Bu ilin sonunda ölkəmiz COP-29 tədbirinə ev sahibliyi edəcək. Bu gün biz qlobal istiləşmə, iqlim dəyişikliyi, istixana qazlarının havanı çirkləndirməsi, CO2, ozon təbəqəsi, dəniz səviyyəsinin qalxması, yer üzündə həyatın gələcək taleyi, yaşıl enerji, enerji keçidi və s. haqqında tez-tez eşidirik. Bu mövzuların bəziləri bizim üçün yenidir, bəzilərini dərk etməyimiz çətindir. Belə hallarda mövzunu daha dərk etmək üçün sahənin mütəxəssislərinə və alimlərinə müraciət edirik.

Həmyerlimiz Ramin İsayev 25 ilə yaxındır ki, iqlim dəyişikliyi, davamlı inkişaf və enerji keçidi məsələlərini öyrənir. Ramin İsayev dünyanın ən nüfuzlu universitetlərinin: Harvard Universiteti və Massaçusetts Texnologiya İnstitutunun (MIT) məzunudur. Ramin İsayev, Milton Fridman, Cefri Saks, Vatslav Smil, Robert Solo, Pol Kruqman, Con Sterman və bu kimi bir çox başqa intellektual nəhənglərin və fikir liderlərindən dərs almışdır. Ramin İsayev dünyanın aparıcı enerji şirkətlərində uğurlu karyera qurmuşdur. Ramin İsayev, həmçinin bəşəriyyətə təsiri olan qlobal problemlər haqqında bir çox məqalə və kitabın müəllifidir. Ramin İsayev iqlim dəyişikliyi, enerji keçidi və davamlı inkişafla bağlı bəzi elmi məqalələrinin və kitab fəsillərinin sadələşdirilmiş variantını bizimlə bölüşməyə razılıq verdi. Bu gün sizə Ramin İsayevin iqlim, klimatologiya və iqlim dəyişikliyi haqqında giriş məqaləsini təqdim edirik.



Mötəbər COP-29 tədbiri bu ilin, 2024-cü ilin sonunda Azərbaycanda keçiriləcək. İqlim dəyişikliyi hazırda qlobal səviyyədə müzakirə olunan çox vacib bir mövzudur. COP iqlim dəyişikliyi ilə bağlı problemlərin müzakirəsi və iqlim dəyişikliyi nəticəsində yaranan problemlərin qarşısının alınması və ya azaldılması üçün effektiv tədbirlərin uzlaşdırılması üçün ən böyük və ən effektiv platformadır. Azərbaycanın bu həqiqətən qlobal və böyüyən fəlakətlə mübarizədə liderlik nümayiş etdirdiyini görmək çox xoşdur. İqlim dəyişikliyi, mahiyyətcə Yerin iqlim sisteminin müxtəlif hissələrində yeni enerji tarazlığına keçiddir. Azərbaycan enerjini və enerji sistemlərini anlamaqda misilsiz bilik bazasına, irimiqyaslı enerji layihələrinin həyata keçirilməsində nümunəvi təcrübəyə, regional və qlobal nəticələrə yönəlmiş uzaqgörən liderlik üslubuna malikdir. Ona görə də Azərbaycanın COP-da liderliyi məntiqlidir, təbiidir və böyük fayda verəcəkdir. COP tədbirinin Azərbaycanda keçirilməsi həm də ölkəmizdə iqlimşünaslığın və ümumilikdə elmin inkişafına stimul verəcək, iqlim dəyişikliyi və enerji keçidi problemlərinin həlli ilə bağlı yeni texnologiyaların inkişafına gətirib çıxaracaqdır.

