ปัจจัยทางธรรมชาติที่มีต่อการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ

ปัจจัยทางธรรมชาติที่มีต่อการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ

การศึกษาการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ

การศึกษาการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ เพิ่งจะได้รับความสนใจอย่างจริงจังเมื่อไม่นานมานี้เองซึ่งส่วนใหญ่แล้ว จะศึกษาการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศในอดีต เช่น สาเหตุที่ทำให้เกิดยุคน้ำแข็งซึ่งปัจจุบัน ยังหาข้อสรุปถึงสาเหตุที่แน่นอนไม่ได้ อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ต่างเห็นพ้องกันว่า การเปลี่ยนแปลงของภูมิอากาศเป็นเรื่องในอดีต ที่เกิดขึ้นในช่วงระยะเวลาที่ยาวนานมากตามจุดทางธรณีวิทยา และระยะเวลา 10 - 20 ปี ที่ผ่านมานี้ พบว่า ค่าของธาตุประกอบภูมิอากาศที่ตรวจวัดได้ แตกต่างไปจากค่าปกติทางสถิติ สรุปได้ว่าตามธรรมชาติแล้ว ภูมิอากาศเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลาที่ผ่านไป นั่นคือ ไม่สามารถที่จะกล่าวได้อีกแล้วว่า ภูมิอากาศคงที่แต่กล่าวได้ว่า ภูมิอากาศมิได้อยู่นิ่ง ยิ่งกว่านั้น ไม่เพียงแต่นักวิทยาศาสตร์ที่ให้ความสนใจ และรับทราบถึงการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศของโลกเช่นเดียวกัน สาเหตุที่ทำให้ภูมิอากาศเปลี่ยนแปลงยังเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ และเมื่อภูมิอากาศเปลี่ยนแปลงไปแล้ว จะมีผลกระทบต่อไปในอนาคตอย่างไร เหตุผลที่ทำให้มนุษย์ให้ความสนใจการเปลี่ยนแปลงของภูมิอากาศ สรุปได้ดังนี้

- จากรายละเอียดการเกิดภูมิอากาศในอดีต ชี้ให้เห็นว่า ภูมิอากาศผันแปรอยู่ตลอดเวลา และเชื่อว่าภูมิอากาศในอนาคตจะแตกต่างจากปัจจุบัน
- จากการวิจัยเกี่ยวกับกิจกรรมของมนุษย์ และอิทธิพลของมนุษย์ที่มีต่อสิ่งแวดล้อมชี้ให้เห็นว่ามนุษย์มีส่วนทำให้ภูมิอากาศเปลี่ยนแปลงไปโดยไม่ได้ตั้งใจ
- จากหลักฐานที่ตรวจวัดได้ พบว่า อย่างน้อยที่สุดมีบางลักษณะที่บ่งบอกว่าภูมิอากาศของโลกผันแปรมากยิ่งขึ้น

อย่างก็ตามอุณหภูมิในฤดูหนาวของปีหนึ่งสูงกว่าในฤดูหนาวที่ผ่านมา หรือพบว่า ในฤดูร้อนของปีหนึ่งเกิดความแห้งแล้งมากที่สุด เท่าที่เคยเป็นมาในอดีต สิ่งต่าง ๆ เหล่านี้ไม่ใช่ข้อพิสูจน์ว่าภูมิอากาศกำลังเปลี่ยนแปลง จากหลักฐานการบันทึกสภาพอากาศที่ผิดปกติในอดีตที่ผ่านมา ไม่สามารถนำมาเป็นตัวกำหนดสภาพภูมิอากาศของโลกในอนาคตได้ ข้อมูลหลาย ๆ ปี ที่ผ่านมาเป็นเพียงเครื่องชี้ถึงแนวโน้มภูมิอากาศเท่านั้น ซึ่งยังเป็นที่ถกเกียงกันอยู่ในระหว่างนักวิทยาศาสตร์บรรยากาศเนื่องจาก ค่าธาตุประกอบภูมิอากาศที่ตรวจอากาศที่ตรวจวัดได้จากเครื่องมือ ย้อนหลังขึ้นไปได้อย่างมากที่สุดเพียง 200 ปี เท่านั้น นั่นคือ นักวิทยาศาสตร์ทราบถึงลักษณะภูมิอากาศ หรือการเปลี่ยนแปลงของภูมิอากาศก่อนหน้านี้ได้อย่างไร คำตอบคือได้จากหลักฐานทางอ้อม เช่น การตรวจสอบและวิเคราะห์ปรากฎการณ์ที่เป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศเทคนิคที่สำคัญ และน่าสนใจมากที่สุด

