت – در خاورمیانه و جنوب شرقی آسیا ثبت شده است.

نتایج این مطالعه نشان می دهد که اگر دمای کره زمین تا 2 درجه سانتیگراد بالاتر از سطح قبل از صنعتی شدن باشد، 2.2 میلیارد ساکن پاکستان و دره رود سند هند، یک میلیارد نفر در شرق چین و 800 میلیون ساکن در جنوب صحرای آفریقا خواهند بود. سالانه چندین ساعت گرما را تجربه کنید که از تحمل انسان فراتر می رود.

این مناطق عمدتاً موج گرمای با رطوبت بالا را تجربه می کنند. امواج گرمایی با رطوبت بیشتر می‌تواند خطرناک‌تر باشد زیرا هوا نمی‌تواند رطوبت اضافی را جذب کند، که تبخیر عرق بدن انسان و رطوبت برخی زیرساخت‌ها مانند کولرهای تبخیری را محدود می‌کند. به گفته محققان، نگران‌کننده است که این مناطق همچنین در کشورهای با درآمد پایین‌تر تا متوسط ​​قرار دارند، بنابراین بسیاری از افراد آسیب‌دیده ممکن است به تهویه مطبوع یا هیچ روش مؤثری برای کاهش اثرات منفی گرما بر سلامتی دسترسی نداشته باشند.

محققان به این نتیجه رسیدند که اگر گرمایش سیاره به 3 درجه سانتیگراد بالاتر از سطح قبل از صنعتی شدن ادامه یابد، سطوح گرما و رطوبتی که از تحمل انسان فراتر می رود، شروع به تأثیر بر کرانه شرقی و میانه ایالات متحده خواهد کرد – از فلوریدا تا نیویورک و از هیوستون به شیکاگو آمریکای جنوبی و استرالیا نیز در این سطح از گرم شدن گرمای شدید را تجربه خواهند کرد.

به گفته محققان، در سطوح فعلی گرمایش، ایالات متحده امواج گرمای بیشتری را تجربه خواهد کرد، اما پیش‌بینی نمی‌شود که این امواج گرما به اندازه سایر مناطق جهان از محدودیت‌های انسانی فراتر رود. با این حال، محققان هشدار دادند که این نوع مدل‌ها اغلب بدترین و غیرمعمول‌ترین رویدادهای آب و هوایی را در نظر نمی‌گیرند.

دانیل وچلیو، نویسنده اصلی، زیست اقلیم شناس که دوره فوق دکتری خود را به پایان رساند، گفت: «مدل هایی از این دست در پیش بینی روندها خوب هستند، اما رویدادهای خاصی مانند موج گرما در سال 2021 در اورگان که جان بیش از 700 نفر را گرفت یا لندن به 40 درجه سانتیگراد در تابستان گذشته رسید را پیش بینی نمی کنند. کمک هزینه تحصیلی در ایالت پن با کنی. و به یاد داشته باشید، سطح گرما در آن زمان همه کمتر از حد تحمل انسانی بود که ما شناسایی کردیم.

بنابراین، حتی اگر ایالات متحده از برخی از بدترین اثرات مستقیم این گرم شدن در امان باشد، ما بیشتر شاهد گرمای کشنده و غیرقابل تحمل خواهیم بود. – اگر دما به افزایش خود ادامه دهد – ما در جهانی زندگی خواهیم کرد که محصولات زراعی در حال شکست هستند و میلیون ها یا میلیاردها نفر در تلاش برای مهاجرت هستند زیرا مناطق بومی آنها غیرقابل سکونت است.”

درک محدودیت های انسانی و گرم شدن آینده

طی چند سال گذشته، کنی و همکارانش 462 آزمایش جداگانه برای ثبت سطوح ترکیبی گرما، رطوبت و فعالیت بدنی انجام داده‌اند که انسان‌ها می‌توانند قبل از اینکه بدن‌شان دیگر نتواند دمای مرکزی ثابتی داشته باشد، تحمل کند.

کنی گفت: «هنگامی که افراد گرمتر می شوند، عرق می کنند و خون بیشتری به پوست آنها پمپاژ می شود تا بتوانند با از دست دادن گرما در محیط، دمای اصلی خود را حفظ کنند. در سطوح معینی از گرما و رطوبت، این تنظیمات دیگر کافی نیست و دمای هسته بدن شروع به افزایش می‌کند. این یک تهدید فوری نیست، اما نیاز به نوعی تسکین دارد. اگر مردم راهی برای خنک شدن پیدا نکنند. در عرض چند ساعت، می تواند منجر به گرمازدگی، گرمازدگی و فشار بر سیستم قلبی عروقی شود که می تواند منجر به حملات قلبی در افراد آسیب پذیر شود.

در سال 2022، Kenney، Vecellio و همکارانشان نشان دادند که محدودیت‌های گرما و رطوبتی که افراد می‌توانند تحمل کنند، کمتر از آنچه قبلاً تئوری شده بود، است.

شرکت گفت: “داده های جمع آوری شده توسط تیم کنی در ایالت پن، شواهد تجربی بسیار مورد نیاز را در مورد توانایی بدن انسان برای تحمل گرما ارائه کرد. این مطالعات پایه و اساس این پیش بینی های جدید در مورد مکان هایی بود که تغییرات آب و هوایی شرایطی را ایجاد می کند که انسان نمی تواند برای مدت طولانی تحمل کند.” – نویسنده متیو هوبر، استاد علوم زمین، جو و سیاره در دانشگاه پردو.

هنگامی که این اثر منتشر شد، هوبر، که قبلاً کار بر روی نقشه‌برداری اثرات تغییرات آب و هوایی را آغاز کرده بود، با Vecellio در مورد یک همکاری احتمالی تماس گرفت. هوبر قبلاً آثاری با استناد گسترده منتشر کرده بود که محدودیت نظری محدودیت‌های حرارت و رطوبت انسان را پیشنهاد می‌کرد.

محققان به همراه دانشجوی فارغ التحصیل هوبر، Qinqin Kong، تصمیم گرفتند بررسی کنند که اگر سیاره بین 1.5 تا 4 درجه سانتیگراد گرم شود، چگونه مردم در مناطق مختلف جهان تحت تأثیر قرار می گیرند. محققان گفتند که 3 درجه سانتیگراد بهترین تخمین برای چگونگی این است. اگر اقدامی انجام نشود، سیاره تا سال 2100 گرم خواهد شد.

کونگ گفت: «در سرتاسر جهان، استراتژی‌های رسمی برای انطباق با آب و هوا فقط بر دما متمرکز است. اما این تحقیق نشان می‌دهد که گرمای مرطوب تهدیدی بسیار بزرگ‌تر از گرمای خشک خواهد بود. دولت‌ها و سیاست‌گذاران باید اثربخشی استراتژی‌های کاهش گرما را برای سرمایه‌گذاری در برنامه‌هایی که بزرگ‌ترین خطراتی را که مردم با آن مواجه می‌شوند، ارزیابی کنند.»

