پژوهش حاضر ، « روند تغییرات اقلیمی کلانشهر تهران و عوامل تاثیر گذار بر آن در یک دوره 90 ساله  » حاصل کار احمد مسجد جامعی، عضو کمیسیون سلامت ،خدمات شهری و
محیط زیست و محمد علی شاعری ، رئیس ستاد محیط زیست و توسعه پایدار شهرداری تهران است که درپی می آید:
گسترش بی‌رویه شهر تهران، افزایش جمعیت، افزایش تعداد خودروها، افزایش مصرف سوخت‌های فسیلی در بخش‌هاي ساختمان، حمل‌ونقل و صنعت، افزایش انتشار گازهای گلخانه‌ای، افزایش بلندمرتبه‌سازی مخصوصا در کریدورهای شهری و گسترش جزایر حرارتی در شهر باعث شده است كه روند تغییرات اقلیم شهر تهران به‌گونه‌ای باشد که پایتخت را در مسیر گرم‌شدن پیش ببرد.
تغییرات اقلیم و گرمايش جهاني یکی از مهم‌ترین معضلات زیست‌محیطی در قرن اخیر بوده که توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده است. یکی از دلایل عمده تغییرات اقلیم، گرمایش جهانی است که عمده‌ترین دلیل آن افزایش گازهای گلخانه‌ای نظیر دی‌اکسیدکربن، اکسید ازت، کلروفلوئورو کربن و متان است. تغيير اقليم يك پديده پيچيده اتمسفري – اقيانوسي در مقياس جهاني و در درازمدت است. اين تغيير به دلايل دگرگوني دروني در سامانه اقليم، تغييرات در بر هم كنش‌هاي مؤلفه‌هاي تشكيل‌دهنده سامانه آن، تغييرات ايجاد شده در نيروي خارجي موثر بر سامانه، تغيير در عوامل محيطي و فعاليت‌هاي انساني است. اقليم كره زمين در طول تاريخ همواره درحال تغيير بوده، اما با شروع انقلاب صنعتي نقش بشر در تغييرات اقليمي تغيير پيدا كرد. اين امر به‌طور عمده به علت مصرف سوخت‏هاي فسيلي، شهر‏نشيني، جنگل‏زدايي، بيابان‏زايي و توسعه صنایع ناسازگار با محیط‌زیست و آلاینده و غيره است. در سال‏هاي اخير تغييرات اقليمي، به ويژه گرم‌شدن زمين، مورد توجه بسياري از كشورهاي جهان قرار گرفته است.
براساس گزارش آژانس اطلاعات انرژی آمریکا و سازمان بهداشت جهانی در‌ سال 2014، ایران رتبه دهم تولید گازهای گلخانه‌ای و رتبه هشتم آلودگی هوا را در جهان به خود اختصاص داده است. براساس گزارش ملی تغییر آب و هوا (گزارش دوم) حدود ۸۰‌درصد علت تغییر آب و هوا و افزایش گازهای گلخانه‌ای در کشور مربوط به مصرف انرژی با منشأ فسیلی، حدود ۱۰‌درصد مربوط به صنایع آلاینده و مابقی مربوط به پدیده جنگل‌زدایی و کاهش پوشش گیاهی است. باتوجه به این‌که تغییرات اقلیمی در شهرها با تغییر در ویژگی‌های محیط شهری، مشکلاتی را در عرصه‌های مختلف شهری پدید آورده و هزینه‌های سنگینی بر مدیریت شهری تحمیل می‌کند، در مقاله حاضر به بررسي تغييرات اقليمي کلانشهر تهران - به‌عنوان شانزدهمين شهر پرجمعيت جهان و پایتخت کشور جمهوری اسلامی ایران- از ‌سال 1300 الی 1391 و عوامل موثر در ایجاد این تغییرات پرداخته شده است.
