ما هي الأيروسولات؟
في علوم المناخ، عندما نتحدث عن الهباء الجوي، فإننا لا نتحدث عن "بخاخات الهباء الجوي" مثل تلك المستخدمة في مزيلات العرق. فالهباء الجوي هو مصطلح تقني للجسيمات الصغيرة التي يمكن العثور عليها في أي مكان تقريباً، معلقة في الهواء من حولنا وفي الغلاف الجوي فوقنا. "الجسيمات الصغيرة" تعني حقًا صغيرة جدًا: فهي بحجم خلية الدم الحمراء، لذا فهي غير مرئية للعين المجردة. ومع ذلك، فهي موجودة في كل مكان في غلافنا الجوي، ولها تأثير حاسم على المناخ، مثلها مثل غازات الدفيئة.
رسم توضيحي لحجم الهباء الجوي، الممثل هنا بالجسيمات الصغيرة الزرقاء والحمراء. المصدر : وكالة حماية البيئة الأمريكية.
تأتي هذه الجسيمات الصغيرة من مجموعة متنوعة من المصادر، والتي يمكن تقسيمها إلى فئتين: المصادر الطبيعية وتلك المرتبطة بالنشاط البشري. على سبيل المثال، الجسيمات الصغيرة من الغبار من الصحراء، أو جزيئات الملح التي تهبها الرياح من المحيط، هي جسيمات من أصل طبيعي. كما أن الانفجارات البركانية وحرائق الغابات هي أيضًا مصادر طبيعية تنبعث منها كميات كبيرة من الهباء الجوي في الغلاف الجوي. كما أن النشاط البشري، مع انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المرتفعة، ينبعث منه أيضاً الهباء الجوي الكربوني. وتعد الصناعة والنقل والزراعة من المصادر الرئيسية لانبعاثات الهباء الجوي المرتبطة بالنشاط البشري.
الهباء الجوي المنبعث في الغلاف الجوي. الغبار المعدني باللون الأحمر (مثل الغبار الصحراوي)، والهباء الجوي الكربوني باللون الأخضر (مثل حرائق الغابات والنشاط البشري)، والهباء الجوي الكبريتي باللون الأبيض (مثل الصناعة والثورات البركانية)، والهباء الجوي الملحي البحري باللون الأزرق. المصدر : تشغيل الطبيعة GOES-5 ناسا.
تشير التقديرات إلى أن انبعاثات الهباء الجوي المرتبطة بالنشاط البشري مسؤولة عن ما يقرب من 7 ملايين قتيل كل عام. وعلى وجه الخصوص، فإن أصغر الجسيمات، والمعروفة باسم "الجسيمات الدقيقة"، لديها القدرة على اختراق رئتينا، مما يزيد من خطر الإصابة بمرض الزهايمر. التهابات الجهاز التنفسي وأمراض القلب والأوعية الدموية.. ولا يُستثنى المغرب من هذا الواقع، حيث يزيد تركيز الجسيمات الدقيقة في الهواء عن أكثر من 5 مرات توصيات منظمة الصحة العالمية في المدن الكبرى مثل الدار البيضاء.
في الدار البيضاء، تشير التقديرات إلى أن تركيز الجسيمات الدقيقة في الدار البيضاء أعلى بـ 5.2 مرة من الموصى بها من قبل منظمة الصحة العالمية، وهي مسؤولة عن حوالي 13,000 حالة وفاة كل عام. المصدر: تنفس الحياة 2030. المصدر: تنفس الحياة: تنفس الحياة 2030.
لماذا هي مهمة للمناخ؟
وبالإضافة إلى ما يشكله الهباء الجوي من تهديد للصحة، فإن له تأثيرًا أساسيًا على المناخ. فكما نعلم جميعًا، تساعد غازات الدفيئة مثل ثاني أكسيد الكربون والميثان على تدفئة المناخ. ومع ذلك، فإن الهباء الجوي يفعل العكس: فهو يساعد على تبريد المناخ، أو بشكل أدق، يخفي بعض الاحترار. وهذه ليست بالضرورة أخباراً جيدة.
