مناخ

المناخ هو نمط الطقس طويل الأمد في منطقة ما، ويُحسب متوسطه عادةً على مدى 30 عامًا. ^{[ 1 ] [ 2 ]} وبشكل أدق، هو متوسط ​​وتغير المتغيرات المناخية على مدى فترة زمنية تمتد من أشهر إلى ملايين السنين. ومن المتغيرات المناخية الشائعة القياس: درجة الحرارة ، والرطوبة ، والضغط الجوي ، والرياح ، والهطول . وبمعنى أوسع، يُعرَّف المناخ بأنه حالة مكونات النظام المناخي ، بما في ذلك الغلاف الجوي ، والغلاف المائي ، والغلاف الجليدي ، والغلاف الصخري ، والغلاف الحيوي ، والتفاعلات فيما بينها. ^{[ 1 ]} ويتأثر مناخ أي موقع بخطوط العرض والطول ، والتضاريس ، والارتفاع ، واستخدامات الأراضي ، والمسطحات المائية القريبة وتياراتها. ^{[ 3 ]}

يمكن تصنيف المناخات وفقًا للمتغيرات المتوسطة والنموذجية، وأكثرها شيوعًا درجة الحرارة والهطول . يُعد تصنيف كوبن للمناخ الأكثر استخدامًا . أما نظام ثورنثويت ^{[ 4 ]} ، المستخدم منذ عام 1948، فيتضمن التبخر النتحي إلى جانب معلومات درجة الحرارة والهطول ، ويُستخدم في دراسة التنوع البيولوجي وتأثير تغير المناخ عليه. تشمل التصنيفات الرئيسية في تصنيف ثورنثويت للمناخ: المناخ الميكروثيرمالي، والمناخ الميزوثرمي، والمناخ الميغاثيرمالي ^{[ 5 ]} . أخيرًا، يركز نظاما بيرجيرون والتصنيف المكاني الشامل على منشأ الكتل الهوائية التي تُحدد مناخ منطقة ما.

علم المناخ القديم هو دراسة المناخات القديمة. يسعى علماء المناخ القديم إلى تفسير التغيرات المناخية في جميع أنحاء الأرض خلال أي حقبة جيولوجية ، بدءًا من زمن تكوين الأرض. ^{[ 6 ]} نظرًا لقلة الملاحظات المباشرة للمناخ قبل القرن التاسع عشر، يُستدل على المناخات القديمة من متغيرات غير حيوية . تشمل هذه المتغيرات أدلة غير حيوية، مثل الرواسب الموجودة في قيعان البحيرات وعينات الجليد ، وأدلة حيوية ، مثل حلقات الأشجار والشعاب المرجانية. نماذج المناخ هي نماذج رياضية للمناخات الماضية والحاضرة والمستقبلية. قد يحدث تغير المناخ على مدى فترات زمنية طويلة وقصيرة نتيجة لعوامل مختلفة. يُناقش الاحترار الأخير في سياق الاحترار العالمي ، الذي يؤدي إلى إعادة توزيع الكائنات الحية . على سبيل المثال، كما كتبت عالمة المناخ ليزلي آن هيوز : " يُقابل تغيرٌ قدره 3  درجات مئوية [5 درجات فهرنهايت] في متوسط ​​درجة الحرارة السنوية تحولٌ في خطوط تساوي الحرارة بمقدار 300-400 كيلومتر [190-250 ميلًا] تقريبًا في خط العرض (في المنطقة المعتدلة) أو 500 متر [1600 قدم] في الارتفاع. لذلك، من المتوقع أن تنتقل الأنواع إلى مناطق أعلى ارتفاعًا أو نحو القطبين في خط العرض استجابةً لتغير المناطق المناخية." ^{[ 7 ] [ 8 ]}       

يُعرَّف المناخ ( من اليونانية القديمة κλίμα، وتعني " الميل " ) عادةً بأنه متوسط ​​حالة الطقس على مدى فترة طويلة. ^{[ 9 ]} تبلغ فترة المتوسط ​​القياسية 30 عامًا، ^{[ 10 ]} ولكن يمكن استخدام فترات أخرى حسب الغرض. يشمل المناخ أيضًا إحصاءات أخرى غير المتوسط، مثل مقدار التغيرات اليومية أو السنوية. وفيما يلي تعريف الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) لعام 2001 :  

