امروزه اثرات تغییرات اقلیمی به‌صورت خشکسالی‌های شدید، سیلاب‌های ناگهانی، بالا آمدن سطح آب دریاها، توفان‌های ویرانگر و نابودی منابع طبیعی نمایان شده‌اند. این بحران‌ها بیش از آنکه کشورهای صنعتی را تحت‌تاثیر قرار دهند، کشورهای فقیر را دچار بحران‌های زیستی، اقتصادی و انسانی کرده‌اند.
بیشتر کشورهای آفریقایی، کشورهای جزیره‌ای کوچک، و بخش‌هایی از آسیا و آمریکای لاتین که کمترین نقش را در تولید گازهای گلخانه‌ای داشته‌اند، اکنون با پیامدهای وخیم تغییرات اقلیمی دست‌وپنجه نرم می‌کنند.
سراسر آفریقا دچار خشکسالی‌های پیدرپی، کمبود آب و کاهش تولید محصولات کشاورزی شده است.
طی بیست هزار سال گذشته از زندگی انسان، در دوره‌هایی درازمدت، تغییرات چشمگیری در اقلیم پدید آمده است. تهدید بزرگ در زمانه کنونی نرخ بسیار شتابناک افزایش گرمایش است. اینک گونه‌های زیستی، به‌جای برخورداری از هزاران سال فرصتی که برای سازگاری با گرمایش و سرمایش اندک جوّی داشتند، با تغییراتی عمده در طول دهه‌ها روبه رویند ــ تغییراتی بسیار شتابناک‌تر از آنکه بیشتر چرخه‌های فرگشتی بتوانند خود را با آن همراه کنند.
فشارهای گرمایش فزاینده کُره زمین، همراه با از دست رفتن زیستگاه‌های طبیعی به‌علت تغییرات ناشی از شیوه استفاده از زمین، نرخ‌های شتابنده نابودی‌ای را که امروزه مشاهده می‌کنیم رقم می‌زنند.
گرچه ممکن است بسیاری گونه‌های زیستی از بین بروند، کوشش و توجه به بازسازی زیست‌سامان همراه با کربن‌زدایی بی‌درنگ و پاسداری از منابع می‌توانند در درازای زمان به احیای اکوسیستم کمک کنند تا بتوانند منابع زندگی‌بخش را برای کُره زمین فراهم کنند.
جانوران وحشی بومی نقشی کلیدی در ترازمندی طبیعی بازی می‌کنند. محافظت از جمعیت‌های بومی حیوانات و بازآوردن آنها به مناطق بومی می‌تواند، با پراکنده شدن بذرهای گیاهان در نتیجه گشت‌زنی حیوانات، به بازسازی جنگل‌ها یاری رساند و با جلوگیری از انبوه شدن رستنی‌های زیرین از آتش‌سوزی‌های زودگستر پیشگیری کند. یکی از مهم‌ترین مفاهیم مطرح‌شده در دهه‌های اخیر، عدالت اقلیمی (Climate Justice) است. کشورهای توسعه‌یافته که بیشترین انتشار گازهای گلخانه‌ای را در قرن گذشته داشته‌اند، مسوول اصلی وضعیت فعلی هستند؛ با این حال، کشورهای فقیر قربانی این روندند، بدون آنکه ابزار کافی برای سازگاری با بحران داشته باشند.
این نابرابری باعث شده است تا سازمان‌های بین‌المللی و نهادهای حقوق‌بشری خواستار جبران خسارت، انتقال فناوری سبز، و سرمایه‌گذاری در سازگاری اقلیمی شوند. از دیرباز، کشورهای ثروتمند با کشورهای فقیر تجارت نابرابر داشته‌اند. در دوره استعمار، مواد خام را غارت می‌کردند و ده‌ها میلیون نفر را به بردگی می‌گرفتند. در کشورهایی که آن زمان جهان سوم به شمار می‌رفتند، تا دو نسل پس از رفع استعمار، رسما خبری از رشد اقتصادی نبود.
