อันนี้เป็นควันหลงที่เกิดขึ้นหลังจากการอบรมเชิงปฏิบัติการเพื่อขยายผลกิจกรรมที่เน้นการพัฒนาผู้เรียนให้มีความสามารถด้านการสืบเสาะทางวิทยาศาสตร์ ซึ่งมีอยู่ด้วยกัน 6 กิจกรรม โดยหนึ่งในนั้นคือกิจกรรมเรื่องภาวะโลกร้อน ในขณะที่มีการอบรมนั้น ผมพบว่า อาจารย์บางท่านอาจมีความสับสนระหว่างภาวะโลกร้อน ปรากฏการณ์เรือนกระจก และรูโหว่โอโซน ดังเช่นประโยคหนึ่งในอินเตอร์เน็ตที่ว่า
การปล่อยก๊าซเรือนกระจก…เป็นสาเหตุของการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญคือก่อมลพิษทางอากาศ ทำลายชั้นบรรยากาศโอโซน ซึ่งปกป้องผิวโลก ก่อให้เกิดสภาวะโลกร้อนอันเนื่องมาจากอุณหภูมิเฉลี่ยของผิวโลกสูงขึ้น
ประโยคข้างต้นกล่าวในทำนองที่ว่า การปล่อยแก๊สเรือนกระจกเป็นการทำลายชั้นโอโซนในบรรยากาศ (ซึ่งก็ถูกส่วนหนึ่ง แต่ไม่ทั้งหมดครับ) และการทำลายชั้นโอโซนก่อให้เกิดสภาวะโลกร้อน (ซึ่งไม่ค่อยถูกเท่าไหร่นัก) ดังนั้น ผมขอสร้างความชัดเจนเกี่ยวกับความสับสนนี้หน่อยนะครับ
ประเด็นแรกคือความสับสนระหว่าง “สภาวะโลกร้อน” กับ “ปรากฏการณ์เรือนกระจก” ซึ่งหลายคนอาจเข้าใจว่าเหมือนกัน โดยนิยามแล้ว สภาวะโลกร้อนหมายถึง “การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิเฉลี่ยของโลก” ตั้งแต่ช่วงครึ่งหลังของคริสต์ศตวรรษที่ 20 และจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องในอนาคต ในขณะที่ปรากฏการณ์เรือนกระจกเป็น “กระบวนการที่แก๊สเรือนกระจกในบรรยากาศของโลกดูดซับความร้อน(ซึ่งอยู่ในรูปของรังสีอัลตราไวโอเลต)” ที่พื้นโลกแผ่ออกมาอันเนื่องมาจากการที่พื้นโลกได้รับรังสีจากดวงอาทิตย์ การดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตนี้ส่งผลให้บรรยากาศของโลกสะสมความร้อนและมีอุณหภูมิเฉลี่ยเพิ่มสูงขึ้น ดังนั้น ปรากฏการณ์เรือนกระจกและสภาวะโลกร้อนจึงไม่ใช่สิ่งเดียวกัน หากแต่ปรากฏการณ์เรือนกระจกเป็นสาเหตุของสภาวะโลกร้อน
ประเด็นที่สองคือความสับสนระหว่าง “รูโหว่โอโซน” กับ “สภาวะโลกร้อน” หลายคนอาจเข้าใจว่า ปรากฏการณ์ทั้งสองเกี่ยวข้องกันหรือเป็นเหตุผลซึ่งกันและกัน ซึ่งก็ปรากฏให้เห็นบ่อยในงานวิจัยต่างๆ ในต่างประเทศ ตัวอย่างเช่น ในงานวิจัยเรื่อง “Children’s Models of Understanding of Two Major Global Environmental Issues (Ozone Layer and Greenhouse Effect)” ผู้วิจัยได้ระบุความเข้าใจที่คลาดเคลื่อนเกี่ยวกับความสัมพันธ์ของ 2 ปรากฏการณ์นี้ ดังนี้ครับ (หน้า 20)