1- ويژگي‌هاي جغرافيايي شهر تهران
شهر تهران از نظر جغرافیایی در ۵۱درجه و ۱۷ دقیقه تا ۵۱درجه و ۳۳دقیقه طول شرقی و ۳۵درجه و ۳۶دقیقه تا ۳۵درجه و ۴۴دقیقه عرض شمالی قرار گرفته است. ارتفاع کنونی تهران از سطح دریا در حدود ۹۰۰ الی۱۸۰۰ متر است. به‌طور مثال در میدان تجریش ارتفاع حدود ۱۳۰۰ متر و در میدان راه‌آهن ۱۱۰۰متر بالاتر از سطح دریا است. این اختلاف سطح به علت گستردگی و وسعت زیاد این شهر است. شيب زمين از شمال به جنوب در دامنه کوهستان شمیرانات ۱۰ الی ۱۵درصد، از تجریش تا تپه‌های عباس‌آباد با شیب متوسط ۳ الی ۵درصد، از عباس‌آباد تا خیابان انقلاب ۲‌درصد و از مرکز شهر تهران تا کناره ۱‌درصد است. تهران در پهنه بین دو وادی کوه (كوه‌هاي البرز) و کویر (حاشيه شمالي كوير مركزي ايران) و در دامنه‌های جنوبی البرز گسترده شده‌ است. از سمت جنوب به کوه‌های ری و بی‌بی‌شهربانو و دشت‌های هموار شهریار و ورامین و از شمال به واسطه کوهستان محصور شده‌ است.
2- ويژگي‌هاي اقليمي شهر تهران
در ساختار کلی اقلیم تهران سه عامل وجود دارد که در آب‌و‌هواي آن نقش مؤثري دارند. اين عوامل عبارتند از: وجود رشته‌کوه‌هاي البرز در شمال، دشت کوير در جنوب و وزش بادهاي باران‌زاي غربي. عامل ارتفاع در آب‌وهواي تهران نقش اساسي دارد. به همين جهت با کاهش ارتفاع از شمال به جنوب دما افزايش مي‌يابد، اما ميزان بارندگي کمتر می‌شود. کوه‌های اطراف تهران مانع بسیار مؤثری در نفوذ توده ‌هواهای مختلف هستند. به همین سبب هوای تهران از آرامش و سکون بیشتری نسبت به مناطق مجاور خود برخوردار است؛ به عبارت دیگر واقع شدن کوهستان از سمت شمال و دشت‌های حاشیه کویر از سمت جنوب و جنوب‌شرقی سبب ایجاد یک جریان خفیف و آهسته هوا از دشت به کوه در طی روز و از کوه به دشت در طول شب می‌شود.  فصل سرما در تهران معمولا از آذرماه شروع می‌شود و بیشترین دمای ‌سال را در اواسط تابستان (مردادماه) داراست. گرم‌ترين ماه‌هاي سال، خرداد، تير، مرداد و سردترين آن، آذر، دي و بهمن است. فصل بارندگي از مهرماه تا اسفندماه است و ميزان بارندگي در دي‌ماه به حداکثر رسیده ولي در اوايل بهار بتدریج رو به کاهش می‌رود.
باد غالب در تهران باد غربي است که اين بادها هرگاه شدت بگيرند، هواي آلوده را از تهران خارج مي‌کنند، البته امتداد کوه‌هاي البرز بين تهران و کرج تا حدود زيادي بادهاي غربي را به سمت شهريار منحرف می‌کند و مانع تخليه کامل آلودگي مي‌شود، مگر آن‌که شدت باد زياد باشد. پس از باد غربي، مهم‌ترين باد در فصل تابستان از سمت جنوب و از داخل کوير به سمت شهر تهران مي‌وزد و هنگام وزش، موجب انتقال گرماي هواي کوير و حمل گردوغبار و آلودگي به سمت تهران مي‌شود. جريان هواي ديگري که در محدوده تهران مي‌وزد، نسيم کوه به دشت و برعکس است. اين بادها چون ملايم و آرام مي‌وزند، قدرت پراکنده کردن مواد آلاينده را ندارند‌، ولي روزها اين مواد را با خود به طرف شمال تهران حرکت مي‌دهند. مواد آلاينده پس از برخورد با کوه‌هاي بخش شمالي در آن‌جا مي‌مانند و شب‌ها با وزش نسيم کوه به سمت دشت، از شمال به جنوب سرازير مي‌شوند.
