close

Enter

Log in using OpenID

bölüm 4: günümüzdeki küresel iklim değişikliği ve antropojenik

embedDownload
BYL327 Küresel Değişim Ekolojisi ders notları
Ekim 2014
BÖLÜM 4: GÜNÜMÜZDEKİ KÜRESEL İKLİM DEĞİŞİKLİĞİ VE
ANTROPOJENİK NEDENLERİ
4.1.
Küresel ısınma
Günümüzde (1800’lü yıllardan bugüne), küresel ortalama sıcaklıklar bir artış eğilimine
girmiştir. Bu dönem boyunca, özellikle de 20.yy’dan itibaren gerçekleşen küresel ortalama
sıcaklıkların artışına “küresel ısınma” denmektedir. Yerkürenin ortalama sıcaklıklarında 1900
yılının başından beri toplam 0,8 °C artış gerçekleşmiştir. Yerkürenin karasal sıcaklıkları ile
deniz suyu yüzeyi sıcaklıklarının 20. yy boyunca olan artış eğiliminin benzerlik gösterdiği
tespit edilmiştir.
Bununla birlikte, son yüzyıldaki ısınma eğilimleri Yerkürenin her yerinde aynı şekilde
gerçekleşmemiştir. Yerkürenin bazı bölgeleri küresel ortalamadan (+0,8°C) daha fazla ısınmış,
bazı bölgeleri ise geçmişe göre daha soğuk hale gelmiştir. Özellikle kara yüzeylerinin daha
fazla olduğu kuzey yarıküredeki birçok bölge son yüzyılda Yerküre ortalaması veya bunun
üzerinde olacak şekilde ısınmıştır. Bazı bölgelerde görülen soğuma eğilimlerine karşın, tüm
Yerküredeki toplam eğilim ise ısınma yönünde olmuştur. Küresel ısınma Yerküredeki
sıcaklıkları artırırken, aynı zamanda yağışların artışını ya da azalmasını da beraberinde
getirmiştir. Sıcaklık artışlarına benzer şekilde, yağışlardaki değişimler de Yerkürenin farklı
bölgelerinde farklı şekilde gerçekleşmiş; bazı yöreler daha yağışlı hale gelirken, bazı yörelerde
kuraklık artmıştır.
Son yüzyılda elde edilen birçok meteorolojik ve iklimsel veri, günümüzde gerçekleşmekte
olan küresel ısınmayı çarpıcı bir şekilde ortaya koymaktadır. Yukarıda değinildiği gibi
Yerkürenin ortalama sıcaklığının son yüzyılda artışının yanısıra, bu artışın üçte ikisinin
1980’den sonra gerçekleşmiş olması, küresel ısınmanın giderek daha artmakta olduğunu
göstermektedir. Nitekim 20.yy’ın ikinci yarısındaki ısınma hızı (onyılda 0.13°C), ilk
yarısındakinin (onyılda 0.07°C) neredeyse 2 katıdır. Bu artış eğiliminin bir sonucu olarak,
1998, 2005 ve 2010 yılları Yerkürenin kayıtlı en sıcak yılları olmuştur (19.yy’da gerçekçi ve
yaygın sıcaklık ölçümleri yapıldığından beri). Bu kayıtlardaki en sıcak 10 yılın 9’u ise 2000
yılından sonra gerçekleşmiştir. El Niño olayları son onyıllarda giderek sıklaşmıştır. Arktik yaz
buzul örtüsü, 2012 yılında kayıtlı tarihin en düşük seviyesine gerilerken, Grönland buzul kaybı
1996-2005 yılları arasında iki katına çıkmıştır. Nihayetinde buzulların erimesine bağlı olarak
küresel ortalama deniz seviyesi son 100 yıl içerisinde yaklaşık 17,8 cm yükselmiştir.