ایمن ماندن در گرما

صرف نظر از اینکه کره زمین چقدر گرم می شود، محققان گفتند که مردم همیشه باید نگران گرمای شدید و رطوبت باشند – حتی زمانی که زیر محدوده های مشخص شده انسانی باقی بمانند. کنی در مطالعات اولیه روی جمعیت‌های مسن‌تر دریافت که افراد مسن استرس گرمایی و پیامدهای سلامتی مرتبط با آن را در سطوح گرما و رطوبت کمتر نسبت به جوانان تجربه می‌کنند.

Vecellio که اکنون یک محقق فوق دکترا در مرکز آب و هوای ویرجینیا دانشگاه جورج میسون است، گفت: «گرما در حال حاضر پدیده آب و هوایی است که بیشتر مردم را در ایالات متحده می کشد. مردم باید از خود و همسایگانشان – به ویژه افراد مسن و بیمار – در هنگام وقوع موج گرما مراقبت کنند.

داده‌های مورد استفاده در این مطالعه دمای مرکزی بدن را بررسی کردند، اما محققان گفتند که در طول موج گرما، افراد مشکلات سلامتی را به دلایل دیگر نیز تجربه می‌کنند. به عنوان مثال، کنی گفت که اکثر 739 نفری که در جریان موج گرمای سال 1995 شیکاگو جان خود را از دست دادند، بالای 65 سال داشتند و ترکیبی از دمای بدن بالا و مشکلات قلبی عروقی را تجربه کردند که منجر به حملات قلبی و سایر علل مرگ و میر قلبی عروقی شد.

نگاه به آینده

برای جلوگیری از افزایش دما، محققان به چندین دهه تحقیق اشاره می کنند که نشان می دهد انسان باید انتشار گازهای گلخانه ای، به ویژه دی اکسید کربن ساطع شده از سوزاندن سوخت های فسیلی را کاهش دهد. وچلیو گفت اگر تغییراتی ایجاد نشود، کشورهای با درآمد متوسط ​​و کم درآمد بیشترین آسیب را خواهند دید.

به عنوان نمونه، محققان به الحدیده، یمن، شهری بندری با بیش از 700000 نفر در دریای سرخ اشاره کردند. نتایج این مطالعه نشان داد که اگر سیاره زمین تا 4 درجه سانتیگراد گرم شود، این شهر می تواند بیش از 300 روز را انتظار داشته باشد که هر سال دما از حد تحمل انسان فراتر رود و تقریباً غیرقابل سکونت شود.

هوبر گفت: «بدترین تنش گرمایی در مناطقی اتفاق می‌افتد که ثروتمند نیستند و انتظار می‌رود در دهه‌های آینده رشد سریع جمعیت را تجربه کنند.» این درست است با وجود این واقعیت که این کشورها نسبت به کشورهای ثروتمند انتشار گازهای گلخانه ای بسیار کمتری تولید می کنند. در نتیجه، میلیاردها انسان فقیر رنج خواهند برد و بسیاری از آنها ممکن است بمیرند. اما کشورهای ثروتمند نیز از این گرما رنج خواهند برد. در جهان به هم پیوسته، همه می توانند انتظار داشته باشند که به نوعی تحت تاثیر منفی قرار گیرند.”

این تحقیق توسط کمک های مالی موسسه ملی پیری، اداره ملی هوانوردی و فضایی و بنیاد ملی علوم پشتیبانی شد.

بر اساس مطالعه ای که توسط محققان کالج امپریال لندن انجام شده است، بدون کاهش سریع انتشار گاز گلخانه ای دی اکسید کربن، جهان تا قبل از سال 2030 50 درصد احتمال دارد که در دمای 1.5 درجه سانتیگراد قرار بگیرد.

این مطالعه که امروز در Nature Climate Change منتشر شد ، به‌روزترین و جامع‌ترین تحلیل از بودجه جهانی کربن است. بودجه کربن تخمینی از میزان انتشار دی اکسید کربن است که می تواند منتشر شود در حالی که گرمایش جهانی را زیر محدوده دمایی خاص نگه می دارد.

توافق پاریس با هدف محدود کردن افزایش دمای جهانی به زیر 2 درجه سانتیگراد بالاتر از سطح قبل از صنعتی شدن و پیگیری تلاشها برای محدود کردن آن به 1.5 درجه سانتیگراد است. بودجه کربن باقیمانده معمولاً برای ارزیابی پیشرفت جهانی در برابر این اهداف استفاده می شود.

مطالعه جدید تخمین می زند که برای 50 درصد احتمال محدود کردن گرمایش به 1.5 درجه سانتی گراد، کمتر از 250 گیگا تن دی اکسید کربن در بودجه جهانی کربن باقی مانده است.

محققان هشدار می دهند که اگر میزان انتشار دی اکسید کربن در سال 2022 در حدود 40 گیگا تن در سال باقی بماند، بودجه کربن تا حدود سال 2029 تمام خواهد شد و جهان را متعهد به گرم شدن 1.5 درجه سانتی گراد بالاتر از سطح قبل از صنعتی شدن می کند.

این یافته به این معنی است که بودجه کمتر از محاسبه قبلی است و از سال 2020 به دلیل افزایش مداوم انتشار گازهای گلخانه ای جهانی که عمدتاً ناشی از سوزاندن سوخت های فسیلی و همچنین برآورد بهبود یافته اثر خنک کننده ذرات معلق در هوا است، تقریباً به نصف کاهش یافته است. در سطح جهان به دلیل اقداماتی برای بهبود کیفیت هوا و کاهش انتشار گازهای گلخانه ای کاهش می یابد.

دکتر رابین لامبول، محقق مرکز سیاست‌های زیست‌محیطی در امپریال کالج لندن و نویسنده اصلی این مطالعه، گفت: «یافته‌های ما آنچه را که قبلاً می‌دانیم تأیید می‌کند – ما تقریباً به اندازه کافی برای حفظ گرمایش زیر 1.5 درجه انجام نمی‌دهیم. سی.

“بودجه باقیمانده اکنون آنقدر ناچیز است که تغییرات جزئی در درک ما از جهان می تواند منجر به تغییرات متناسب بزرگ در بودجه شود. با این حال، برآوردها نشان می دهد که کمتر از یک دهه انتشار گازهای گلخانه ای در سطوح فعلی وجود دارد.”

“عدم پیشرفت در کاهش انتشار گازهای گلخانه ای به این معنی است که ما می توانیم هر چه بیشتر مطمئن باشیم که پنجره حفظ گرمایش به سطوح ایمن به سرعت در حال بسته شدن است.”

دکتر Joeri Rogelj، مدیر تحقیقات در موسسه Grantham و پروفسور علوم و سیاست آب و هوا در مرکز سیاست های محیطی در امپریال کالج لندن، گفت: “این به روز رسانی بودجه کربن هم انتظار می رود و هم کاملاً با آخرین گزارش آب و هوا سازمان ملل سازگار است.

«این گزارش از سال 2021 قبلاً نشان می‌دهد که از هر سه احتمال وجود دارد که بودجه کربن باقی‌مانده برای 1.5 درجه سانتی‌گراد به اندازه‌ای باشد که مطالعه ما اکنون گزارش می‌کند.

این نشان می‌دهد که صرفاً به تخمین‌های مرکزی نگاه نمی‌کنیم، بلکه عدم قطعیت پیرامون آنها را نیز در نظر می‌گیریم.»