يُعرَّف المناخ، بمعناه الضيق، عادةً بأنه "متوسط ​​الأحوال الجوية"، أو بتعبير أدق، بأنه الوصف الإحصائي من حيث المتوسط ​​والتباين للكميات ذات الصلة على مدى فترة زمنية تتراوح من أشهر إلى آلاف أو ملايين السنين. وتُعتبر الفترة الكلاسيكية 30  عامًا، وفقًا للمنظمة العالمية للأرصاد الجوية. وتكون هذه الكميات في أغلب الأحيان متغيرات سطحية مثل درجة الحرارة والهطول والرياح. أما المناخ، بمعناه الأوسع، فهو حالة النظام المناخي، بما في ذلك وصفه الإحصائي. ^{[ 11 ]}

تُعرّف المنظمة العالمية للأرصاد الجوية (WMO) " المعدلات المناخية " بأنها "نقاط مرجعية يستخدمها علماء المناخ لمقارنة الاتجاهات المناخية الحالية بالاتجاهات السابقة أو ما يُعتبر نموذجيًا. ويُعرّف المعدل المناخي بأنه المتوسط ​​الحسابي لعنصر مناخي (مثل درجة الحرارة) على مدى 30 عامًا. وقد تم اختيار فترة 30 عامًا لأنها طويلة بما يكفي لاستبعاد أي تباين أو شذوذ بين السنوات، مثل ظاهرة النينيو-التذبذب الجنوبي ، ولكنها أيضًا قصيرة بما يكفي لإظهار الاتجاهات المناخية الأطول." ^{[ 12 ]}

انبثقت المنظمة العالمية للأرصاد الجوية من المنظمة الدولية للأرصاد الجوية التي أنشأت لجنة فنية لعلم المناخ عام 1929. وفي اجتماعها الذي عُقد في فيسبادن عام 1934 ، حددت اللجنة الفنية فترة الثلاثين عامًا الممتدة من 1901 إلى 1930 كإطار زمني مرجعي للمعايير المناخية. وفي عام 1982، وافقت المنظمة العالمية للأرصاد الجوية على تحديث المعايير المناخية، وقد اكتمل هذا التحديث لاحقًا استنادًا إلى بيانات مناخية للفترة من 1 يناير 1961 إلى 31 ديسمبر 1990. ^{[ 13 ]} وتُعتبر المعايير المناخية للفترة 1961-1990 بمثابة الفترة المرجعية الأساسية. ستنشر المنظمة العالمية للأرصاد الجوية مجموعة البيانات المناخية التالية للفترة من 1991 إلى 2020. ^{[ 14 ]} وبالإضافة إلى جمع البيانات المتعلقة بالمتغيرات الجوية الأكثر شيوعًا (درجة حرارة الهواء، والضغط، والهطول، والرياح)، تُجمع أيضًا متغيرات أخرى مثل الرطوبة، والرؤية، وكمية السحب، والإشعاع الشمسي، ودرجة حرارة التربة، ومعدل التبخر من الأحواض، وعدد الأيام التي تشهد رعدًا، وعدد الأيام التي تشهد تساقطًا للبرد، وذلك لقياس التغيرات في الظروف المناخية. ^{[ 15 ]}

