التظليل العالمي (إدارة الإشعاع الشمسي) كطريقة مقترحة لعكس ظاهرة الاحتباس الحراري

يُعدّ الاحتباس الحراري - الارتفاع طويل الأمد في متوسط درجة حرارة الأرض - أحد أكثر التحديات إلحاحاً. ويستكشف العلماء ما إذا كان تقليل أشعة الشمس الواردة عبر "التظليل العالمي" (إدارة الإشعاع الشمسي) هو السبيل الوحيد لعكس ظاهرة الاحتباس الحراري بسرعة. تستعرض هذه المقالة أساسيات علم المناخ، وطرائق القياس، وأسباب الاحتباس الحراري، وسبل التخفيف منه، ومفهوم التظليل العالمي وجدواه، وفوائده الاقتصادية، ودوره كطريقة وحيدة محتملة لعكس ظاهرة الاحتباس الحراري، والتوقعات المستقبلية.

مخطط يوضح خمس طرائق مقترحة لتقنيات تعديل الإشعاع الشمسي

1. مفهوم الاحتباس الحراري وتعريفه.

يشير مصطلح "الاحتباس الحراري" إلى الزيادة في متوسط درجات حرارة سطح الهواء والبحر مجتمعةً على مستوى العالم وعلى مدى فترات طويلة (عادةً 30 عاماً)، وهي تُقاس عادةً مقارنةً بمستويات ما قبل الثورة الصناعية (1900-1850). ينتج الاحتباس الحراري بشكل رئيسي عن غازات الدفيئة (ثاني أكسيد الكربون، والميثان، وأكسيد النيتروز) التي تحبس الحرارة - وهو تأثير دفيئة متزايد بسبب الأنشطة البشرية منذ الثورة الصناعية.

أسباب الاحتباس الحراري وسبل الوقاية

2. النقاط المرجعية لقياس الاحتباس الحراري.

• خط الأساس ما قبل الثورة الصناعية (1900-1850) هو المعيار المرجعي لأهداف اتفاقية باريس (1.5درجة مئوية فوق خط الأساس).

• تُظهر معظم مجموعات البيانات (ناسا، مكتب الأرصاد الجوية، بيركلي إيرث) زيادةً في درجات الحرارة بحوالي 1.47درجة مئوية في الفترة 2024 -2023 أعلى من خط الأساس المذكور.

• يُشير ارتفاع درجة الحرارة بمقدار 1.5درجة مئوية إلى نقاط تحول مناخية حرجة، وهو على وشك تجاوزه بشكل دائم بحلول أوائل ثلاثينيات القرن الحادي والعشرين.

3. ظهور الاحتباس الحراري ومداه.

• منذ عام 1850، ارتفعت درجات الحرارة بمعدل حوالي 0.06درجة مئوية كل عقد، أي ما يُعادل حوالي درجتين فهرنهايت (~1.1 درجة مئوية) إجمالاً.

• من المُرجّح أن يُحطم عام 2024 جميع الأرقام القياسية، متجاوزاً بذلك ارتفاعاً في درجات الحرارة بمقدار 1.5 درجة مئوية - مدفوعاً بانبعاثات غازات الاحتباس الحراري وتأثيرات ظاهرة النينيو.

إذا استمرت السياسات الحالية، فقد يصل الاحترار العالمي إلى 3.1 درجة مئوية بحلول عام 2100، مع عواقب وخيمة.

التغيرات في درجة حرارة الهواء السطحي على مدار الخمسين عاماً الماضية. شهدت منطقة القطب الشمالي أعلى درجات الحرارة، وارتفعت درجات الحرارة على اليابسة بشكل عام أكثر من درجات حرارة سطح البحر. Eric Fisk

4. أساليب قياس الاحترار العالمي وأدواته.

• شذوذ درجات الحرارة المحسوبة عبر مجموعات بيانات آلية (مثل HadCRUT وNASA GISTEMP) مقارنةً بخط الأساس.