هناك طريقتان رئيسيتان لتأثير الهباء الجوي على المناخ. الأولى تسمى التأثير المباشر يعمل الهباء الجوي العالق في الغلاف الجوي مباشرة على عكس أشعة الشمس. ونتيجة لذلك، يتم إرسال هذه الطاقة الشمسية مباشرة إلى الفضاء دون أن تصل إلى سطح الأرض، وبالتالي لا تساهم في الاحتباس الحراري.
يُطلق على طريقة العمل الثانية، وهي الأكثر أهمية، اسم التأثير غير المباشرومرتبطة... بالغيوم. نعم، كما نعلم جميعًا، تتكون السحب من بخار الماء، ولكنها تتكون أيضًا من الهباء الجوي! في الواقع، تعمل هذه الجسيمات الصغيرة كنواة يتراكم حولها الماء لتكوين السحب: فبدون الهباء الجوي، لن يكون هناك تراكم وبالتالي لن تكون هناك سحب.
وكلما زاد عدد الهباء الجوي العالق في الغلاف الجوي، كلما كانت السحب المتكونة أكثر إشراقًا وأكبر حجمًا، وكلما طال أمدها. وتعكس السحب الأكبر والأكثر سطوعًا المزيد من أشعة الشمس. وبالتالي، تشجع زيادة الهباء الجوي في الغلاف الجوي على تكوين المزيد من السحب العاكسة للشمس، وبالتالي منع المزيد من الطاقة الشمسية من تدفئة سطح الأرض. هذا التأثير غير المباشر هو المكون الرئيسي لدور الهباء الجوي في المناخ العالمي.
يتمثل التأثير المباشر للهباء الجوي (على اليسار) في عكس أشعة الشمس مباشرة. أما التأثير غير المباشر للهباء الجوي (على اليمين)، وهو الأهم، فيتمثل في تشجيع تكوين السحب، والتي تعكس أشعة الشمس. رسم توضيحي مقتبس من الشكل 7.3, الفريق العامل الأول التابع للفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ الفصل 7 السحب والهباء الجوي.
وهاتان الطريقتان مسؤولتان عن تأثير الهباء الجوي على المناخ. وبالتالي، لولا وجود الهباء الجوي في الغلاف الجوي، لكانت مظاهر الاحتباس الحراري التي نلاحظها اليوم أكثر وضوحًا. لذا يساعد الهباء الجوي على إخفاء بعض الاحترار الناجم عن غازات الدفيئة. لكن إلى أي مدى؟
وتشير التقديرات إلى أن التخفيف من الاحترار الذي يُعزى إلى الهباء الجوي المرتبط بالنشاط البشري يمكن أن يصل إلى -1 درجة مئوية. ومع ذلك، من الممكن أيضًا أن يكون هذا التخفيف ضئيلًا تقريبًا. هذا الغموض الكبير حول مدى إخفاء الهباء الجوي للاحترار هو أحد الأسئلة الرئيسية المطروحة حاليًا في علم المناخ، وقضية أساسية في فهم تحديات الاحتباس الحراري.
توزيع المساهمات المختلفة في الشذوذ الحراري في النماذج المناخية. تساهم غازات الاحتباس الحراري المرتبطة بالنشاط البشري (باللون الأحمر) في تأثير الاحتباس الحراري، بينما تساهم الهباء الجوي المرتبط بالنشاط البشري (باللون الأزرق) في تأثير التبريد. المصدر : الشكل 1، الأسئلة الشائعة 3.1، الفريق العامل الأول للتقرير التقييم التقييمي السادس للفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ.
خطر الاحترار المتسارع
لماذا من المهم جداً الحد من عدم اليقين بشأن حجم إخفاء الهباء الجوي؟ لأن نسبة كبيرة من انبعاثات الهباء الجوي ناتجة عن الأنشطة البشرية (الصناعة والنقل والزراعة)، والتي تنبعث منها أيضاً غازات الدفيئة. إن الحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري، وهو أمر ضروري لمعالجة تغير المناخ، سيؤدي حتماً إلى انخفاض انبعاثات الهباء الجوي. ونتيجة لذلك، سيتضاءل أيضًا تأثير الهباء الجوي في إخفاء تأثير الهباء الجوي، مما قد يؤدي إلى ارتفاع درجات الحرارة!
