سفری با مسافران ریز باد‌ها

احسان سنایی

به هر ذره‌ی ریز‌ معلّق در باد و گریزان از خاک، اصطلاحاً هواویز گفته می‌شود؛ از غبار و مه گرفته تا آلاینده‌های شهری. این مسافران ریز و گریزپا را حتی توان تغییر الگوهای اقلیمی زمین است و از این‌روست که سفرهای لحظه‌ای و پیش‌بینی‌ناپذیرشان بر پشت بادهای زمین، آن‌ها را یکی از ابهامات بزرگ مدل‌سازی‌های علمی اقلیم سراسری سیاره‌مان ساخته‌ است.

سازمان فضایی اروپا، «اسا»، در پروژه‌ای ١٢‌ساله موسوم به GlobAerosol از سال ١٩٩٥، چشمان چندی از ماهواره‌هایش را به‌منظور تعقیب این مسافران هر زمان، به خدمت گرفت و چندی پیش اطلاعات آن را برای استفاده‌ی عموم در اینترنت منتشر ساخت.

تصویر ماهواره‌ای از طوفان سهمگین شن بر فراز آب‌های خلیج فارس / ناسا

تشعشع‌سنج‌ ATSR متعلق به ماهواره‌ ERS-2، تششع‌سنج AATSR و طیف‌سنج MRIS متعلق به ماهواره Envisat و نیز دوربین مادون‌قرمز SEVIRI متصل بر ماهواره Meteosat از سال ١٩٩٥ تا ٢٠٠٧، هر روزه اطلاعات سراسری پراکندگی هواویزهای (Aerosol) زمین را به‌منظور تسهیل عملیات مدل‌سازی الگوهای اقلیمی توسط دانشمندان، به زمین ارسال می‌کردند و چندی پیش، مؤسسه GlobAerosol اقدام به انتشار عمومی نتایج این نقشه‌برداری عظیم، در قالب فایل‌های NetCDF (فرمت استاندارد تبدیل داده‌های علمی) برای کارشناسان امر، و نیز افرونه‌های نرم‌افزار «Googleearth» برای کاربران خانگی کرد. این اطلاعات از پایگاه اینترنتی مؤسسه GlobAerosol قابل دریافت است.

منشأ برخی هواویزها طبیعی است و از این دسته می‌توان به نمونه‌هایی چون افشانه‌های نمکی دریاها، غبارات همراه باد، فوران‌های آتش‌فشانی و هواویزهای بیوشیمیایی اشاره کرد؛ در حالی‌که ١٠ درصد باقیمانده را انسان‌ها تولید می‌کنند و آتش‌سوزی‌های مصنوعی جنگل‌ها، آلاینده‌های شهری و صنعتی و فعالیت‌های کشاورزی را می‌توان از این جمله دانست. تمرکز هواویزهای انسانی، عمدتاً بر نیمکره‌ی شمالی زمین و خصوصاً بر فراز مراکز صنعتی و مناطقی است که کشاورزی به روش «ببُر و بسوزان» انجام می‌پذیرد.

هواویزها از طریق جذب و پراکندگی نور آفتاب و تابش گرمایی گسیل شده از سطح زمین، انرژی سیاره‌ی ما را متعادل نگه داشته و هم‌چون بستری برای گردهمایی ذرات بخارآب و نهایتاً ایجاد ابرها عمل ‌می‌کنند.

بسیاری بر این عقیده‌اند که سرخی فریبنده‌ی افق شبه‌جزیره‌ی «اسلوفجورد» نروژ که «ادوارد مانش» را به ترسیم تابلوی معروف «جبغ» واداشت؛ پس‌آیندی از فوران سهمگین آتشفشان «کراکاتسوئا»ی اندونزی در ٢٧ آگوست ١٨٨٣ بوده است. تصویر بالا، مربوط به فوران کوه آتشفشان پیناتوبو در بهار ١٩٩١ است که تا ماه ها زمین را گرفتار پتویی از هواویزهای مرتفع ساخت.

طبق اعلام مؤسسه IPCC (برنامه بین‌الدولی تغییرات آب‌وهوایی)، هواویزها به همان میزانی که دی‌اکسید‌کربن به گرمایش زمین تمایل دارد، سیاره‌مان را با بازتاب نور آفتاب سرد می‌کنند؛ هر چند عواملی همانند اقامت بیشتر گازهای گلخانه‌ای در جو زمین نسبت به هواویزها، امکان خنثی‌سازی کامل پدیده‌ی ناخوشانید گرمایش زمین به دست هواویزها را تا حد زیادی غیرمحتمل می‌سازد. از این‌رو هنوز این نتیجه‌گیری‌ها عجولانه بوده و برای قضاوت قطعی به اطلاعات بیشتری نیاز است؛ اطلاعاتی همچون نقشه‌های ماهواره‌ای.

میزان این سرمایش، به ابعاد و ترکیبات ساختاری ذرات هواویز بستگی دارد. این ذرات با کشش الکترواستاتیکی خود، همچون بذر ابرها عمل کرده و از این‌رو بدون هواویزها، ابری نیز ایجاد نخواهد شد. غلظت بالای آن‌ها نیز از سویی خود مُعضلی بزرگ است؛ چراکه در چنین شرایطی قطرات آب موجود در ابرها، مابین هواویزهای بیشتری توزیع شده و روی‌هم‌رفته از جرم هر قطره‌ی منفرد کاسته می‌شود.