Gələcəkdəki iqlim və onun bəşəriyyətin problemlərinin, Yer planetində həyatın gələcək taleyinə təsirləri ilə bağlı çoxlu məchullar və qeyri-müəyyənliklər var. İqlim dəyişikliyi problemi o qədər mürəkkəb, o qədər geniş miqyaslı və universal bir problemdir ki, hətta onun sadəcə dərk edilməsi üçün müxtəlif sahələrdən olan mütəxəssislərin, alimlərin və qərarverici şəxslərin birgə səyləri tələb olunur. İqlim dəyişikliyinin yaratdığı problemlər o qədər böyükdür və onların nəticələri potensial olaraq o qədər fəlakətlidir ki, bəşəriyyət hazırki halında heç vaxt bu cür və bu miqyasda ekzistensial təhlükə ilə üzləşməyib. Yaxşı xəbər ondan ibarətdir ki, bütün peşələrə mənsub və dünyanın hər bucağından olan elitalar iqlim dəyişikliyi ilə mübarizə üçün birgə səylərə ehtiyac olduğunu başa düşür.

Problemin adı iqlim dəyişikliyidir. İqlim dəyişikliyi məsələsini daha yaxşı başa düşmək üçün ilk növbədə terminologiyaya aydınlıq gətirməli, əsas problemi və ondan törəyən problemləri aydın şəkildə müəyyənləşdirməliyik, problemin kökündə duran səbəbləri müəyyən etməli və yalnız bundan sonra biz iqlim dəyişikliyi problemləri və törəmə məsələlərini müzakirə edə və effektiv, səmərəli həll yollarını təklif edə bilərik.

Cavab axtarmalı olduğumuz suallar aşağıdakılardır:

– iqlim nədir?

– iqlim dəyişikliyinə hansı amillər səbəb olur?

– İqlim dəyişikliyinin nəticələri nələr ola bilər (ssenarilər) ?

– İqlim dəyişikliyinin hansı səbəbləri hazırda insanlar tərəfindən idarə oluna və aradan qaldırıla bilər?

– hazırkı texnoloji inkişaf səviyyəsində iqlim dəyişikliyinin hansı səbəbləri insan nəzarətindən kənardadır?

– Yerin gələcək iqlimini proqnozlaşdırmaq üçün Yerin keçmişdəki iqlimindən və digər planetlərin iqlimindən nə öyrənə və hansı nəticələri çıxara bilərik?

– İqlim dəyişikliyinin yaratdığı problemlərlə mübarizədə hazırda biz insanların hansı imkanları var?

– Həyatı indiki formada saxlamaq üçün hansı Yerdən kənar imkanlar mövcuddur? Günəş sistemindəki digər cisimlərdə həyat üçün münasib iqlim necə yaradıla bilər?

Bu mövzulardan bəziləri elmi fantastika kimi səslənə bilər: həyatın və bəşəriyyətin gələcəyi təhlükə altında olduqda, bizi bu ekzistensial (varlığımızla bağlı) problemlərin qeyri-standart həll yollarının axtarışına ruhlandırmaq üçün, elm və fantastika bir araya gəlməlidir.

