تغییرات آب‌وهوایی یا تغییر اقلیم یعنی هر تغییر مشخص در الگوهای مورد انتظار برای وضعیت میانگین آب و هوایی، که در طولانی مدت در یک منطقه خاص یا برای کل اقلیم جهانی، رخ بدهد. تغییر اقلیم نشان دهنده‌ی تغییرات غیرعادی در اقلیم درون اتمسفر زمین و پی آمدهای ناشی از آن در قسمت‌های مختلف کره زمین است. برای مثال در یخ‌های قطبی مدت این تغییرات از ده سال تا چند میلیون سال تغییر می‌کند. بخصوص در کاربرد اخیر، در مقوله سیاست محیطی، اصطلاح «تغییر اقلیم» اغلب به تغییراتی که در اقلیم کنونی رخ می‌دهد اطلاق می‌شود. در برخی موارد، این عبارت با فرض رابطه علت و معلولی بشری نیز بکار می‌رود، همچنان که در کنوانسیون چارچوب تغییر اقلیمی سازمان ملل UNFCCC مورد استفاده قرار گرفت.

کنوانسیون UNFCCC اصطلاح «تغییرات اقلیمی» را برای تغییراتی به کار می‌برد که منشاء غیرانسانی داشته باشند. تغییر اقلیم پدیده‌ای است که در نتیجه فاکتورهایی همچون فرایندهای دینامیکی زمین یا عوامل بیرونی همچون تغییرات در شدت تابش آفتاب یا فعالیت‌های انسانی رخ می‌دهد.

عوامل خارجی تأثیر گذار بر اقلیم را اغلب نیروهای اقلیمی می‌نامند و شامل فرایندهایی همچون نوسانات در شدت نور خورشید، انحراف در مسیر حرکت زمین و افزایش غلظت گازهای گلخانه‌ای می‌شود. بازخوردهای ناشی از تغییر اقلیم متغیر است و ممکن است سبب افزایش یا کاهش این عوامل درونی شوند. بسیاری از تغییرات درونی در سیستم‌های اقلیمی با تأخیر رخ می‌دهند. زیرا سیستم اقلیمی کره زمین بسیار بزرگ است و به کندی حرکت می‌کند و به ورودی‌ها با تأخیر پاسخ می‌دهد. برای مثال یک سال خشکسالی تنها سبب کاهش آرام سطح دریاچه‌ها یا خشک شدن حاشیه زمین‌های هموار می‌شود. در سال‌های بعدی این شرایط ممکن است با کاهش بارش منجر شود که احتمالاً به یک سال خشک‌تر دیگر منجر می‌شود. وقتی که نقطه‌ی بحرانی بعد از x سال فرا می‌رسد، کل سیستم ممکن است به صورت دیگر تغییر کند و این حالت در هر صورت به توقف بارش منجر می‌شود. این نمونه از تغییر اقلیم سریع و برگشت‌پذیر است که به صورت تاخیری رخ می‌دهد.

عوامل تغییر اقلیمی

تغییرات اقلیمی به نوسانات درون محیط زمین، فرایندهای طبیعی موجود در اطراف آن، و تأثیر فعالیت بشر بر آن برمی‌گردد. عوامل خارجی که می‌تواند اقلیم را شکل دهد اغلب نیروهای اقلیمی نامیده می‌شوند شامل فرایندهایی همچون نوسانات در تابش خورشیدی، گردش (وضعی) زمین، و مقادیر (تمرکز) گاز گلخانه‌ای هستند.

نوسانات درون اقلیم زمین

آب و هوا در آن و به خودی خود یک سیستم پویای غیرخطی نامنظم است، اما در بسیاری از موارد مشاهده می‌شود که اقلیم (یعنی وضعیت میانگین آب و هوا) به درستی ثابت و قابل پیش‌بینی است. این مسئله شامل دمای متوسط، میزان بارش، روزهای آفتابی، و بسیاری متغیرهای دیگری می‌شود که در هر مکانی می‌توان آن را سنجش کرد. اما، تغییراتی نیز درون محیط زمین وجود دارند که می‌تواند بر اقلیم آن تأثیر بگذارد.