ومن شأن ذلك أن يسرع من اتجاه الاحتباس الحراري، حيث أن انخفاض الهباء الجوي في الغلاف الجوي لن يخفي جزءًا من الاحتباس الحراري. وقد أدت هذه الظاهرة بالفعل يمكن ملاحظتها في عام 2020كان هذا هو الحال عندما أدى إدخال لوائح جديدة بشأن التلوث الناجم عن النقل البحري إلى انخفاض حركة النقل البحري، وبالتالي انخفاض انبعاثات الهباء الجوي وتأثير التبريد الذي تحدثه.
إذا كان إخفاء الهباء الجوي أقرب إلى -1 درجة مئوية من صفر درجة مئوية، فعلينا أن نكون مستعدين لأن يؤدي انخفاض انبعاثات الهباء الجوي إلى تضخيم الاحترار العالمي بحوالي 1 درجة مئوية.
الهباء الجوي لوقف تغير المناخ؟
في الوقت الذي يبدو فيه أن التقاعس عن العمل في مجال المناخ يقودنا مباشرة نحو عالم ترتفع فيه درجة الحرارة إلى أكثر من درجتين مئويتين، من المشروع التساؤل عما إذا كان الهباء الجوي يمكن أن يلعب دوراً في التخفيف من عواقب الاحتباس الحراري. وبشكل أكثر تحديداً، هل يمكن استخدام تأثير التبريد للهباء الجوي لتعويض الاحترار الناجم عن انبعاثات غازات الدفيئة المرتبطة بالنشاط البشري؟
وبقدر ما قد يبدو الأمر بائسًا، فإن التحكم في المناخ عن طريق حقن الهباء الجوي في الغلاف الجوي هو حل تكنولوجي يتم النظر فيه بجدية من قبل عدد من دول الشمال ذات الاقتصادات عالية الكربون، مثل الولايات المتحدة واليابان. الولايات المتحدة الأمريكية و الصينوممولة إلى حد كبير من المليارديرات, منظماتهم الخيرية و شركات النفط.
غير أن هذه التكنولوجيا تثير العديد من المشاكل الرئيسية. أولاً، إنها لا تعالج الأسباب الحقيقية لتغير المناخ، وبالتالي فهي تشكل شكلاً من أشكال الحلول التقنية التي تسمح للبلدان الملوثة بتأخير الحاجة الحتمية إلى الحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري. إنه عذر مثالي للتقاعس عن العمل في مجال المناخ. كما أن إمكانية استخدام هذه التكنولوجيا كسلاح مناخي أمر مقلق للغاية. يمكن أن تصبح القدرة على التحكم في المناخ سلاحاً جيوسياسياً للقوى العالمية القادرة على نشرهتعزيز الهياكل الاستعمارية الجديدة القائمة وإدامة أوجه عدم المساواة والظلم على مستوى العالم.
والأكثر من ذلك، وبدون التلويح بسيناريو بائس على غرار فيلم Snowpiercer، لا تزال هناك شكوك كبيرة حول العواقب التي يمكن أن تترتب على هذا التلاعب بالمناخ النظم الإيكولوجية وتلوث الهواء ودورة المياه وسلامة الأغذية والصحة العامة. نظرًا لتأثير الهباء الجوي على تكوين السحب، تشير الدراسات المستندة إلى المحاكاة المناخية إلى أن حقن الهباء الجوي في الغلاف الجوي يمكن أن يعطل دورة المياه و تسبب الجفاف في أفريقيا وآسياوهذا يهدد إمكانية الحصول على المياه والأمن الغذائي لمليارات الأشخاص.
صورة من مسلسل Netflix للخيال العلمي "Snowpiercer" (المقتبس من الكتاب الهزلي "رجل الثلج") الذي تدور أحداثه في مستقبل بائس حيث تؤدي محاولة فاشلة للهندسة الجيولوجية لمواجهة التغير المناخي إلى إغراق العالم في عصر جليدي.