این مطالعه همچنین نشان داد که بودجه کربن برای 50 درصد احتمال محدود کردن گرمایش به 2 درجه سانتیگراد تقریباً 1200 گیگا تن است، به این معنی که اگر انتشار دی اکسید کربن در سطوح فعلی ادامه یابد، بودجه مرکزی 2 درجه سانتیگراد تا سال 2046 تمام خواهد شد.

عدم قطعیت زیادی در محاسبه بودجه کربن باقیمانده وجود داشته است، به دلیل تأثیر عوامل دیگر، از جمله گرم شدن گازهای دیگر به غیر از دی اکسید کربن و اثرات مداوم انتشار گازهای گلخانه ای که در مدل ها لحاظ نشده است.

این تحقیق جدید از مجموعه داده‌های به‌روز شده و مدل‌سازی آب و هوایی بهبود یافته در مقایسه با سایر تخمین‌های اخیر که در ژوئن منتشر شد، استفاده کرد و این عدم قطعیت‌ها و افزایش اطمینان در مورد تخمین‌های بودجه کربن باقی‌مانده را نشان داد.

روش تقویت شده همچنین بینش جدیدی در مورد اهمیت پاسخ های بالقوه سیستم آب و هوا برای دستیابی به صفر خالص ارائه می دهد.

«صفر خالص» به دستیابی به تعادل کلی بین انتشار جهانی تولید شده و انتشارات حذف شده از جو اشاره دارد.

با توجه به نتایج مدل‌سازی در این مطالعه، هنوز عدم قطعیت‌های زیادی در نحوه پاسخگویی بخش‌های مختلف سیستم آب و هوایی در سال‌های درست قبل از رسیدن به صفر خالص وجود دارد.

این احتمال وجود دارد که آب و هوا به دلیل اثراتی مانند ذوب شدن یخ، آزاد شدن متان و تغییرات در گردش اقیانوس ها به گرم شدن ادامه دهد.

با این حال، غرق‌های کربن مانند افزایش رشد پوشش گیاهی نیز می‌توانند مقادیر زیادی دی اکسید کربن را جذب کنند که منجر به سرد شدن دمای جهانی قبل از رسیدن به صفر خالص می‌شود.

دکتر لامبول می گوید این عدم قطعیت ها نیاز فوری به کاهش سریع انتشار گازهای گلخانه ای را بیشتر نشان می دهد. در این مرحله، بهترین حدس ما این است که پس از رسیدن به صفر خالص، گرم شدن و سرد شدن متضاد تقریباً یکدیگر را خنثی می کنند.

با این حال، تنها زمانی که انتشار گازهای گلخانه‌ای را کاهش دهیم و به صفر خالص نزدیک‌تر شویم، می‌توانیم ببینیم تنظیمات طولانی‌مدت گرمایش و سرمایش چگونه خواهد بود.

“هر کسری از درجه گرم شدن، زندگی را برای مردم و اکوسیستم ها سخت تر می کند. این مطالعه هشدار دیگری از سوی جامعه علمی است. اکنون این وظیفه دولت هاست که اقدام کنند.”

یک مقاله جدید نشان می‌دهد که فعالیت‌های انسانی باعث شورتر شدن هوا، خاک و آب شیرین زمین می‌شود که در صورت ادامه روند فعلی می‌تواند یک «تهدید وجودی» باشد. فرآیندهای زمین‌شناسی و هیدرولوژیکی نمک‌ها را در طول زمان به سطح زمین می‌آورند، اما فعالیت‌های انسانی مانند استخراج معادن و توسعه زمین به سرعت این «چرخه نمک» طبیعی را تسریع می‌کنند.

فرآیندهای زمین‌شناسی و هیدرولوژیکی نمک‌ها را در طول زمان به سطح زمین می‌آورند، اما فعالیت‌های انسانی مانند استخراج معادن و توسعه زمین به سرعت چرخه طبیعی نمک را تسریع می‌کنند. کشاورزی، ساخت‌وساز، تصفیه آب و جاده‌ها و سایر فعالیت‌های صنعتی نیز می‌توانند شور شدن را تشدید کنند که به تنوع زیستی آسیب می‌رساند و در موارد شدید آب آشامیدنی را ناامن می‌کند.

کاوشال که قرار ملاقات مشترکی در مرکز بین رشته‌ای علوم سیستم زمین UMD دارد، گفت: «اگر سیاره را به عنوان یک موجود زنده در نظر می‌گیرید، وقتی نمک زیادی انباشته می‌کنید، می‌تواند بر عملکرد اندام‌های حیاتی یا اکوسیستم‌ها تأثیر بگذارد. حذف نمک از آب انرژی بر و پرهزینه است و محصول جانبی آب نمکی که در نهایت با آن مواجه می شوید شورتر از آب اقیانوس است و به راحتی قابل دفع نیست.

کاوشال و همکارانش این اختلالات را به عنوان یک “چرخه نمک انسانی” توصیف کردند که برای اولین بار ثابت کرد که انسان بر غلظت و چرخه نمک در مقیاس جهانی و بهم پیوسته تاثیر می گذارد.

ژن لیکنز، یکی از نویسندگان این مطالعه، بوم شناس در دانشگاه کانکتیکات و موسسه کری، گفت: “بیست سال پیش، همه چیزهایی که داشتیم مطالعات موردی بود. می توان گفت که آب های سطحی اینجا در نیویورک یا در منبع آب آشامیدنی بالتیمور شور بودند.” مطالعات اکوسیستم ما اکنون نشان می‌دهیم که چرخه‌ای است – از اعماق زمین تا جو – که به طور قابل توجهی توسط فعالیت‌های انسانی مختل شده است.

مطالعه جدید انواع یون‌های نمک را که در زیر زمین و در آب‌های سطحی یافت می‌شوند، در نظر گرفت. نمک ها ترکیباتی با کاتیون های دارای بار مثبت و آنیون های دارای بار منفی هستند که برخی از فراوان ترین آنها یون های کلسیم، منیزیم، پتاسیم و سولفات است.

کاوشال گفت: «وقتی مردم به نمک فکر می‌کنند، معمولاً به کلرید سدیم فکر می‌کنند، اما کار ما در طول سال‌ها نشان داده است که سایر نمک‌ها از جمله نمک‌های مربوط به سنگ آهک، گچ و سولفات کلسیم را مختل کرده‌ایم.»

وقتی این یون ها در دوزهای بالاتر از محل خارج شوند، می توانند مشکلات زیست محیطی ایجاد کنند. کاوشال و همکارانش نشان دادند که شوری ناشی از انسان تقریباً 2.5 میلیارد هکتار از خاک را در سراسر جهان تحت تأثیر قرار داده است – منطقه ای به اندازه ایالات متحده. یون‌های نمک نیز در جریان‌ها و رودخانه‌ها طی 50 سال گذشته افزایش یافته است که همزمان با افزایش استفاده و تولید جهانی نمک‌ها بوده است.

نمک حتی در هوا نفوذ کرده است. در برخی مناطق، دریاچه ها در حال خشک شدن هستند و توده هایی از گرد و غبار شور را به جو می فرستند. در مناطقی که برف می‌بارد، نمک‌های جاده می‌توانند ذرات معلق سدیم و کلرید ایجاد کنند.