3- بررسي تغييرات اقليمي شهر تهران
با مقايسه عناصر اقليمی تهران در سالنامه‌هاي 1303 و 1391 مي‌توان به چگونگي روند تغييرات عناصر اقليمی در یک دوره  حدود 90ساله پرداخت. اطلاعات اقليمي اخذ شده  در‌ سال 1391 مربوط به آمارهاي ايستگاه هواشناسي ژئوفيزيك تهران است كه دليل انتخاب ايستگاه، موقعيت جغرافيايي اين ايستگاه و قرارگيري آن در محدوده تهران قديم است.
3-1- دما
دما کمیتی است که در شهر تهران نسبت به سایر کمیت‌های هواشناختی بیشتر تحت‌تأثیر قرار گرفته است. بررسی دما در شهر تهران نشان داد که در ‌سال 1303 كمترین درجه حرارت ثبت شده مربوط به بهمن‌ماه با 16.1-  درجه سانتیگراد و بیشترین دمای ثبت شده نیز مربوط به ماه مرداد با 39.1 درجه سانتیگراد بوده است. همچنين درجه حرارت متوسط در‌ سال مذکور 15.5درجه سانتیگراد بوده است. شهر تهران در‌ سال 1391 دارای حداقل دماي مطلق 5.2- و حداكثر دماي مطلق 38.6درجه سانتيگراد در ایستگاه سینوپتیک بوده است. مقايسه‌ آمارهاي مربوط به درجه حرارت در سال‌هاي 1303 و 1391 تفاوت معني‌داری را نشان می‌دهد.  اختلاف دمای حداکثر در دوره آماری مذکور 0.5 درجه سانتیگراد و اختلاف دمای حداقل در این دوره حدود 11 درجه سانتیگراد بوده است یعنی در‌ سال 1391 حداقل دما نسبت به‌ سال 1303، 11درجه سانتیگراد افزایش یافته است که تفاوت قابل ملاحظه‌ای را نشان می‌دهد. همان‌گونه که ملاحظه می‌شود دماي زمستان‌ها بيش از دماي تابستان‌ها افزايش داشته و دامنه تغییرات دمایی در‌ سال 1391 نسبت به ‌سال 1303 کاهش یافته که حاکی از آن است که شب‌های تهران گرم‌تر شده و دما در زمستان بیش از دماهای تابستان افزایش داشته است. عوامل متعددی ازجمله شرایط وضع هوا، عرض جغرافیایی، زمان، توپوگرافی، پایداری، باد، آلودگی هوا، منابع گرمای مصنوعی و دست‌ساز بشر، ارتفاع ساختمان‌ها، هندسه خیابان‌ها و شرایط تخلیه هوای شهر، سبب افزایش دما در محیط‌های شهری می‌شوند.
3-2- بارندگی
به‌دلیل عدم وجود داده‌های بارش در بین سال‌های 1300 الی 1391، بارش‌ها در یک دوره 63 ساله (1391-1330) بررسی شد که نشان‌دهنده نوسانات شدید بارندگی از سالی به ‌سال دیگر است که از ویژگی‌های بارز آب و هوای تهران  یا می‌توان گفت کل ایران است. به‌طور مثال در ‌سال 1391، میزان متوسط بارندگی 239.7 میلیمتر بوده درحالی‌که در سال1389، میزان بارندگی 183.2 میلیمتر بوده است. بنابراین بارندگی شهر تهران در این دوره همواره نوسانات افزايشي و كاهشي داشته، ليكن کلانشهر تهران در 30‌سال اخير با كاهش ميزان بارندگي مواجه بوده‌ است. میزان بارندگی سالانه در سطح  شهر تهران در سال‌های اخیر حدود 20‌درصد کاهش یافته است.