یخبندان

درصد افزایش توده‌های یخی در کوه‌های آلپ طی ۸۰ سال اخیر توده‌های یخی به عنوان یکی از حساس‌ترین شاخص‌های تغییر اقلیمی شناخته می‌شوند که عمدتاً طی دوره سرد شدن اقلیم افزایش می‌یابند (مانند دوره کوتاه یخبندان) و در طول گرم شدن آب و هوا در مقیاس‌های متوسط زمانی شروع به پسرفت می‌کنند. افزایش و فروپاشی توده‌های یخی، هر دو به نوسان‌پذیری طبیعی و عمدتاً نیروهای تشدیدکننده خارجی کمک می‌کند. اما، طی قرن گذشته، توده‌های یخی نتوانسته‌اند به حدکافی لایه‌های یخی را مجدداً تولید کنند تا جبرانی برای یخ‌های از دست رفته طی ماه‌های تابستانی باشد.

مهم‌ترین فرایندهای اقلیمی چند میلیون سال اخیر چرخه‌های یخبندان و درون یخبندان در دوره یخبندان کنونی است. اما واکنش‌های داخلی شکل گرفته در چرخه‌های میلانکوویچ| نوسانات گردشی، شامل صفحات یخی قاره‌ای و m۱۳۰ تغییر سطح دریا است که قطعاً نقش کلیدی را درباره تصمیم‌گیری پیرامون این مسئله ایفا می‌کند که چه واکنش اقلیمی در بیشتر مناطق مشاهده خواهد شد. تغییرات دیگر، از جمله وقایع هاینریش، حوادث دانسگار اوشگر و داغ‌گلی نورس نشانگر توان بالقوه نوسانات یخبندان است که حتی در غیاب تغییرات گردشی خاص بر اقلیم تأثیر می‌گذارد.

نوسان‌پذیری اقیانوس

تقریباً در مقیاس چند دهه، تغییرات اقلیمی نیز می‌تواند از تغییرات درون سیستم‌های اقیانوسی/ جوی حاصل شود. بسیاری از شرایط اقلیمی، مشهود تر از همه ENSO| نوسان جنوبی ال نینو، بلکه شامل نوسان دهه‌ای پاسیفیک، نوسانان اقیانوس اطلس شمالی، و نوسان اقیانوس منجمد جنوبی بوده که به عنوان شرایطی خاص درون سیستم اقلیمی شناخته شده‌اند که دست کم در اثر وجود آن‌ها تا حدودی با روش‌های گوناگون گرما توانسته در اقیانوس‌ها ذخیره شده و بین منابع مختلفی جابجا شود. در مقیاسهای زمانی طولانی‌تر، فرایندهای اقیانوسی همچون گردش ترمو هالاین نقش کلیدی را در توزیع مجدد گرما ایفا می‌کند و در صورت تغییر توانسته به شدت بر اقلیم تأثیر بگذارد.

حافظه اقلیمی

بیشتر اشکال نوسان‌پذیری داخل یک سیستم اقلیمی را می‌توان به شکل پسماند محسوب کرد، به این مفهوم که وضعیت جاری اقلیم نه تنها بیانگر ورودی‌های آن بلکه تاریخچه چگونگی پیدایش و رسیدن به این مرحله در آن است. مثلاً، یک دهه شرایط خشکسالی می‌تواند موجب نابودی دریاچه‌ها، خشک شدن کامل دشت‌ها و توسعه کویرها شود. در عوض، این شرایط می‌تواند به بارش‌های کمتر در سال‌های جاری بینجامد. بطور خلاصه، تغییر اقلیمی می‌تواند یک فرایند خودجوش دائمی باشد زیرا جنبه‌های گوناگون محیطی با نسبت‌های متفاوت و به طرق گوناگون نسبت به نوساناتی که ناگزیر روی می‌دهد، پاسخ می‌دهند.

منبع: ویکی پدیا