شوری نیز با اثرات “آبشاری” همراه است. به عنوان مثال، گرد و غبار شور می تواند آب شدن برف را تسریع کند و به جوامعی آسیب برساند – به ویژه در غرب ایالات متحده – که برای تامین آب خود به برف متکی هستند. یون های نمک به دلیل ساختارشان می توانند به آلاینده های موجود در خاک و رسوبات متصل شوند و “کوکتل های شیمیایی” را تشکیل دهند که در محیط گردش می کنند و اثرات مضری دارند.

کاوشال گفت: نمک شعاع یونی کمی دارد و می تواند به راحتی بین ذرات خاک فرو رود. در واقع، نمک های جاده از شکل گیری کریستال های یخ جلوگیری می کنند.

نمک‌های جاده‌ای تأثیر بزرگی در ایالات متحده دارند که هر ساله 44 میلیارد پوند عامل یخ‌زدایی را تولید می‌کند. نمک‌های جاده‌ای 44 درصد از نمک مصرفی ایالات متحده را بین سال‌های 2013 و 2017 تشکیل می‌دهند و 13.9 درصد از کل مواد جامد محلول وارد شده به رودخانه‌ها در سراسر کشور را تشکیل می‌دهند. به گفته کاوشال و همکارانش، این می تواند باعث غلظت “قابل توجه” نمک در حوزه های آبخیز شود.

برای جلوگیری از غرق شدن آبراه‌های ایالات متحده در سال‌های آینده، کاوشال سیاست‌هایی را توصیه کرد که نمک‌های جاده‌ای را محدود می‌کنند یا جایگزین‌ها را تشویق می‌کنند. واشنگتن دی سی و چندین شهر دیگر ایالات متحده درمان جاده های سردسیر را با آب چغندر آغاز کرده اند که همین اثر را دارد اما حاوی نمک بسیار کمتری است.

کاوشال گفت که سنجیدن خطرات کوتاه مدت و بلندمدت نمک های جاده ای که نقش مهمی در ایمنی عمومی ایفا می کند اما می تواند کیفیت آب را نیز کاهش دهد، اهمیت فزاینده ای پیدا می کند.

کاوشال گفت: “خطر کوتاه مدت آسیب وجود دارد، که جدی است و ما مطمئناً باید به آن فکر کنیم، اما خطر طولانی مدت مشکلات سلامتی مرتبط با نمک بیش از حد در آب ما نیز وجود دارد.” “این در مورد یافتن تعادل مناسب است.”

نویسندگان این مطالعه همچنین خواستار ایجاد یک “مرز سیاره ای برای استفاده ایمن و پایدار از نمک” شدند، به همان صورتی که سطح دی اکسید کربن با یک مرز سیاره ای برای محدود کردن تغییرات آب و هوایی مرتبط است. کاوشال گفت که اگرچه از نظر تئوری تنظیم و کنترل سطح نمک امکان پذیر است، اما با چالش های منحصر به فردی همراه است.

کاوشال گفت: «این یک موضوع بسیار پیچیده است زیرا نمک در ایالات متحده آلاینده اولیه آب آشامیدنی محسوب نمی شود، بنابراین تنظیم آن کار بزرگی خواهد بود. “اما آیا فکر می کنم این ماده ای است که در محیط زیست به سطوح مضر افزایش می یابد؟ بله.”

در سراسر جهان، دلتاهای رودخانه های ساحلی خانه بیش از نیم میلیارد نفر هستند که از ماهیگیری، کشاورزی، شهرها و اکوسیستم های حاصلخیز حمایت می کنند. در یک مطالعه منحصر به فرد که 49 دلتا در سطح جهان را پوشش می دهد، محققان دانشگاه لوند و دانشگاه اوترخت بحرانی ترین خطرات دلتاها را در آینده شناسایی کرده اند. این تحقیق نشان می‌دهد که دلتاها با خطرات متعددی روبرو هستند و رشد جمعیت و مدیریت ضعیف محیطی ممکن است تهدیدهای بزرگ‌تری نسبت به تغییرات آب و هوایی برای پایداری دلتاهای آسیایی و آفریقایی باشد.

“ما به وضوح می توانیم نشان دهیم که بسیاری از خطرات به آب و هوا مرتبط نیستند. در حالی که تغییرات آب و هوایی یک مشکل جهانی است، سایر عوامل خطر مهم مانند فرونشست زمین، تراکم جمعیت و حکمرانی ناکارآمد مشکلات محلی هستند. خطرات برای دلتاها تنها با گذشت زمان افزایش می یابد، بنابراین اکنون موری اسکاون، استادیار ارشد مرکز مطالعات پایداری دانشگاه لوند و نویسنده اصلی می‌گوید، زمان آن است که دولت‌ها اقدام کنند.

فروپاشی محیط های دلتا می تواند پیامدهای بزرگی برای توسعه پایدار جهانی داشته باشد.

در بدترین حالت ممکن است دلتاها در دریا گم شوند. عواقب دیگر عبارتند از سیل، شور شدن آب، که کشاورزی را تحت تاثیر قرار می دهد، فشار سواحل و از بین رفتن اکوسیستم ها.

این مطالعه که در Global Environmental Change منتشر شد، به پنج سناریو مختلف IPCC برای توسعه جهانی در 49 دلتا در سراسر جهان، از جمله دلتا های معروف مانند نیل، مکونگ و می سی سی پی، و همچنین دلتاهایی مانند ولتا، زامبزی که کمتر مورد مطالعه قرار گرفته بودند، پرداخت. و دلتاهای ایراوادی.

این تحقیق خطرات احتمالی دلتاهایی را که 80 سال بعد در آینده گسترش می یابند، شناسایی می کند.

محققان تجزیه و تحلیل خود را بر اساس 13 عامل شناخته شده موثر بر ریسک در دلتاها انجام دادند و از مدل های منحصر به فردی استفاده کردند تا شناسایی کنند که کدام یک از این خطرات احتمالاً دلتاهای مختلف را در آینده به خطر می اندازد.

عوامل خطر شامل افزایش تراکم جمعیت، توسعه شهری، کشاورزی آبی، تغییر در دبی رودخانه، فرونشست زمین و افزایش نسبی سطح دریا، ظرفیت اقتصادی محدود، اثربخشی ضعیف دولت، و آمادگی سازگاری پایین است.

تراکم جمعیت، فرونشست زمین و حکمرانی ناکارآمد از عوامل پرخطر هستند

تجزیه و تحلیل نشان می دهد که خطراتی وجود دارد که برای دلتاها مهمتر از سایرین هستند – در تمام سناریوهای پنج گانه آینده.

اینها شامل فرونشست زمین و افزایش نسبی سطح دریا، تراکم جمعیت، حکمرانی ناکارآمد، ظرفیت اقتصادی، و استفاده از زمین های کشاورزی است.

برای برخی از دلتا ها، خطرات فیزیکی به ویژه برجسته است. برای مثال، فرونشست زمین، بالاترین عامل خطر برای دلتای مکونگ در ویتنام است.

سطح شدید دریاها یکی از نگران کننده ترین عوامل خطر برای دلتاها در چین، در شبه جزیره کره، و در دلتاهای کلرادو (مکزیک) و راین (هلند) است.

در دلتا های نیل (مصر)، نیجر (نیجریه) و گنگ (بنگلادش)، تراکم جمعیت در حال افزایش است که در سناریوهای خاص بیشتر نگران کننده است.

