เมนูนำทาง
ภาวะโลกร้อน
สภาพภูมิอากาศของโลกมีการเปลี่ยนแปลงไปตามแรงกระทำจากภายนอก ซึ่งรวมถึงการผันแปรของวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ (แรงกระทำจากวงโคจร)[9][10][11]การระเบิดของภูเขาไฟ[12]และการสะสมของแก๊สเรือนกระจกในบรรยากาศ รายละเอียดเกี่ยวกับสาเหตุของความร้อนที่เพิ่มขึ้นของโลกยังคงเป็นประเด็นการวิจัยที่มีความเคลื่อนไหวอยู่เสมอ อย่างไรก็ดี มีความเห็นร่วมทางวิทยาศาสตร์ (scientific consensus)[13][14]บ่งชี้ว่า ระดับการเพิ่มของแก๊สเรือนกระจกที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์เป็นส่วนที่มีอิทธิพลสำคัญที่สุดนับแต่เริ่มต้นยุคอุตสาหกรรมเป็นต้นมา สาเหตุข้อนี้มีความชัดเจนมากในช่วง 50 ปีที่ผ่านมาเนื่องจากมีข้อมูลมากพอสำหรับการพิเคราะห์ นอกจากนี้ยังมีสมมุติฐานอื่นในมุมมองที่ไม่ตรงกันกับความเห็นร่วมทางวิทยาศาสตร์ข้างต้น ซึ่งนำไปใช้เพื่ออธิบายเหตุการณ์ที่อุณหภูมิมีค่าสูงขึ้น สมมุติฐานหนึ่งในนั้นเสนอว่า ความร้อนที่เพิ่มขึ้นอาจเป็นผลจากการผันแปรภายในของดวงอาทิตย์[15][16][17]
ผลกระทบจากแรงดังกล่าวมิได้เกิดขึ้นในฉับพลันทันใด เนื่องจาก “แรงเฉื่อยของความร้อน” (thermal inertia) ของมหาสมุทรและการตอบสนองอันเชื่องช้าต่อผลกระทบทางอ้อมทำให้สภาวะภูมิอากาศของโลก ณ ปัจจุบันยังไม่อยู่ในสภาวะสมดุลจากแรงที่กระทำ การศึกษาเพื่อหา “ข้อผูกมัดของภูมิอากาศ” (Climate commitment) บ่งชี้ว่า แม้แก๊สเรือนกระจกจะอยู่ในสภาวะเสถียรในปี พ.ศ. 2543 ก็ยังคงมีความร้อนเพิ่มขึ้นอีกประมาณ 0.5 องศาเซลเซียสอยู่ดี[18]
ปรากฏการณ์เรือนกระจก ค้นพบโดยโจเซฟ ฟูเรียร์ เมื่อ พ.ศ. 2367 และได้รับการตรวจสอบเชิงปริมาณโดยสวานเต อาร์รีเนียส ในปี พ.ศ. 2439 กระบวนการเกิดขึ้นโดยการดูดซับและการปลดปล่อยรังสีอินฟราเรดโดยแก๊สเรือนกระจกเป็นตัวทำให้บรรยากาศและผิวโลกร้อนขึ้น[19]
การเกิดผลกระทบของปรากฏการณ์เรือนกระจกดังกล่าวไม่เป็นที่ถกเถียงกันแต่อย่างใด เพราะโดยธรรมชาติแก๊สเรือนกระจกที่เกิดขึ้นนั้นจะมีค่าเฉลี่ยของอุณหภูมิอยู่ที่ 33 องศาเซลเซียส อยู่แล้ว ซึ่งถ้าไม่มี มนุษย์ก็จะอยู่อาศัยไม่ได้[20]ประเด็นปัญหาจึงอยู่ที่ว่าความแรงของปรากฏการณ์เรือนกระจกจะเปลี่ยนไปอย่างไร เมื่อกิจกรรมของมนุษย์ไปเพิ่มความเข้มของแก๊สเรือนกระจกในบรรยากาศ