• تشمل المؤشرات الأخرى ارتفاع مستوى سطح البحر، وذوبان الجليد، وتواتر الظواهر الجوية المتطرفة - وهي موثّقة من خلال مجموعات بيانات مثل مؤشرات المناخ لوكالة حماية البيئة.

• مقاييس التأثير الإشعاعي تُحدّد اختلال توازن الطاقة الصافي الناتج عن غازات الاحتباس الحراري، والهباء الجوي، وتغيرات استخدام الأراضي.

5. أسباب الاحتباس الحراري ومصادره.

• يُنتج حرق الوقود الأحفوري للطاقة والنقل والصناعة ثاني أكسيد الكربون وغازات الدفيئة الأخرى، والتي تُمثل الغالبية العظمى من الاحتباس الحراري.

• تُساهم الانبعاثات الناتجة عن تغيير استخدام الأراضي والزراعة والعمليات الصناعية في انبعاثات غاز الميثان وأكسيد النيتروز.

• بلغت مستويات ثاني أكسيد الكربون التاريخية حوالي 280 جزءاً في المليون قبل العصر الصناعي؛ وقد ارتفعت بشكل حاد منذ خمسينيات القرن الماضي.

6. سيناريوهات مواجهة الاحتباس الحراري ومناهجه.

• التخفيف: خفض الانبعاثات من خلال مصادر الطاقة المتجددة، وكفاءة الطاقة، وتسعير الكربون.

• التكيُّف: بناء القدرة على الصمود في مواجهة موجات الحر وارتفاع مستوى سطح البحر.

• إزالة الكربون: إعادة التحريج، والتقاط الهواء مباشرةً.

• تُركز الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) على برامج التخفيف، مع مسارات للحد من الاحترار العالمي إلى أقل من 1.5 درجة مئوية، مما يتطلب انبعاثات صافية صفرية بحلول عام 2050.

7. مفهوم التظليل العالمي (SRM) وتعريفه.

• يُعرف أيضاً باسم التظليل الشمسي، أو إدارة الإشعاع الشمسي (SRM)، أو تعديل الإشعاع الشمسي (SRM)، ويهدف إلى تقليل الطاقة الشمسية التي تصل إلى الأرض لتبريد الكوكب.

طرائق التظليل الشمسي.

• الطرائق الرئيسية المقترحة:

•  حقن الهباء الجوي الستراتوسفيري (Stratospheric aerosol injection SAI): حقن جزيئات عاكسة في طبقات الجو العليا.

•  جعل السحب البحرية لامعة: زيادة انعكاسية السحب فوق المحيطات.

•  دروع/مرايا فضائية عند نقطة L1أو أسطح أرضية عاكسة ("أسطح باردة"، بياض صحراوي).

8. أساليب التظليل العالمية وأدواته.

•  حقن الهباء الجوي (SAI): التوصيل عبر الطائرات أو البالونات التي تُشتت الكبريتات أو الهباء الجوي البديل لتشتيت ضوء الشمس.

• جعل السحب لامعة: ملح البحر أو جزيئات أخرى تُزرع في السحب البحرية لزيادة البياض.

• مظلة شمسية فضائية: عدسة أو غشاء ضخم عند نقطة L1 يُقلل من التدفق الشمسي (التكلفة التقديرية تتراوح بين 10 و20 مليار دولار أمريكي، أو ما يصل إلى 10 مليارات دولار أمريكي لكل تصميم إطلاق).

• أسطح عاكسة: طلاء الأسطح باللون الأبيض ("أسطح باردة")، وتغطية الأسطح بمواد عاكسة لرفع البياض محلياً.

9. جدوى التظليل العالمي.

• تُظهر النماذج أن التبريد المعتدل لإدارة الإشعاع الشمسي يمكن أن يُخفّض معدلات الاحتباس الحراري ويُخفّض الحرارة الشديدة، وإجهاد هطول الأمطار، والجفاف، والأعاصير في مختلف المناطق مقارنةً بالاحترار غير المُخفّف.