Beləliklə, yuxarıda qaldırdığımız məsələləri nəzərdən keçirməyə başlayaq. Artıq qeyd etdik ki, sırf elmi baxımdan Yerin iqlim sistemi və Yerin qlobal enerji balansı bir medalın iki üzüdür. İqlim, uzun illər ərzində temperatur, külək və yağıntı kimi meteoroloji hadisələrin statistik paylanması ilə təyin edilir (hava şəraiti isə bu şərtlərin saat və ya günlərin zaman şkalası üzrə konfiqurasiyası ilə bağlıdır). Yer kürəsinin iqlimi Yer kürəsinin atmosferi, hidrosferi (su), kriosferi (buz), quru sahəsi və biosferi arasındakı qarşılıqlı dinamik təsirlərlə (enerji mübadiləsi, enerji ötürülməsi ilə) müəyyən edilir. Uzun müddət (milyon və yüz milyon illər) ərzində isə iqlimə Yerin orbital dinamikası, günəş radiasiyasının dəyişməsi, geoloji proseslər və insan fəaliyyəti daxil olmaqla bir çox amillər təsir etməkdədir. İqlimə təsir edən və onu müəyyən edən bütün təbiət prosesləri və bütün insan fəaliyyəti sırf elmi mənada enerjinin çevrilməsindən başqa bir şey deyildir. Biz sizə enerji və enerji keçidi məsələlərinə həsr olunmuş ayrıca məqalə təqdim edəcəyik. Hələlik bunu qeyd etmək kifayətdir ki, enerji fiziki sistemin zamanda təkamülü ilə bağlı olan kəmiyyətdir. Zamanla dəyişməyən fiziki qanunlarla təsvir edilə bilən istənilən qapalı sistem enerji adlanan sabit kəmiyyətə malikdir. Kainat sözün əsl mənasında enerji ilə doludur! Hazırda birbaşa ölçmələr və astrofiziki müşahidələr vasitəsilə müəyyən edilmişdir ki, qaranlıq enerji Kainatdakı enerjinin 68%-ni, qaranlıq maddə Kainatdakı enerjinin 27%-ni təşkil edir və tanış atomlardan ibarət standart barionik maddə isə müşahidə olunan Kainatdakı enerjinin 5%-dən daha az hissəsini təşkil edir. Bizim hələ də qaranlıq enerji və qaranlıq maddə haqqında çox məhdud anlayışımız var. Biz insanların istifadə etdiyi enerjinin demək olar ki, hamısı ilkin olaraq Yerə günəş radiasiyası şəklində gəlmişdir – nüvə, geotermal və gelgit (qabarma) enerjisi istisna təşkil edir. Günəşin elektromaqnit şüaları Yerdəki ən böyük enerji mənbəyidir və Günəşdən hər saniyə Yerə 173 milyon GC (giqacoul-milyardcoul) enerji gəlib çatır. Bu, biz insanların istifadə etdiyi enerjidən 10 min dəfə çoxdur. Yer üzündə istifadə etdiyimiz enerjinin demək olar ki, hamısı əvvəlcə günəş şüaları şəklində gəlmişdir: istifadə etdiyimiz çöküntü mənşəli yanacaq, yediyimiz qida, istehlak etdiyimiz külək enerjisi, istifadə etdiyimiz hidro (suyun potensial) enerjisi – bütün bunlar çevrilmiş və saxlanan günəş enerjisindən başqa bir şey deyildir. Beləliklə, günəş enerjisi birbaşa və dolayısı ilə Yerin iqliminin formalaşmasında həlledici rol oynayır. Bununla belə, Yerin iqlim sistemi elə də sadə sistem deyil: Yerin iqlim sistemi təbii və antropogen amillərin təsiri altında zamanla dəyişən çoxsaylı aralıq tarazlıq vəziyyətlərinə malik dinamik, mürəkkəb sistemdir.