ในการวิเคราะห์ความเป็นมาของภูมิอากาศโลกในระยะเวลา 100 - 1,000 ปี ที่ผ่านมาคือ การวิเคราะห์ตะกอนใต้ท้องมหาสมุทร และการวิเคราะห์ไอโซโทปของก๊าซออกซิเจน

1. การวิเคราะห์ตะกอนใต้ท้องมหาสมุทร แม้ว่าตะกอนใต้ท้องมหาสมุทรมีหลายชนิด แต่ทุกชนิดจะมีส่วนประกอบของสิ่งมีชีวิตรวมอยู่ด้วยเสมอ ซึ่งสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ครั้งหนึ่งเคยมีชีวิตอยู่ใกล้ ๆ ผิวหน้าน้ำเมื่อเสียชีวิต ส่วนประกอบที่เป็นของแข็งจะจมลงสู่ท้องมหาสมุทรอย่างช้าๆ ต่อมาจะกลายเป็นส่วนหนึ่งของตะกอน ข้อมูลที่ได้จากการวิเคราะห์ตะกอนใต้ท้องมหาสมุทรจะมีประโยชน์มาก ในการศึกษาการเปลี่ยนแปลงของภูมิอากาศในอดีตได้เป็นอย่างดีเพราะว่า จำนวนและชนิดของสิ่งมีชีวิตที่อาศัยใกล้ ๆ ผิวหน้าน้ำ จะเปลี่ยนแปลงตามการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ ซึ่ง Richard Foster Flint อธิบายว่า "บริเวณรอยต่อระหว่างผิวหน้าน้ำกับอากาศอุณหภูมิเฉลี่ยรายปีของผิวหน้าน้ำในมหาสมุทร จะเท่ากับอุณหภูมิของอากาศที่อยู่ติดกัน อุณหภูมิที่สมดุลย์ระหว่างผิวหน้าน้ำมหาสมุทรกับอากาศที่อยู่เหนือขึ้นไปนี้ หมายความว่า การเแปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ จะมีผลต่อการเปลี่ยนแปลงสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ใกล้ผิวหน้าน้ำตามไปด้วย จากการวิเคราะห์ตะกอนใต้ท้องมหาสมุทรปรากฎว่า ส่วนใหญ่ประกอบด้วยเปลือกของ Pelagie foraminifers ซึ่งสัตว์จำพวกนี้อ่อนไหวต่อการผันแปรของอุณหภูมิของน้ำมาก นั่นคือ ความสัมพันธ์ระหว่างตะกอนใต้ท้องมหาสมุทรกับการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศเห็นได้ชัด

จากการศึกษาชี้ให้เห็นว่า ตะกอนใต้ท้องมหาสมุทรเป็นแหล่งข้อมูล ที่มีประโยชน์อย่างมหาศาลในการขยายความเข้าสภาพภูมิอากาศในอดีต