แก๊สเรือนกระจกหลักบนโลกคือ ไอระเหยของน้ำ ซึ่งเป็นต้นเหตุทำให้เกิดภาวะโลกร้อนมากถึงประมาณ 30-60% (ไม่รวมก้อนเมฆ) คาร์บอนไดออกไซด์เป็นตัวการอีกประมาณ 9–26% แก๊สมีเทน (CH4) เป็นตัวการ 4–9% และโอโซนอีก 3–7%[21][22]ซึ่งหากนับโมเลกุลต่อโมเลกุล แก๊สมีเทนมีผลต่อปรากฏการณ์เรือนกระจกมากกว่าคาร์บอนไดออกไซด์ แต่ความเข้มข้นน้อยกว่ามาก ดังนั้นแรงการแผ่ความร้อนจึงมีสัดส่วนประมาณหนึ่งในสี่ของคาร์บอนไดออกไซด์ และยังมีแก๊สอื่นอีกที่เกิดตามธรรมชาติแต่มีปริมาณน้อยมาก หนึ่งในนั้นคือ ไนตรัสออกไซด์ (N2O) ซึ่งเพิ่มขึ้นจากการทำกิจกรรมของมนุษย์ เช่นเกษตรกรรม ความเข้มในบรรยากาศของ CO2 และ CH4 เพิ่มขึ้น 31% และ 149 % ตามลำดับนับจากการเริ่มต้นของยุคการปฏิวัติอุตสาหกรรมในช่วงประมาณ พ.ศ. 2290 (ประมาณปลายรัชสมัยพระบรมโกศฯ) เป็นต้นมา ระดับอุณหภูมิเหล่านี้สูงกว่าอุณหภูมิของโลกที่ขึ้น ๆ ลง ๆ ในช่วง 650,000 ปีที่ผ่านมา ซึ่งเป็นช่วงที่มีข้อมูลที่เชื่อถือได้ที่ได้มาจากแกนน้ำแข็งที่เจาะมาได้ และจากหลักฐานทางธรณีวิทยาด้านอื่นก็ทำให้เชื่อว่าค่าของ CO2 ที่สูงในระดับใกล้เคียงกันดังกล่าวเป็นมาประมาณ 20 ล้านปีแล้ว[23]การเผาผลาญเชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพ์หรือเชื้อเพลิงฟอสซิล (Fossil fuel) มีส่วนเพิ่ม CO2 ในบรรยากาศประมาณ 3 ใน 4 ของปริมาณ CO2 ทั้งหมดจากกิจกรรมมนุษย์ในรอบ 20 ปีที่ผ่านมา ส่วนที่เหลือเกิดจากการเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดิน โดยเฉพาะการทำลายป่าเป็นส่วนใหญ่[24]
ความเข้มของปริมาณ CO2 ที่เจือปนในบรรยากาศปัจจุบันมีประมาณ 383 ส่วนในล้านส่วนโดยปริมาตร (ppm)[25]ประมาณว่าปริมาณ CO2 ในอนาคตจะสูงขึ้นอีกจากการเผาผลาญเชื้อเพลิงฟอสซิล และการเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดิน อัตราการเพิ่มขึ้นอยู่กับความไม่แน่นอนทางเศรษฐกิจ สังคม เทคโนโลยี และการพัฒนาของตัวธรรมชาติเอง แต่อาจขึ้นอยู่กับการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลเป็นหลัก รายงานพิเศษว่าด้วยการจำลองการปลดปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ (Special Report on Emissions Scenarios) ของ IPCC ได้จำลองว่าปริมาณ CO2 ในอนาคตจะมีค่าอยู่ระหว่าง 541 ถึง 970 ส่วนในล้านส่วน ในราวปี พ.