• ومع ذلك، تشمل المخاطر اضطراب أنماط هطول الأمطار، واحتمال استنفاد طبقة الأوزون، والتفاوتات الإقليمية في التأثير، و"صدمة النهاية" في حال توقف إدارة الإشعاع الشمسي فجأة.

• تحديات الحوكمة جسيمة - إذ لم يتم إرساء أسس التنسيق العالمي، والموافقة العامة، والتقاسم العادل للمنافع.

10. اقتصاد التظليل العالمي.

• تكلفة منخفضة نسبياً: تتراوح تكلفة حقن الهباء الجوي (SAI) بين 5 و18 مليار دولار أمريكي سنوياً لكل درجة مئوية من التبريد، وهي تكلفة أقل بكثير من مليارات الدولارات من الأضرار المناخية المتوقعة من الاحترار غير المنضبط.

• مفاهيم الدرع الفضائي أغلى ثمناً، ولكن مع المواد المتطورة، قد تُخفّض التكاليف.

• مع ذلك، قد تحمل العوامل الخارجية الاقتصادية (تأثيرات المحاصيل، والآثار الصحية، واضطرابات الطقس) تكاليف خفية كبيرة.

11. هل التظليل العالمي هو السبيل الوحيد لعكس ظاهرة الاحتباس الحراري؟

• ليس وحده: لا تُقلّل إدارة الإشعاع الشمسي من تراكيز غازات الاحتباس الحراري أو حموضة المحيطات - بل تُخفي فقط ظاهرة الاحتباس الحراري.

• قد يُعوّض الاحترار مؤقتاً، ولكن لا يزال من الضروري خفض الانبعاثات بسرعة وإزالة الكربون.

• يجادل البعض بأن إدارة الإشعاع الشمسي إجراءٌ يائسٌ في حالات الطوارئ إذا تعثّرت جهود التخفيف، ولكنها ليست بديلاً عنها.

12. المخاطر المحتملة وحوكمة التظليل العالمي.

أ. المخاطر المحتملة للتظليل العالمي.

على الرغم من أن التظليل العالمي واعد، إلا أنه ينطوي على مخاطر كبيرة يجب معالجتها قبل تطبيقه على نطاق واسع:

• المخاطر البيئية:

•  اختلال النظام البيئي: يمكن أن يؤدي تغيير الإشعاع الشمسي الوارد إلى تغيير أنماط هطول الأمطار، مما قد يؤدي إلى تفاقم حالات الجفاف في بعض المناطق.

•  زيادة حموضة المحيطات: يُخفّض التظليل درجة الحرارة ولكنه لا يُعالج تركيز ثاني أكسيد الكربون، مما يترك زيادة الحموضة دون رادع.

•  صدمة الإنهاء: سيؤدي التوقف المفاجئ للتظليل إلى ارتدادات سريعة في درجات الحرارة مع عواقب وخيمة.

• المخاطر التكنولوجية:

•  عطل محتمل في أنظمة التوصيل (مثل خلل في الهباء الجوي الستراتوسفيري أو المرايا المدارية).

•  صعوبة معايرة التدخلات لتجنب التبريد المفرط.

•  المخاطر الاجتماعية والأخلاقية:

•  آثار متفاوتة: قد تستفيد بعض المناطق بينما تعاني مناطق أخرى من تفاقم الظواهر المناخية المتطرفة.

•  الخطر الأخلاقي: قد يُقلِّل الاعتماد على التظليل من الحاجة المُلِحّة لخفض الانبعاثات.

ب. تحديات الحوكمة.

تُعد الحوكمة الفعالة أمراً بالغ الأهمية نظراً للنطاق الكوكبي للتظليل العالمي وتأثيراته المحتملة العابرة للحدود.