Tüm bu belirtiler, günümüzde Yerkürede küresel bir ısınmanın gerçekleştiğini
göstermektedir. Bununla birlikte, gözlenen küresel ısınmanın doğal süreçlerle gerçekleşen bir
ısınma mı olduğu yoksa insan faaliyetlerinden kaynaklanan bir ısınıma mı olduğu uzun yıllar
boyunca tartışılmıştır. 2000’li yıllara kadar süren bu tartışmada, geçmişteki iklim
değişikliklerine benzer şekilde doğal süreçlerin küresel ısınmada rol oynadığını ileri süren
biliminsanları ile gözlenen küresel ısınmanın insanoğlunun faaliyetleri sonucunda atmosfere
30
BYL327 Küresel Değişim Ekolojisi ders notları
Ekim 2014
sera gazı salınmasını artırmalarından kaynaklandığını ileri sürenler karşıt taraflarda
bulunmaktadırlar. Son yıllarda elde edilen ek kanıtlar ve gözlenen ısınmanın yörünge
süreçlerine aykırı (genel bir soğuma eğilimi beklenir) ancak sera gazı öngörülerine yakın
şekilde devam etmesi, sürecin insan kaynaklı sebeplerle ortaya çıktığı yolundaki kanıyı
artırmıştır. Bugün, günümüzde gözlemekte olduğumuz küresel ısınmanın insan kaynaklı
sebeplerden kaynaklandığı konusunda biliminsanları arasında bir konsensus (>%95)
sağlanmış bulunmaktadır.
4.2.
Sera etkisi
Güneşten gelerek yeryüzüne ulaşan ve gezegenin yüzeyinden kızılötesi ışınım olarak geri
yansıyan ışınların, atmosferdeki sera gazları tarafından tutularak farklı yönlere yeniden
saçılması olayı sera etkisi olarak adlandırılmaktadır. Bu yeniden saçılma sırasında, ışınımın bir
kısmı gezegen yüzeyine ve alt atmosfer tabakalarına geri dönmektedir. Bu ise, yüzeyin, sera
gazlarının yokluğunda sahip olacağından daha yüksek ortalama sıcaklıklara sahip olmasını
sağlamaktadır.
Sera etkisi, gezegenimizin bugünkü ‘normal’ sıcaklık aralıklarında kalmasını sağlayan doğal bir
olaydır. Atmosfere giren güneş ışınlarının bir kısmı atmosferin üst tabakalarından uzay
boşluğuna yansıtılırken, ancak bir kısmı yeryüzüne kadar ulaşmaktadır. Yeryüzüne ulaşan bu
ışınlar ise yeryüzündeki nesneler tarafından absorbe edilmektedir. Ancak, yeryüzündeki
nesneler daha sonra uzaya doğru daha düşük enerjili kızılötesi ışımalar yapmaktadırlar. Sera
etkisinin rolü de burada ortaya çıkmaktadır. Yeryüzünden uzaya doğru giden kızılötesi ışınlar,
sera gazları adını verdiğimiz bazı gazlar tarafından engellenerek tekrar yeryüzüne
yansıtılmaktadır. Bu sayede, yeryüzünden yansıyan enerjinin büyük çoğunluğunun uzaya
kaçması engellenerek dünyada kalması ve atmosferin ısınması sağlanmaktadır. Bugün
yeryüzünde canlıların yaşayabileceği mevcut sıcaklık aralığı bu sayede korunmuş olmaktadır.
Atmosferi çok ince olan ve dolayısıyla atmosferdeki sera gazı miktarı da gezegenimize göre az
olan Mars’ta gece ve gündüz sıcaklıkları arasındaki fark oldukça büyüktür ve gezegen canlılar
için optimum bir ortalama sıcaklığa sahip değildir.