ศ. 2643[26]ด้วยปริมาณสำรองของเชื้อเพลิงฟอสซิลจะยังคงมีเพียงพอในการสร้างสภาวะนั้น และยังสามารถเพิ่มปริมาณขึ้นได้อีกเมื่อเลยปี 2643 ไปแล้ว ถ้าเรายังคงใช้ถ่านหิน น้ำมันดิน น้ำมันดินในทราย หรือมีเทนก้อน (methane clathratesmethane clathrates เป็นแก๊สมีเทนที่ฝังตัวในผลึกน้ำแข็งในสัดส่วนโมเลกุลมีเทน:โมเลกุลน้ำ = 1 : 5.75 เกิดใต้ท้องมหาสมุทรที่ลึกมาก) ต่อไป[27]
ผลกระทบจากตัวกระทำที่สร้างแรงในบรรยากาศมีความซับซ้อนตามกระบวนการป้อนกลับหลายแบบ
หนึ่งในผลการป้อนกลับที่เด่นชัดหลายแบบดังกล่าวสัมพันธ์กับการระเหยของน้ำ กรณีความร้อนที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของแก๊สเรือนกระจกที่มีอายุยืนยาว เช่น CO2 ทำให้น้ำระเหยปะปนในบรรยากาศมากขึ้น และเมื่อไอน้ำเองก็เป็นแก๊สเรือนกระจกชนิดหนึ่งด้วย จึงทำให้บรรยากาศมีความร้อนเพิ่มขึ้นไปอีกซึ่งเป็นการป้อนกลับไปทำให้น้ำระเหยเพิ่มขึ้นอีก เป็นรอบ ๆ เรื่อยไปดังนี้จนกระทั่งระดับไอน้ำบรรลุความเข้มถึงจุดสมดุลขั้นใหม่ซึ่งมีผลต่อปรากฏการณ์เรือนกระจกมากกว่าลำพัง CO2 เพียงอย่างเดียว แม้กระบวนการป้อนกลับนี้จะเกี่ยวข้องกับการเพิ่มปริมาณความชื้นสัมบูรณ์ในบรรยากาศ แต่ความชื้นสัมพัทธ์จะยังคงอยู่ในระดับเกือบคงที่และอาจลดลงเล็กน้อยเมื่ออากาศอุ่นขึ้น[28]ผลการป้อนกลับนี้จะเปลี่ยนกลับคืนได้แต่เพียงช้า ๆ เนื่องจาก CO2 มีอายุขัยในบรรยากาศ (atmospheric lifetime) ยาวนานมาก
การป้อนกลับเนื่องจากเมฆกำลังอยู่ในระยะดำเนินการวิจัย มองจากทางด้านล่างจะเห็นเมฆกระจายรังสีอินฟราเรดลงสู่พื้นล่าง ซึ่งมีผลเป็นการเพิ่มอุณหภูมิผิวล่าง ในขณะเดียวกัน หากมองทางด้านบน เมฆจะสะท้อนแสงอาทิตย์และกระจายรังสีอินฟราเรดสู่ห้วงอวกาศจึงมีผลเป็นการลดอุณหภูมิ ผลลัพธ์ของผลต่างของปรากฏการณ์นี้จะมากน้อยต่างกันอย่างไรขึ้นอยู่กับรายละเอียด เช่น ประเภทและความสูงของเมฆ รายละเอียดเหล่านี้มีความยากมากในการสร้างแบบจำลองภูมิอากาศเนื่องจากก้อนเมฆมีขนาดเล็ก กระจัดกระจายและมีช่องว่างระหว่างก้อนมาก อย่างไรก็ดี การป้อนกลับของเมฆมีผลน้อยกว่าการป้อนกลับของไอน้ำในบรรยากาศ และมีผลชัดเจนในแบบจำลองทุกแบบที่นำมาใช้ในรายงานผลการประเมิน IPCC ครั้งที่ 4 (IPCC Fourth Assessment Report (32)[28]