- รูโหว่โอโซนในชั้นบรรยากาศทำให้รังสีจากดวงอาทิตย์เดินทางผ่านมายังของโลกได้ แต่ในขณะที่รังสีเหล่านั้นจะสะท้อนกลับไปยังอวกาศ รังสีเหล่านั้นไม่สามารถ “หา” รูโหว่เหล่านั้นได้ ซึ่งทำให้เกิดการสะสมของรังสีเหล่านี้ในบรรยากาศของโลก และทำให้อุณหภูมิของโลกเพิ่มขึ้น
- รูโหว่โอโซนในชั้นบรรยากาศทำให้รังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์เดินทางมายังโลกได้ และทำให้อุณหภูมิของโลกเพิ่มสูงขึ้น ทั้งนี้เพราะรังสีอัลตราไวโอเลต “ร้อนกว่า” รังสีอื่นๆ จากดวงอาทิตย์
- รูโหว่โอโซนในชั้นบรรยากาศทำให้รังสีจากดวงอาทิตย์เดินทางมายังโลกได้ และทำให้อุณหภูมิของโลกเพิ่มสูงขึ้น
- รูโหว่โอโซนในชั้นบรรยากาศทำให้อากาศในชั้นบรรยากาศของโลกหลุดออกไปสู่อวกาศ เนื่องจากอากาศเหล่านี้เป็นอากาศเย็น อุณหภูมิของโลกจึงเพิ่มสูงขึ้น
- แก๊สเรือนกระจกทำให้สภาพภูมิอากาศโลกเปลี่ยนแปลงไป ซึ่งทำให้ฝนตกมากขึ้น และทำให้เกิดรูโหว่โอโซน(ด้วยกระบวนการอะไรบางอย่าง)
- แก๊สเรือนกระจกทำให้สภาพภูมิอากาศโลกเปลี่ยนแปลงไป ซึ่งทำให้เกิดลมมากขึ้น และเป่าบรรยากาศของโลกจนเกิดเป็นรูโหว่โอโซน
- แก๊สเรือนกระจกทำให้สภาพภูมิอากาศโลกเปลี่ยนแปลงไป ซึ่งทำให้เกิดหมอกควันลอยขึ้นสูงไปทำลายบรรยากาศของโลกจนเกิดเป็นรูโหว่โอโซน
ในระหว่างการทำกิจกรรมเรื่อง “สภาวะโลกร้อน” โดยเฉพาะในช่วงการนำเสนอ อาจารย์บางท่านก็แสดงถึงความเข้าใจที่คลาดเคลื่อนเหล่านี้บ้าง ผมก็พยายามหาเอกสารมาอ่านเพื่อสร้างความชัดเจนว่า แล้วปรากฏการณ์ทั้งสองแตกต่างกันยังไง และมีอะไรเกี่ยวข้องกันหรือไม่ ผมพบว่า เอกสารต่างๆ ระบุตรงกันว่า ปรากฏการณ์ทั้งสองแตกต่างกัน แต่ก็ไม่ได้ให้รายละเอียดมากนัก อย่างไรก็ดี ผมต้องแจ้งไว้ ณ ตรงนี้ก่อนว่า นักวิทยาศาสตร์เองก็ยังไม่ชัดเจน 100% ว่า ในระดับลึกๆ ลงไปแล้ว ปรากฏการณ์ทั้งสองเกี่ยวข้องกันหรือไม่ เพราะสิ่งที่เกิดขึ้นจริงในบรรยากาศมีความซับซ้อนมาก แต่ผมพอสรุปคร่าวๆ ได้ดังนี้ครับ
ที่มา: กรมอุตุนิยมวิทยา
ประการแรกคือว่า ปรากฏการณ์ทั้งสองเกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศที่แตกต่างกัน ปรากฏการณ์เรือนกระจก(ซึ่งก่อให้เกิดสภาวะโลกร้อน)เกิดขึ้นในบรรยากาศชั้นโทรโพสเฟียร์ ซึ่งใกล้พื้นโลกที่สุด ในขณะที่รูโหว่โอโซนเกิดขึ้นในบรรยากาศชั้นสตราโตสเฟียร์ ซึ่งสูงถัดขึ้นมาจากชั้นโทรโพสเฟียร์