Sera gazlarının arasında karbon dioksit (CO2), metan (CH4), su buharı (H2O), diazot monoksit
(N2O), kloroflorokarbonlar (CFC) ve troposferik ozon (O3) sayılabilir. Bunlardan CFC’lar ve
troposferik O3 insan etkisiyle ortaya çıkan yapay sera gazlarıdır, diğerleri ise doğal sera
gazlarıdır. CFC’lar ise insanın endüstriyel faaliyetlere başlaması ile atmosfere salınmaya
başlanmıştır. Troposferik ozon ise artan NOx konsantrasyonlarına dayanmaktadır ve ikincil
olarak ortaya çıkmaktadır.
Doğal bir olay olan sera etkisinin insanoğlunun endüstriyel faaliyetleri sonucunda
kuvvetlendirilmesiyle, yeryüzündeki minimum, ortalama ve maksimum sıcaklılarda artışla
karakterize edilen küresel ısınma ortaya çıkmıştır.
31
BYL327 Küresel Değişim Ekolojisi ders notları
Ekim 2014
Özellikle son 150 yıl içerisinde insanoğlunun doğal sera gaz salınımlarını giderek artırması
nedeniyle, hava sıcaklıklarda meydana gelen artışlar, bu iki olayın ilişkili olabileceğini
düşündürmüştür. Gerçekten de 1950’lerden sonra yapılan atmosferik ölçümler ve buzullar
arasındaki hava kabarcıklarından alınan ölçümlerle (bu ölçümler geçmişteki hava içeriği
konusunda bilgi vermektedir), 1800’lerden sonra özellikle CO2 miktarında gerçekleşen artış
belirgin olarak ortaya konmuştur.
Endüstriyel ve motorlardaki yanma olayları sırasında salınan CO2’in yanısıra, tarımsal
faaliyetler sonucunda N2O ve hayvancılık faaliyetleri sonucunda CH4 atmosfere giderek artan
oranda salınmaktadır. Sanayi faaliyetleri sonucunda salınan yapay sera gazları olan CFC’lar
ise geçtiğimiz onyıllarda stratosferdeki ozon tabakasına verdikleri zarar tespit edildikten
sonra sanılım miktarları azaltılmıştır. Bununla birlikte CFC’lere alternatif olarak üretilen ve
ozon tabakasına az zarar veren maddelerin de CFCler kadar olmasa da sera gazı
potansiyelleri vardır.
Bu değinilen sera gazları arasından CO2, dünyamızı ısıtmaktaki rolü nedeniyle, en önemlisidir.
Gerek atmosferdeki miktarının diğer sera gazlarına göre katlarca fazla olması, gerek yüksek
sera etkisi potansiyeli gerekse atmosferdeki ömür uzunluğu nedeniyle, dünya tarihi boyunca
atmosferdeki CO2 miktarından değişimler, küresel iklimlerin ortaya çıkmasında önemli rol
oynamıştır. Bir su molekülünün (H2O) atmosferdeki kalıcılığı sadece birkaç gün ile sınırlıdır.
Bununla birlikte, metan (CH4) on yıl kadar, diazotmonoksit (N2O) ise yaklaşık 100 yıl kadar
atmosferde kalabilmektedir. Atmosferdeki karbondioksit moleküllerinin (CO2) bir kısmı 100
yılın sonunda atmosferden çekilmekte olsa da, bu moleküllerin en az %20’si yaklaşık 800 yıl
boyunca atmosferde kalabilmektedir. Dolayısıyla, bugünkü insan faaliyetleri sonucunda
atmosfere salınan sera gazı molekülleri onyıllar ve yüzyıllar boyunca sera etkisine katkı
yapmaktadır.
Yerküre atmosferinde bulunan azot (N2), oksijen (O2) ve argon (Ar) gazları ise bir sera gazı
değildir. Bunun sebebi, bir molekülün Yerküre yüzeyinden yansıyan kızılötesi
elektromanyetik ışınlarla etkileşime girebilmesi için (+) ve (-) kısımlara sahip olması
gerekmesidir. Azot ve oksijen molekülleri bu şekilde kutuplara sahip değilken, iki farklı tipte
atomdan oluşan CO2, CH4 ve N2O gibi moleküllerde bu elektrik yüklü kısımlar mevcuttur. Bu
nedenle azot, oksijen ve argon kızılötesi ışınım ile etkileşime geçememekte, diğer bahsedilen
gazlar ise bu ışınları farklı yönlere doğru yeniden dağıtmaktadır.