Əgər Yer kürəsinin atmosferi, hidrosferi və biosferi olmasaydı, o zaman Yerin iqlimini təsvir etmək və başa düşmək çox sadə olardı: düşən günəş radiasiyası Yerin səthini qızdırardı, sonra isə Yer kürəsi kosmik fəzaya infraqırmızı şüalar, istilik yayardı. Sadə bir hesablama göstərir ki, Yerin bu sadə, “çılpaq” vəziyyətində Yer səthinin orta temperaturu 6°C olardı ki, bu da Yer səthinin hazırkı faktiki orta temperaturundan, yəni 14°C-dən xeyli aşağıdır. Atmosferin, hidrosferin və biosferin olması Yerdə istilikötürmə və istilik mübadiləsi proseslərini mürəkkəbləşdirir və Yer planetində spesifik iqlimin yaranmasına səbəb olur. Havanın nisbətən aşağı xüsusi çəkisini nəzərə alsaq (bir kubmetrin Yer səthində cəmi 1,2 kq kütləsi var ki, bu da eynihəcimli suyun kütləsinin təxminən mində birinə bərabərdir), istiliyi paylayan, mikrobları, tozcuqları və toxumları daşıyan və küləklə kontinental səthlərin aşınmasına cavabdeh olan qlobal atmosfer dövriyyəsini enerji ilə təmin etmək üçün insolasiyanın (Günəş şüa enerjisinin) yalnız çox kiçik bir hissəsi, 2%-dən az hissəsi lazımdır. Qlobal atmosfer sirkulyasiyası tropiklərin davamlı qızması ilə idarə olunur ki, bu da daha yüksək paralellərdən ekvatora doğru nisbətən soyuq hava axını yaradır və adətən Hadley hüceyrələri kimi tanınan iki energetik hərəkət edən hava dövranını hərəkətə gətirir. Suyun 4185 C/q x °C-yə bərabər yüksək xüsusi istiliyi torpaq və qayalar üçün olan eyni kəmiyyətdən bir neçə dəfə yüksəkdir və məhz buna görə suyun temperaturu bərk səthlərin temperaturundan daha yavaş yüksəlir və enir və bu səbəbdən də bir həcm vahidində daha çox istilik saxlayır ki, bu da hidrosferi (okeanı) dünyanın ən böyük temperatur tənzimləyicisinə (termostatına) çevirir. Bundan əlavə, suyun qeyri-adi yüksək buxarlanma temperaturu vardır – 20°C-yə demək olar ki, 2,5 kk/q. Bu isə o deməkdir ki, su buxarında yüksək miqdarda gizli istilik çox uzun məsafələrə daşına və mənbəyindən onlarla, yüzlərlə və hətta minlərlə kilometr məsafəyə ötürülə bilər. Okeanın Yerin enerji balansında dominant olmasının səbəbi təkcə geniş səthi deyil (okean planetin səthinin 70%-dən çoxunu əhatə edir), həm də aşağı albedo suyun olmasıdır. (orta hesabla 6%). Yer kürəsinin ən böyük enerji mənbəyi olan düşən günəş şüaları Yer atmosferindən, Yer səthindən və buludlardan əks olunur: buna albedo deyilir. Yəni o, günəş radiasiyasını qitələrə nisbətən təxminən dörd dəfə çox udur. Günəş işığı orta dərinliyi 3,8 km olan okeanların səthinin yalnız 80-100 metrinə, ən təmiz tropik dənizlərdə isə təxminən 200 m-ə qədər olan nazik okean təbəqəsinə nüfuz edir. Termoklindən aşağıda (dərinlik artdıqca temperaturun sürətlə endiyi, qida maddələrinin konsentrasiyasının və duzluluğun isə artdığı okean suyunun təbəqəsi) su həmişə bərabər səviyyədə qaranlıqdır və ən böyük sıxlıq nöqtəsi olan 4° C-yə yaxındır. Bu, həmin möhtəşəm maddənin, suyun digər bir xüsusiyyətidir: temperaturun azalması ilə digər maddələrin sıxlığı artdığı halda, su ən böyük sıxlığına 3,98° C temperaturda çatır. Temperatur və sıxlığın bu qeyri-adi nisbəti şimal sularında balıqların