2. การวิเคราะห์ไอโซโทปของก๊าซออกซิเจน วิธีการนี้เป็นการหาอัตราส่วน ระหว่างไอโซโทปของก๊าซออกซิเจน 2 ชนิด คือ 16O กับ 18O ไอโซโทปของ 16O เบากว่า 18O นั่นคือ 16O ระเหยจากมหาสมุทรในรูปของไอน้ำได้ง่ายกว่า เมื่อไอน้ำนี้ควบแน่นและตกลงมาในรูปของหยาดน้ำฟ้า หยาดน้ำฟ้าจึงเต็มไปด้วย 16O ส่วน 18O จะสะสมอยู่ในมหาสมุทรมากกว่า ด้วยเหตุนี้ ระหว่างช่วงเวลาที่เกิดธารน้ำแข็งแผ่เป็นบริเวณกว้างนั้น ปริมาณ 18O ในน้ำทะเลจะเพิ่มสูงมากขึ้น ในทางกลับกัน ในยุคที่โลกร้อนขึ้นประมาณน้ำแข็งละลายหายไปอย่างรวดเร็ว ปริมาณ 18O เมื่อเปรียบเทียบกับ 16O ในน้ำทะเลลดลงด้วย ถึงเวลานี้ สิ่งมีชีวิตเล็ก ๆ จะสร้างเปลือกที่ประกอบด้วย แคลเซียมคาร์บอเนต ป้องกันตนเอง อัตราส่วนของ 18O กับ 16O วิเคราะห์ได้จากเปลือกของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ที่ผสมอยู่ในตะกอนใต้ท้องมหาสมุทร ความผันแปรของไอโซโทปก๊าซออกซิเจนที่วิเคราะห์ได้อย่างถูกต้อง จะบ่งบอกถึงความผันแปรของภูมิอากาศในอดีตได้เป็นอย่างดี

นอกจากนี้ยังพบว่าอัตราส่วนของไอโซโทปก๊าซออกซิเจน 18O กับ 16O มีผลมาจากอุณหภูมิอีกด้วยกล่าวคือ เมื่ออุณหภูมิของน้ำในมหาสมุทรเพิ่มสูงขึ้น 18O จะระเหยออกได้มาก หากอุณหภูมิของน้ำลดลง 18O จะระเหยออกได้น้อยกว่าดังนั้น ไอโซโทปก๊าซออกซิเจนที่หนักกว่า (18O) จะมีอยู่มากในหยาดน้ำฟ้ายุคที่อากาศร้อนขึ้นและจะมีอยู่น้อยในยุคที่อากาศหนาวเย็นลง นักวิทยาศาสตร์ใช้หลักการศึกษาชั้นน้ำแข็งที่เกาะกรีนแลนด์ ซึ่งสามารถคาดหมายการเปลี่ยนแปลงของภูมิอากาศในอดีตได้ยังมีวีธีการต่าง ๆ อีกมากมายที่ใช้ในการศึกษาภูมิอากาศในอดีต เนื่องจากภูมิอากาศมีอิทธิพลโดยตรงอย่างใกล้ชิดต่อการกำเนิดดิน และการเจริญเติบโตตลอดจนธรรมชาติของพืชพรรณ นั่นคือ การวิเคราะห์ดินและการวิเคราะห์วงปีของต้นไม้ ก็สามารถนำมาใช้ในการศึกษาการเปลี่ยนแปลงของภูมิอากาศได้จากบันทึกทางประวัติศาสตร์ ถึงแม้ว่า ไม่ได้มีวัตถุประสงค์เพื่อการศึกษาการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศก็ตาม แต่เหตุการณ์ต่าง ๆ ที่ระบุในบันทึกนั้น เช่น ภาวะน้ำท่วม ความแห้งแล้ง หรือการย้ายถิ่นของประชากร เป็นไปได้ว่า เป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงของภูมิอากาศ การศึกษาการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศจากหลักฐานต่าง ๆ ในอดีต จะต้องระบุเวลาของการเปลี่ยนแปลงนั้นด้วยว่าเกิดขึ้นเมื่อไร แม้ว่าผลจากการศึกษาสามารถนำมาคาดหมายแนวโน้ม และความผันแปรของภูมิอากาศ ในอนาคตได้โดยอาศัยเหตุและผล แต่อาจผิดพลาด ได้การศึกษาการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ จากข้อมูลที่ได้จากการตรวจวัดธาตุประกอบอุตุนิยมวิทยามาเป็นเวลานาน อาจมีข้อผิดพลาดได้เช่นกัน ซึ่ง Howard J. Crichfield สรุปว่า "ข้อมูลภูมิอากาศที่ได้จากการตรวจวัดมาเป็นเวลานาน อาจมีข้อผิดพลาดได้ ประการแรก คือ ผิดพลาดจากกระบวนการตรวจวัด เช่น คำนวณผิด การติดตั้งเครื่องมือเหนือพื้นดินไม่ได้มาตรฐาน ค่าผิดพลาดนี้อาจเล็กน้อยเท่านั้น ซึ่งจะส่งผลถึงการคาดหมายแนวโน้มต่อไปข้างหน้าด้วย ประการที่สอง การเคลื่อนย้ายสถานีตรวจอากาศ ไปยังสถานที่แห่งใหม่ นับเป็นการทำลายการบันทึกที่มีคุณค่า สำหรับวัตถุประสงค์ในการศึกษา การเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศเป็นอย่างยิ่ง ซึ่งหากสถานีตรวจอากาศตั้งอยู่ที่เดิมนานเป็นศตวรรษ แล้วการปลี่ยนแปลงของพืชพรรณธรรมชาติ การระบายน้ำ สิ่งก่อสร้างรอบ ๆ สถานี และภาวะมลพิษทางอากาศสิ่งต่าง ๆเหล่านี้มีประโยชน์อย่างใหญ่หลวงต่อการศึกษาการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศมากกว่าจากวิธีการอื่น ๆ ดังนั้นจะต้องทำการตรวจวัด ตรวจสอบ และเปรียบเทียบ ธาตุประกอบภูมิอากาศอย่างละเอียดรอบคอบเพื่อให้การศึกษาการผันแปรของภูมิอากาศได้ผลอย่างมีประสิทธิภาพ