Yerküre tarihi boyunca atmosferdeki CO2 seviyesi günümüzden oldukça yüksek bir şekilde
seyretmiştir. Bugünkü sanayi devrimi öncesi atmosferde yaklaşık 280 ppm miktarında ve
günümüzde yaklaşık 400 ppm miktarından bulunan CO2, Kambriyen dönemi sırasında 7000
ppm kadar yüksekti. Fanerozoyik içerisinde zamanla azalan ve bazen artış dönemleri
gösteren CO2’nin atmosferdeki konsantrasyonu Kretase döneminin sonlarında 1000 ppm’in
altına inmiştir. Dolayısıyla, günümüzdeki atmosferdeki CO2 miktarı Yerküre tarihindeki
geçmiş birçok döneme göre aslında çok düşüktür.
32
BYL327 Küresel Değişim Ekolojisi ders notları
Ekim 2014
Bununla birlikte, son birkaç milyon yıldır (Pleyistosen periyodu boyunca) atmosferdeki CO2
seviyeleri periyodik dalgalanmalar göstermiş ve bu durum iklimin ısınmasına ve soğuması ile
eşzamanlı olarak gerçekleşmiştir. Pleyistosen döneminde, Yerküre ikliminin en soğuk olduğu
buzul dönemlerinde atmosferdeki CO2 seviyeleri 180 ppm’e kadar düşmüş, iklimin daha sıcak
olduğu buzularası dönemlerde ise 280 ppm’e kadar çıkmıştır. Son 500.000 yıldır gerçekleşen
dört büyük buzul çağı ve bunların arasındaki buzularası dönemlerde görülen atmosferdeki
CO2 miktarlarındaki değişim de bu doğrultuda gerçekleşmiştir.
Bu noktada, atmosferdeki CO2’in insan kaynaklı sebeplerden ötürü sadece 150 yıl içerisinde
280 ppm’den (Pleyistosen buzularası dönemlerin karakteristik miktarı) 400 ppm’e çıkmış
olması önemli bir durumdur. Yerküre atmosferine bu insan müdahalesi, oldukça kısa zaman
ölçeğinde buzul-buzularası dönemlerde gerçekleşen artış ve azalmalara denk bir etki
oluşturmaktadır. Atmosferdeki CO2 miktarındaki bu “ani” artışın getirebileceği iklimsel
değişim ise, geçmişte Yerküre tarihi boyunca görülen sera gazı artışlarına bağlı ısınmadır.
İnsan kaynaklı olarak atmosfere CO2 salınmasındaki artışın iki ana kaynağı vardır. Bunlardan
doğrudan olanı, fosil yakıtların kullanılması sonucu atmosfere doğrudan salınan CO 2’dir. Bu
fosil yakıtlar, petrol, kömür ve doğalgazdır. Fosil yakıtlar haricinde atmosferdeki insan
kaynaklı doğrudan CO2 emisyonlarının kaynaklarından birisi de çimento üretimidir. İnsan
kaynaklı CO2 salınmasının ikinci ana kaynağı ise ormansızlaşmadır. Ormansızlaşma,
ormanların yanması sırasında ortaya çıkan CO2’in atmosfere verilmesi ile doğrudan, ya da
ormanların karbon depolama kapasitesini ortadan kaldırdığı için de dolaylı olarak
atmosferdeki CO2 artışını etkilemektedir.
4.3.
