درس‌هایی که از تغییرات آب و هوایی گذشته باید بگیریم

تصویر: عصر یخبندان کوچک، افراط های تلخی به بار آورد. پیتر بروگل بزرگ ، 1565
 
در هفته های اخیر، سیل های فاجعه بار شهرهای آلمان، بلژیک و هلند را تحت الشعاع قرار داده، تونل های مترو را در چین زیر سیل پوشانده است، شمال غربی آفریقا را در بر گرفته و زمین لغزش های مهلکی را در هند و ژاپن تجربه کرده است. گرما و خشک سالی باعث آتش سوزی در شمال آمریکای غربی و سیبری شد، به کمبود آب در ایران کمک کرد و قحطی را در اتیوپی، سومالی و کنیا بدتر کرد.
 پس از آن که کشورها میزان انتشار گازهای گل خانه ای خود را کاهش دهند، باز گرداندن شیمی اتمسفر هنوز دهه ها به طول خواهد انجامید، بنا بر این جوامع باید خود را با یک سیاره گرم تر و قابل سکونت سازگار کنند. چنین مواردی فراطی، به گونه ای فزاینده توسط فعالیت های انسانی که باعث گرم شدن آب و هوای زمین می شوند ایجاد شده یا بدتر می شوند. برای هزاران سال، آب و هوای زمین به سرعت و یا عمق امروز در هیچ جایی تغییر نکرده بوده است.
 
با این حال، در مقیاس کوچک تر، بشر قبلاً همزمان با تغییر دما، موج وقایع شدید آب و هوایی را دیده است. این اتفاق در دوره ای رخ داده است که به عنوان عصر یخبندان کوچک شناخته می شود، دوره ای بین قرن 14 و 19 که با فوران های بزرگ آتش فشانی و طوفان های سرد شدید در مناطقی از جهان مشخص شده است.
 
اعتقاد بر این است که میانگین دمای جهانی حتی در خنک ترین دهه های عصر یخبندان کوچک، کم تر از نیم درجه سانتیگراد (کمتر از 0.9 فارنهایت) سرد شده است، اما به طور محلی، افراط و تفریط معمول بود.
 
در خاطرات و نامه های آن دوره، مردم در مورد "سال های بدون تابستان" می نوشتند، زمانی که هوای زمستانی مدت ها پس از بهار ادامه داشت. در یکی از این تابستان ها، در سال 1816، سرما که به دنبال فوران گسترده آتش فشان در اندونزی رخ داد، محصولات موجود در مناطق مختلف اروپا و آمریکای شمالی را خراب کرد. تابستان های غیر معمول سرد اروپا در سال های 1587، 1628 و 1675 که یخبندان غیر فصلی ترس و بعضی جاها گرسنگی را تحریک می کرد کمتر شناخته شده است.
 
ماری دو رابوتین-شانتال، نویسنده، در خلال قست انتهایی این سال ها، از پاریس نوشت: "به طرز وحشتناکی سرد است." "رفتار خورشید و فصول تغییر کرده است."
 امواج گرمای شدید، آنهایی که فقط رکوردها را نمی شکنند، بلکه آنها را خرد می کنند، وقتی دماها به سرعت تغییر می کنند، رایج تر می شوند.زمستان ها می توانند به همان اندازه ترسناک باشند. مردم کولاک قرن 17 را تا جنوب فلوریدا و استان فوجیان چین گزارش کردند. یخ های دریایی کشتی ها را به دام انداختند و بارها خلیج چساپیک را محاصره کردند و آب ها از رودخانه های بسفر گرفته تا میوز یخ زدند. در اوایل سال 1658، یخ به حدی کاملاً دریای بالتیک را پوشانده بود که ارتش سوئد برای محاصره کپنهاگ از روی آب جدا کننده سوئد و دانمارک که یخ زده بود راه پیمایی و حرکت کرد. شعرها و ترانه ها حاکی از آن است که مردم در حالی که در خانه هایشان جمع شده بودند، به سادگی دچار مرگ می شدند.
 
این ها که گفتیم ضربه های محکم و ناگهانی سرما بودند، امواج گرما نبودند، اما داستان کلی باید آشنا به نظر برسد: یک تغییر کوچک در آب و هوای جهانی، احتمال تغییرات شدید آب و هوای محلی را به طرز چشم گیری تغییر می داد. دانشمندانی که تاریخ آب و هوا و جامعه را مطالعه می کنند، مانند من، این تغییرات را در گذشته شناسایی می کنند و می فهمند که جمعیت انسانی چگونه واکنش نشان داد.
 