يمكن تلخيص الفرق بين المناخ والطقس بشكلٍ مفيد بالعبارة الشائعة: "المناخ هو ما تتوقعه، والطقس هو ما تحصل عليه". ^{[ 16 ]} على مرّ العصور ، توجد عدة متغيرات ثابتة تقريبًا تُحدد المناخ، بما في ذلك خط العرض ، والارتفاع، ونسبة اليابسة إلى الماء، والقرب من المحيطات والجبال. تتغير جميع هذه المتغيرات فقط على مدى ملايين السنين نتيجةً لعمليات مثل حركة الصفائح التكتونية . أما محددات المناخ الأخرى فهي أكثر ديناميكية: إذ تؤدي الدورة الحرارية الملحية للمحيط إلى ارتفاع درجة حرارة شمال المحيط الأطلسي بمقدار 5  درجات مئوية (9  درجات فهرنهايت) مقارنةً بأحواض المحيطات الأخرى. ^{[ 17 ]} كما تُعيد تيارات المحيط الأخرى توزيع الحرارة بين اليابسة والماء على نطاق إقليمي أوسع. وتؤثر كثافة ونوع الغطاء النباتي على امتصاص الحرارة الشمسية، ^{[ 18 ]} واحتفاظ الجسم بالماء، وهطول الأمطار على المستوى الإقليمي. تُحدد التغيرات في كمية غازات الدفيئة في الغلاف الجوي (وخاصة ثاني أكسيد الكربون والميثان ) كمية الطاقة الشمسية التي يحتفظ بها كوكب الأرض، مما يؤدي إلى ظاهرة الاحتباس الحراري أو التبريد العالمي . تتعدد المتغيرات التي تُحدد المناخ وتتسم تفاعلاتها بالتعقيد، ولكن هناك اتفاق عام على فهم الخطوط العريضة لها، على الأقل فيما يتعلق بمحددات تغير المناخ التاريخي. ^{[ 19 ] [ 20 ]}

تُعدّ تصنيفات المناخ أنظمةً تُصنّف مناخات العالم. وقد يرتبط تصنيف المناخ ارتباطًا وثيقًا بتصنيف المناطق الأحيائية ، إذ يُعدّ المناخ عاملًا مؤثرًا رئيسيًا على الحياة في منطقةٍ ما. ومن أكثر هذه التصنيفات استخدامًا نظام كوبن لتصنيف المناخ، الذي طُوّر لأول مرة عام 1899. ^{[ 21 ]}

توجد عدة طرق لتصنيف المناخات إلى أنظمة متشابهة. في الأصل، عُرّفت المناخات في اليونان القديمة لوصف الطقس بناءً على خط عرض الموقع. يمكن تقسيم أساليب تصنيف المناخ الحديثة بشكل عام إلى أساليب جينية ، تركز على أسباب المناخ، وأساليب تجريبية ، تركز على تأثيرات المناخ. تشمل أمثلة التصنيف الجيني الأساليب القائمة على التكرار النسبي لأنواع الكتل الهوائية المختلفة أو المواقع ضمن الاضطرابات الجوية واسعة النطاق . تشمل أمثلة التصنيفات التجريبية المناطق المناخية المحددة بناءً على صلابة النباتات ، ^{[ 22 ]} أو النتح، ^{[ 23 ]} أو بشكل أعم، تصنيف كوبن للمناخ الذي صُمم في الأصل لتحديد المناخات المرتبطة بمناطق حيوية معينة. من أوجه القصور الشائعة في مخططات التصنيف هذه أنها تُنتج حدودًا واضحة بين المناطق التي تُحددها، بدلاً من الانتقال التدريجي لخصائص المناخ الأكثر شيوعًا في الطبيعة.

يُستخدم مصطلح تقلب المناخ لوصف التغيرات في الحالة المتوسطة وخصائص المناخ الأخرى (مثل احتمالية حدوث ظواهر جوية متطرفة ، وما إلى ذلك) "على جميع النطاقات المكانية والزمانية التي تتجاوز نطاق الظواهر الجوية الفردية". ^{[ 27 ]} بعض هذه التغيرات لا يبدو أنه ناتج عن أسباب منتظمة، بل يحدث في أوقات عشوائية. يُطلق على هذا النوع من التغيرات اسم التغير العشوائي أو التشويش . من ناحية أخرى، يحدث التغير الدوري بشكل منتظم نسبيًا، وبأنماط تغير أو أنماط مناخية مميزة. ^{[ 28 ]}

توجد علاقات وثيقة بين تذبذبات مناخ الأرض والعوامل الفلكية ( تغيرات مركز الثقل ، والتغيرات الشمسية ، وتدفق الأشعة الكونية ، وتأثير بياض السحب ، ودورات ميلانكوفيتش )، وأنماط توزيع الحرارة بين نظام مناخ المحيط والغلاف الجوي. في بعض الحالات، قد تُحجب التذبذبات الطبيعية الحالية والتاريخية والمناخية القديمة بفعل ثورات بركانية كبيرة ، أو أحداث اصطدام ، أو اضطرابات في بيانات المناخ غير المباشرة ، أو عمليات التغذية الراجعة الإيجابية ، أو الانبعاثات البشرية المنشأ لمواد مثل غازات الاحتباس الحراري . ^{[ 29 ]}

