چرا ابرها نمی‌بارند؟ نقش ریزگردها در تغییرات آب و هوایی

در سراسر جهان شرایط حاد آب و هوایی، شمار و دامنه پدیده‌هایی چون باران‌های شدید یا خشکسالی‌های طولانی مدت به طور چشمگیری در حال افزایش است.

پژوهشگران مؤسسه تکنولوژی کارلسروهه در آلمان (KIT) اکنون از نقش و تأثیر ذرات فوق ریز موجود در جو (ذرات معلق در ابعاد نانو)، بر این تغییرات اقلیمی سخن می‌گویند.

بر پایه نتایج تجزیه و تحلیلی این محققان که در مجله تخصصی Scientific Reports منتشر شده است، این ذرات بسیار ریز عمدتا با احتراق سوخت‌های فسیلی با سیستم‌ پالایش گازهای خروجی برای مثال در پالایشگاه‌ها، نیروگاه‌ها و در کشتیرانی تولید می‌شوند و یا در تأسیسات عظیم احتراق سوخت‌های فسیلی دیگر که مجهز به جدیدترین سیستم تصفیه گازهای خروجی هستند.

در این گزارش آمده است، هرچند با پالایش گازهای خروجی، انتشار ذرات آلاینده بزرگ‌تر در جو،‌ کمتر شده است و استفاده از آمونیاک که از دهه ۹۰ میلادی مرسوم شد، از ساخت اکسیدهای نیتروژن (Nox) در گازهای خروجی از تأسیسات صنعتی جلوگیری می‌کند، اما همچنان حجم عظیمی از نانوذرات وارد جو می‌شوند.

ابرها اینگونه نمی‌توانند ببارند

این نانوذرات به نوبه خود منجر به تشکیل قطره‌های کوچکی از آب می‌شوند که در ابر جمع می‌شوند. به طور معمول تراکم و میعان ذرات ریز بخار آب موجود در هوا در هسته‌های تراکم ابر رخ می‌دهد که اندازه آنها ۰/۰۰۰۲ میلیمتر است. ذرات ریز بخار آب که قطری برابر با ۰/۰۱ میلی‌متر دارند روی این هسته‌ها جمع می‌شوند؛ اندازه‌ای که برای غلبه بر مقاومت هوا و سقوط در اثر نیروی گرانش بسیار کوچک است.

دکتر ولفگانگ یونکرمان از مؤسسه تکنولوژی کارلسروهه توضیح می‌دهد: «برای اینکه در یک ابر، سرعت فرود (سقوط آزاد) بیشتر از سرعت صعود ( جریان عمودی رو به بالا) باشد، اندازه‌ای برابر با ۱ تا ۲ میلی‌متر لازم است.»

دویچه وله را در اینستاگرام دنبال کنید

به گفته این پژوهشگر، وجود چند قطره دست کم ۰/۰۲۵ میلی‌متری به عنوان "هسته" برای قطره‌های باران ضروری است. یونکرمان می‌افزاید، از نانوذرات گرد و غبار موجود در اتمسفر با قطری کمتر از ۰/۰۰۰۰۴ میلی‌متر نمی‌توان برای تشکیل هسته‌های تراکم ابر استفاده کرد چرا که لایه‌‌ آب روی سطح شدیدا منحنی، سریع‌تر از آنکه بتواند بزرگ شود، تبخیر می‌شود.

به دلیل وجود نانوذرات موجود در هوا، قطره‌ها بسیار کوچک باقی می‌مانند، قادر به پیوند با یکدیگر نیستند و به این ترتیب نمی‌توانند بر مقاومت باد غلبه کنند و در نتیجه سقوط یا بارشی هم اتفاق نمی‌افتد.

دکتر یونکرمان اضافه می‌کند: «به این ترتیب قطره‌های آب مدت طولانی‌تری در جو باقی می‌مانند، باران در ابتدا تحت قشار قرار می‌گیرد و اینگونه یک منبع انرژی اضافی در لایه میانی تروپوسفر ایجاد می‌شود که شرایط را برای بارندگی‌های شدید مهیا می‌کند. این فرآیند ممکن است صدها کیلومتر دورتر هم اتفاق بیفتد.»