از دهه ۱۹۸۰ و هم‌زمان با شتاب‌گرفتن رشد اقتصادی چین، دامنه توسعه به‌نحو چشمگیری گسترش یافته است. در حال حاضر ۴۱ درصد از کل گازهای گلخانه‌ای را ۴۰درصد طبقه متوسط منتشر می‌کنند، و این بدان معناست که به سطح چشمگیری از مصرف انرژی رسیده‌اند. اما این «طبقه متوسط جهانی»، که بیش از هر جای دیگر در شرق آسیا متمرکز است، با مصرف بیش از حد کربن، عرصه را بر مناطق کم‌درآمد تنگ می‌کند و رشد روزافزونش به برخی از فقیرترین و ناتوان‌ترین مردم جهان آسیب‌های جبران‌ناپذیری وارد می‌کند. بنابراین، با وضعی روبه‌رو هستیم که در تاریخ سابقه ندارد.
هرچه بیشتر به لبه زیست‌پذیری محیطی - یعنی مرز بحرانی برای زیست نوع بشر- نزدیک می‌شویم، توسعه کشورهای ثروتمند به‌طور نظام‌یافته‌ای شرایط بقای میلیاردها نفر را در مناطق خطرناک اقلیمی وخیم‌تر می‌کند. این انسان‌ها، بیش از آنکه به معنای دقیق کلمه استثمار شده یا مغفول مانده باشند، قربانی پیامدهای اقلیمی رشد اقتصادی در کشورهای دیگر شده‌اند. چنین گرفتاری خشونت‌بار و غیرمستقیمی از نظر کیفیت و مقیاس تازگی دارد.
در منطقه خاورمیانه تغییر اقلیم چالشی بزرگ محسوب می‌شود، مخصوصا اگر به افزایش خشکسالی‌های پیدرپی و مداوم و همچنین به رشد تقاضا برای آب و کمبود آن توجه شود، این چالش ابعاد وسیعی به خود می‌گیرد. تغییرات آب و هوایی سبب افزایش قیمت مواد غذایی، بیماری‌ها و به‌تبع آن افزایش در هزینه‌های بهداشتی می‌شود. علاوه بر رشد جمعیتی روزافزون آن باید با مساله آب، که حساس‌ترین منبع اقتصادی تلقی می‌شود، مقابله کند.
به عنوان مثال در جنوب آسیا، تغییرات آب‌وهوا با تاثیر مستقیم بر تولید محصولات کشاورزی، بارندگی و جاری شدن سیل، از بین رفتن محصولات کشاورزی را افزایش می‌دهد و با عواقب جدی در منطقه‌ای که با رشد بالای جمعیت همراه خواهد بود، چالش امنیت غذایی حادث می‌شود.
مهم‌ترین آثار و تبعات بعد از مرحله تغییر اقلیم به وقوع خواهد پیوست؛ که این پدیده آوارگی، بی‌خانمانی، مهاجرت‌های کلان، بی‌تابعیتی، بیکاری، فقر، حاشیه‌نشینی و ناامنی فراگیر را به دنبال خواهد داشت.
تغییر اقلیم به دنبال خود زندگی صدها میلیون انسان را دستخوش تغییر قرار داده است؛ اما بیشتر آنها حتی آگاهی ندارند که قربانی تغییرات اقلیم هستند. از ۲۶۲ میلیون نفری که تخمین زده شده است بین سال‌های ۲۰۰۴- ۲۰۰۰ تحت تاثیر تغییرات آب و هوایی قرارگرفته‌اند بالغ بر ۹۸درصد آنها در کشورهای در حال‌توسعه بوده‌اند.
پیامدهای بهداشتی سلامتی تغییرات آب و هوایی نیز می‌توانند تهدیدی علیه صلح و امنیت بشری باشند. چنانچه قبلاً هم مشاهده شده، بیماری‌هایی هستند که محدوده‌ها و مرزهای ملی را در دنیای جهانی شده امروز به رسمیت نمی‌شناسد و همه‌جا را درگیر خواهد ساخت. تغییرات آب و هوایی با جابه‌جایی مردم و مهاجرت سایر گونه‌ها به مناطق حاشیه شهری مرتبط است و در نتیجه فرصت‌های انتقال بیماری مشترک بین انسان و دام را افزایش می‌دهد. تا جایی که هیات بین دولتی تغییرات آب و هوایی (IPCC) به این نتیجه دست یافتند که تغییرات آب و هوایی در قرن بیست و یکم جابه‌جایی افراد را افزایش دهد.