يسلط مفهوم "صدمة الإنهاء" الضوء على مصدر قلق آخر: لكي تكون هذه التكنولوجيا فعالة، يجب حقن الهباء الجوي في الغلاف الجوي بشكل منتظم للغاية. فإذا تم إيقافها بشكل مفاجئ، وبدون أي تخفيض حقيقي في انبعاثات غازات الاحتباس الحراري للحد من ارتفاع درجات الحرارة، فقد نشهد ارتفاعًا سريعًا في درجات الحرارة في غضون دقائق، بعد أن تأثير كارثي على التنوع البيولوجي. سيكون هذا الوضع أخطر بكثير مما لو لم يتم اتخاذ مبادرة الحقن الستراتوسفيري في المقام الأول.
الهباء الجوي لعلاج الجفاف؟
كما ذكرنا أعلاه، يعد الهباء الجوي مكونًا أساسيًا في تكوين السحب. فهي تعمل كنواة صغيرة يتراكم حولها الماء في الغلاف الجوي لتكوين السحب. وعندما يتراكم ما يكفي من الماء حول الهباء الجوي، تصبح قطرة الماء المتكونة أثقل من أن تبقى معلقة في السحابة وتسقط على الأرض: فتبدأ في الهطول. ولكن هل من الممكن التدخل في هذه الآلية لتسريعها وتحفيز هطول المطر؟
هذه هي الفكرة، المستمدة مباشرة من الخيال العلمي، وراء تقنيات استمطار السحب. من خلال إدخال أنواع معينة من الهباء الجوي بشكل مصطنع في السحب لتسريع عملية تكوين القطرات، لا يؤدي استمطار السحب فحسب، بل يزيد أيضًا من حجم المياه المترسبة. ويمكن تحقيق ذلك إما عن طريق الجو، عن طريق إطلاق الهباء الجوي مباشرة في السحب بالطائرة، أو عن طريق البر، عن طريق إطلاق الهباء الجوي في الرياح الناقلة التي تصل إلى السحب. تقنية تعديل الأرصاد الجوية هذه صُممت في الولايات المتحدة قرب نهاية الحرب العالمية الثانية استخدمها الجيش الأمريكي خلال حرب فيتنام لمحاولة إطالة أمد الحصاد وزعزعة استقرار القوات الفيتنامية.
رسم توضيحي للطريقتين الرئيسيتين لتلقيح السحب: على اليسار، يتم إطلاق الهباء الجوي من الأرض ويحمله تيار هوائي صاعد نحو السحابة؛ وعلى اليمين، يتم إطلاق الهباء الجوي مباشرة فوق السحابة عن طريق الهواء. رسم توضيحي ويكيميديا.
في المغرب، بين الجفاف المستمر في عام 2024 الذي أدى إلى زيادة الإجهاد المائي على السكان، وانخفاض هطول الأمطار من من 20 إلى 40% متوقع بحلول نهاية القرن مع تغير المناخ، من الواضح أن احتمال القدرة على التحكم في هطول الأمطار هو احتمال مغرٍ. وهذا أمر يحاول المغرب تحقيقه منذ ثمانينيات القرن الماضي، من خلال برنامج "الغيط" لتلقيح السحب بدأت بالتعاون مع الوكالة الأمريكية للتنمية الدولية (USAID).
بعد الاختبارات الأولى فوق حوض أم الربيع في منطقة بني ملال، قامت الحكومة المغربية بتوسيع نطاق البرنامج وتشغيله، بحيث أصبح لدى المملكة اليوم خمسون موقعاً أو نحو ذلك تقع بشكل رئيسي بالقرب من الأطلس الكبير. في المتوسط عمليات الحجر الصحي يتم تنفيذ البذر كل عام بين شهري نوفمبر/تشرين الثاني وأبريل/نيسان. ويتمثل الطموح الذي أعلن عنه وزير البنية التحتية والمياه، نزار بركة، في توسيع نطاق هذا المشروع على الصعيد الوطني، بميزانية قدرها 160 مليون درهم خلال السنوات الثلاث القادمة.
خريطة 1996 توضح مختلف مواقع البذر الأرضي جنوب بني ملال. المصدر : مقتطفات أرشيفية من الندوة الدولية لعام 1996 حول "المياه: إدارة الندرة"..