بنابراین بارش باران به واسطه وجود نانوذرات‌ها پیوسته به تعویق می‌افتد تا اینکه در نهایت به شکل بارانی سیل‌آسا به زمین فرود بیاید.

تروپوسفر یا وَرد سپهر پایین‌ترین لایه اتمسفر زمین که تقریبا تمام بخار آب و ذرات معلق درون هواسپهر را در خود جای داده است. 

افزایش چشمگیر نانوذارات در جو

پژوهشگران مؤسسه تکنولوژی کارلسروهه توانسته‌اند با اندازه‌گیری‌هایی که در سراسر جهان انجام شده، ثابت کنند، مقدار ذرات فوق ریز برای مثال در منطقه مدیترانه در ۵۰ سال گذشته ۲۵ برابر افزایش داشته است.

یونکرمان توضیح می‌دهد: «در همین بازه زمانی شاهد تغییرات شدیدی در بارندگی، از پایان بارندگی‌های منظم تا خشکسالی و دیگر پدیده‌های شدید اقلیمی هستیم.»

پس از مقایسه با مجموع داده‌های ۲۰ ساله از اروپا، آسیا، آمریکای میانی و استرالیا، پژوهشگران الگوهای مشابهی هم در مورد استرالیا و مغولستان مشاهده کردند.

پژوهشگران مؤسسه تکنولوژی کارلسروهه توانستند به همراه یورگ هکر، پژوهشگر اقلیمی از مؤسسه تحقیقاتی مستقل Airborne Research Australia  به نتایج جدیدی برسند.

دقت بالا در پیش‌بینی؟

تاکنون بر پایه مدل‌های اقلیمی تنها می‌توان تشکیل و بروز پدیده‌های شدید جوی را پیش‌بینی کرد.

"به طور معمول تراکم و میعان ذرات ریز بخار آب موجود در هوا در هسته‌های تراکم ابر رخ می‌دهد که اندازه آنها ۰/۰۰۰۲ میلیمتر است"اما تخمین محل بارش باران‌های سیل‌آسا در نهایت بسیار دشوار است.

از سوی دیگر باید گفت که در این مدل‌ها تاکنون نقش افزایش شدید ذرات گرد و غبار فوق ریز در اتمسفر آنگونه که باید و شاید بررسی نشده است.

به گفته پژوهشگران مؤسسه تکنولوژی کارلسروهه در مدل‌ها و محاسبات پیشین همچنان معیار، مقادیر ریزذراتی است که پژوهشگران از مدل‌های انتشار آلاینده‌ها از اوایل قرن ۲۰ میلادی می‌شناختند و به کار می‌بردند.

یونکرمان بر این باور است که: «با داده‌های جدید می‌توان شبیه‌سازی چرخه آب، تغییرات بارندگی و رویدادهای شدید اب و هوایی را احتمالا به گونه‌ای چشمگیر، بهبود بخشید.»

به گفته او در ایده‌آل‌ترین حالت، پیش‌بینی دقیق‌تر زمان و مکان بارش ممکن است. به این ترتیب می‌توان با امکان این پیش‌بینی دقیق، به ساکنان مناطقی که در مخاطره بارش شدید خواهند بود و همچنین نیروهای امدادی و کمک‌رسانی به صورت هدفمندتری هشدار داد.

• تصاویری از عمق فاجعه و ابعاد سیل ویرانگر در آلمان

  تلاش بی‌وقفه برای مهار آب

  به‌رغم گذشت سه‌ روز از "بارندگی قرن" تلاش ماموران آتش‌نشانی برای مهار آب در نقاط مختلف این کشور همچنان ادامه دارد. بسیاری از راه‌های ارتباطی مسدود شده و ارتباط ساکنان برخی از نقاط قطع شده است.