Aerosollerin (hava parçacıklarının) salınması ve küresel ısınma
Sanayi devrimi sonrası insan faaliyetleri ile atmosfere giderek artan miktarda salınmaya
başlanan aerosollerin (hava parçacıklarının), Yerküre iklimi üzerinde soğutucu etkisi
bulunmaktadır. Hava parçacığı miktarının atmosferde artması, güneş ışınlarının yeryüzündeki
nesneler tarafından alınamadan geri uzaya yansıtılmasına neden olmakta ve bu da
yerkürenin sıcaklığını azaltıcı etki yapmaktadır.
Sanayi ve diğer insan faaliyetleri sonucu atmosfere salınan parçacıkların etkisi, geçmişte
yerküre ikliminde görülen ve Yerküre küresel ikliminde değişimleri tetikleyen volkanizma
faaliyetlerine benzetilebilir. Uzak geçmişte, Uzun yıllar boyunca süren aşırı volkanik
faaliyetler sonucunda Yerkürenin milyonlarca yıl süren sert buzul dönemlerine girdiğini
bilmekteyiz. Bu durum, volkanlardan çıkan parçacıkların atmosferde güneş ışınlarını yansıtıcı
etkisidir.
Son iki yüzyıldır gerçekleştirilen insan faaliyetleri sonucunda artan sera etkisinin tersine, hava
parçacıklarının Yerküreyi soğutucu etkisi göstermesi, bazı biliminsanlarının insan
faaliyetlerinin küresel iklim üzerindeki bu karşıt etkilerinden dolayı, Yerkürenin ısınmasının
33
BYL327 Küresel Değişim Ekolojisi ders notları
Ekim 2014
dengeleneceğini ileri sürmesine neden olmuştur. Gerçekten de, 1940’lı yıllardan 1980’li
yıllara kadar atmosferdeki CO2 miktarı aynı hızla artmasına karşın, Yerküredeki küresel
ortalama sıcaklıklar değişmemiştir. Bu dönem, birçok gelişmiş ve gelişmekte olan ülkede
hava kirliliği kaynaklı insan ölümlerinin gerçekleştiği ve insan kaynaklı hava parçacığı salım
miktarının yüksek olduğu bir dönemdir. Bununla birlikte, sanayi faaliyetlerinin atıklarının
insan sağlığına olan etkileri nedeniyle, daha temiz teknolojilerin (baca filtreleri vb.)
kullanılmaya başlaması ile birlikte, hava kirliğinde azalma gerçekleşmiş ve 1980’lerden sonra
Yerküre iklimi daha önce devam eden ve hava parçacıkları tarafından baskılanmış olan ısınma
eğilimine geri dönmüştür.
Bu konuda gözden kaçırılan bir nokta, hava parçacıklarının ve sera gazlarının atmosferdeki
kalıcılık süreleri (atmosferde parçalanmadan ya da atmosferden başka bir yere geçmeden
kaldıkları süre) arasındaki farklılıklardır. Sera gazlarının atmosferdeki ömürleri birkaç onyıl ile
birkaç yüzyıl arasında değişmekte iken, hava parçacıklarının atmosferdeki ömürleri birkaç
yılla sınırlıdır. Dolayısıyla, hava parçacıklarının salınmasının küresel ısınmayı dengeleme
açısından yalnızca kısa vadede etkili olacağı bu nedenle de küresel ısınmaya bir çözüm
olamayacağı açıktır.
4.4.
Küresel ısınmayı etkileyen geri bildirim mekanizmaları
Küresel ısınmayı artırma yönde etkili olan bazı geri bildirim mekanizmaların bulunmaktadır.
Bunlar arasında en önemlileri buz-albedo23 geri beslemesi ve su buharı geri beslemesidir.
