Çevre Eğitiminde İnsan Kaynaklı İklim Değişiklikleri Neler?

İNSAN KAYNAKLI İKLİM DEĞİŞİKLİKLERİ: KUVVETLENEN SERA ETKİSİ VE KÜRESEL ISINMA

Işınımsal Zorlama Nedir? “Normal koşullarda” yer/atmosfer sistemine giren GKDB Güneş enerjisi ile geri salınan GUDB yer ışınımı ortalama koşullarda dengededir (bkz., Çizelge 1). Güneş ışınımı ile yer ışınımı arasındaki bu dengeyi ya da enerjinin atmosferdeki ve atmosfer ile kara ve okyanus arasındaki dağılışını değiştiren herhangi bir etmen, iklimi de etkileyebilir. Yer/atmosfer sisteminin enerji dengesindeki herhangi bir değişiklik ise ışınımsal zorlama olarak adlandırılır.

Şekil 8. 1958-2022 (2022 Nisan dâhil) döneminde Mauna Loa (Hawaii) Gözlemevi’nde ölçülen aylık ortalama atmosferik CO2 birikimindeki (konsantrasyon) değişimler [4 ve 5]. CO2 gazının atmosferdeki birikimi milyon hacimde bir kısım (ppmv, kısaca ppm) olarak gösterilir. Burada gazın niceliksel değeri, 1 milyon üyeden oluşan bir kuru hava örneğine dayandırılarak açıklanır. Örneğin, CO2 birikiminin 416 ppm olması, bu sera gazının bir milyon gaz molekülü içeren kuru hava hacminde 416 moleküle sahip olduğunu gösterir.

İnsan kaynaklı iklim değişikliğine neden olan başlıca olumsuz insan etkinlikleri ve eylemleri, hızla artmakta olan insan kaynaklı çeşitli salımların (emisyon) doğal bir sonucu olarak atmosferdeki ışınımsal olarak etkin/küresel ısınma potansiyelleri yüksek olan sera gazlarının (örneğin karbondioksit (CO2), metan (CH4), diazotmonoksit (N2O), aerosollerin ve ozon

katmanında incelmeye neden olan ozon bozucu maddelerin birikimlerinin (konsantrasyon)) yanı sıra, arazi kullanımı, arazi kullanımı değişikliği ve ormansızlaşma gibi pek çok etkinlikte gözlenen sürekli ve geniş ölçekli değişiklikleri ve bozulmaları içermektedir.

Atmosferdeki Değişken Gazlar ve Aerosoller

Su buharı (H2O), CO2, N2O, CH4, çeşitli asılı parçacıklar ve ozon (O3), değişken gazların ve aerosollerin (havada asılı durabilen ve atmosfer dolaşımıyla sınırlar ötesi yer değiştirebilen çeşitli sıvı ya da katı küçük parçacıklar; örneğin sülfat aerosolü) önemli örneklerindendir (Türkeş, 2010). Atmosferdeki birikimleri değişken ve insan etkinliklerinden etkilenen CO2 (Şekil 8), N2O ve CH4 gibi önemli sera gazlarının atmosferdeki tutarları Sanayi Devrimi’nden beri artmaktadır (IPCC, 2021a; Türkeş, 2019, 2020a ve 2020b, 2021a). CO2, CH4 ve N2O, hem doğal hem de antropojen (insan eylem ve etkinlikleriyle ilişkili) kaynaklara sahiptir. Bunların dışında, hidroflorokarbonlar (HFC’ler), perflorokarbonlar (PFC’ler), kloroflorokarbonlar (CFC’ler) ve bunların çeşitli türevlerini içeren insan kaynaklı yapay sera gazları/maddeleriyse, 20. yüzyıldan beri sanayi süreçleriyle üretilmekte ve atmosfere salınmaktadır.

Doğal Sera Etkisi

Şekil 9’dan anlaşılabileceği gibi, yerkürenin sıcaklık dengesinin kuruluşundaki en önemli süreç olan doğal sera etkisinin oluşumu atmosferin GKDB Güneş ışınımını geçirme, buna karşılık GUDB yer ışınımını tutma eğiliminde olmasına bağlıdır. 