• تصاویری از عمق فاجعه و ابعاد سیل ویرانگر در آلمان

  ابعاد ناروشن خسارات ناشی از این فاجعه طبیعی در آلمان

  در آخرین گزارش منتشر شده، از کشته شدن دست‌کم ۱۳۵ نفر در اثر بارندگی شدید و سیلاب ناشی از آن سخن می‌رود. این در حالی است که میزان خسارات وارده به تاسیسات و منازل ساکنان این کشور هنوز ناروشن است.

• تصاویری از عمق فاجعه و ابعاد سیل ویرانگر در آلمان

  کمک مالی دولت

  قرار است دولت آلمان برای تصمیم‌گیری پیرامون پرداخت کمک مالی به مردم این کشور روز چهارشنبه ۲۱ ژوئیه تشکیل جلسه دهد.

  هنوز آمار و اطلاعات دقیقی پیرامون میزان کمک مالی دولتی منتشر نشده است. سخن از یک بسته مالی چند میلیارد یورویی می‌رود. در سال ۲۰۱۳ دولت هشت میلیارد یورو برای مورد مشابهی هزینه کرده بود. ابعاد فاجعه و خسارات این بار با سال ۲۰۱۳ قابل مقایسه نیست.

• تصاویری از عمق فاجعه و ابعاد سیل ویرانگر در آلمان

  کمک مالی برخی از ایالت‌ها

  رانش زمین و همچنین سیلاب باعث آسیب دیدن بسیاری از خیابان‌ها و پل‌های ارتباطی شده است. ایالت راینلند فالتس آلمان برای مرمت جاده‌ها بودجه‌ای ۵۰ میلیون یورویی در نظر گرفته است.

  "به این ترتیب می‌توان با امکان این پیش‌بینی دقیق، به ساکنان مناطقی که در مخاطره بارش شدید خواهند بود و همچنین نیروهای امدادی و کمک‌رسانی به صورت هدفمندتری هشدار داد"

• تصاویری از عمق فاجعه و ابعاد سیل ویرانگر در آلمان

  وخیم‌تر از پیش‌بینی‌ها

  یکی از مسئولان یک شرکت بیمه در آلمان گفته بود که شرکت‌های بیمه خود را برای چنین بارندگی سنگینی آماده کرده بودند. اما ابعاد آنچه روی داد به مراتب گسترده‌تر از آن چیزی بود که این شرکت‌ها پیش‌بینی کرده بودند.

• تصاویری از عمق فاجعه و ابعاد سیل ویرانگر در آلمان

  بهت و ناباوری

  رود آر در ایالت رایلند فالتس طغیان کرده و منجر به ویرانی گسترده‌ای شده است. روز ۱۵ ژوئیه خبرگزاری رویترز این تصویر را منتشر کرده است. تصویر زنی که به ابعاد ویرانی برجای مانده از سیلاب می‌نگرد.

  تصویری که این روزها در گوشه و کنار آلمان، تصویر آشنایی است. حتی بسیاری از افراد مسن نیز چنین فاجعه‌ای را در این ابعاد در عمر خود تجربه نکرده‌اند.

• تصاویری از عمق فاجعه و ابعاد سیل ویرانگر در آلمان

  از کجا باید آغاز کرد؟

  ماموران آتش‌نشانی به ویرانه‌های برجای مانده از سیلاب در شهر بدنوین‌آر-آروایلر در ایالت راینلند فالتس نگاه می‌کنند. ظاهرا کسی نمی‌داند از کجا باید آغاز کرد. جست‌وجو برای نجات کسانی که مفقودالاثر هستند، ادامه دارد. بر اساس آمار منتشر شده تنها در این شهر دست‌کم ۲۰ نفر جان خود را از دست داده‌اند.

  " تصاویری از عمق فاجعه و ابعاد سیل ویرانگر در آلمان تلاش بی‌وقفه برای مهار آب به‌رغم گذشت سه‌ روز از "بارندگی قرن" تلاش ماموران آتش‌نشانی برای مهار آب در نقاط مختلف این کشور همچنان ادامه دارد"از سرنوشت ۵۰ نفر دیگر نیز اطلاعی در دست نیست.