ปัจจัยทางธรรมชาติที่มีต่อการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ

มีข้อสมมุติฐานมากมายที่อธิบายถึงการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ บางข้อสมมุติฐานได้รับการสนับสนุนอย่างกว้างขวางในสมัยหนึ่ง ต่อมาภายหลังได้รับการเชื่อถือลดน้อยลง และบางกรณีถูกหยิบยกขึ้นมาใหม่ อย่างไรก็ตาม คำอธิบายบางอย่างที่เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศยังหาข้อยุติไม่ได้ เพียงแต่คาดว่าเท่านั้นเนื่องจากกระบวนการต่าง ๆ ในบรรยากาศของโลกกว้างขวางและสลับซับซ้อนมาก ไม่สามารถทำการทดลองได้ ดังนั้น การศึกษากระบวนการทางภูมิอากาศ เหมาะที่ต้องใช้แบบทดลองทางคณิตศาสตร์โดยอาศัยคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ แบบจำลองที่ว่านี้เป็นเครื่องมือที่สำคัญมากในการศึกษากระบวนการทางบรรยากาศระยะยาว ที่ก่อให้เกิดเป็นภูมิอากาศของโลก แม้ว่าแบบจำลองนี้ทันสมัยพอที่จะเป็นเครื่องมือเบื้องต้นสำหรับการวิจัยภูมิอากาศได้ แต่ยังไม่สามารถเข้าถึงความสลับซับซ้อนของบรรยากาศปัจจุบันได้ นั่นคือ แบบจำลองทางคณิตศาสตร์โดยใช้คอมพิวเตอร์ แม้จะมีศักยภาพสูงและจำเป็นมาก แต่การพยากรณ์ภูมิอากาศตามแบบจำลองนี้ ยังเต็มไปด้วยความไม่แน่นอน ข้อสมมุติฐานปัจจุบันที่เชื่อกันว่ามีผลต่อการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศซึ่งแต่ละข้อสมมุติฐานได้รับการสนับสนุน จากนักวิทยาศาสตร์มากน้อยแตกต่างกัน คือ การเคลื่อนที่ของเปลือกโลก ภูเขาไฟระเบิด การเปลี่ยนแปลงทางดาราศาสตร์ และความผันแปรพลังงานดวงอาทิตย์ การเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศที่เกิดจากสาเหตุทางธรรมชาติ บางลักษณะจะเกิดขึ้นในช่วงเวลาที่ยาวนานมาก และค่อย ๆ เปลี่ยนแปลงไป เช่น การเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศเมื่อ 1 ล้านปีผ่านมา จะนำทฤษฎีเดียวกันนี้มาใช้อธิบายการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศที่เกิดขึ้นภายใน 100 ปี ไม่ได้ ถ้าหากเข้าใจธรรมชาติของบรรยากาศ และการเปลี่ยนแปลงตามกาลเวลาอย่างดีแล้ว ข้อสมมุติฐานต่าง ๆ เหล่านี้ ผนวกกับแนวความคิดอื่น ๆ จะเป็นตัวการสำคัญที่บ่งบอกถึงการเปลี่ยนแปลงของภูมิอากาศ