(Türkeş, 2010) (Şekil 9). Bu yüzden, yerkürenin ortalama albedosu yaklaşık % 31 ve sisteme giren Güneş ışınımı net olarak % 69’dur (235 W m-2). Gelen net Güneş ışınımının, yaklaşık üçte ikisi (168 W m-2) yüzey ve üçte biri (67 W m-2) atmosferce emilir. Güneş enerjisinin yerküreatmosfer birleşik sisteminde tutulan bu % 69’luk bölümü, küresel iklim sistemini oluşturan ana bileşenlerce (atmosfer, hidrosfer, litosfer ve biyosfer) emilir ve onların ısınmasını sağlar. Sonuç olarak, Güneş ışınımının net girdisi (235 W/m2), kızılötesi yer ışınımının net çıktısı (235 W/m2) ile dengelenir (bkz., Çizelge 1). Fizik yasalarına göre sera etkisi olmasaydı yerkürenin salım sıcaklığı –18 °C olurdu. Gerçekte yeryüzünün ortalama sıcaklığı yaklaşık 15 °C’dir Bu açıklamalar çerçevesinde, sera etkisi, atmosferdeki gazların gelen Güneş ışınımına karşı geçirgen, buna karşılık geri salınan uzun dalga boylu yer ışınımına karşı çok daha az geçirgen olması nedeniyle, yerkürenin beklenenden daha fazla ısınmasını sağlayan ve ısı dengesini düzenleyen doğal süreç olarak tanımlanabilir (Türkeş, 2021a).

Şekil 9. Sera etkisinin şematik gösterimi (Türkeş, 2010). Yerkürenin sıcaklık dengesinin kuruluşundaki en önemli süreç olan doğal sera etkisi, temel olarak, atmosferin yüksek enerjili kısa dalga boylu Güneş ışınımını geçirme, buna karşılık düşük enerjili uzun dalga boylu yer ışınımını tutma eğiliminde olması nedeniyle oluşur.

Kuvvetlenen Sera Etkisi

Çeşitli insan etkinlikleri sonucunda atmosfere salınan sera gazlarının atmosferdeki birikimlerinde gözlenen artışlar, yerküre’nin GUDB ışınım yoluyla soğuma etkinliğini zayıflatarak onu daha fazla ısıtma eğilimindeki bir pozitif ışınımsal zorlamanın oluşmasını sağlar. Yerküre/atmosfer ortak sisteminin enerji dengesine yapılan pozitif katkı, kuvvetlenen sera etkisi olarak adlandırılır

(Türkeş, 2021c). Bu ise, yerküre atmosferindeki doğal sera gazları (su buharı, CO2, CH4, N2O ve O3) yardımıyla yüz milyonlarca yıldan beri çalışmakta olan doğal sera etkisinin kuvvetlenmesi ve küresel ısınmanın hızlanması anlamına gelmektedir (Türkeş, 2019 ve 2020a). Bu kapsamda, küresel ısınma, Sanayi Devrimi’nden beri, özellikle fosil yakıtların yakılması, ormansızlaşma, tarımsal etkinlikler ve sanayi süreçleri gibi çeşitli insan etkinlikleri sonucunda atmosfere salınan sera gazlarının atmosferdeki birikimlerindeki hızlı artışa bağlı olarak, şehirleşmenin de katkısıyla doğal sera etkisinin kuvvetlenmesi sonucunda, yeryüzünde ve atmosferin alt katmanlarında saptanan sıcaklık artışı şeklinde tanımlanabilir (Türkeş, 2021a ve 2021c).