sağ qalmasına imkan verir, çünki buz dibdə deyil, səthdə əmələ gəlir. Planetin su dövrəsi (buxarlanma-yağış-yeraltı axın) ildə təxminən 580 min km3 suyu hərəkət etdirir. Bu su kütləsinin buxarlanması üçün təxminən 46 PVt (peta-Vt, milyon milyard Vt) enerji lazımdır ki, bu da ümumi insolasiyanın (Yerə çatan Günəş enerjisinin) təxminən 52% -ni təşkil edir. Kontinental yağıntıların yalnız kiçik bir hissəsi dərin sulu təbəqələri doldurur: təxminən beşdə üçü buxarlanır və üçdə birindən az hissəsi axarlarla okeana qayıdır. Qitələrin orta hündürlüyünün 850 m olduğunu nəzərə alsaq, bu miqdarda su hər il təxminən 13 TVt potensial enerjisinə malikdir ki, bu da 21-ci əsrin əvvəllərində dünyanın ümumi elektrik istehlakından daha çoxdur. Bu nəhəng potensialın yalnız kiçik bir hissəsi hazırda su elektrik stansiyaları vasitəsilə istifadə olunur. Yeri enerji ilə təmin edən digər enerji mənbəyi günəş radiasiyası ilə müqayisədə kiçikdir, lakin onun həyatın təkamülünə keyfiyyətcə təsiri və sivilizasiyaların taleyinə təsiri ölçüyəgəlməzdir, çünki Yerin daxili istiliyi daim okeanın dibini yenidən yaradır, qitələri yenidən birləşdirir və ayırır. Bu daxili enerjinin iki mənbəyi vardır: Yerin ərimiş metal (əsasən dəmir) nüvəsinin yavaş soyuması nəticəsində yaranan ilkin istilik və radioaktiv parçalanma (xüsusilə uran-235 və 238, torium-232 və kalium-40). Sonuncu enerji mənbəyi daha vacibdir. Bu İstilik mənbələrinin müəyyən qaydada bir-birindən ayrılması hələ də mümkün olmasa da, bu geotermal enerjinin ümumi qlobal gücünün təxminən 44 TVt olduğunu dəqiq bilirik. Bu ümumi geotermal enerjini Yer səthinin sahəsinə bölməklə, 90 mVt/m2-dən az olan orta qlobal axın alırıq ki, bu da orta insolyasiya 170 Vt/m2 ilə müqayisədə min dəfələrlə azdır. Ümumi qəbul edilmiş fikrin əksinə olaraq, vulkan püskürmələri qlobal geotermal enerji ayrılmasının yalnız kiçik bir hissəsini təşkil edir: ən yaxşı qiymətləndirmələrə görə, orta pay ümumi axının 2%-ni təşkil edir, lakin əhəmiyyətli illik kənaraçıxmalar baş verə bilər. Yerin hazırkı vəziyyətində orta albedo təxminən 0,3 və ya 30% təşkil edir. Yer albedosunun bu qiyməti onu göstərir ki, daxil olan günəş radiasiyasının təxminən 30%-i Yer tərəfindən yenidən kosmosa əks olunur. Daxil olan günəş radiasiyasının demək olar ki, 6%-i Yer atmosferi, 10%-i yer səthi və 14%-i buludlar tərəfindən əks olunur. Yerin albedosu kimi təsvir edilən, düşən günəş radiasiyasının əks olunması planetin radiasiya tarazlığını saxlamaq üçün tələb olunan orta temperaturunu azaldır. Yer səthinin hazırkı orta temperaturu 14°C-dir ki, bu da Yer atmosferinin istiliyi saxlama effektinə görə daha yüksəkdir. İstiliyin saxlanmasına istixana effekti də deyilir. İstixana effekti, düşən günəş radiasiyasını udan materialın düşən günəş radiasiyasını keçirən, lakin infraqırmızı şüaları udan başqa bir material təbəqəsi ilə örtüldüyü zaman baş verir. Yerə gəldikdə isə, örtücü təbəqə – Yer atmosferi Yerdən qalxan istiliyin, infraqırmızı şüalanmanın bir hissəsini toplayır və onu yenidən Yer səthinə yayaraq, udan materialın, bu halda Yer səthinin temperaturunu