ประการที่สองคือว่า ปรากฏการณ์เรือนกระจกเกี่ยวข้องกับการดูซับความร้อนในรูปของรังสีอินฟาเรดที่พื้นโลก (รวมทั้งสิ่งต่างๆ บนพื้นโลก) ปลดปล่อยกลับขึ้นไปยังบรรยากาศ ในขณะที่โอโซนป้องกันรังสีอัลตราไวโอเลตจากอวกาศที่เดินทางลงมาสู่โลก ปรากฏการณ์ทั้งสองจึงเป็นกระบวนการที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง ทั้งนี้เพราะปรากฏการณ์หนึ่งเป็นเรื่องของการดูดซับรังสีชนิดหนึ่งที่แผ่ขึ้นจากโลก ในขณะที่อีกปรากฏการณ์หนึ่งเป็นเรื่องของการป้องกันรังสีอีกชนิดหนึ่งที่เดินทางมายังโลก) ดังภาพข้างล่างครับ [ลูกศรสีเหลืองแทนรังสีอัลตราไวโอเลตหรือรังสีคลื่นสั้น ในขณะที่ลูกศรสีแดงแทนรังสีอินฟราเรดหรือรังสีคลื่นยาว]
ที่มา: http://www.atom.rmutphysics.com/charud/oldnews/0/285/4/greenhouse.gif
แต่ผมเองก็ยังอดสงสัยและคล้อยตามกับบางความเข้าใจที่คลาดเคลื่อนข้างต้นไม่ได้ เช่น หากรูโหว่โอโซนทำให้รังสีอัลตราไวโอเลตเดินทางมายังโลกมากขึ้น แล้วเหตุใดรังสีอัลตราไวโอเลต(ที่ตกกระทบพื้นโลกมากขึ้น)จึงไม่ทำให้อุณหภูมิของโลกเพิ่มขึ้น เพราะยังไงเสีย รังสีอัลตราไวโอเลตก็เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดหนึ่งที่สามารถเปลี่ยนไปเป็นพลังงานความร้อนได้
ที่มา: Australia 2014, Bureau of Meteorology
คำตอบที่เป็นไปได้คือว่า แม้รังสีอัลตราไวโอเลตสามารถเปลี่ยนไปเป็นพลังงานความร้อนได้ก็จริง แต่นั่นก็ไม่ใช่ “สาเหตุหลัก” ที่ทำให้อุณหภูมิของบรรยากาศโลกเพิ่มสูงขึ้น จากกราฟข้างต้น เราจะเห็นว่า รังสีอัลตราไวโอเลตที่ตกกระทบพื้นโลกมีค่าสูงสุดในแต่ละวัน ณ เวลาประมาณ 13:00 น แต่อุณหภูมิของบรรยากาศโลกจะมีค่าสูงสุดช่วงบ่ายๆ เย็นๆ ซึ่งก็หมายความว่า ปริมาณรังสีอัลตราไวโอเลตและอุณหภูมิของบรรยากาศโลกไม่ได้สัมพันธ์กันโดยตรง ดังนั้น เราจึงไม่สามารถสรุปได้ว่า ปริมาณรังสีอัลตราไวโอเลตที่ตกกระทบพื้นโลกเพิ่มขึ้น(อันเนื่องมาจากรูโหว่โอโซน)ทำให้อุณหภูมิของบรรยากาศโลกเพิ่มขึ้น นั่นคือ ปรากฏการณ์การทั้งสองเป็นคนละเรื่องกัน แต่หลายคนมักนำมาเชื่อมโยงกัน เพราะทั้งคู่เป็นปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมเหมือนกัน
ความเกี่ยวข้องเดียวระหว่างรูโหว่โอโซนกับสภาวะโลกร้อนที่ชัดเจน ณ ตอนนี้คือว่า สารประเภท CFC มีสมบัติเป็นทั้งแก๊สเรือนกระจกที่สามารถดูดซับรังสีอินฟราเรดได้ และเป็นสารที่ทำลายชั้นโอโซนในบรรยากาศได้ นั่นคือ สาร CFC เป็นสาเหตุของทั้งสภาะโลกร้อนและรูโหว่โอโซน [ข้อมูลเพิ่มเติม]