การเคลื่อนที่ของเปลือกโลกกับการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ

เมื่อประมาณ 30 ปี ที่ผ่านมานี้เอง ทฤษฎีที่ว่าด้วยการเคลื่อนที่ของเปลือกโลก Plate Techtonics Theory) ได้รับความสนใจจากนักธรณีวิทยาอย่างกว้างขวาง ทฤษฎีนี้กล่าวว่า ส่วนนอกสุดของโลกที่เรียกว่าเปลือกโลก ประกอบด้วยชิ้นส่วนเดี่ยว ๆ หลายชิ้นรวมอยู่ด้วยกันโดยลอยอยู่บนหินเหลวที่รอบข้างล่าง ต่อมาชิ้นส่วนเหล่านี้เคลื่อนที่ออกจากกัน จนกระทั่งอยู่ในตำแหน่งปัจจุบันซึ่งคือผืนแผ่นดินทวีปต่าง ๆ จากทฤษฎีนี้ไม่เพียงแต่ทำให้นักธรณีวิทยาเข้าใจ หรือสามารถอธิบายกระบวนการและลักษณะต่าง ๆ ของเปลือกโลกได้ จากที่เมื่อก่อนนี้ไม่สามารถอธิบายได้ ยังทำให้นักภูมิอากาศสามารถอธิยาย การเปลี่ยนแปลงของภูมิอากาศที่ผ่านมาในอดีตได้ ซึ่งก่อนหน้านี้ก็ไม่สามารถอธิบายได้เช่นเดียวกัน ตัวอย่างเช่น การที่ปัจจุบัน ยังคงมีน้ำแข็งปรากฎอยู่ที่อาฟริกา ออสเตรเลีย อเมริกาใต้ และอินเดีย เชื่อว่าภูมิภาคต่าง ๆ เหล่านี้ ครั้งหนึ่งเคยอยู่ในยุคน้ำแข็งปลายยุค Paleozoic ประมาณ 250 ล้านปีมาแล้ว มาก่อน ลักษณะเช่นนี้เป็นที่สงสัยของนักวิทยาศาสตร์เป็นเวลานานหลายปี ลักษณะภูมิอากาศในละติจูดเขตร้อน ครั้งหนึ่งเคยเหมือนกับภูมิอากาศที่เป็นอยู่บนเกาะกรีนแลนด์ และแอนตาร์กติกา ด้วยหรือไม่ ซึ่งไม่สามารถหาเหตุผลมาอธิบายได้ จนกระทั่งค้นพบ และพิสูจน์ได้เกี่ยวกับทฤษฎีที่ว่าด้วยการเคลื่นที่ของเปลือกโลก ทำให้มีปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า บริเวณที่ยังคงปรากฎธารน้ำแข็งโบราณอยู่นั้น เคยอยู่รวมกันเป็นผืนแผ่นดินเดียวกัน ที่เรียกว่า "Supercontinent" ซึ่งอยู่ในเขตละติจูดสูง ทางขั้วโลกใต้ห่างไกลจากตำแหน่งปัจจุบันมาก ต่อมาแผ่นดินนี้แตกออกเป็นชิ้น ๆ แต่ละชิ้นเคลื่อนที่ออกจากกันอย่างช้าๆ จนกระทั่งอยู่ในตำแหน่งปัจจุบัน ธารน้ำแข็งที่แตกออกตามชิ้นส่วนของแผ่นดิน จะติดไปกับชิ้นแผ่นดินนั้นด้วย ทำให้ปัจจุบันมีธารน้ำแข็งกระจายอยู่ในบริเวณกึ่งเขตร้อนได้การเคลื่อนที่ของเปลือกโลก นอกจากทำให้ภูมิอากาศเปลี่ยนแปลงโดยตรงแล้ว ยังทำให้การหมุนเวียนของกระแสน้ำปลี่ยนแปลงไปด้วย เกิดการเปลี่ยนแปลงการถ่ายเทความร้อนและความชื้น ซึ่งมีผลกระทบต่อการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศอีกทางหนึ่ง เนื่องจากการเคลื่อนที่ของเปลือกโลกเป็นไปช้ามาก ในอัตรา 2 - 3 ซ.ม./ปี นั้นคือ จะรู้ได้ถึงการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งของทวีป ต้องใช้เวลาที่ยาวนานมากตามยุคทางธรณีวิทยาเท่านั้น การเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศตามการเคลื่อนที่ของเปลือกโลก จะเป็นไปอย่างช้าๆ เช่นเดียวกันซึ่งต้องใช้เวลานานนับล้านปี การจะนำทฤษฎีที่ว่าด้วยเคลื่อนที่ของเปลือกโลก มาใช้อธิบายการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศในช่วงระยะเวลาสั้น ๆ เพียง 10 ปี 100 ปี หรือ 1,000 ปี จะไม่ได้ผล ต้องศึกษาจากทฤษฎีอื่น