برای دلتاهای دیگر، فقدان ظرفیت اقتصادی و اثربخشی دولت برای مدیریت خطرات است، به عنوان مثال در دلتاهای ایراوادی (میانمار) و کنگو (آنگولا و جمهوری دموکراتیک کنگو).

“در مجموع تجزیه و تحلیل، می‌توانیم ببینیم که دلتا های بزرگ آسیایی در معرض بیشترین خطر قرار دارند و پیامدهای بالقوه ویرانگر برای میلیون‌ها نفر و محیط‌زیست دارند. آنها تحت فشار رشد جمعیت، استفاده شدید از زمین‌های کشاورزی، سطح نسبی سطح دریا هستند. موری اسکاون می‌گوید: افزایش و آمادگی سازگاری عقب مانده.

رویکردهای محلی و جهانی و ترکیبی از سازگاری سخت و نرم می تواند خطرات را کاهش دهد

دولت ها به جای عقب نشستن، باید بلندمدت فکر کنند و برنامه هایی برای کاهش یا کاهش خطرات در نظر بگیرند. برای مثال، در دلتای مکونگ، دولت ویتنام تلاش های زیادی برای محدود کردن برداشت آب های زیرزمینی در آینده در دلتا انجام می دهد تا کاهش یابد. فیلیپ میندرهود، استادیار دانشگاه و تحقیقات واگنینگن می گوید: فرونشست زمین و شور شدن زمین.

محققان تاکید می کنند که ترکیبی از رویکردهای سازگاری سخت (“خاکستری”) و نرم (“سبز”) برای مدیریت و کاهش خطرات دلتا مورد نیاز است.

آنها شامل زیرساخت های سخت مانند دیوارهای دریایی برای جلوگیری از غرق شدن دریا در دلتا و رویکردهای نرم با استفاده از راه حل های مبتنی بر طبیعت هستند.

یکی از نمونه ها تجربه هلندی ایجاد فضایی برای رودخانه در دلتای راین، با کاهش دشت های سیلابی، جابجایی سیلاب ها و استفاده از فضاهایی است که اجازه سیل برای چرا دارند.

فرانسیس دان، استادیار دانشگاه اوترخت، خاطرنشان می کند که ابتکارات برای ایجاد سطوح دلتا با اجازه دادن به رودخانه ها برای سیل و رسوب گذاری در دلتا برای حفظ ارتفاع از سطح دریا نیز امیدوارکننده است.

“با نگاهی به دلتا ها با هم، مانند آنچه در این مطالعه داشتیم، می‌خواهیم آنچه را که می‌تواند در مقیاس جهانی اتفاق بیفتد، در صورتی که خطر دلتا را در سطح محلی و جهانی بررسی نکنیم، برجسته کنیم. این مطالعه همچنین می‌تواند مکمل مطالعات روی دلتا های فردی باشد. ماریا سانتوس، استاد دانشگاه زوریخ می‌گوید، و تلاش‌های مورد نیاز مرتبط با دلتا های کمتر مورد مطالعه مانند سائو فرانسیسکو یا دلتای ولتا را شناسایی کنید.

 2022 در اقیانوس آرام جنوبی فوران کرد، موج شوکی در سراسر جهان ایجاد کرد و باعث ایجاد سونامی در تونگا، فیجی، نیوزلند، ژاپن، شیلی، پرو و ​​ایالات متحده شد. . طبق مطالعه اخیر منتشر شده در Proceedings of the National ، همچنین شیمی و دینامیک استراتوسفر را در سال بعد از فوران تغییر داد و منجر به تلفات بی‌سابقه‌ای در لایه اوزون تا 7 درصد در مناطق وسیعی از نیمکره جنوبی شد. آکادمی علوم (PNAS) از دانشکده مهندسی و علوم کاربردی هاروارد جان A. Paulson (SEAS) و دانشگاه مریلند.

بر اساس این تحقیقات، این تغییرات جوی، مقدار زیادی بخار آبی بود که توسط آتشفشان زیر دریا به استراتوسفر تزریق می شد.

محل استراتوسفر تقریباً 8 تا 30 مایل بالاتر از سطح زمین است و جایی است که لایه محافظ اوزون در آن قرار دارد.

دیوید ویلموث، پروژه‌ای گفت: فوران هونگا تونگا-هونگا هااپای واقعاً خارق‌العاده بود، زیرا حدود 300 میلیارد پوند آب به استراتوسفر خشک معمولی تزریق کرد، که فقط یک مقدار کاملاً باورنکردنی آب از یک رویداد واحد است. دانشمند در SEAS و اولین نویسنده مقاله.

راس سالاویچ، استاد مرکز بین رشته‌ای علوم سیستم زمین دانشگاه مریلند و یکی از نویسندگان این مطالعه، گفت: «این فوران ما را در قلمروی ناشناخته قرار داد.

ما هرگز در تاریخ رکوردهای ماهواره ای ندیده ایم که این مقدار بخار آب به اتمسفر تزریق شود و مقاله ما اولین مقاله ای است که به پیامدهای پایین دستی در مناطق وسیعی از هر دو نیمکره در ماه های پس از فوران با استفاده از داده های ماهواره ای و یک مدل جهانی.”

فوران هونگا تونگا-هونگا هااپای بزرگترین انفجاری است که تاکنون در جو ثبت شده است.

فوران ذرات معلق در هوا و گازها را به عمق استراتوسفر پرتاب کرد.

برخی از مواد به مزوسفر پایینی، بیش از 30 مایل بالاتر از سطح زمین، ارتفاعاتی که هرگز از فوران آتشفشانی ثبت نشده است، رسیدند.

مطالعات قبلی نشان داد که این فوران باعث افزایش 10 درصدی بخار آب در استراتوسفر در سراسر جهان شده است و غلظت آن در برخی از مناطق نیمکره جنوبی حتی بیشتر است.

ویلموث، سالاویچ و بقیه تیم تحقیقاتی از داده‌های مایکروویو Limb Sounder (MLS) در ماهواره ناسا آئورا استفاده کردند تا نه تنها نحوه حرکت بخار آب در سراسر جهان را ردیابی کنند، بلکه دما و سطوح مونوکسید کلر (ClO) را نیز بررسی کنند. ازن (O ₃ )، اسید نیتریک (HNO ₃ ) و کلرید هیدروژن (HCl) در استراتوسفر برای سال بعد از فوران.

آنها سپس این اندازه‌گیری‌ها را با داده‌های جمع‌آوری‌شده توسط MLS از سال 2005 تا 2021 قبل از فوران مقایسه کردند.

این تیم دریافتند که تزریق بخار آب و دی اکسید گوگرد (SO ₂ ) هم شیمی و هم دینامیک استراتوسفر را تغییر داده است.

از نظر شیمی، SO2 _منجر به افزایش ذرات سولفات شد که سطوح جدیدی را برای انجام واکنش‌های شیمیایی فراهم کرد.

ویلموث می‌گوید: «واکنش‌های خاصی که ممکن است اصلاً اتفاق نیفتند یا به آهستگی اتفاق بیفتند، می‌توانند سریع‌تر اتفاق بیفتند، اگر آئروسل‌هایی در دسترس باشند که این واکنش‌ها روی آنها انجام شود.»