على مر السنين، تغيرت تعريفات تقلب المناخ والمصطلح المرتبط به، وهو تغير المناخ . فبينما يشير مصطلح تغير المناخ الآن إلى تغير طويل الأمد وناجم عن النشاط البشري، كان يُستخدم في ستينيات القرن الماضي للإشارة إلى ما نصفه اليوم بتقلب المناخ، أي التناقضات والشذوذات المناخية. ^{[ 28 ]}

التغير المناخي هو التباين في المناخات العالمية أو الإقليمية مع مرور الوقت. ^{[ 34 ]} وهو يعكس التغيرات في تقلبات أو متوسط ​​حالة الغلاف الجوي على مدى فترات زمنية تتراوح من عقود إلى ملايين السنين. يمكن أن تحدث هذه التغيرات نتيجة لعمليات داخلية في الأرض ، أو قوى خارجية (مثل التغيرات في شدة ضوء الشمس)، أو أنشطة بشرية، كما تبين مؤخرًا. ^{[ 35 ] [ 36 ]} وقد حدد العلماء اختلال توازن طاقة الأرض (EEI) كمقياس أساسي لحالة التغير المناخي العالمي. ^{[ 37 ]}

في الاستخدام الحديث، وخاصة في سياق السياسة البيئية ، يشير مصطلح "تغير المناخ" غالبًا إلى التغيرات في المناخ الحالي فقط، بما في ذلك ارتفاع متوسط ​​درجة حرارة سطح الأرض المعروف بالاحتباس الحراري . وفي بعض الحالات، يُستخدم المصطلح أيضًا بافتراض وجود سبب بشري، كما هو الحال في اتفاقية الأمم المتحدة الإطارية بشأن تغير المناخ (UNFCCC). وتستخدم الاتفاقية مصطلح "تقلب المناخ" للإشارة إلى التغيرات غير الناجمة عن النشاط البشري. ^{[ 38 ]}

شهدت الأرض تحولات مناخية دورية في الماضي، بما في ذلك أربعة عصور جليدية رئيسية . تتألف هذه العصور من فترات جليدية تتسم ببرودة غير معتادة، تفصل بينها فترات بين جليدية . يؤدي تراكم الثلوج والجليد خلال العصر الجليدي إلى زيادة بياض سطح الأرض ، مما يعكس المزيد من طاقة الشمس إلى الفضاء ويحافظ على انخفاض درجة حرارة الغلاف الجوي. يمكن أن تؤدي الزيادة في غازات الاحتباس الحراري ، كما هو الحال في النشاط البركاني ، إلى ارتفاع درجة الحرارة العالمية وظهور فترات بين جليدية. تشمل الأسباب المقترحة للعصور الجليدية مواقع القارات ، والتغيرات في مدار الأرض، والتغيرات في الإشعاع الشمسي، والنشاط البركاني. ^{[ 39 ]} ومع ذلك، تحدث هذه التغيرات المناخية الطبيعية بوتيرة أبطأ بكثير من معدل التغير الحالي الناجم عن انبعاثات غازات الاحتباس الحراري الناتجة عن الأنشطة البشرية. ^{[ 40 ]}

وفقًا لخدمة كوبرنيكوس لتغير المناخ التابعة للاتحاد الأوروبي، فقد تجاوز متوسط ​​درجة حرارة الهواء العالمية 1.5 درجة مئوية من الاحترار خلال الفترة من فبراير 2023 إلى يناير 2024. ^{[ 41 ]}

تستخدم نماذج المناخ أساليب كمية لمحاكاة تفاعلات وانتقال الطاقة الإشعاعية بين الغلاف الجوي [ ^{42 ] والمحيطات} وسطح الأرض والجليد، وذلك من خلال سلسلة من المعادلات الفيزيائية. وتُستخدم هذه النماذج لأغراض متنوعة، بدءًا من دراسة ديناميكيات الطقس ونظام المناخ وصولًا إلى التنبؤات المناخية المستقبلية. وتُوازن جميع نماذج المناخ، أو تكاد تُوازن، الطاقة الواردة إلى الأرض على شكل إشعاع كهرومغناطيسي قصير الموجة (بما في ذلك الضوء المرئي) مع الطاقة الصادرة منها على شكل إشعاع كهرومغناطيسي طويل الموجة (الأشعة تحت الحمراء). ويؤدي أي خلل في هذا التوازن إلى تغير في متوسط ​​درجة حرارة الأرض.