3-3- باد
جريانات عمومي هوا در تهران تابع بادهاي غربي بوده و امتداد عمومي اين جريانات با جهت کلي کوه‌هاي البرز تقريبا موازي است. باد غالب تهران غربی (۲۷۰درجه) و متوسط سرعت آن ۵.۵ متر بر ثانیه ‌است. آمارهاي هواشناسي در ‌سال 1303 نشان داد كه بیش از يك‌سوم ايام سال، هوا آرام بوده و در ساير اوقات سرعت باد از 9.1 متر در ثانیه تجاوز نکرده است. میانگین سرعت باد در اين‌ سال 4.4 متر بر ثانیه گزارش شده است. همچنین براساس آمارهاي ‌سال 1391، میانگین سرعت باد 3.2متر بر ثانیه بوده است. به دلیل عدم وجود داده‌های مرتبط به باد در بین سال‌های 1300 الی 1391، بررسی سرعت روزانه باد در یک دوره 63 ساله  (1391-1330) مورد بررسی قرار گرفت که نشان داد حداکثر سرعت میانگین سالیانه باد در سال‌های مذکور، 4 و حداقل 2متر بر ثانیه بوده است. نتایج بررسی‌ها نشان داد که میانگین سرعت باد روزانه در ‌سال 1391 نسبت به‌ سال 1330 تغییر چندانی پیدا نکرده، این درحالی است که سرعت بادهای شبانه در تهران کاهش یافته است. میانگین ماهانه سرعت باد در ساعات اولیه شب و اوایل صبح روند کاهشی قابل ملاحظه‌ای را نشان داد. باد با انتقال آلاینده‌ها سبب کاهش اثرات گلخانه‌ای شده و در نتیجه از افزایش دمای کمینه در کلانشهرها جلوگیری می‌کند. (رنجبر سعادت‌آبادی، عباس، 1391)
4- عوامل موثر در تغييرات اقليمي شهر تهران به شرح ذیل است:
4-1- افزايش جمعيت و توسعه شهرنشيني
در ‌سال 1300 شهر تهران با مساحتي برابر 24.458.290 مترمربع و براساس سرشماري‌ سال 1335، جمعيتي بالغ بر 1.560.934 نفر را پذيرا بوده است. با گسترش و توسعه چشمگير پايتخت در طول نود‌سال گذشته، مساحت شهر به 730.000.000 مترمربع و جمعيت آن به 8.244.535 نفر افزايش يافته است. اين بدان معني است كه تهران اكنون با رشد تقريبي 30برابري وسعت و 5.3 برابري جمعيت نسبت به نود ‌سال گذشته روبه‌رو بوده كه به‌طور حتم يكي از مهم‌ترين پيامد‌هاي افزایش جمعیت و توسعه شهرنشینی در کلانشهر تهران، افزایش مصرف انرژی و تغييرات اقليم بوده است.
4-2- رشد اقتصادی و توسعه فعالیت‌های صنعتی نامتوازن
شهر تهران ضمن مواجهه با افزايش جمعيت، رشد بسيار چشمگيري در زمينه توسعه صنعت نيز داشته است به نحوی که درحال حاضر بیش از 17000 واحد صنعتی و صنفی در تهران و اطراف آن مستقر است كه اين رشد سريع صنعتي به موجب مصرف بی‌رویه سوخت‌های فسیلی نهایتا موجب افزايش گازهاي گلخانه‌اي و تغييرات آب و هوايی در تهران شده است.  بررسی عوامل موثر در بخش صنعت بر میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای نشان می‌دهد که چهار اثر تولیدی، ساختاری، شدت مصرف انرژی و ترکیب سوخت در انتشار گازهای گلخانه‌ای موثر بوده که بیشترین سهم مربوط به اثر تولیدی و شدت انرژی است. نتایج حاصل از محاسبات نشان می‌دهد که ظرفیت زیادی به منظور کنترل انتشار گازهای گلخانه‌ای در بخش صنعت بدون کاستن از سطح تولید (37‌درصد سهم تولید) وجود دارد. می‌توان بدون کاستن از سطح تولید تا 63‌درصد از انتشار گازهای گلخانه‌ای را با استفاده از سایر اثرات کاهش داد. یکی از مهم‌ترین راه‌های کاهش گازهای گلخانه‌ای بدون کاستن از تولید، بهبود شدت مصرف انرژی در بخش صنعت است. (نظری، محسن و بخشی‌زاده، محمد، 1390)  