مناطق و فضاهای پیرامون شهری (چه ساحلی یا غیر ساحلی) که با منابع کم و خدمات ناکافی مشخص می‌شود، معمولاً در برابر تاثیرات اقلیمی فزاینده از جمله رویدادهای شدید آب و هوایی، افزایش سطح دریا، سیل، فرسایش، خشکسالی، شور شدن و امواج گرمایی آسیب‌پذیرتر هستند که باعث ایجاد شرایط اجتماعی - اکولوژیکی که در معرض شیوع (بیماری‌های عفونی در حال ظهور) خواهد شد.
تغییرات زیست‌محیطی یکی از عوامل مهمی است که با جابه‌جایی مردم و سایر گونه‌ها به فضای پیرامون شهری، این رشد را تشویق می‌کند. چراکه فضاهای پیرامون شهری معمولا با مدیریت ضعیف و مشارکت ناچیزی اداره می‌شود، برنامه‌ریزی محدود و امکانات رفاهی ناکافی مانند بهداشت و مدیریت پسماند و کاربری‌های نامتناسب اقتصادی، کشاورزی و صنعتی، عدم مشارکت، فقدان نظارت و ... را دارا هستند؛ که منطقه خاورمیانه کاملا مستعد و شرایط پذیرش این نوع بلایا را دارد. براساس پژوهشی علمی که در نشریه «وورلد ودر اتریبیوشن» منتشر شد، خشکسالی غرب آسیا که از تیر ۱۳۹۹ آغاز شده، بیشتر ناشی از این است که بارندگی اندک آن منطقه بر اثر گرمای بالاتر از حد معمول، تبخیر می‌شود. بنا به نظر یک کارشناس اگر کره زمین از نیمه قرن نوزدهم به این سو، بیش از یک درجه سانتی‌گراد گرم نشده بود، این وضعیت هرگز تبدیل به خشکسالی نمی‌شد. تغییرات اقلیمی، شرایط نسبتا عادی آب را به خشکسالی شدید تبدیل کرده است، و احتمال وقوع شرایط خشکسالی در سوریه و عراق به دلیل تغییرات اقلیمی، ۲۵ برابر و در ایران ۱۶ برابر بیشتر است.
غلظت گازهای دی‌اکسید کربن، متان و اکسید نیتروژن در جو زمین از زمان آغاز انقلاب صنعتی به‌طور قابل توجهی افزایش یافته است. در مورد دی‌اکسید کربن، میانگین غلظت اندازه‌گیری‌شده در رصدخانه مائونا لوا در هاوایی از ۳۱۶ ppm در سال ۱۹۵۹(نخستین سالی که داده‌های کامل در دسترس است) به بیش از ۴۱۱ ppm در سال ۲۰۱۹ رسیده است همین نرخ‌های افزایش در ایستگاه‌های متعدد دیگری در سراسر جهان نیز ثبت شده‌اند.
از دوران پیشاصنعتی تاکنون، غلظت دی‌اکسید کربن در جو بیش از ۴۰ درصد افزایش یافته، متان بیش از ۱۵۰درصد افزایش داشته و اکسید نیتروژن حدود ۲۰ درصد. بیش از نیمی از این افزایش دی‌اکسید کربن از سال ۱۹۷۰ به بعد اتفاق افتاده است. افزایش این سه گاز به گرم شدن زمین کمک می‌کند، که در این میان، افزایش دی‌اکسید کربن نقش اصلی را ایفا می‌کند.دانشمندان گازهای گلخانه‌ای را در بستر تاریخی بررسی کرده‌اند. تحقیقات نشان می‌دهد که غلظت دی‌اکسید کربن از قرن نوزدهم به‌طور چشمگیری افزایش یافته است.
استفاده انسان از انرژی خورشیدی به قرن هفتم پیش از میلاد بازمی‌گردد. در دوران باستان، تمدن‌های مختلف از طراحی‌های خورشیدی غیرفعال برای اهداف گوناگون بهره می‌بردند. یونانی‌ها و چینی‌ها شهرهایی را طراحی می‌کردند که در آنها موقعیت ساختمان‌ها به گونه‌ای انتخاب می‌شد که در تابستان خنک بمانند و در زمستان از تابش خورشید گرم شوند؛ این طراحی‌ها با در نظر گرفتن تابش خورشید، جرم حرارتی، و تهویه انجام می‌شد. اصول این نوع طراحی، همچنان در بسیاری از کشورهای جهان به کار می‌رود.