8. İNSAN KAYNAKLI İKLİM DEĞİŞİKLİKLERİ: FOSİL YAKITLARIN YAKILMASI VE ORMANLAŞTIRMA BAĞLAMINDA KÜRESEL ISINMA SORUNSALI

Ormansızlaşma ve Fosil Yakıt Yanmasının İklim Değişikliği Açısından Farklılaşması Ormansızlaşmanın ve fosil yakıtların yakılması sonucu oluşan, kuvvetlenen sera etkisini ve insan kaynaklı iklim değişikliğini iyi anlayabilmek için karadaki karbon ve fosil yakıt karbonu çok farklı şekillerde ele alınmalıdır (Şekil 10). Karbon, kara ve atmosfer arasında her zaman doğal olarak ve insan eylemleri yoluyla karşılıklı değişmektedir. Bu nedenle, ormansızlaşma gibi olumsuzluklar nedeniyle kara biyosferinden (toprak, bitkiler) kaybedilen karbondioksit (CO2), basitçe zaten “aktif” karbonun karadan atmosfere aktarılmasıdır (Türkeş, 2021b). Aynı şekilde, ağaç dikmek ve ormanlaştırmak da bu aktif karbonun bir kısmını atmosferden toprağa geri döndürür. Buna karşılık, yanan fosil yakıtlardan yayılan CO2, milyonlarca yıldır aktif karaatmosfer karbon değişimine karşı kalıcı olarak kilitlenmiş olan karbondan gelir.

Şekil 10. Karbon, karasal biyosfer ve atmosfer arasında saniyeler, günler, on yıllar ve yüzyıllar gibi zaman ölçeklerinde karşılıklı olarak değişirken, fosil karbon milyonlarca yıldır yeraltında jeolojik rezerv olarak atmosfere karşı kilitlenmiştir. Bunun tek istisnası, fosil karbonun madencilik ve yanma yoluyla atmosfere salınması ve atmosferdeki birikiminin artmasıdır (Climate Council of Australia 2016’ya göre Türkçeleştirilerek yeniden düzenlendi).

Bu nedenle, ağaç dikerek ya da ormanlaştırma vb. gibi çeşitli yollarla karbonu atmosferden toprağa geri taşımak, fosil yakıt salımlarını ancak belirli ve küçük bir oranda dengeleyebilir. Biz sadece daha önce ormansızlaşma ve diğer arazi yönetimi etkinlikleri (örneğin tarım, sulak alanların kurutulması, vb.) yoluyla karadan atmosfere aktarılan karbonun bir kısmını geri koymuş oluyoruz. Ayrıca, bu kara karbonu kalıcı olarak kilitli değildir; insan eylemlerinden (örneğin ormandan çeşitli amaçlarla arazi açılmasının önünü açan yasaların değiştirilmesi) ve doğal olumsuzluklar ya da tehlikelerden (örneğin orman yangınları ve böcek saldırıları) atmosfere geri dönmeye karşı savunmasızdır. Kısaca, karbonu karada depolamak dâhil, fosil yakıt salımlarını etkili bir biçimde azaltmanın yerini hiçbir şey tutamaz.

Kuşkusuz, BMİDÇS Paris Antlaşması’nın küresel ısınma hedeflerini tutturmak ve giderek hızlanıp şiddetlenen insan kaynaklı iklim değişikliğini azaltmak için ormanları koruyup geliştirerek yutak kapasitesini artırma yoluyla insan kaynaklı karbonu arazide tutmak (negatif salımlar) çok önemli bir iklim değişikliği savaşımı eylem ve politikasıdır. Ancak bunlar, doğrudan fosil yakıt kullanımını azaltma, fosil yakıtlı enerji sistemlerinden 10-15 yıllık bir dönemde (örneğin, kömürlü termik santrallerden 2030’a ya da 2035’e kadar, vb.) vazgeçmek ve güneş ve rüzgâr gibi yenilenebilir enerjilerin birincil enerji kaynakları içindeki payını artırmak (bol ve yenilenebilir ucuz elektrik), enerji tasarrufu, iklim ve çevre dostu sürdürülebilir tarım ve

döngüsel ekonomi gibi çeşitli ölçeklerdeki etkili iklim değişikliği mücadele politikalarının ve eylemlerinin yerini tutmayacaktır.

