گرمایش زمین، بارندگی را کاهش می‌دهد؟

به گزارش گروه رسانه‌ای شرق،

حسین میرافضلی، کارشناس انرژی: آیا SO2   منتشرشده مستقیم از خود تهران می‌تواند روی بارش همان منطقه تأثیر بگذارد؟ پاسخ پیچیده است: انتشار SO2  در شهرهای بزرگ مانند تهران، همراه با سایر آلاینده‌ها و گرمای ناشی از جزیره گرمایی شهری (Urban Heat Island) می‌تواند میکرواقلیم محلی را تغییر دهد:  افزایش دمای محلی ناشی از انتشار SO2   و ذرات معلق و... می‌تواند سبب کاهش رطوبت نسبی و افزایش ظرفیت هوا برای نگهداری رطوبت قبل از بارش شود. این شرایط می‌تواند تأثیر سرکوب‌کننده جزئی روی بارش‌های محلی (مثل رگبارهای محلی) داشته باشد، زیرا هوای گرم‌تر برای تولید باران نیاز به صعود و سردشدن بیشتری دارد. برخی عوامل مؤثر بر کاهش بارندگی عبارتند از: 1. تغییرات اقلیمی جهانی (که انتشار SO2   تهران در آن سهم دارد). ۲. تغییر کاربری زمین و از بین رفتن پوشش گیاهی اطراف شهر (که بر چرخه رطوبت محلی اثر می‌گذارد). ۳. افزایش آلاینده‌های ذره‌ای (Aerosols) در هوا که می‌توانند مستقیما با تأثیر بر ابرها (اثر آلودگی بر بارش) مانع از بارش شوند. این اثر محلی برای ذرات معلق قوی‌تر از اثر مستقیم SO2   است.

تأثیر مستقیم و شدید ذرات معلق بر کاهش بارندگی:

تأثیر ذرات معلق بر بارش باران و برف عمدتا از طریق تغییر در میکروفیزیک ابرها رخ می‌دهد و منجر به کاهش بارش می‌شود. در اینجا به سازوکار اصلی که به «اثر آلتدورف» (Albrecht Effect) یا «اثر سرکوب بارش توسط آئروسل‌ها» معروف است، می‌پردازیم. چگونه ذرات معلق بارندگی را کاهش می‌دهند؟

1. افزایش تعداد هسته‌های میعان ابر (CCN):  ذرات معلق ریز (مانند سولفات‌ها، نیترات‌ها، دوده، گردوغبار) به عنوان هسته‌های میعان ابر

 (Cloud Condensation Nuclei - CCN) عمل می‌کنند.  با افزایش آلودگی، تعداد این هسته‌ها در یک ابر معین به‌شدت افزایش می‌یابد.

2. توزیع بخار آب بین قطرات بیشتر:   مقدار بخار آب موجود در ابر محدود است. با افزایش تعداد هسته‌ها، این بخار آب بین تعداد بیشتری از قطرات ریز توزیع می‌شود.  در نتیجه، متوسط اندازه قطرات ابر کوچک‌تر می‌ماند (مثلا به‌جای قطرات ۲۰ میکرومتر، قطرات ۱۰ میکرومتر تشکیل می‌شوند).

3. مهار فرایند تشکیل بارش:  برای تشکیل بارش (باران یا برف)، قطرات ابر باید به اندازه کافی بزرگ شوند (معمولا بیش از ۵۰-۱۰۰ میکرومتر) تا بر نیروی بالاسو غلبه کرده و سقوط کنند.  بزرگ‌شدن قطرات عمدتا از طریق برخورد و ادغام 

(Collision-Coalescence) یا فرایندهای یخ‌زنی صورت می‌گیرد.  قطرات ریزتر تمایل کمتری به برخورد و ادغام دارند (مانند توپ‌های پینگ‌ پنگ در مقابل توپ‌های فوتبال).  همچنین قطرات کوچک‌تر دیرتر یخ می‌زنند (اگر ابر سرد باشد) که این نیز فرایند بارش را به تأخیر می‌اندازد.

نتیجه نهایی

 ابر با عمر طولانی‌تر اما کارایی بارشی کمتر تشکیل می‌شود.  بارش کاهش می‌یابد، به تأخیر می‌افتد، یا در مناطق پایین‌دست (پشت به باد آلودگی) متمرکز می‌شود.

اثرات مشاهده‌شده در مقیاس منطقه‌ای (مورد تهران و کلان‌شهرها)

 مطالعات روی کلان‌شهرهایی مانند تهران، پکن و مکزیکوسیتی نشان داده لکه‌های آلودگی می‌توانند:  بارش در منطقه شهری و جهت بادِ رو (Windward) را کاهش دهند.  بارش در مناطق پشت‌ به‌ باد (Leeward) را افزایش دهند (به دلیل انتقال ذرات و تغییر در پویایی ابر).  در ایران، پژوهش‌ها حاکی از آن است که آلودگی ذره‌ای ناشی از ترافیک و صنعت و سوخت گاز می‌تواند بر بارش‌های اوروگرافیک (کوهستانی) زاگرس و البرز تأثیر منفی بگذارد.  دوده (کربن سیاه) با جذب نور خورشید و گرم‌کردن لایه‌های ابر، می‌تواند پایداری جو را افزایش داده و از تشکیل ابر مانع شود.

تأثیر بر الگوی مکانی و زمانی بارش

ذرات معلق نه‌تنها روی مقدار بارش، بلکه بر الگوی مکانی، نوع (برف/باران) و شدت آن اثر می‌گذارند:  کاهش بارش‌های ملایم و مفید و افزایش بارش‌های رگباری شدید و کم‌فایده (چون قطرات ریزتر زمان بیشتری برای رشد انفجاری در ارتفاع بالا دارند).  کاهش ذخیره برفی کوهستان‌ها (به دلیل تبدیل بارش برف به باران). 

جمع‌بندی و اهمیت موضوع برای ایران

 ذرات معلق (به‌ویژه از خودروهای دیزلی، بدسوزی گاز و صنایع و گردوغبار) یکی از عوامل محلی و منطقه‌ای مؤثر در کاهش بارندگی در ایران هستند.  این اثر در کنار تغییرات اقلیمی جهانی (ناشی از SO2 ) می‌تواند خشک‌سالی را تشدید و یک چرخه معیوب ایجاد کند.

آخرین مطالب منتشر شده در روزنامه شرق را از طریق این لینک پیگیری کنید.