ภูเขาไฟระเบิดกับการเปลี่ยนแปลง

แนวความคิดเกี่ยวกับการระเบิดภูเขาไฟ อาจเป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้ภูมิอากาศของโลกเปลี่ยนแปลงไปได้รับความสนใจหยิบยกขึ้นมาพิจารณาครั้งแรกเมื่อหลายปีมาแล้ว และปัจจุบันนี้ก็ยังคงมีเหตุผลเพียงพอ ในการอธิบายลักษณะบางอย่างของการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศได้ การระเบิดของภูเขาไปจะพ่นก๊าซ และเศษวัสดุที่ละเอียดมาก ๆ จำนวนมหาศาลเข้าสู่บรรยากาศ การระเบิดที่รุนแรงมาก ๆ จะมีกำลังมากพอที่จะพ่นเศษวัสดุต่าง ๆ เล่านี้ขึ้นไปได้สูงมากถึงบรรยากาศ ชั้นสเตรโตเฟียร็ ซึ่งจะกระจายแผ่ออกไปทั่วโลก และจะยังคงล่องลอยอยู่ในบรรยากาศนานหลายเดือนหรืออาจนานมากเป็นปี อิทธิพลที่สำคัญอันแรกทีเกิดจากเถ้าถ่านภูเขาไฟ คือเป็นตัวการขวางกั้นพลังงานรังสี ดวงอาทิตย์ที่แผ่ลงมายังผิวพื้นโลกให้ลดน้อยลง มีผลทำให้อุณหภูมิในบรรยากาศชั้นทรอพอเฟียร์ ลดต่ำลง เมื่อประมาณ 200 ปี มาแล้ว Benjamin Franklin ใช้แนวความคิดนี้อธิบายว่า เถ้าถ่านที่เกิดจากการระเบิดของภูเขาไป Icelandic เป็นตัวการสะท้อนรังสีดวงอาทิตย์กลับสู่อวกาศ ทำให้อากาศหนาวเย็นผิดปกติ ในระหว่างฤดูหนาว ค.ศ. 1783 - 1784