“تزریق SO ₂ از آتشفشان به آئروسل های سولفات اجازه تشکیل داد و وجود بخار آب منجر به تولید اضافی آئروسل های سولفات شد.”

افزایش ذرات معلق در هوا و بخار آب سولفات، زنجیره ای از رویدادها را در شیمی پیچیده اتمسفر آغاز کرد که منجر به تغییرات گسترده در غلظت تعدادی از ترکیبات از جمله ازن شد.

بخار آب اضافی همچنین یک اثر خنک کننده در استراتوسفر داشت که منجر به تغییر در گردش خون شد که باعث کاهش ازن در نیمکره جنوبی و افزایش ازن در مناطق استوایی شد.

محققان دریافتند که اوج کاهش ازن در ماه اکتبر، نه ماه پس از فوران رخ داده است.

ویلموث گفت: “ما این افزایش بسیار زیاد در بخار آب را در استراتوسفر همراه با افزایش اندک در سولفات داشتیم که باعث ایجاد یک سری رویدادها شد که منجر به تغییرات قابل توجهی در دما و گردش خون شد، ClO، HNO 3، HCl، O 3 _و سایر _گازها .” گفت.

در مرحله بعد، محققان امیدوارند که با پیگیری تاثیر آتشفشان تا سال 2023 و پس از آن، در حالی که بخار آب از نواحی استوایی و عرض‌های جغرافیایی میانی به قطب نیمکره جنوبی حرکت می‌کند، به مطالعه ادامه دهند، جایی که پتانسیل افزایش تلفات ازن در قطب جنوب را دارد.

انتظار می‌رود که بخار آب برای چند سال در استراتوسفر بالا بماند.

این تحقیق توسط جیمز اندرسون، استاد فیلیپ اس. ولد شیمی اتمسفر در SEAS، Freja Østerstrøm و جسیکا اسمیت انجام شد. تا حدی توسط ناسا تحت گرنت شماره 80NSSC19K0326 و بنیاد ملی علوم تحت گرنت شماره 1764171 پشتیبانی شد.

بار مرگ و میر ناشی از گرما در تابستان 2022 در اروپا ممکن است از 70000 مرگ و میر فراتر رفته باشد. نویسندگان این مطالعه که در The Lancet Regional Health — Europe منتشر شده است، برآوردهای اولیه مرگ و میر مرتبط با درجه حرارت رکورد در سال 2022 در قاره اروپا را به سمت بالا اصلاح کردند.

در مطالعه قبلی که در Nature Medicine منتشر شد، همان تیم از مدل‌های اپیدمیولوژیک اعمال شده بر روی داده‌های هفتگی دما و مرگ و میر در 823 منطقه در 35 کشور اروپایی استفاده کرد و تعداد مرگ‌های زودرس ناشی از گرما را در سال 2022 62862 نفر تخمین زد.

در آن مطالعه، نویسندگان اذعان کردند که انتظار می رود استفاده از داده های هفتگی مرگ و میر ناشی از گرما را دست کم بگیرد، و اشاره کردند که داده های سری زمانی روزانه برای تخمین دقیق تأثیر دمای بالا بر مرگ و میر مورد نیاز است.

هدف از مطالعه جدید توسعه یک چارچوب نظری بود که قادر به تعیین کمیت خطاهای ناشی از استفاده از داده‌های جمع‌آوری شده، مانند سری‌های زمانی دما و مرگ و میر هفتگی و ماهانه بود.

مدل‌های مبتنی بر داده‌های جمع‌آوری شده زمانی مفید هستند، زیرا داده‌های جمع‌آوری‌شده در زمان واقعی از مؤسساتی مانند Eurostat در دسترس هستند و کمیت خطرات بهداشتی را در چند روز پس از ظهور تسهیل می‌کنند.

برای توسعه یک چارچوب نظری، تیم تحقیقاتی دمای روزانه و رکوردهای مرگ و میر را از 147 منطقه در 16 کشور اروپایی جمع آوری کردند.

آنها سپس تخمین های مرگ و میر ناشی از گرما و سرما را با سطوح مختلف تجمع تجزیه و تحلیل و مقایسه کردند: روزانه، هفتگی، 2 هفته ای و ماهانه.

تجزیه و تحلیل تفاوت‌ها را در برآوردهای اپیدمیولوژیک با توجه به مقیاس زمانی تجمع نشان داد.

به طور خاص، مشخص شد که مدل‌های هفتگی، دو هفته‌ای و ماهانه اثرات گرما و سرما را در مقایسه با مدل روزانه دست‌کم می‌گیرند و با طول دوره تجمیع، درجه دست کم‌گرفتن افزایش می‌یابد.

به طور خاص، برای دوره 1998-2004، مدل روزانه مرگ و میر سالانه ناشی از سرما و گرما را به ترتیب 290104 و 39434 مرگ زودرس تخمین زد، در حالی که مدل هفتگی این اعداد را به ترتیب 8.56% و 21.56% کمتر برآورد کرد.

جوآن بالستر کلارامونت، محقق ISGlobal که رهبری این تحقیق را بر عهده دارد، توضیح می‌دهد: «توجه به این نکته مهم است که تفاوت‌ها در دوره‌های سرما و گرمای شدید، مانند تابستان 2003، زمانی که کمتر برآورد شده توسط مدل داده‌های هفتگی تنها 4.62 درصد بود، بسیار کم بود. پروژه EARLY-ADAPT شورای تحقیقات اروپا.

این تیم از این چارچوب نظری برای تجدید نظر در بار مرگ و میر منتسب به رکورد دمای تجربه شده در سال 2022 در مطالعه قبلی خود استفاده کردند.

با توجه به محاسبات انجام شده با استفاده از رویکرد روش‌شناختی جدید، آن مطالعه میزان مرگ و میر ناشی از گرما را 10.28% دست کم برآورد کرد که به این معنی است که بار واقعی مرگ و میر ناشی از گرما در سال 2022، که با استفاده از مدل داده‌های روزانه تخمین زده می‌شود، 70066 مرگ و میر بود و نه 62862 مورد مرگ طبق برآورد اولیه.

استفاده از داده های هفتگی برای تجزیه و تحلیل اثرات دما در کوتاه مدت

Ballester توضیح می دهد: “به طور کلی، ما مدل های مبتنی بر داده های ماهانه را برای تخمین اثرات کوتاه مدت دمای محیط مفید نمی یابیم.”

با این حال، مدل‌های مبتنی بر داده‌های هفتگی دقت کافی را در تخمین‌های مرگ و میر ارائه می‌کنند تا در عمل بلادرنگ در نظارت اپیدمیولوژیک مفید باشند و سیاست‌های عمومی مانند فعال‌سازی طرح‌های اضطراری برای کاهش تاثیر امواج گرما و طلسم های سرد.”

امکان استفاده از داده های هفتگی در این حوزه از تحقیقات یک مزیت است زیرا محققان اغلب با موانع بوروکراتیکی مواجه می شوند که طراحی مطالعات اپیدمیولوژیک در مقیاس بزرگ را بر اساس داده های روزانه دشوار یا غیرممکن می کند. به گفته Ballester، زمانی که داده های روزانه در دسترس نیست، استفاده از داده های هفتگی، که به راحتی برای اروپا در زمان واقعی قابل دسترسی است، راه حلی است که می تواند “تقریبی خوب از برآوردهای به دست آمده با استفاده از مدل داده های روزانه” را ارائه دهد.