• تصاویری از عمق فاجعه و ابعاد سیل ویرانگر در آلمان

  بارشی بی سابقه

  اینجا شهر آروایلر، واقع در ایالت رایلند فالتس آلمان است. برخی از خبرگزاری‌ها اعلام کرده‌اند که بارش سنگین روزهای گذشته در برخی از نقاط این ایالت در ۲۰۰ سال گذشته سابقه نداشته است.

• تصاویری از عمق فاجعه و ابعاد سیل ویرانگر در آلمان

  قطع راه‌های ارتباطی

  بسیاری از جاده‌ها کاملا زیر آب رفته‌اند. یکی از نقاطی که به شدت آسیب دیده است، شهر ارفاشتادت، واقع در ایالت نورد راین وستفالن است. این عکس ابعاد فاجعه ناشی از این بارندگی شدید را نشان می‌دهد. کامیون‌های به گل نشسته و خودروهایی که کاملا در آب فرو رفته‌اند.

• تصاویری از عمق فاجعه و ابعاد سیل ویرانگر در آلمان

  رانش زمین

  بسیاری از نقاط شهر ارفت‌شتادت نابود شده است.

  خانه‌های بسیاری ریزش کرده‌اند. تلاش برای نجات ساکنان این شهر همچنان ادامه دارد. کارولین وایتزل، شهردار این شهر در نشست خبری خود غروب جمعه ۱۶ ژوئیه از احتمال کشته شدن شماری از ساکنان این شهر در زیر آوار برجای مانده از سیلاب و بارندگی شدید سخن گفته است. عکس طغیان رود آر را نشان می‌دهد. سیلاب و رانش زمین این خیابان را ویران کرده است.

• تصاویری از عمق فاجعه و ابعاد سیل ویرانگر در آلمان

  ارفاشتادت!

  برخی از راه‌های ارتباطی شهر ارفت‌شتادت به دیگر نقاط ایالت نورد راین وستفالن قطع شده است.

  "این در حالی است که میزان خسارات وارده به تاسیسات و منازل ساکنان این کشور هنوز ناروشن است"به‌رغم گذشت چند روز، هنوز سطح آب جاده‌ها را فرا گرفته است. عکس متعلق به روز ۱۶ ژوئیه است.

• تصاویری از عمق فاجعه و ابعاد سیل ویرانگر در آلمان

  بازدید از محل

  اولاف شولتس، وزیر دارایی آلمان، آرمین لاشت، کاندیدای حزب دموکرات مسیحی برای انتخابات ماه سپتامبر از جمله کسانی هستند که بی‌ درنگ نسبت به سیلاب اخیر واکنش نشان داده‌اند. فرانک والتر اشتاین‌مایر، رئیس جمهور آلمان نیز قرار است روز شنبه ۱۷ ژوئیه از شهر ارفت‌شتادت دیدن کند.

• تصاویری از عمق فاجعه و ابعاد سیل ویرانگر در آلمان

  ویرانی‌های برجای مانده

  در جریان سیلاب سال ۲۰۱۳ بر اساس آمار منتشر شده ۲۱ نفر از ساکنان آلمان جان باخته بودند. میزان خسارات وارده نیز به‌مراتب کمتر از آن چیزی بود که مردم بسیاری از ایالت‌های آلمان در ژوئیه سال ۲۰۲۱ تجربه کرده‌اند. هورست زهوفر، وزیر کشور آلمان از حزب سوسیال مسیحی گفته است که در ارتباط بین این فاجعه و تغییرات اقلیمی جای کوچکترین تردیدی نیست.

• تصاویری از عمق فاجعه و ابعاد سیل ویرانگر در آلمان

  ونیزی نازیبا!

  اوضاع در برخی دیگر از کشورهای اروپایی نیز وخیم گزارش شده است.

  اینجا ونیز نیست، منطقه‌ای واقع در لوتیش کشور بلژیک است. خیابان‌ها را آب گرفته است. آب بسیاری از خودروها را با خود برده است. تردد در این خیابان‌ها تنها با چنین ابتکارهایی ممکن است. روز جمعه ۱۶ ژوئیه.