رومی‌ها از انرژی خورشید برای گرم کردن حمام‌های عمومی استفاده می‌کردند. آنها با بهره‌گیری از سیستمی به نام «هیپوکاست»، هوای داغ را در فضاهای توخالی زیر کف‌های بلند شده به گردش درمی‌آوردند. دیوارها نیز توخالی بودند تا هوای داغ و آب گرم از حمام‌های رو به جنوب بتوانند محیطی پر بخار ایجاد کنند. مصریان باستان از طریق طراحی خانه‌های خود، قادر بودند حرارت خورشید را در طول روز در جرم حرارتی ذخیره کنند و شب‌هنگام آن را آزاد کنند تا فضای داخلی خانه گرم بماند. همچنین از تابش خورشید برای تبخیر آب استفاده می‌کردند تا از اثر خنک‌کنندگی آن بهره ببرند.
رومی‌ها و یونانی‌ها همچنین از عدسی‌های بزرگ‌نما و آینه برای روشن کردن آتش بهره می‌بردند.
در سال ۱۷۶۷، هوراس بندیکت دو سوسور، فیزیک‌دان، طبیعی‌دان و زمین‌شناس سوئیسی، نخستین سلول جمع‌آورنده انرژی خورشیدی را ساخت.
او جعبه‌ای عایق‌شده طراحی کرد که شبیه به یک گلخانه بود، با دریچه‌ای در بالا و پنج لایه شیشه. در معرض نور مستقیم خورشید، این شیشه‌ها حرارت خورشید را تقویت کرده و دما را به ۱۰۸ درجه سلسیوس رساندند، که برای جوشاندن آب و پخت غذا کافی بود. او این اختراع را «هلیوترمومتر» نامید.
این ابزار، پایه‌ای شد برای کلکتورهای خورشیدی‌ای که در قرن‌های نوزدهم و بیستم توسعه یافتند و قادر به گرم کردن خانه‌ها، تهیه آب گرم و تولید برق بودند.
در سال ۱۸۳۹، ادموند بکرل، دانشمند فرانسوی، در سن ۱۹ سالگی هنگام کار در آزمایشگاه پدرش، اثر فوتوولتاییک را کشف کرد. او با استفاده از یک سلول الکترولیتی شامل دو الکترود فلزی در محلول رسانا دریافت که نور خورشید می‌تواند تولید برق را افزایش دهد.
این کشف، نقطه عطفی در تاریخ انرژی خورشیدی بود.
در دهه ۱۸۶۰، اوت موشو، تحت تاثیر کار بکرل، شروع به ثبت اختراعاتی برای موتورهای خورشیدی کرد. این اختراعات الهام‌بخش دانشمندان در سراسر اروپا و قاره آمریکا شد.
در سال ۱۸۸۳، چارلز فریتس نخستین سلول خورشیدی را با استفاده از ورقه‌های سلنیوم طراحی کرد.
این کار بر پایه تحقیقات ویلوبی اسمیت، ویلیام گریلز آدامز و ریچارد ایوانز دی بر ویژگی‌های نوری-رسانایی سلنیوم بنا شده بود.
اختراع فریتس راندمانی در حدود یک درصد داشت، اما برای نخستین‌بار نشان داد که می‌توان از مواد جامد بدون هیچ‌گونه قطعه متحرک برای تولید برق با نور خورشید استفاده کرد.
گام بعدی بزرگ در فناوری PV در سال ۱۹۴۰ با کار راسل شوماکر اُل، پژوهشگر نیمه‌رسانا در آزمایشگاه بل، رقم خورد. او با نمونه‌های سیلیکون آزمایش می‌کرد. اُل‌حین انجام یک آزمایش متوجه شد که یک نمونه از سیلیکون وقتی در معرض نور قرار می‌گیرد، جریان الکتریکی ایجاد می‌شود. اُل ناخواسته یک پیوند p-n (اتصال یک نیم‌رسانای مثبت با یک نیم‌رسانای منفی) ساخته بود، که اساس سلول‌های خورشیدی مدرن است.