แนวโน้มของน้ำแข็งของซีกโลกเหนือแนวโน้มของน้ำแข็งของซีกโลกใต้ความผันแปรของดวงอาทิตย์ ในรอบ 30 ปีที่ผ่านมากระบวนการป้อนกลับที่สำคัญอีกแบบหนึ่งคือการป้อนกลับของอัตราส่วนรังสีสะท้อนจากน้ำแข็ง[29]เมื่ออุณหภูมิของโลกเพิ่ม น้ำแข็งแถบขั้วโลกจะมีอัตราการละลายเพิ่ม ในขณะที่น้ำแข็งละลายผิวดินและผิวน้ำจะถูกเปิดให้เห็น ทั้งผิวดินและผิวน้ำมีอัตราส่วนการสะท้อนรังสีน้อยกว่าน้ำแข็งจึงดูดซับรังสีดวงอาทิตย์ไว้ได้มากกว่า จึงทำให้อุณหภูมิสูงขึ้นป้อนกลับให้น้ำแข็งละลายมากขึ้นและวงจรนี้เกิดต่อเนื่องไปอีกเรื่อย ๆ
การป้อนกลับที่ชัดเจนอีกชนิดหนึ่งได้แก่การปลดปล่อย CO2 และ CH4 จากการละลายของชั้นดินเยือกแข็งคงตัว (permafrost) เช่นพรุพีท เยือกแข็ง (frozen peat bogs) ในไซบีเรียที่เป็นกลไกที่เพิ่มการอุ่นขึ้นของบรรยากาศ[30]การปลดปล่อยอย่างมหาศาลของแก๊สมีเทนจาก “มีเทนก้อน” สามารถทำให้อัตราการอุ่นเป็นไปได้รวดเร็วขึ้น ซึ่งเป็นไปตาม “สมมุติฐานปืนคลาทเรท” (clathrate gun hypothesis)
ขีดความสามารถในการเก็บกักคาร์บอนลดต่ำลงเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ทั้งนี้เนื่องมาจากการลดลงของธาตุอาหารในชั้นเมโสเพลาจิก (mesopelagic zone) ประมาณความลึกที่ 100 ถึง 200 เมตร ที่ทำให้การเจริญเติบโตของไดอะตอมลดลงเนื่องจากการเข้าแทนที่ของไฟโตแพลงตอนที่เล็กกว่าและเก็บกักคาร์บอนในเชิงชีววิทยาได้น้อยกว่า[31]
มีรายงานวิจัยหลายชิ้นแนะว่าอาจมีการให้ความสำคัญกับดวงอาทิตย์ที่มีผลต่อภาวะโลกร้อนต่ำไป นักวิจัย 2 คนจากมหาวิทยาลัยดุ๊ก คือ บรูซ เวสต์ และ นิโคลา สกาเฟทตา ได้ประมาณว่าดวงอาทิตย์อาจส่งผลต่อการเพิ่มอุณหภูมิเฉลี่ยของผิวโลกมากถึง 45–50% ในช่วงระหว่าง พ.ศ. 2443–2543 และประมาณ 25–35% ระหว่าง พ.ศ. 2523–2543[32]รายงานวิจัยของปีเตอร์ สกอต และนักวิจัยอื่นแนะว่าแบบจำลองภูมิอากาศประมาณการเกินจริงเกี่ยวกับผลสัมพัทธ์ของแก๊สเรือนกระจกเมื่อเปรียบเทียบกับแรงจากดวงอาทิตย์ และยังแนะเพิ่มว่าผลกระทบความเย็นของฝุ่นละอองภูเขาไฟและซัลเฟตในบรรยากาศได้รับการประเมินต่ำไปเช่นกัน[33]ถึงกระนั้น กลุ่มนักวิจัยดังกล่าวก็ยังสรุปว่า แม้จะรวมเอาปัจจัยความไวต่อภูมิอากาศของดวงอาทิตย์มารวมด้วยก็ตาม ความร้อนที่เพิ่มขึ้นตั้งแต่ช่วงกลางคริสต์ศตวรรษที่ 20 (ตั้งแต่ พ.ศ. 2490) ยังนับว่าเป็นผลจากการเพิ่มปริมาณของแก๊สเรือนกระจกเสียมากกว่า