دانشمندان و همکاران جامعه غارنوردی یوتا اولین تحقیق از تلاش های میدانی مشترک خود را در اعماق غارهای یوتا منتشر کرده اند. مقاله ویژه ژورنال نشان می دهد که چرا غارها چنین آرشیو تحقیقاتی قانع کننده ای ایجاد می کنند. آنچه در غار بومرنگ در شمال یوتا کشف شد. چرا بقایای اسکلتی دسترسی جدیدی به داده‌های به سختی از گذشته نزدیک فراهم می‌کند. و یک خط پایه جانورشناسی جدید برای تغییرات پستانداران در یک جامعه کوهستانی ارائه می دهد.  

دانشمندان موزه تاریخ طبیعی یوتا به لطف یک نکته دوستانه از جامعه غارنوردی یوتا، غواصی عمیقی در گذشته ای نه چندان دور انجام داده اند. در مقاله ای که این هفته توسط مجله Mammalogy منتشر شد، پنج دانشمند از موزه تاریخ طبیعی یوتا (NHMU) و همکارانش از جامعه غارنوردی یوتا اولین تحقیق از تلاش های میدانی مشترک خود را در اعماق غارهای یوتا منتشر کردند.

مقاله ویژه ژورنال نشان می دهد که چرا غارها چنین آرشیو تحقیقاتی قانع کننده ای ایجاد می کنند. آنچه در غار بومرنگ در شمال یوتا کشف شد. چرا بقایای اسکلتی دسترسی جدیدی به داده‌های به سختی از گذشته نزدیک فراهم می‌کند. و یک خط پایه جانورشناسی جدید برای تغییرات پستانداران در یک جامعه کوهستانی ارائه می دهد.

کائدان اوبراین، نویسنده اصلی و نویسنده ارشد این مقاله گفت: “برای درک تأثیرات آب و هوا بر اکوسیستم های آلپ، ما گونه های پستانداران فعلی را ثبت می کنیم – عمدتاً از طریق به دام انداختن. اما این روش چیزی در مورد تنوع پستانداران در گذشته نزدیک به ما نمی گوید.” کاندیدای دکتری انسان شناسی در دانشگاه یوتا.

بنابراین، مطالعات زیادی روی اکوسیستم‌های آلپی گذشته انجام نشده است، زیرا دسترسی به آن‌ها سخت‌تر است، و وقتی این کار را انجام می‌دهید، احتمال کمی وجود دارد که بقایای اسکلتی قدیمی‌تر دست نخورده را پیدا کنید.

به گفته دکتر تایلر فیث، متصدی ارشد NHMU و دیرینه‌اکولوژیست، “ما می‌خواهیم بدانیم چه حیواناتی در دهه 1800 وجود داشته است، اما در غیاب سوابق تاریخی تقریباً غیرممکن است. چگونه می‌توانیم گذشته نزدیک را بدون ماشین زمان مستند کنیم؟” یک ایمیل غیرمعمول از غارنورد محلی و یکی از نویسندگان مطالعه، اریک ریچاردز، روش غیرمنتظره ای برای سفر در زمان ارائه کرد: دفع صدها فوت به سمت غارهای یوتا برای یافتن آنچه ممکن است در — و چه زمانی سقوط کرده باشد.

در اوایل سال 2019، ریچاردز به دکتر رندی ایرمیس، متصدی دیرینه شناسی NHMU ایمیل زد تا از او بپرسد که آیا او یا موزه علاقه ای به استخوان های حیواناتی که او در ماجراجویی های غار یوتا پیدا کرده بود، دارد و او عکس هایی را ارسال کرد.

ایرمیس بلافاصله پاسخ داد، از جمله همکار دکتر تایلر فیث و اوبراین، دانشجوی دکترا در آزمایشگاه Faith.

گروه ملاقات کردند، آن را شکست دادند، و پس از چند بار سفر آزمایشی برای آموزش تجهیزات، Faith و Irmis در حال فرود آمدن در غارها برای جمع آوری استخوان های حیوانات از دست رفته بودند.

فیث گفت: “برای روشن بودن، این پروژه هرگز بدون تماس غارنوردان و سرمایه گذاری زمان و آموزش با ما اتفاق نمی افتاد. اریک و همسرش فومیکو به معنای واقعی کلمه “طناب ها را به ما نشان دادند.”

“امیدوارم مردم متوجه شوند که تحقیقات فقط توسط دانشمندانی که در موزه کار می کنند انجام نمی شود، بلکه می تواند همکاری عمومی باشد — در این مورد با کارشناسان آموزش دیده (این کار را در خانه امتحان نکنید.”

پس از اینکه Faith در سپتامبر 2019 مجوز تحقیقاتی را از سازمان جنگل‌داری ایالات متحده دریافت کرد، ریچاردز تیم را به غار بومرنگ در محدوده رودخانه Bear برد و در آنجا نمونه‌هایی را برای تجزیه و تحلیل آزمایشگاهی در موزه جمع‌آوری کردند.

O’Brien سهم شیر از آن اثر را که مقاله بر اساس آن است، مدیریت کرد.

اوبراین گفت: “شناسایی بقایای اسکلتی کار پر زحمتی است، زیرا شما فقط استخوان به استخوان را بررسی می کنید، بر اساس اندازه و عنصر طبقه بندی می کنید و سپس آنها را با نمونه های کوپن موزه منطقه ای مقایسه می کنید.”

اما نتیجه هیجان انگیز است.

با استفاده از تاریخ‌گذاری رادیوکربن، فسیل‌های یافت شده در غار بومرنگ نشان داده شد که 3000 سال گذشته را در بر می‌گیرند و بخش عمده آن مربوط به حدود 1000 سال گذشته است. مقایسه این فسیل‌ها با سوابق موزه و پستانداران امروزی جمع‌آوری‌شده توسط هم‌نویسندگان و جانورشناسان NHMU، دکتر اریک ریکارت و کاترینا دریگ، نشان داد که این غار بازتابی صادقانه از تنوع پستانداران در این منطقه ارائه می‌کند.

شاید هیجان انگیزتر از همه این باشد که فسیل ها همچنین حضور گونه هایی ناشناخته در منطقه را نشان دادند، مانند زیره مریام.

فهرست کامل فسیل ها در مجله فعلی Mammalogy به همراه موارد بیشتری در مورد چرایی اهمیت این تحقیق موجود است.

ایرمیس گفت: “کار ما ارزش جمع آوری بقایای اسکلتی از غارها را به عنوان روشی مناسب و دقیق برای درک جوامع پستانداران برجسته می کند.”

غارها به ما کمک می کنند تا رکوردهای جامع و بلندمدت ایجاد کنیم و بهتر درک کنیم که چگونه حیوانات در گذشته نزدیک تغییر کرده اند.

Faith، Irmis و O’Brien موفقیت مداوم این تحقیق را مدیون کنجکاوی و سخاوت جامعه غارنوردی یوتا می دانند.

