علاقة طردية.. بخار الماء أحد مسببات التغيرات المناخية

مع ارتفاع درجة حرارة الأرض يتبخر المزيد من الماء من المحيطات، مما يضيف المزيد من بخار الماء إلى الغلاف الجوي.

ثم يحبس بخار الماء المزيد من الحرارة، مما يخلق حلقة تغذية مرتدة تعمل على تضخيم ظاهرة الاحتباس الحراري.

وتبدو سلسلة الكوارث غير المسبوقة التي شهدها العالم هذا العام من حرائق الغابات القاتلة والفيضانات الكارثية إلى درجات حرارة المحيطات المرتفعة إلى مستويات غير مسبوقة والجليد البحري المنخفض في القارة القطبية الجنوبية، وكأنها تسارع في وتيرة التغيرات المناخية الناجم عن أنشطة بشرية.

لكن ليس فقط لأن انبعاثات الغازات الدفيئة مستمرة في الارتفاع، فما نلاحظه أيضا هو ردود فعل بخار الماء المتوقعة منذ فترة طويلة داخل النظام المناخي.

منذ أواخر القرن التاسع عشر ارتفع متوسط درجات حرارة السطح العالمية بنحو 1.1 درجة مئوية، مدفوعا بالأنشطة البشرية، وأبرزها حرق الوقود الأحفوري الذي يضيف الغازات الدفيئة (ثاني أكسيد الكربون والميثان) إلى الغلاف الجوي.

مع ارتفاع درجة حرارة الغلاف الجوي يمكنه الاحتفاظ بمزيد من الرطوبة على شكل بخار الماء، وهو أيضًا أحد الغازات الدفيئة. وهذا بدوره يؤدي إلى تضخيم ظاهرة الاحتباس الحراري.

• الإنذار المبكر في اليابان.. كيف تتكيف المجتمعات مع تغيرات المناخ؟
• كيف يؤثر تغير المناخ على السلام والأمن؟
  

بخار الماء إحدى الغازات الدفيئة

مع كل درجة مئوية من ارتفاع درجة الحرارة، تزداد قدرة الغلاف الجوي على الاحتفاظ بالمياه بنحو 7%. وتضمن درجات حرارة البحر المرتفعة إلى مستويات غير مسبوقة وجود المزيد من الرطوبة (في شكل بخار ماء) في الغلاف الجوي، بما يقدر بنحو 5% إلى 15% مقارنة بما كانت عليه قبل سبعينيات القرن العشرين، عندما بدأ ارتفاع درجات الحرارة العالمية بشكل جدي.

ومنذ سبعينيات القرن العشرين، من المرجح أن يؤدي ارتفاع بخار الماء إلى زيادة الاحتباس الحراري بمقدار مماثل لتلك الناجمة عن ارتفاع ثاني أكسيد الكربون.

من نواحٍ عديدة، يعد بخار الماء أهم الغازات الدفيئة لأنه يجعل الأرض صالحة للسكن. لكن تغير المناخ الناجم عن أنشطة بشرية ينجم في المقام الأول عن الزيادات في الغازات الدفيئة الرئيسية،( ثاني أكسيد الكربون، وأكسيد النيتروز.. وغيرها).

كقاعدة عامة، أي جزيء يحتوي على ثلاث ذرات أو أكثر هو غاز دفيء، وذلك بسبب الطريقة التي يمكن أن تهتز بها الذرات وتدور داخل الجزيء. يمتص الغاز الدفيء الإشعاع الحراري (الأشعة تحت الحمراء) ويعيد إطلاقه وله تأثير غطائي.

تتمتع الغيوم بتأثير غطائي مماثل لتأثير الغازات الدفيئة ولكنها أيضًا عاكسات ساطعة للإشعاع الشمسي وتعمل على تبريد السطح نهارًا. في المناخ الحالي، بالنسبة لمتوسط ظروف الغلاف الجوي، يقدر أن بخار الماء يمثل 50% من إجمالي تأثير الاحتباس الحراري، وثاني أكسيد الكربون 19%، والأوزون 4% والغازات الأخرى 3%. تشكل الغيوم حوالي ربع ظاهرة الاحتباس الحراري.

الفرق بين بخار الماء والغازات الدفيئة؟

بخلاف الغازات الدفيئة الرئيسية فإن بخار الماء يتكثف ويترسب. مما يعني أن عمره في الغلاف الجوي أقصر بكثير، من حيث الحجم، مقارنة بالغازات الدفيئة الأخرى.

في المتوسط، يدوم بخار الماء تسعة أيام فقط، في حين يبقى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي لقرون أو حتى آلاف السنين، ويستمر غاز الميثان لمدة عقد أو عقدين، وأكسيد النيتروز لمدة قرن. تعمل هذه الغازات بمثابة العمود الفقري لتسخين الغلاف الجوي، والارتفاع الناتج في درجة الحرارة هو ما يمكّن من الزيادة الملحوظة في مستويات بخار الماء.

كذلك فإن ارتفاع ثاني أكسيد الكربون لا يعتمد على الطقس. ويأتي في المقام الأول من حرق الوقود الأحفوري. فقد ارتفع ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي من مستويات ما قبل الصناعة البالغة 280 جزء في المليون إلى 420 جزء في المليون (زيادة قدرها 50%)، وقد حدث حوالي نصف هذه الزيادة منذ عام 1985. وهذا يمثل حوالي 75% من الاحتباس الحراري الناتج عن الأنشطة البشرية.

ولقد كان التسخين الإضافي الناتج عن بخار الماء على قدم المساواة مع زيادة ثاني أكسيد الكربون منذ السبعينيات.

أهمية بخار الماء

المقياس الأكثر شيوعًا لبخار الماء في الغلاف الجوي هو الرطوبة النسبية. وهذا ما يؤثر على راحة الإنسان أثناء موجات الحر والأجواء الدافئة. عندما نتعرق، فإن تبخر الرطوبة من بشرتنا له تأثير تبريد. ولكن إذا كانت البيئة رطبة جدًا، فلن ينجح هذا الأمر وسيصبح الجسم لزجًا وغير مريح.

وهذه العملية مهمة لكوكبنا أيضًا، لأن حوالي 70% من سطح الأرض عبارة عن مياه، ومعظمها من المحيطات. تذهب الحرارة الزائدة عمومًا إلى الماء المتبخر. تطلق النباتات أيضًا بخار الماء من خلال عملية تسمى النتح (تطلقه من خلال ثغور صغيرة في الأوراق كجزء من عملية التمثيل الضوئي). وتسمى العملية المشتركة؛ التبخر.

وترتفع الرطوبة إلى الجو على شكل بخار ماء. تجمع العواصف بخار الماء وتركزه حتى يترسب. وبما أن بخار الماء يعتمد بشكل كبير على درجة الحرارة، فهو أعلى في المناطق الدافئة، مثل المناطق الاستوائية وبالقرب من الأرض. تنخفض المستويات عند خطوط العرض والارتفاعات الباردة.

يؤدي تمدد الهواء وتبريده أثناء ارتفاعه إلى تكوين السحب والأمطار والثلوج. وتعني هذه الدورة الهيدرولوجية القوية أن جزيئات بخار الماء لا تدوم إلا لبضعة أيام في الغلاف الجوي.