Başlıca Tartışma Konuları ve Konunun Sentezi

Günümüzde (2021 yıllık ortalaması) atmosferik CO2 konsantrasyonu milyonda yaklaşık 416.5 parça (ppm) ve 2022 Nisan ortalaması ise 420 ppm’e ulaşmış durumda (bkz., Şekil 8). Bu değerler, insanlık tarihindeki hatta son 1 milyon yıllık dönemin herhangi bir zamanından çok daha yüksektir (IPCC, 2021a; Türkeş, 2019, 2021c). Öncelikle fosil yakıtların yakılmasından kaynaklanan CO2'deki bu artış, küresel sıcaklıklarda hızlı bir artışa neden oluyor. Karasal biyosferin bileşenleri (örneğin toprak, bitki örtüsü, sulak alanlar, vb.) atmosferden CO2'yi uzaklaştırarak ya da atmosfere CO2 salınmasını önleyerek iklim değişikliğinin hafifletilmesine önemli bir katkı sağlayabilir (Türkeş, 2021b). Karbonca zengin bitki örtüsünü açmak ya da yok etmekten kaçınmak ve yeniden büyüyen bitki örtüsünü (doğal ya da yapay bitkilenme, ağaçlanma, ormanlaşma, vb.) korumak, arazi sistemlerini kullanarak iklim değişikliğini hafifletmek için en etkili yaklaşımlardır (Climate Council of Australia. 2016).

Karbon bakımından zengin bitki örtüsünün korunması ve eski haline getirilmesinin, biyolojik çeşitliliğin ve su kalitesinin korunması ile uzun vadeli toprak karbon depolamasının geliştirilmesi dâhil olmak üzere birçok başka faydası vardır. Arazi temelli azaltım için diğer yaklaşımlar da faydalı olabilir. Bunlar, toprak karbonunu korumak için iyileştirilmiş arazi yönetimini, sürdürülebilir biyoenerji sistemlerinin geliştirilmesini, kıyı ve sulak alan ekosistemlerinde depolanan karbonun korunmasını içerir. Bu yüzden özellikle gelişmiş ve Türkiye gibi önemli gelişmekte olan ülkelerin, fosil yakıt salımlarını azaltma politikaları ve örneğin ormanlar ve çayır-meralar gibi yutaklarda karbon tutulumunu artırma politikaları arasında bir “güvenlik duvarı” ya da ulusal koşullara dayalı olarak belirlenmiş teknolojik, sosyal ve ekonomik bilimsel sınırlar ve/ya da geçiş hedefleri (BMİDÇS Paris Antlaşması’nda Ulusal Olarak Belirlenmiş Katkılarda (NDCler) yapılacak iyileştirme ve kuvvetlendirmelere dayanarak) geliştirmek, tarafların başta salım azaltma, iklim değişikliği savaşım ve uyum çabalarında şeffaflık sağlayacaktır (Türkeş, 2021e, 2021f, 2022).

Ormansızlaşma ve İklim Değişikliği

Fosil yakıtlardan kaynaklanan yıllık karbon salımları, sürdürülebilir arazi karbon azaltma yöntemleriyle depolanabilecek yıllık karbon miktarından on kat daha fazladır. Yanan fosil yakıtlar, ormansızlaşma ve diğer etkinlikler nedeniyle karbon yutaklarının yok edilmesiyle birlikte, atmosferde giderek ormanlar gibi mevcut karbon yutaklarından emilebilenden daha fazla CO2 kalmasına ya da birikmesine katkıda bulunmuştur. Atmosferdeki CO2, metan ve diazotmonoksit gibi sera gazlarının artan birikimleri, ısı enerjisini alt atmosferde hapsettiği için küresel ısınmayı tetikliyor. Sonuç olarak, ormanlarda karbon depolayarak, asıl olarak fosil yakıtların yakılmasından kaynaklanan kuvvetlenen sera etkisini ve küresel ısınmayı dengelemek etkili ve başarılı bir politika uygulaması değildir. Bunun nedeni, fosil yakıtların atmosfere mevcut ormanların emebileceğinden çok daha fazla CO2 pompalamasıdır. Aynı zamanda, iklim değişikliği ilerledikçe ormanlardaki karbon depoları ve diğer doğal karbon yutakları giderek daha kararsız hale gelecektir. Bugünkü durumda olanaklı görülmemekle birlikte, Paris Antlaşması kapsamında sanayi öncesine göre küresel ortalama yüzey sıcaklığındaki artışı 2°C'nin oldukça altında tutarak riskler önemli ölçüde azaltılabilir, ancak bu olumsuzluklardan tümüyle kaçınılamaz. Bunun için fosil yakıtlardan kaynaklanan küresel sera gazı salım düzeylerini derinden ve hızlı bir şekilde azaltmalıyız.