• التنظيم الدولي:

• لا يوجد حالياً إطار مُلزم يُنظّم الهندسة الجيولوجية. وقد أصدرت مبادرات مثل بروتوكول لندن (المتعلق بإلقاء النفايات في المحيطات) واتفاقية التنوع البيولوجي (CBD) قرارات وقف مؤقت احترازي (قرار اتفاقية التنوع البيولوجي X/33، 2010).

• يتطلب نموذج حوكمة شامل إشرافاً تقوده الأمم المتحدة، على غرار معاهدات منع الانتشار النووي، مع الشفافية والمشاركة العالمية.

• سلطة اتخاذ القرار:

• تُطرح أسئلة حاسمة: من يُحدد درجة الحرارة المستهدفة؟ أي الدول تُسيطر على النشر؟ يجب أن تمنع آليات الحوكمة الإجراءات الأحادية الجانب من جانب الدول المتقدمة تكنولوجياً.

• المسؤولية والتعويض:

يجب أن تتناول الأطر القانونية مطالبات التعويض إذا ألحقت تقلبات الطقس الناجمة عن التظليل ضرراً بالفئات السكانية أو الاقتصادات الضعيفة.

ت. نماذج الحوكمة المقترحة.

• هيئة المناخ العالمية: هيئة مركزية تابعة لاتفاقية الأمم المتحدة الإطارية بشأن تغير المناخ (UNFCCC) يمكنها إدارة البحث والنشر والرصد.

• مجالس الرقابة الإقليمية: لتمثيل المناطق المناخية المتنوعة وضمان المساواة.

• المعاهدات الدولية: على غرار معاهدة الفضاء الخارجي، تُلزم بالاستخدام السلمي والتعاوني لتقنيات التظليل العالمية.

13. مستقبل التظليل العالمي والاحتباس الحراري.

• بدأت الأبحاث والاختبارات على نطاقٍ ضيق، لكن أطر الحوكمة لا تزال ضئيلة؛ ويدعو العديد من الخبراء إلى توسيع نطاق البحث تحت إشراف دولي.

• يعتمد الاحتباس الحراري في المستقبل بشكلٍ كبير على جهود التخفيف: فبدون تحقيق صافي صفري للانبعاثات بحلول عام 2050، قد يتجاوز الاحتباس الحراري درجتين إلى ثلاث درجات مئوية، مع آثارٍ كارثية.

• يمكن أن تُشكّل إدارة الإشعاع الشمسي مُكمّلاً طارئاً لجهود التخفيف بدلاً من أن تكون الحل الرئيسي - ومن المرجح أن يظلّ اعتمادها مثيراً للجدل ومُنظّماً.

الخلاصة.

الاحتباس الحراري ظاهرةٌ مُقاسةٌ كمّياً تُقاس بخطوط الأساس لما قبل الثورة الصناعية، والتي تقترب الآن من 1.5 درجة مئوية من الاحتباس الحراري أو تتجاوزها، مع آثارٍ مناخيةٍ خطيرة. في حين أن التخفيف والتكيّف وإزالة الكربون لا تزال استجابات أساسية، فإن التظليل العالمي (SRM) يوفر وسيلة سريعة للحد من الاحترار العالمي، وإن كان مصحوباً بمخاطر كبيرة، وعدم يقين، وتحديات حوكمة، وعدم وجود أي تخفيف للأسباب الجذرية. من الناحية الاقتصادية، تبدو إدارة الاحتباس الحراري فعّالة من حيث التكلفة من منظور ضيق، لكنها محفوفة بالمخاطر الأخلاقية والسياسية. باختصار، من غير المُرجّح أن يكون التظليل العالمي هو السبيل الوحيد لعكس الاحترار العالمي، فقد يكون بمثابة إجراء طارئ مؤقت، ولكن بدون تخفيضات شاملة للانبعاثات وإزالة الكربون، لا يمكن عكس الاحترار العالمي بشكل مستدام.