تتوفر نماذج المناخ بدقة مكانية مختلفة تتراوح من أكثر من 100  كيلومتر إلى  كيلومتر واحد. تتطلب الدقة العالية في نماذج المناخ العالمية موارد حاسوبية كبيرة، ولذا لا يوجد سوى عدد قليل من مجموعات البيانات العالمية. يمكن تقليص نطاق نماذج المناخ العالمية ديناميكيًا أو إحصائيًا إلى نماذج مناخية إقليمية لتحليل تأثيرات تغير المناخ على المستوى المحلي. ومن الأمثلة على ذلك ICON ^{[ 43 ]} أو البيانات المُقلّصة آليًا مثل CHELSA (بيانات مناخية عالية الدقة لمناطق سطح الأرض). ^{[ 44 ] [ 45 ]}

من أبرز تطبيقات هذه النماذج التي حظيت باهتمام واسع في السنوات الأخيرة استخدامها لاستنتاج عواقب ازدياد غازات الاحتباس الحراري في الغلاف الجوي، وخاصة ثاني أكسيد الكربون (انظر: غازات الاحتباس الحراري ). وتتوقع هذه النماذج اتجاهاً تصاعدياً في متوسط ​​درجة حرارة سطح الأرض ، مع توقع حدوث أسرع زيادة في درجة الحرارة في خطوط العرض العليا من نصف الكرة الشمالي.

تتراوح النماذج بين البسيطة نسبيًا والمعقدة للغاية. تتعامل نماذج انتقال الحرارة الإشعاعية البسيطة مع الأرض كنقطة واحدة، وتحسب متوسط ​​الطاقة الخارجة. ويمكن توسيع هذا المتوسط ​​رأسيًا (كما في نماذج الحمل الإشعاعي)، أو أفقيًا. أما نماذج المناخ العالمي الأكثر تعقيدًا (المقترنة) للغلاف الجوي والمحيطات والجليد البحري، فتقوم بتقسيم وحل المعادلات الكاملة لانتقال الكتلة والطاقة والتبادل الإشعاعي. ^{[ 46 ]}

• بوكان، ألكسندر (1878). "المناخ"  . الموسوعة البريطانية . المجلد  السادس (  الطبعة التاسعة). الصفحات 1-7 . 
• ريوميرت، يوهانس: "التقسيمات المناخية في فالس. شرح" ( Geografisk Tidsskrift ، Band 48؛ 1946)
• دراسة المناخ على عوالم أخرى؛ أصبح توصيف الأغلفة الجوية خارج نظامنا الشمسي في متناول أيدينا الآن. كيفن هينغ، يوليو-أغسطس 2012، مجلة ساينتست الأمريكية

• بوابة خدمات المناخ التابعة للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي
• تقرير حالة المناخ الصادر عن الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي
• بوابة ناسا لتغير المناخ والاحتباس الحراري
• مشروع التنبؤ بالمناخ
• معلومات عن مؤشر المناخ وأنماطه، مؤرشفة بتاريخ 19 نوفمبر 2016 على موقع Wayback Machine – القطب الشمالي
• المناخ: بيانات ورسوم بيانية لمواقع حول العالم والولايات المتحدة
• مركز توزيع بيانات الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ مؤرشف بتاريخ 19-05-2016 على موقع Wayback Machine - بيانات المناخ والإرشادات المتعلقة بالاستخدام.
• HistoricalClimatology.com – المناخات الماضية والحاضرة والمستقبلية – 2013.
• Globalclimatemonitor – يحتوي على معلومات مناخية من عام 1901.
• ClimateCharts – تطبيق ويب لإنشاء مخططات مناخية للبيانات الحديثة والتاريخية.
• قاعدة بيانات الكوارث الدولية
• مؤتمر باريس للمناخ
• مناخ الدول، مرتبة أبجدياً، موقع Geographic.org