مناطق قطبی دارای تنوع زیستی وسیع و کشف نشده ای هستند، اما هم در معرض خطرترین و هم ناشناخته ترین مناطق جهان هستند.

اکنون دانشمندان به رهبری دانشگاه آنگلیا شرقی (UEA) و بررسی قطب جنوب بریتانیا (BAS) خواستار نقشه راهی از اکوسیستم های قطبی برای پر کردن این شکاف دانش، حفظ حیات قطبی و حتی محافظت از “زندگی روزمره ما و سلامت سیاره ما” هستند. این مطالعه تمام تنوع زیستی را در آن مناطق، از جو گرفته تا اعماق دریاها و از خشکی تا اقیانوس ها، ترسیم می کند.

نویسندگان گفتند که برای کاهش تأثیر گرمایش بر اکوسیستم‌های قطبی از طریق تلاش‌های حفاظتی، مدیریت پایدار این زیستگاه‌های منحصربه‌فرد و خدمات اکوسیستمی آن‌ها، و برای اکتشاف زیستی پایدار ژن‌ها و ترکیبات جدید برای منافع اجتماعی، اقدام هماهنگی لازم است.

“چند امیکس برای مطالعه و درک زندگی قطبی” امروز در Nature Communications منتشر شده است. این مقاله توسط UEA، BAS و دانشگاه Bielefeld آلمان نوشته شده است.

اکوسیستم های قطبی بیشترین تهدید را دارند زیرا حساس ترین آنها به گرمایش جهانی هستند. آنها با سرعتی سریع از بین می روند و به همراه آنها تمام زیست شناسی که خدمات اکوسیستم و تنظیم زیست شناسی آب و هوا از جمله چرخه کربن را ارائه می دهد، از بین می روند.

پروفسور توماس موک، استاد میکروبیولوژی دریایی در دانشکده علوم زیست محیطی UEA، نویسنده اصلی مشترک با پروفسور ملودی کلارک، رهبر پروژه برای بررسی قطب جنوب بریتانیا است.

پروفسور توماس موک گفت: “پیش بینی تنوع زیستی برای مناطق قطبی تنها زمانی می تواند قابل اعتماد ساخته شود که ما درک کافی عمیق از تنوع، عملکردهای اکولوژیکی، و روابط متقابل موجودات قطبی و همچنین انعطاف پذیری آنها در برابر تغییرات آب و هوایی داشته باشیم.”

این مناطق دورافتاده نقش مهمی را در چرخه کربن ایفا می‌کنند که اغلب نادیده گرفته می‌شوند و مواد مغذی جهانی و مواد آلی محلول را هدایت می‌کنند. موجودات بومی، از ویروس ها گرفته تا حیوانات بزرگ.

شواهد قوی وجود دارد مبنی بر اینکه تغییرات ناشی از آب و هوا در مناطق قطبی در حال حاضر توزیع گونه‌ها را در خشکی و دریا تغییر می‌دهد و تأثیرات عمده‌ای بر عملکرد اکوسیستم دارد.

برخی از گونه‌ها به سمت قطب حرکت کرده‌اند، که تأثیر منفی بر زنجیره غذایی دارد. حیات قطبی، از میکروب‌ها گرفته تا فوک‌ها، نهنگ‌ها و خرس‌های قطبی، تا حد زیادی به دمای پایین کلی و پوشش قابل توجه برف و یخ بستگی دارد که تأثیرات گرمایش جهانی را تجربه می‌کنند.

در قطب شمال، درجه حرارت حداقل چهار برابر سریع‌تر از جاهای دیگر افزایش می‌یابد، جریان جت قطب شمال را بی‌ثبات می‌کند و احتمال رویدادهای شدید آب و هوایی از جمله امواج گرما، خشکسالی و سیل را در مناطق معتدل افزایش می‌دهد.

در خشکی، ذوب شدن یخ‌های دائمی و فروپاشی سواحل قطب شمال به‌دلیل آزاد شدن ذخایر کربن هزاران ساله، عناصر کمیاب، مواد مغذی و حتی ویروس‌های باستانی یخ‌زده و باکتری‌های بیماری‌زا، به طرز چشمگیری برهمکنش‌های اکولوژیکی و بیوژئوشیمی را تغییر می‌دهند.

در اقیانوس‌ها، افزایش ذوب فصلی یخ‌های دریا، آب‌های سطحی را بیش از حد تثبیت می‌کند، که باعث کاهش مقدار مواد مغذی مورد نیاز برای تولید اولیه می‌شود.

به طور مشابه، وضعیت در اقیانوس جنوبی و قاره قطب جنوب به همان اندازه تیره و تار است، به ویژه برای شبه جزیره قطب جنوب، که در حال حاضر سطوح قابل توجهی از گرم شدن را تجربه کرده است که باعث از بین رفتن یخ های دریا و یخچال های طبیعی شده است.

اقیانوس جنوبی مسئول جذب سه چهارم گرمای انسانی جذب شده توسط اقیانوس و تا نیمی از جذب کربن است. حدود 40 درصد از جذب اقیانوسی جهانی CO2 انسانی و حدود 50 درصد از کل جذب اتمسفر را تشکیل می دهد. علاوه بر این، جداسازی کربن توسط موجودات زنده در دریاهای قطبی احتمالاً بزرگترین بازخورد منفی طبیعی در برابر تغییرات آب و هوایی است.

تأثیرات آب و هوا بر تنوع زیستی و عملکرد اکوسیستم در قطب شمال و قطب جنوب به عنوان زنگ خطری برای پیامدهای گرمایش جهانی، از جمله تداوم تنوع زیستی روی زمین عمل می کند.

پروفسور کلارک گفت: “فناوری های توالی یابی توانایی های ما را برای رمزگشایی نحوه کار ارگانیسم ها به شدت تغییر داده است. با این حال، جذب در زیست شناسی قطبی نسبتاً کم بوده است، به ویژه هنگامی که ده ها هزار گونه که در قطب ها زندگی می کنند و در گرمایش ما در معرض تهدید هستند، نسبتا کم بوده است. جهان

“درک اینکه چگونه بسیاری از موجودات عجیب و غریب که در سرمای شدید زندگی می کنند می توانند به پاسخگویی به سوالات جهانی کمک کنند و مزایای واقعی را برای جامعه فراهم کنند. عدم اقدام در حال حاضر منجر به از دست دادن قابل توجه دانش در مورد سازگاری تکاملی با سرما خواهد شد.”

غربالگری ژنومی نه تنها امکان شناسایی جمعیت های تحت استرس را ارائه می دهد، بلکه می تواند برای پایش گونه های مهاجم نیز مورد استفاده قرار گیرد، در نتیجه مداخلات اولیه را تسهیل می کند.

پروفسور موک گفت: “با کاهش مناطق سرد سیاره ما، به دست آوردن توالی ژنوم کامل برای ارگانیسم های مختلف ساکن اکوسیستم های قطبی، از اعماق اقیانوس ها تا یخ های دائمی روی خشکی، هم برای قطب شمال و هم برای قطب جنوب، ضروری است. کاربرد گسترده‌تر فناوری‌های omics را برای گونه‌های قطبی امکان‌پذیر می‌کند، که درک ما از تکامل در سرما و واکنش‌های انطباقی به جهان در حال گرم شدن را متحول می‌کند.”