در طول ۲۵۰ سال گذشته، دوره‌های گذار از انرژی‌های مرسوم بارها تجربه شده است. این گذارها به اندازه هر دگرگونی سیاسی یا اقتصادی دیگر مستلزم تغییر در زیرساخت‌ها و الگوهای رفتاری بوده‌اند با این حال، انرژی‌های نو هرگز به‌طور کامل جایگزین انرژی‌های پیشین نمی‌شوند.
نخستین سلول خورشیدی چند سال بعد در سال ۱۹۵۴توسط داریل چپین، کالوین فولر و جرالد پیرسون، سه پژوهشگر در آزمایشگاه بل، توسعه یافت. این سلول با استفاده از ورقه‌های سیلیکون ساخته شد و راندمانی حدود ۶ درصد داشت، که نسبت به سلول‌های سلنیومی چارلز فریتس بسیار بالاتر بود.
آزمایشگاه بل برای نخستین‌بار این فناوری را با به حرکت درآوردن یک چرخ و فلک اسباب‌بازی و فرستنده رادیویی خورشیدی به نمایش گذاشت. پس از این اکتشافات، برخی از نخستین پنل‌های خورشیدی برای تامین انرژی ماهواره‌ها در فضا استفاده شدند. در سال ۱۹۵۸، ماهواره ونگارد ۱ از یک پنل یک‌واتی برای تغذیه رادیوهایش بهره برد. پس از آن، ماهواره‌های دیگری مانند ونگارد ۲، اکسپلورر ۳ و اسپوتنیک-۳ نیز از انرژی خورشیدی استفاده کردند. امروزه نیز، انرژی خورشیدی همچنان نقشی کلیدی در فضانوردی ایفا می‌کند. سلول‌های خورشیدی که نور خورشید را به جریان برق تبدیل می‌کنند، بیش از صد سال پیش اختراع شده بودند، اما نمونه‌های اولیه آنقدر ناکارآمد بودند که کاربرد چندانی نداشتند. سلول خورشیدی یک قطعه الکترونیکی است که نور خورشید را دریافت می‌کند و آن را مستقیماً به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند. سلول‌های خورشیدی موجود در اوایل دهه ۱۹۵۰ از سلنیوم ساخته می‌شدند، ولی این سلول‌ها فقط پنج وات در هر متر مربع تولید می‌کردند و کمتر از 5 صدم درصد از نور خورشید دریافتی را به برق تبدیل می‌کردند.
در همان زمان، «کلوین فولر» و «جرالد پیرسون» در حال توسعه ترانزیستورهایی با استفاده از سیلیکون بودند و چپین از آنها درخواست کمک کرد.
پیرسون و فولر با افزودن ناخالصی‌های مختلف به سیلیکون، سعی داشتند رسانایی آن را افزایش دهند. آنها برای آزمایش، از تری‌کلرید گالیم برای ایجاد بار مثبت در سیلیکون استفاده کردند و سپس آن را در لیتیوم داغ فرو بردند تا بار منفی ایجاد شود. آنها یک آمپرمتر - دستگاهی برای اندازه‌گیری جریان - وصل کردند و چراغ رومیزی را روشن کردند. آمپرمتر بیشترین جریان تولیدشده تا آن زمان توسط یک سلول خورشیدی را ثبت کرد و پیرسون بلافاصله به چپین گفت که تمرکز خود را بر روی سیلیکون بگذارد.
این سه نفر روی فناوری خود کار کردند تا سرانجام موفق شدند سلولی قابل اعتماد بسازند که می‌توانست ۶ درصداز انرژی خورشیدی را به برق تبدیل کند.
امروزه اگر امیدی به کنترل تغییرات اقلیمی وجود دارد از همین فناوری‌های نوین نشات می‌گیرد که انتقال آن نیز به کشورهای فقیر - که بیشترین آسیب‌ها را از پیامدهای زیست محیطی صنایع متحمل شده‌اند - برای سرمایه‌گذاران توجیه اقتصادی ندارد.
مقاله ای به قلم آدام توز نویسنده گاردین
با ترجمه قاسم مومنی، در مجله ترجمان.
مقاله ای به قلم هوشنگ مرادی
پژوهشگر مرکز پژوهش‌های علمی و مطالعات استراتژیک خاورمیانه
www.iea.org