นอกจากนี้ยังมีตัวอย่างอิทธิพลของภูเขาไประเบิดที่มีต่อความหนาวเย็นอย่างผิดปกติของอากาศอีกเช่น การเกิดอากาศหนาวเย็นผิดปกติในสหรัฐอเมริกา ค.ศ. 1816 จนได้ชื่อว่า "ปีที่ไม่มีฤดูร้อน" ภายหลังจากการระเบิดของภูเขาไฟ Tambora ประเทศอินโดนีเซีย ใน ค.ศ. 1815 อิทธิพลของภูเขาไฟระเบิดที่มีต่อภูมิอากาศในลักษณะเดียวกันนี้อีก เช่น การระเบิดของภูเขาไฟ Krakatoa ใน ค.ศ. 1883 ภูเขาไฟ Agung ใน ค.ศ. 1963 และเมื่อไม่นานมานี้มีภูเขาไฟระเบิดที่สำคัญ 2 ลูก ทำให้ได้ข้อมูลที่น่าสนใจ สามารถเห็นผลกระทบที่มีต่ออุณหภูมิของโลกได้ คือ ภูเขาไฟ St. Helens ประเทศสหรัฐอเมริกา ใน ค.ศ. 1980 และภูเขาไฟ EI Chichon ประเทศเม็กซิโก ใน ค.ศ. 1982 จากการระเบิดของภูเขาไฟทั้ง 2 ลูกนี้ ทำให้นักวิทยาศาสตร์มีโอกาสได้ใช้เทคโนโลยีที่ทันสมัยซึ่งไม่เคยมีมาก่อนในอดีต ในการศึกษาอิทธิพลของภูเขาไฟระเบิดที่มีต่อบรรยากาศ คือ การใช้ภาพถ่ายดาวเทียมซึ่ง สามารถตรวจจับเมฆที่เกิดจากเถ้าถ่าน และก็าซที่พ่นออกมาจากภูเขาไฟอย่างใกล้ชิด

ขณะภูเขาไฟ St. Helens ระเบิด คาดหมายทันทีทันใดว่า จะมีอิทธิพลต่อภูมิอากาศอย่างแน่นอนแต่จากการติดตามอย่างใกล้ชิดพบว่า มีผลกระทบในช่วงระยะเวลาสั้น ๆ เท่านั้น แทบจะไม่มีผลกระทบต่อภูมิอากาศในระยะยาวเลย กล่าวคือ ทำให้อุณหภูมิของอากาศลดลงน้อยมากอาจน้อยกว่า 0.1 องศาเซลเซียส ซึ่งไม่เด่นชัดพอที่แบ่งแยกการผันแปรของอุณหภูมิอันเนื่องจากสาเหตุอื่นๆ ได้