yüksəldir. Su buxarı və CO2 kimi istixana qazları atmosferdə geniş yayılıb. Güclü istixana qazının – su buxarının mövcudluğu Yerin atmosferində başqa bir enerji ötürmə mexanizmini – atmosfer konveksiyasını işə salır. Troposferdə (9-17 km) enerji ötürülməsinin təxminən 60%-i konveksiyanın payına düşür. Troposferdə hündürlük artdıqca temperatur orta hesabla 6,5°C/km azalır. Troposferin tropofasilə adlanan zirvəsində, stratosferə doğru yüksəklik artdıqca temperatur artmağa başlayır. Əslində 100 km hündürlükdə atmosferin tərkibi əksər molekullar üçün kifayət qədər həmcinsdir. Azot və oksigen atmosferin 99%-dən çoxunu təşkil edir. N2 və O2 diatomik (ikiatomlu) molekullar tək fotonları asanlıqla qəbul edə bilmir və daxil olan günəş şüalarının və çıxan infraqırmızı şüaların əksəriyyəti üçün effektiv şəkildə şəffafdır. Bununla belə, oksigen dalğa uzunluğu 246 nanometrdən aşağı olan UB (ultrabənövşəyi) fotonlar tərəfindən parçalana bilər: bu, stratosferdə təxminən 15 km və ya daha çox hündürlükdə baş verir: bu hündürlükdən aşağıda UB radiasiyasının səviyyəsi əhəmiyyətli dərəcədə azalır. Tək bir oksigen atomu bir oksigen molekulu ilə başqa bir elementin üçüncü molekulu ilə üç-hissəli toqquşma vasitəsilə bir oksigen molekulu ilə üç-hissəli toqquşma yolu ilə birləşir və ozon əmələ gəlir. 60 km-dən yüksək hündürlükdə az ozon əmələ gəlir, çünki materialın sıxlığı o qədər aşağıdır ki, bu tip üç cismin toqquşması nadir haldır. Ozon stratosferdə UB fotonları tərəfindən yaradılır və sonra məhv edilir. Ozon sıxlığı təxminən 25 km-ə bərabər yüksəklikdə lokal maksimuma malikdir. Ozon və oksigenin parçalanması yolu ilə stratosferdə yüksək enerjili ultrabənövşəyi fotonların udulması orta atmosfer təbəqəsinə əhəmiyyətli günəş enerjisi buraxır, beləliklə, temperatur faktiki olaraq stratosferdə yüksəlir. UB radiasiyasının udulması da Yerdəki UB radiasiyasından asanlıqla zədələnən həyatı qorumağa kömək edir, yəni ozon təbəqəsi Yerdəki həyatı qoruyan çox vacib bir amildir. Bizim ən real iqlim modelimizin son komponenti radiasiyanın gücləndirilməsi konsepsiyasıdır. Radiasiyanın gücləndirilməsi tropofasilədən aşağıda Yer səthinin və atmosferin vəziyyətinin dəyişməməsi şərti ilə, stratosferin tarazlığa uyğunlaşmasına imkan verən şəkildə, tropofasilədən aşağıya doğru şüalanmanın xalis artması kimi müəyyən edilir. Radiasiyanın gücləndirilməsi müxtəlif perturbasiyaların iqlimə təsirinin geniş istifadə olunan kəmiyyət ölçüsüdür, çünki mövcud iqlim haqqında biliklərdən istifadə etməklə onu dəqiq qiymətləndirmək olar və o, mürəkkəb və aydın olmayan əks əlaqə mexanizmlərindən asılı deyildir. Radiasiyanın gücləndirilməsi, enerjinin okeanlar və Yer atmosferi vasitəsilə üfüqi ötürülməsi, atmosferin tərkibi və istixana mexanizmi bizə Yerin keçmiş və indiki iqlimini dəqiq başa düşməkdə və gələcək iqlim ssenariləri ilə bağlı mürəkkəb proqnozlar verməkdə yardımçı olur. Növbəti məqalələrdə sizə ən real iqlim modellərinin nəticələrini təqdim edəcək, təbii və antropogen amillərin yaratdığı iqlim dəyişikliyini müzakirə edəcək və elmi əsaslı tövsiyələr təqdim edəcəyik. (davamı var)