Yeryüzüne ulaşan güneş ışınları, daha koyu yüzeylerde, daha açık renkli yüzeylere göre daha
iyi tutulmaktadır. Bu nedenle, Yerküre yüzeyinin ısınmasında bu yüzeyin yansıtıcı
özelliklerindeki değişim önemlidir. Yerkürede bulunan buz ve kar kaplı yüzeyler, diğer
yüzeylere göre güneşten gelen ışınları daha fazla yansıtmaktadır. Küresel ısınmanın artışına
bağlı olarak gözlemlenen buz ve kar örtüsündeki azalma, bu nedenle, Yerküreyi daha da
ısıtacak bir geri bildirim mekanizması şeklinde işlev görmektedir. Buzulların çekilmesi ile
açığa çıkan daha koyu renkli yüzeyler atmosfere daha az güneş ışını yansıtılacak ve gelen
güneş ışınlarını daha iyi absorbe ederek yeryüzeyinde ısı olarak kalmasını sağlayacaktır.
Bunun sonucunda ise atmosferin daha da ısınması söz konusu olacaktır. Bu durum buzalbedo geri beslemesi olarak adlandırılmaktadır.
Küresel ısınma ile ilgili bir diğer geri bildirim mekanizması, su buharı geri beslemesidir. Bu,
ısınma ile atmosferdeki su buharı miktarındaki artış arasında görülen geri beslemedir. Hava
içinde çözünebilen su buharı miktarı sıcaklıkla birlikte evaporasyondaki artışa bağlı olarak
artmaktadır. Bir sera gazı olan su buharı miktarının artmasıyla da küresel sıcaklıklarda artış
olmaktadır.
23
Albedo, bir yüzeyin yansıtma gücü olarak tanımlanmaktadır.
34
BYL327 Küresel Değişim Ekolojisi ders notları
4.5.
Ekim 2014
Küresel ısınmaya etki eden antropojenik faktörlerin net etkisi
Yukarıda da değinildiği gibi, Yerkürenin küresel iklimini etkileyen insan kaynaklı faktörlerin
bazıları güneş ışınımının daha etkin bir şekilde Yerküre’de tutulmasını sağlayıp Yerkürenin
ısınmasını sağlarken, bazıları ise güneş ışınımı yansıtarak iklimin soğumasına neden
olmaktadır. Sonuç olarak ise, bu (+) ve (-) etkilerin toplamı, küresel ısınmaya insanın katkısını
gözler önüne sermektedir.
Bunlar arasından, 1750 yılından 2005 yılına kadar olan dönemde, ışınımın tutulması yönünde
en büyük katkıyı karbondioksitin (CO2) yaptığı bilinmektedir. Ayrıca, metan (CH4),
diazotmonoksit (N2O)ve halokarbon bileşikleri (ör: CFCler) de toplamda CO2’in etkisi kadar
olmasa da, ışınımın tutulması yönünde önemli miktarda etkiye sahip olmuşlardır.
Troposferde sera gazı olarak davranan ozonun (O3) da ışınım tutma yönünde katkısı olmuştur
ve bu katkı stratosferdeki O3’un ışınımın yansıtılması yönündeki etkisinden daha fazladır. Bu
dönem boyunca güneş ışınımında meydana gelen artış, Yerkürede tutulan ışınım artışının
yalnızca çok küçük bir kesiminden sorumludur. Hava parçacıklarının güneş ışınlarını
yeryüzüne ulaşmadan yansıtarak gerçekleştirdiği ışınım yansıtıcı etki de insan kaynaklı ışınım
azaltıcı etkiler arasında önemli bir yer tutmaktadır. İnsanın arazi kullanımına bağlı olarak
yeryüzünde gerçekleştirdiği değişimler de ışınımın yansıtılması yönünde küçük de olsa bir
etkiye sahiptir. Tüm bu faktörler bir arada toplamsal olarak ele alındığında, net etkinin güneş
ışınlarının Yerküre tarafından daha fazla absorbe edilmesi olduğu görülmektedir. Yerküre
tarafından alınan güneş ışınımı miktarına bağlı olarak da, sanayi devriminden bu yana
Yerkürenin küresel sıcaklığında artış görülmüştür.
35
Author
Document
Category
Uncategorized
Views
0
File Size
294 KB
Tags
1/--pages
Report inappropriate content