چهار تصویر ماهواره‌ای از سراسر زمین که هر کدام در بازه‌های زمانی دوماهه، پراکندگی دی‌اکسید سولفور حاصله از فوران کوه پیناتوبو را نشان می دهند. تصویر اول پیش از فوران، و تصویر چهارم نیز توزیع نهایی و همگن این گاز را پس از گذشت سه سال از فوران در سراسر زمین نشان می‌دهد. تصاویر دوم و سوم نیز غلظت این گاز را در جو مناطق استوایی، به ترتیب در ٢ و ٤ ماه پس از فوران نشان می‌دهند / ناسا

نتیجه آن‌که از یک طرف تمایل سقوط این قطرات ریز به شکل باران و برف کاهش یافته و مقادیر بارش نزولات آسمانی افت می‌کند؛ و از طرف دیگر با حضور طولانی‌تر ابرها در آسمان، تأثیرات سرمایش زمین از راه هواویزها نیز قوّت بیش‌تری می‌یابد. به همین سبب این ذرات نه‌تنها به تولید ابرها کمک می‌کنند؛ که بر ضخامت و نرخ بارندگی‌‌شان نیز مستقیماً مؤثرند.

ابعاد هواویزها از ٠/٠١ تا چندده میکرون متغیر است (ابعاد ذرات دود سیگار، در حدود میانه‌ی این بازه قرار دارد) و در شرایط معمول، اکثرشان را می‌توان در ارتفاعات تحتانی جو زمین (لایه تروپوسفر) دید که عمرشان هم اغلب بیش از یک هفته نیست؛ چراکه باران آن‌ها را به زمین می‌نشاند.

اما گاه آتش‌فشان‌ها، سواریِ جذابی به فرزندان ریزشان می‌دهند و آن‌ها را به لایه‌هایی فراتر از تروپوسفر می‌رسانند؛ یعنی لایه استراتوسفر و اقامتگاه مولکول‌های ازون.

در دوم آوریل ١٩٩٩، فوران سهمگین آتش‌فشان «پیناتوبو» در فیلیپین، در حدود ٢٠ میلیون تن دی‌اکسید‌سولفور را به لایه‌ی استراتوسفر تزریق کرد و دمای متوسط سیاره‌مان را تا یک سال بعد، در حدود نیم درجه کاهش داد. با این وجود از جنبه زیبایی‌شناسانه‌ی امر، هواویزهای مرتفع، صحنه‌های غروب خارق‌العاده‌ای را ایجاد می‌کنند که هیچ‌گاه از ذهنتان پاک نخواهد شد!

بسیاری بر این عقیده‌اند که سرخی فریبنده‌ی افق شبه‌جزیره‌ی «اسلوفجورد» نروژ که «ادوارد مانش» را به ترسیم تابلوی معروف «جبغ» واداشت؛ پس‌آیندی از فوران سهمگین آتشفشان «کراکاتسوئا»ی اندونزی در 27 آگوست 1883 بوده است.

نقاشی «جیغ»؛ اثر ادوارد مانش. سرخی برجسته‌ی افق مغرب احتمالاً اغراق هنرمند نیست؛ چراکه هواویزهایی که در جریان فوران آگوست ١٨٨٣ از دودکش آتشفشان کراکاتسوئای اندونزی در سراسر زمین پخش شدند؛ تا مدت‌ها صحنه‌های غروب مسحورکننده‌ای را بوجود می‌آوردند.

مدل‌سازی الگوهای اقلیمی به‌وسیله مطالعات فضایی اما نیاز به بازبینی و تطبیق با واقعیات نیز دارد؛ هدفی که شش تیم مدل‌سازی جوی اروپا شامل مؤسسه‌های ECMWF، LSCE؛ دانشگاه‌های لیدز و ادینبورگ، انیستیتو مطالعات هواشناسی ماکس پلانک و سازمان تحقیقات علمی و کاربردی هلند (TNO) را برآن‌داشت تا با مقایسه‌ی داده‌های دریافتی از هوا و فضا، اختلافات موجود در مشاهدات فضایی و پیش‌بینی‌های آب‌وهوایی را بررسی کرده و این‌چنین به رفع کاستی‌های هر دو روش بپردازند.

نهایتاً در ماه سپتامبر سال جاری بود که نتایج این تحقیق، در جریان کنفرانس علوم جوی سازمان فضایی اروپا در بارسلونای اسپانیا ارائه گردید. «ماریا گرازیا فرونتوسو» از دانشگاه لیدز انگلستان گفت: «به نظر می‌رسد پروژه‌ی GlobAerosol ابزار بسیار کارآمدی برای تشخیص ابهامات موجود در مدل‌های (اقلیمی) جهان است.»

«آرژو سگرز» از مؤسسه ‌TNO هلند نیز داده‌های دریافتی از پروژه GlobAerosol و مدل‌سازی‌های انجام‌گرفته از غبار سرگردان بیابان‌ها را با آتش‌سوزی‌ جنگل‌های شبه‌جزیره ایبری مقایسه نمود و گفت: «نتایج این پژوهش، گویای این است که داده‌های پروژه GlobAerosol، خصوصاً برای درک مقادیر هواویزهای موجود بر فراز آب‌ها‌(ی زمین) کارآمد است.»

با این حال همچنان دانسته‌های ما از این ساکنان همیشه‌ی آسمان اندک است و در زمینه‌ی درک رفتارهای شدیداً متغیر آن‌ها، بی‌‌شک نقشه‌برداری‌های فضایی نقش شایان توجهی را ایفا خواهند نمود.