ومع ذلك، تثير فعالية تلقيح السحب عدداً من التساؤلات. أولاً، بعيداً عن كونه حلاً سحرياً للجفاف، فإن تلقيح السحب لا يشجع على هطول الأمطار إلا عندما تكون السحب والظروف الجوية المواتية للمطر موجودة بالفعل. لذا فمن البديهي أن استمطار السحب أثناء الجفاف لن يؤدي إلى أي نتائج.
ثانياً، حتى عندما تتوفر الظروف المناسبة، لا يزال هناك قدر كبير من عدم اليقين بشأن التأثير الفعلي للبذر على هطول الأمطار والأرصاد الجوية. فبعيداً عن كونها تقنية موثوقة ومضبوطة، فإن تأثير عملية البذر على هطول الأمطار متغير للغاية: تشير التقديرات إلى أن زيادة في هطول الأمطار تتراوح بين صفر و20%. كما يمكن أن يكون لهذا التلاعب بدورة المياه الطبيعية عواقب وخيمة. عواقب غير متوقعة على هطول الأمطار وبيئة المصب خارج حدود المغربمما أثار مخاوف أخلاقية بشأن تأثيرها على السكان. في عام 2009، على سبيل المثال، كان لعملية زرع البذور لمكافحة الجفاف في الصين تأثير غير متوقع تسبب انخفاضًا مفاجئًا في درجة الحرارة.
وأخيراً، فإن أحد الأيروسولات المفضلة للبذر هو يوديد الفضة الذي يحتوي على معدن ثقيل ضار للغاية بالتربة. على الرغم من أن الدراسات الحالية تشير إلى أن الكميات المستخدمة في البذر ضئيلة ولا تمثل خطراً عند سقوطها على الأرض، إلا أن الاستخدام المتكرر لعامل يوديد الفضة في الجو يمكن أن يشكل مخاطر على المدى الطويل. المخاطر على التربة الزراعية والمياه الجوفية.
هناك شيء واحد مؤكد: في ضوء الجفاف المسجل بين عامي 2021 و2023 على الرغم من إجراء ما يقرب من 50 عملية بذر، فإن هذا ليس حلاً معجزة، وسيكون من الأفضل إعادة النظر في سياساتنا لإدارة المياه بدلاً من الإصرار على الإيمان بالحل التقني الذي سينقذ الموقف.
الخاتمة
يمثل الهباء الجسيمات الهوائية، وهي جسيمات صغيرة ذات أوجه متعددة، تحديًا مزدوجًا: فمن ناحية، تشكل خطرًا كبيرًا على صحة ملايين الأشخاص الذين يتعرضون كل عام للتلوث بالجسيمات الدقيقة المنبعثة من النشاط البشري؛ ومن ناحية أخرى، تعمل كعامل إخفاء لجزء من ارتفاع درجة الحرارة الناجم عن تغير المناخ.
إن فهم دور الهباء الجوي في علم المناخ أمر حتمي إذا أردنا وضع سياسات فعالة لمكافحة تغير المناخ. ومع ذلك، من الأهمية بمكان أن نبقى متيقظين ضد إغراء تحويل هذا الفهم إلى تكنولوجيا للتحكم في المناخ. إن أي سياسة لتغير المناخ لا تتضمن تخفيضًا كبيرًا في انبعاثات غازات الاحتباس الحراري هي سراب يهدف إلى تأخير العمل المناخي.
وينطبق الأمر نفسه على التحكم في هطول الأمطار. ففي بلد قاحل ومعرض للجفاف مثل المغرب، قد يكون من المغري تخيل القدرة على التدخل في دورة المياه وجعلها تمطر متى ما شاءت. ومع ذلك، يميل هذا الخيال التكنولوجي المستقبلي إلى إخفاء عدم كفاية سياسات إدارة المياه الحالية. فقبل أن نلعب دور الساحر مع المياه الموجودة في الغلاف الجوي، أليس من الأجدى أن نتحكم بشكل أفضل في المياه الموجودة على الأرض؟
للمضي قدماً إلى أبعد من ذلك، نوصي باستخدام مقابلة مع صوفيا كبجعضو في مرصد الدفاع والمناخ وباحث خبير في أمن تغير المناخ وتأثيرات الهندسة الجيولوجية.
المصادر
مقالة شاهين بوعبيد