และจากการศึกษาผลกระทบที่เกิดจากภูเขาไฟ El Chichon พบว่า ในระยะเวลา 2 ปี ภายหลังจากการระเบิดของภูเขาไฟนี้ ทำให้อุณหภูมิของโลกเย็นลง 0.3 - 0.5 องศาเซลเซียส แม้ว่าภูเขาไฟ El Chichon จะรุนแรงน้อยกว่า ภูเขาไฟ St. Helens แต่มีผลกระทบต่ออุณหภูมิของโลกมากกว่า ทั้งนี้เนื่องจากเถ้าถ่านที่พ่นออกมาจากภูเขาไฟ St. Helens มีขนาดใหญ่ ตกลงสู่พื้นได้ในระยะเวลาอันสั้น ส่วนเถ้าถ่านจากภูเขาไฟ El chichon ประกอบด้วยกลุ่มก๊าซที่มีกำมะถันเป็นองค์ประกอบมากกว่า(ประมาณมากกว่า 40 เท่า) จากภูเขาไฟ St. Helens ก๊าซเหล่านี้เมื่อรวมกับไอน้ำในบรรยากาศชั้นสเตรโตเฟียร์ จะกลายเป็นเมฆหนาทึบที่ประกอบด้วย หยดกรดกำมะถันขนาดเล็กมาก ๆ เมฆชนิดนี้ใช้เวลานานหลายปีที่จะสลายหายไปหมดอย่างสมบูรณ์ ทำให้อุณหภูมิเฉลี่ยของบรรยากาศชั้นทรอพอเฟียร์ลดลง เนื่องจากหยดน้ำสามารถดูดซับพลังงาน รังสีดวงอาทิตย์ไว้ได้ส่วนหนึ่ง และกระเจิงกลับสู่อวกาศได้อีกส่วนหนึ่ง ปัจจุบันปรากฎชัดแล้วว่า เมฆเถ้าถ้านภูเขาไฟสามารถล่องลอยอยู่ในบรรยากาศชั้นสเตรโตเฟียร์ได้เป็นเวลานานตั้งแต่ 1 ปี ขึ้นไป และส่วนใหญ่ประกอบด้วยหยดกำมะถัน ไม่ใช่ผงฝุ่นดังที่เข้าใจกันมาแต่ก่อน นั่นคือ จำนวนเถ้าถ่านที่ปลดปล่อยออกมาจากการระเบิดของภูเขาไฟ ไม่ได้เป็นบรรทัดฐานที่ดีที่สุดในการพยากรณ์อิทธิพลของภูเขาไฟระเบิดที่มีต่อบรรยากาศโลก

จะเห็นว่าอิทธิพลของการระเบิดของภูเขาไฟ El Chichon ที่มีต่ออุณหภูมิของโลกค่อนข้างน้อย แต่นักวิทยาศาสตร์จำนวนมากเห็นพ้องกันว่า การลดลงของอุณหภูมิที่เกิดขึ้นในช่วงเวลานั้น มีผลทำให้การหมุนเวียนทั่วไปของบรรยากาศเปลี่ยนแปลงไปในช่วงเวลาเดียวกันนั้นด้วย การเปลี่ยนแปลงในลักษณะนี้อาจมีอิทธิพลต่อลมฟ้าอากาศในบางภูมิภาคได้ อย่างก็ตาม การพยากรณ์หรือการพิสูจน์ถึงอิทธิพลของภูเขาไประเบิดที่มีต่อภูมิอากาศนั้น ปัจจุบันยังคงเป็นสิ่งที่ท้าทายของนักวิทยาศาสตร์บรรยากาศ

จากตัวอย่างดังกล่าวข้างต้น เป็นผลกระทบที่เกิดจากภูเขาไฟระเบิดเพียงลูกเดียวที่ค่อนข้างเล็กไม่รุนแรง และสิ้นสุดภายในระยะเวลาอันสั้น แต่ถ้าเป็นภูเขาไฟขนาดใหญ่ ระเบิดรุนแรงหลายครั้ง และใช้เวลานานแล้ว บรรยากาศชั้น สเตรโตเฟียร์ จะเต็มไปด้วยก๊าซและเถ้าถ่านที่ถูกปลดปล่อยออกมาภูเขาไฟ มากพอที่จะทำให้ประมาณรังสีดวงทิตย์ที่จะลงมาถึงผิวพื้นโลกลดลงมากอย่างน่าเป็นห่วง แต่จากประวัติศาสตร์ที่ผ่านมา ยังไม่เคยปรากฎการระเบิดของภูเขาไฟที่ยิ่งใหญ่เช่นนี้มาก่อน ที่กล่าวกันมากที่สุดถึงความเป็นไปได้ ของอิทธิพลภูเขาไฟระเบิด ที่มีต่อภูมิอากาศก่อนยุคประวัติศาสตร์ คือการเกิดยุคน้ำแข็งปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์จำนวนน้อย ที่ยังคงมีความเห็นว่าภูเขาไประเบิด เป็นตัวการสำคัญที่มีส่วนทำให้เกิดยุคน้ำแข็ง

อ่านต่อหน้าถัดไป ...