9. AŞIRI HAVA VE İKLİM OLAYLARI: SICAK HAVA DALGALARI, ŞİDDETLİ YAĞIŞLAR VE KURAKLIKLAR

Karbondioksit (CO2), metan (CH4) ve diazotmonoksit (N2O) gibi başlıca sera gazlarının atmosferdeki birikimlerinin çeşitli insan etkinlikleri nedeniyle sanayi devriminden beri hızla artması sonucunda kuvvetlenen sera etkisinin en önemli sonucu, yerkürenin enerji dengesi üzerinde ek bir pozitif ışınımsal zorlama oluşturarak, Dünya ikliminin daha sıcak ve daha değişken olmasını sağlamasıdır. Örneğin alansal ve zamansal olarak yüksek bir değişkenlikle nitelenen yağışlarda, 20. yüzyılın ortalarından günümüze değin Dünya’nın çeşitli bölgelerinde, örneğin Akdeniz Havzası ülkelerinin bazılarında ve Türkiye’de önemli azalış (kuraklıklar) ve artış eğilimleri gözlenmiş; bazı ekstrem (aşırı) olaylarda önemli değişiklikler ortaya çıkmıştır. Gözlenen değişme ve eğilimlere ek olarak, iklim model benzeşimleri, genel olarak alt troposfer ve yüzey hava sıcaklıklarında öngörülen artış eğilimi, artan termal enerji (pozitif ışınımsal zorlama) ve hızlanan ve/ya da kuvvetlenen hidrolojik döngü ile bağlantılı olarak, 21. yüzyılda Dünya’nın birçok bölgesinde aşırı hava ve iklim olaylarının ve afetlerinin sıklık ve/ya da şiddetinde artışlar olabileceğini göstermektedir.

Aşırı Sıcak Koşullarda, Kuvvetli Yağışlarda ve Kuraklıklarda Gözlenen Bölgesel Değişmeler

İnsan kaynaklı iklim değişikliğinin, Dünya’nın her yerindeki birçok hava ve iklim ekstremlerini (aşırılıklarını) şimdiden etkilediğini görüyoruz. Sıcak hava dalgaları, daha kuvvetli ve şiddetli yağışlar, kuraklıklar ve tropikal siklonlar gibi aşırı olaylarda gözlemlenen değişikliklerin ve özellikle bunların insan etkisine atfedilmesinin kanıtları yaklaşık son 10 yılda daha da güçlenmiştir (IPCC, 2018, 2021a; Türkeş, 2020; Türkeş, 2020a, 2020b 2021a, 2021g; Türkeş ve Erlat, 2017, 2018; Erlat ve ark., 2021, vb.) (Şekil 11). 1950'lerden bu yana çoğu kara bölgesinde aşırı sıcakların (Sıcak hava dalgalarını içerir.) daha sık ve daha şiddetli hale geldiği, aşırı soğukların (soğuk hava dalgaları dâhil) daha az sıklıkta ve daha az şiddetli olduğu neredeyse kesindir ve insan kaynaklı iklim değişikliği bu değişmelerin ana itici gücüdür. Son on yılda gözlemlenen bazı aşırı sıcakların, iklim sistemi üzerinde insan etkisi olmaksızın oluşması son derece düşük bir olasılıktır (IPCC, 2021a).

katına çıkmıştır ve insan etkisi büyük olasılıkla en a