สมมุติฐานที่แตกต่างไปอีกประการหนึ่งกล่าวว่า การผันแปรของอัตราการปล่อยความร้อนออกของดวงอาทิตย์ (solar output) สู่โลก ซึ่งเกิดการขยายตัวเพิ่มขึ้นในการเติมสารเคมีในกลุ่มเมฆจาก รังสีคอสมิกในดาราจักร (galactic cosmic rays) อาจเป็นตัวการทำให้เกิดความร้อนที่เพิ่มขึ้นในช่วงเวลาที่เพิ่งผ่านพ้นไป[34]สมมุติฐานนี้เสนอว่า แรงกระทำจากสนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์เป็นปัจจัยสำคัญอย่างยิ่งยวดในการหันเหรังสีคอสมิกที่ส่งผลต่อการก่อตัวของนิวเคลียสในเมฆ และทำให้มีผลกระทบต่อสภาพภูมิอากาศด้วย[35]
ผลกระทบประการหนึ่งที่คาดว่าจะเกิดขึ้นเนื่องจากการเพิ่มแรงกระทำจากดวงอาทิตย์ คือการที่บรรยากาศชั้นสตราโตสเฟียร์อุ่นขึ้น ในขณะที่ตามทฤษฏีของแก๊สเรือนกระจกแล้วชั้นบรรยากาศนี้ควรจะเย็นลง ผลสังเกตการณ์ที่เก็บข้อมูลมาตั้งแต่ประมาณปี พ.ศ. 2505 พบว่ามีการเย็นตัวลงของชั้นสตราโตสเฟียร์ช่วงล่าง[36] การลดลงของปริมาณโอโซนในบรรยากาศชั้นสตราโตสเฟียร์มีอิทธิพลต่อการเย็นลงของบรรยากาศมานานแล้ว แต่การลดที่เกิดขึ้นมากโดยชัดเจนปรากฏให้เห็นตั้งแต่ประมาณ พ.ศ. 2515 เป็นต้นมา[37]ความผันแปรของดวงอาทิตย์ร่วมกับการระเบิดของภูเขาไฟ อาจมีผลให้เกิดการเพิ่มอุณหภูมิมาตั้งแต่ยุคก่อนอุตสาหกรรมต่อเนื่องมาถึงประมาณ พ.ศ. 2490 แต่ให้ผลทางการลดอุณหภูมิตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา ในปี พ.ศ. 2549[1]ปีเตอร์ ฟูกัล และนักวิจัยอื่น ๆ จากสหรัฐฯ เยอรมันและสวิตเซอร์แลนด์พบว่า ดวงอาทิตย์ไม่ได้ส่องสว่างมากขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในรอบหนึ่งพันปีที่ผ่านมา วัฏจักรของดวงอาทิตย์ที่ส่องสว่างมากขึ้นทำให้โลกอุ่นขึ้นเพียง 0.07% ใน 30 ปีที่ผ่านมา ผลกระทบนี้จึงมีส่วนทำให้เกิดภาวะโลกร้อนน้อยมาก ๆ [38]รายงานวิจัยของ ไมค์ ลอควูด และเคลาส์ ฟลอห์ลิช พบว่าไม่มีความสัมพันธ์ระหว่างภาวะโลกร้อนกับการแผ่รังสีของดวงอาทิตย์มาตั้งแต่ พ.ศ. 2528 ไม่ว่าจากความผันแปรจากดวงอาทิตย์หรือจากรังสีคอสมิก[39]เฮนริก สเวนมาร์ก และไอกิล ฟริอิส-คริสเตนเซน ผู้สนับสนุนสมมุติฐาน “การถูกเติมสารเคมีลงในกลุ่มเมฆจากรังสีคอสมิกในดาราจักร” ไม่เห็นด้วยกับข้อเสนอของลอควูด และ ฟลอห์ลิช[40]
เมนูนำทาง
ภาวะโลกร้อนใกล้เคียง
แหล่งที่มา
WikiPedia: ภาวะโลกร้อน