التأثيرات الفيزيائية لتغير المناخ

من الناحية التاريخية (أي على مدى القرن العشرين)، كانت مناطق الأراضي شبه الاستوائية، شبه قاحلة في الأغلب، بينما كانت معظم المناطق شبه القطبية تعاني من فائض من الهطول بسبب التبخر. يتوقع أن يرافق الاحتباس الحراري في المستقبل انخفاض في سقوط الأمطار في المناطق شبه الاستوائية وزيادة في الهطول في دوائر العرض شبه القطبية وفي بعض المناطق الاستوائية. بعبارة أخرى، فإن المناطق الجافة حاليًا ستصبح عمومًا أكثر جفافًا، في حين أن المناطق الرطبة حاليًا ستصبح أكثر رطوبة عمومًا. لا ينطبق هذا الإسقاط على كل موقع، وفي بعض الحالات يمكن تعديله حسب الظروف المحلية. من المتوقع أن يكون الجفاف أقوى بالقرب من الهوامش القريبة من القطبين للمناطق شبه الاستوائية (مثلًا، جنوب أفريقيا، جنوب أستراليا، البحر الأبيض المتوسط، وجنوب غرب الولايات المتحدة)، وهو نمط يمكن وصفه بتوسع هذه المناطق شبه القاحلة تجاه القطبين.[6]

يشكل هذا النمط الواسع النطاق من التغير، سمةً قوية موجودة في جميع عمليات المحاكاة التي أجرتها مجموعات نمذجة المناخ العالمية للتقييم الرابع لللجنة الدولية للتغيرات المناخية، وهو واضح أيضًا في اتجاهات الهطول المرصودة في القرن العشرين.

من المتوقع أن تشمل التغيرات في المناخ الإقليمي المزيد من الاحتباس الحراري على الأرض، مع أعلى ارتفاع لدرجة الحرارة عند دوائر العرض الشمالية العليا، وأقلها فوق المحيط الجنوبي وأجزاء من شمال المحيط الأطلسي.[7]

يتوقع أن تتبع التغيرات المقبلة في الهطول الاتجاهات الحالية، مع انخفاض الهطول فوق المناطق شبه الاستوائية، وزيادة الهطول عند دوائر العرض شبه القطبية وبعض المناطق الاستوائية.[8]

في تقييم للدراسات، قامت هيغرل وآخرون عام 2007 بتقييم الأدلة على عزو التغير المناخي الملحوظ. استنتجوا أنه منذ منتصف القرن العشرين، من المرجح أن تكون التأثيرات البشرية قد ساهمت بشكل كبير في زيادة درجة الحرارة السطحية في كل قارة باستثناء القارة القطبية الجنوبية.[9] ذكرت مجلة ساينتفك أمريكان في 23 ديسمبر 2008 أن أكثر عشر مناطق تأثرًا بتغير المناخ هي دارفور، ساحل الخليج الأمريكي، إيطاليا، شمال أوروبا، الحيد المرجاني العظيم، الدول الجُزرية، واشنطن العاصمة، الممر الشمالي الغربي، جبال الألب، وأوغندا.

في نصف الكرة الأرضية الشمالي، شهد الجزء الجنوبي من المنطقة القطبية الشمالية (موطنًا لأربعة ملايين نسمة)، ارتفاعًا في درجة الحرارة من 1 درجة مئوية إلى 3 درجات مئوية (من 1.8 إلى 5.4 درجة فهرنهايت) على مدى السنوات الخمسين الماضية.[10] تشهد كندا وألاسكا وروسيا ذوبانًا مبدئيًا للتربة الصقيعية. قد يعطل ذلك النظم البيئية، وبزيادة النشاط البكتيري في التربة ما يؤدي إلى أن تصبح هذه المناطق مصادرًا للكربون بدلًا من أن تكون مصارف كربون. تشير دراسة (نُشرت في مجلة ساينس) حول التغيرات التي طرأت على التربة الصقيعية في شرق سيبيريا إلى أنها تختفي تدريجيًا في المناطق الجنوبية، ما أدى إلى خسارة ما يقرب من 11% من بحيرات سيبيريا البالغ عددها نحو 11 ألف بحيرة منذ عام 1971.[11] في الوقت نفسه، فإن غرب سيبيريا في المرحلة الأولية إذ تخلق التربة الصقيعية الذائبة بحيرات جديدة، والتي ستبدأ أخيرًا في الاختفاء كما هو الحال في الشرق. علاوة على ذلك، فإن ذوبان التربة الصقيعية سيؤدي في نهاية المطاف إلى إطلاق الميثان من الخث في مناطق الرخاخ.

قيّم أنيسيموف وآخرون في عام 2007، المؤلفات المتعلقة بآثار تغير المناخ في المناطق القطبية.[12] أظهرت الإسقاطات النموذجية أن النظم البيئية الأرضية للقطب الشمالي والطبقة النشطة (الطبقة العليا من التربة أو الصخور الموجودة في التربة الصقيعية التي تتعرض للتجمد والتذويب الموسمي) ستكون مصرف صغير للكربون (أي صافي امتصاص الكربون) على مدى هذا القرن. اعتُبرت هذه التوقعات غير مؤكدة، ورُئي أنه من الممكن حدوث انبعاثات متزايدة للكربون من ذوبان التربة الصقيعية. هذا من شأنه أن يؤدي إلى تضخيم الاحتباس الحراري.