هواشناسی، اقیانوس شناسی، تغییرات اقلیمی

اقیانوس شناسی شاخه­ های گوناگونی از علم را دربر می­گیرد که شامل فر­آیندهای بیولوژیک، شیمیایی و فیزیکی می ­باشد که در اقیانوسها بوقوع می­ پیوندد. آنالیز ایزوتوپهای پایدار ابزار قدرتمندی در ردیابی این فرآیندها در اختیار می­ گذارد. ایزوتوپهای پایدار اکسیژن و هیدروژن ، هیدرولوژی آبهای اقیانوسی را آشکار کرده و می ­توان توسط آنها چرخه آب، فرآیندهای تبخیری و تاثیر جو در مقیاس محلی و منطقه­ ای و حتی جهانی را دنبال نمود.

چرخه مواد مغذی و اکولوژی اقیانوسها نیز به نوبه خود جالب توجه هستند. بعنوان مثال ایزوتوپهای پایدار گوگرد، نیتروژن و کربن ابزارهای قدرتمندی هستند که برای ردیابی فعالیت جلبکها، توضیح ساختارهای زنجیره غذایی در اجتماعات سطحی وکف اقیانوسی و ردیابی شار مواد مغذی در فصول مختلف بکار گرفته شده ­اند.

تغییرات اقلیمی یکی از بزرگترین تهدیدات تمدن بشری است، اما تعیین سناریو­های اقلیمی آینده تنها هنگامی امکان ­پذیر است که بتوان اتفاقاتی را که در گذشته بر سر اقلیم کره زمین آمده است را بدانیم. با فهم تغییرات اقلیم کره زمین و مکانیسم­های ممکن دانشمندان قادر هستند مدل­های بسیار پیچیده ­ای را برای پیش­بینی آینده اقلیمی کره زمین ارائه داده و دولتمردان و سیاست­گذاران را از خطرات فعالیتهای انسانی آگاه سازند. آنالیز ایزوتوپهای پایدار مانند دماسنج باستانی عمل می­ کند که اجازه می­ دهد دمای گذشته کره زمین را از موادی مانند: میکروفسیلها، هسته ­های یخی و حلقه­ های موجود در بدنه درختان محاسبه کنند.

به عنوان مثال:

بررسی رابطه بین بارندگی و دما با تغییر نسبت ایزوتوپ های پایدار اکسیژن ۱۸و کربن  ۱۳ نشان داد كه:

درختان به عنوان قدیمی ترین موجودات کره ی زمین، به محیط زیست های خود حساس اند و یک بایگانی فیزیکی تقریبا پیوسته را از اطلاعات اقلیم در گذشته از طریق ویژگی¬های فیزیکی و شیمیایی حلقه های خود ارائه می دهند از این رو یکی از بهترین ذخایر اطلاعاتی طبیعی و معتبرترین منبع تحقیقاتی برای تغییرات زیست محیطی و اقلیم در دوره ی اخیر و در دوره ی هلوسن محسوب می شوند. اندازه گیری ایزوتوپ های پايدار در حلقه های رویش یکی از قویترین روش های شیمیایی بازسازی روند تغییرات محیطی گذشته می باشند. مطالعه ی حاضر به منظور بررسی رابطه بین بارندگی و دما با تغییرات نسبت ایزوتوپ های پایدار اکسیژن و کربن درطی 50 سال اخیر حلقه های رویش ارس Juniperuspolycarposو اوری Quercus macranthera در رویشگاه چهار باغ گرگان، با استفاده از اطلاعات نزدیک ترین ایستگاه های هواشناسی انجام شده است. پس از سن گذاری حلقه های نمونه های سونداژشده ی درختان ، هریک از حلقه ها بریده شد و سپس به منظور اندازه‏گیری نسبت ایزوتوپ های پایدار کربن 13 و اکسیژن 18، آلفا سلولز از هر یک حلقه های رویش استخراج گردید. میزان ایزوتوپ های و حلقه¬های درخت توسط طیف سنجی جرمی اندازه گیری شد. نتایج نشان داد، میزان سلولز حلقه های رویش اوری و ارس با مجموع بارندگی و میانگین دما (ماهانه و فصلی) رابطه ی معنادار دارد روابط رگرسیونی نشان می دهد کنترل غالب بر میزان رطوبت هوا (فشار بخار آب در جو) می باشد و برای هر دو گونه سیگنال های غنی سازی تبخیری برگ در هر دو دامنه ی شمالی و جنوبی رشته کوه البرز سیگنال های ورودی آب حاصل از بارندگی را می‏‏پوشاند. بیشترین ضرایب همبستگی برای در هر دو گونه ی ارس و اوری با مجموع بارندگی در فصل بهار و ماه آوریل (فروردین) می باشد. دما بر میزان تاثیر ندارد بنابراین مشهود است کنترل اقلیمی غالب بر میزان سلولز در هر دو گونه تنش‏های رطوبتی (رطوبت نسبی هوا و رطوبت خاک) از طریق تاثیر بر هدایت روزنه‏ای است.

"ايزوتوپ  پايدار" "آناليز ايزوتوپ هاي پايدار"  " تكنيك ايزوتوپ هاي پايدار " "stable isotopes"