آن چه پشت افراط ها است

ما در مورد عصر یخبندان کوچک می دانیم زیرا دنیای طبیعی مملو از چیزهایی مانند درختان، استالاگمیت ها و صفحات یخی است که، در حالی که به تدریج رشد می کنند یا جمع می شوند، به هوا پاسخ می دهند. متخصصان می توانند از نوسانات گذشته در رشد یا شیمی آنها به عنوان شاخص نوسانات آب و هوایی استفاده کنند و از این طریق نمودارها یا نقشه هایی – با باز سازی ها - ایجاد کنند که تغییرات تاریخی آب و هوا را نشان می دهد.
 به دلیل خنک شدن متوسط ناشی از ​​حجاب غبارهای آتشفشانی، الگوهای مختل گردش هوا در قرن شانزدهم منجر به خشک سالی های شدیدی شد که به کمبود مواد غذایی در سراسر امپراتوری عثمانی کمک کرد. این باز سازی ها نشان می دهد که امواج خنک کننده، بسیاری از قسمت های جهان را فرا گرفت. آنها همچنین دلایل احتمالی را پیشنهاد می کنند - از جمله مجموعه ای از فوران های آتشفشانی انفجاری که به طور ناگهانی گرد و غبار پراکننده نور خورشید را به استراتوسفر آزاد کردند؛ و تنوع داخلی آهسته در الگوهای منطقه ای گردش اتمسفری و اقیانوسی.
 
با این حال، این علل می توانستند زمین را در خنک ترین امواج عصر یخبندان کوچک تا چند دهم درجه سانتیگراد خنک کنند. و خنک سازی تقریباً به اندازه گرمایش فعلی ثابت قدم نبود.
 
روندهای کوچک جهانی می تواند تغییرات محلی بسیار بزرگ تری را در بر داشته باشد. مطالعات حاکی از آن است که خنک سازی ناچیزی که در اثر فوران های آتشفشانی ایجاد می شود می تواند کنتراست معمول بین دمای زمین و دریا را کاهش دهد، زیرا زمین سریع تر از اقیانوس ها گرم و سرد می شود. از آن جایی که این کنتراست قدرتی موسمی را ایجاد می کند، بادهای موسمی های تابستانی آفریقا و شرق آسیا می توانند پس از فوران های بزرگ ضعیف شوند. این احتمالاً گردش هوا را تا انتهای اقیانوس اطلس شمالی مختل کرده و باعث کاهش جریان هوای گرم به اروپا می شود. به همین دلیل است که مثلاً ممکن است مناطقی از اروپای غربی تا بیش از 3 درجه سانتیگراد (5.4 درجه فارنهایت) سرد شده باشد حتی وقتی که سایر نقاط جهان در طول سال بدون تابستان 1816 بسیار کم تر سرد شده اند.
باران شدید و جمع شدن آب در پشت سدهای مربوط به ذوب یخ ها، بارها و بارها تمهیدات دفاعی ناکافی در مقابل سیلاب ها را در هم شکست و اروپای مرکزی و غربی را در بر گرفت.   
تصویر: نقشه ای که ناهنجاری دما را نشان می دهد، با اروپای غربی تا 3 درجه سردتر از حد طبیعی. در سال 1816 دما در مناطقی از اروپا به مراتب کمتر از حد نرمال بود. Dagomar Degroot، CC BY-ND
 
حلقه های باز خورد همچنین سرمایش منطقه ای را تقویت و پایدار می کنند، شبیه به آن چه که امروز می بینیم آنها چگونه گرمایش منطقه ای را تقویت می کنند. به عنوان مثال، در قطب شمال، دمای سردتر می تواند به معنای یخ دریایی با دوام بیشتر باشد. یخ نور خورشید را بیشتر از آب به فضا منعکس می کند و این حلقه بازخورد منجر به خنک شدن بیشتر، یخ بیشتر و غیره می شود. در نتیجه، تغییرات آب و هوایی نسبتاً متوسط ​​عصر یخبندانِ کوچک احتمالاً تأثیرات محلی عمیقی داشته است.
 در قطب شمال، دمای سردتر می تواند به معنای یخ دریایی با دوام بیشتر باشد. یخ نور خورشید را بیشتر از آب به فضا منعکس می کند و این حلقه بازخورد منجر به خنک شدن بیشتر، یخ بیشتر و غیره می شود. در نتیجه، تغییرات آب و هوایی نسبتاً متوسط ​​عصر یخبندانِ کوچک احتمالاً تأثیرات محلی عمیقی داشته است.تغییر الگوهای گردش هوا و فشار نیز در بسیاری از مناطق منجر به هوای مرطوب، خشک یا طوفانی شد.
 
یخ های سنگین دریا در دریای گرینلند ممکن است مسیر طوفان اقیانوس اطلس شمالی را به سمت جنوب منحرف کرده و مسیرهای شدید دریایی را به سمت ساحل ها و سدهای مناطق فعلی هلند و بلژیک هدایت کرده باشد. هزاران نفر تسلیم سیل روز همه مقدسین 1570 (1570 All Saints’ Day Flood) در امتداد سواحل آلمان و هلند، و دو باره سیل کریسمس 1717، شدند و جان خود را از دست دادند. باران شدید و جمع شدن آب در پشت سدهای مربوط به ذوب یخ ها، بارها و بارها تمهیدات دفاعی ناکافی در مقابل سیلاب ها را در هم شکست و اروپای مرکزی و غربی را در بر گرفت. "چه کسی دلش به حال شهر نمی سوزد؟" یک وقایع نگار با دیدن شهر خود در زیر آب و سپس در آتش سوزی در سال 1602 ابراز تاسف کرد. "یک طوفان، یک سیل، یک آتش همه این ها را نابود کرد. "
   
تصویر: طوفان های فاجعه آمیز، مانند طوفان سال 1775 در هلند، توسط حکاکی ها و سایر هنرمندان ثبت شده است.Noach van der Meer II ، بعد از هندریک کوبل
 روندهای کوچک جهانی می تواند تغییرات محلی بسیار بزرگ تری را در بر داشته باشد. خنک شدن دمای سطح دریا در اقیانوس اطلس شمالی احتمالاً همچنین وزش بادهای باران زا در اطراف خط استوا را به سمت جنوب معطوف کرده و خشک سالی هایی را تحریک کرد که زیر ساخت های آب در آنگکور (Angkor) قرن 15 را تضعیف نمود.
 
شاید به دلیل خنک شدن متوسط ناشی از ​​حجاب غبارهای آتشفشانی، الگوهای مختل گردش هوا در قرن شانزدهم منجر به خشک سالی های شدیدی شد که به کمبود مواد غذایی در سراسر امپراتوری عثمانی کمک کرد. در سال 1640، کانال آب عظیمی که مواد غذایی پکن را تأمین می کرد به سادگی خشک شد و یک خشک سالی کوتاه اما عمیق در سال 1666 زیرساخت های چوبی شهرهای اروپا را در معرض موجی از آتش سوزی های فاجعه بار شهری قرار داد.
 

چگونه این در مورد امروز کاربرد دارد؟

امروز، تغییر دما در جهت دیگری قرار دارد - با درجه حرارت جهانی 1 درجه سانتیگراد (1.8 درجه فارنهایت) بالاتر از قبل از دوره صنعتی، افراط های موضعی، گاهی اوقات ویرانگر، در سراسر جهان رخ می دهد.
 
تحقیقات جدید نشان داده است که امواج گرمای شدید، آنهایی که فقط رکوردها را نمی شکنند، بلکه آنها را خرد می کنند، وقتی دماها به سرعت تغییر می کنند، رایج تر می شوند.
 یک تغییر کوچک در آب و هوای جهانی، احتمال تغییرات شدید آب و هوای محلی را به طرز چشم گیری تغییر می داد.این ها به منزله هشدار به دولت ها برای دو برابر کردن تلاش هایشان برای محدود کردن گرم شدن زمین تا 1.5 درجه سانتیگراد (2.7 درجه فارنهایت) بالاتر از میانگین دما در قرن 20، و در عین حال سرمایه گذاری در توسعه و به کار گیری فناوری هایی که گازهای گل خانه ای را از جو فیلتر می کنند، می باشد.
   
تصویر: عکسی از تغییر دما به صورت راه راه های رنگی. تجسم ناهنجاری های دمایی بیش از 2000 سال، با دمای سردتر در آبی تیره و دمای گرم تر در قرمزهای تیره، دوره های خنک عصر یخبندان کوچک و گرم شدن شدید امروز را نشان می دهد. اد هاوکینز
 "به طرز وحشتناکی سرد است." "رفتار خورشید و فصول تغییر کرده است."پس از آن که کشورها میزان انتشار گازهای گل خانه ای خود را کاهش دهند، باز گرداندن شیمی اتمسفر هنوز دهه ها به طول خواهد انجامید، بنا بر این جوامع باید خود را با یک سیاره گرم تر و قابل سکونت سازگار کنند. ممکن است ملل و جوامع از برخی از داستان های موفقیت در عصر یخبندان کوچک درس بگیرند: جمعیت هایی که رونق می گرفتند غالباً جمعیت هایی بودند که برای شبکه های تجاری متنوع تأسیس شده ضعیفشان وسیله فراهم می کردند، از محیط های آسیب پذیر مهاجرت می کردند، و بیش از هر چیز با واقعیت های جدید زیست محیطی سازگار بودند.
 
افرادی که عصر یخبندان کوچک را گذراندند شاید مهم ترین منبع موجود امروز را نداشتند: توانایی یاد گیری از تاریخ جهانی طولانی در باره واکنش های انسان به تغییرات آب و هوایی.
 برای هزاران سال، آب و هوای زمین به سرعت و یا عمق امروز در هیچ جایی تغییر نکرده بوده است.
منبع: داگومار دگروت، Georgetown University