4-3- پایین‌بودن سطح تکنولوژی
یکی از عوامل موثر در انتشار گازهای گلخانه‌ای و پدیده تغییر اقلیم، انواع تکنولوژی‌های مورد استفاده در بخش‌های صنعت، حمل و نقل، انرژی، کشاورزی و مدیریت زایدات است. در کلانشهر تهران یکی از نقاط ضعف موجود، در حوزه تکنولوژی است. استفاده از تجهیزات فرسوده و ناکارآمد در بخش‌های مختلف، فقدان تکنولوژی‌های مناسب جهت تولید سوخت مناسب و پاک برای وسایل نقلیه سبک و سنگین، عدم جمع‌آوری کامل گازهای منتشره (بالاخص گاز متان) از محل‌های دفن زباله شهری، عدم جلوگیری از انتشار بخارات از محل‌های سوخت‌رسانی شهری، انتشار گازهای گلخانه‌ای از فرآیندهای قدیمی و فرسوده صنعتی، استفاده گسترده از سوخت‌های فسیلی در بخش ساختمان، صنایع و بخش حمل‌ونقل و .... از عوامل افزایش گازهای گلخانه‌ای در کلانشهر تهران ناشی از پایین بودن سطح تکنولوژی است.
- افزایش تولید آلاینده‌های هوا
هيچ‌كدام از گازهاي گلخانه‌اي جزو آلاينده‌هاي هوا نيستند ولي منابع انتشار آنها با هم يكسان است. بسياري از گازهاي گلخانه‌اي از احتراق سوخت‌هاي فسيلي ايجاد مي‌شوند و سوخت‌هاي فسيلي عامل ايجاد آلودگي هوا هم هستند. بنابراين با توليد دی‌اکسید‌کربن، آلاينده‌اي مثل منوكسيد‌كربن به وجود مي‌آيد. در نتيجه اقدامات كاهش آلودگي هوا سبب پايين‌آمدن ميزان گازهاي گلخانه‌اي هم مي‌شود و بالعكس. البته اين دو پديده تفاوت مهمي نيز با هم دارند. اينكه آلودگي‌هاي هوا در ارتفاعات پايين حدود 50 متري سطح زمين ايجاد مي‌شوند و تنها يك منطقه را دربر مي‌گيرند؛ درحالي كه گرمايش زمين يك موضوع جهاني است و لايه گازهاي گلخانه‌اي در ارتفاع چند كيلومتري سطح زمين باعث افزايش دما مي‌شود.
آلودگی هوای تهران یکی از معضلات اساسی این کلانشهر است. تهران بزرگ‌ترین قطب صنعتی و تجاری کشور محسوب می‌شود. عوامل طبيعي، فرم ساخت شهري، وجود بیش از 3‌میلیون خودروی فعال و 700‌هزار موتورسيکلت، 17000 واحد صنعتي و صنفی (معادل 25درصد صنايع کل کشور) با مصرف حدود 20‌درصد کل انرژي کشور، تمرکز 70‌درصد خدمات و 80‌درصد متخصصان، اين شهر را به يکي از آلوده‌ترين شهرهاي جهان تبديل کرده است.
- افزایش تولید پسماند
یکی دیگر از عوامل تاثیرگذار بر تغییر اقلیم در شهر تهران، افزایش بی‌رویه تولید پسماند است که ناشی از افزایش جمعیت، توسعه شهر‌نشینی و فرهنگ مصرف‌گرایی غلط است. مدیریت ناصحیح پسماندها (بیشترین حجم پسماندهای تولیدی بدون استحصال گاز متان دفن می‌شود)، منجر به تولید گازهای گلخانه‌ای در کلانشهر تهران شده است.
5- مهم‌ترین اثرات تغییرات اقليمي بر شهر تهران عبارتند از:
  افزایش دما
 کاهش میزان بارندگی
 افزایش تبخیر، بروز پدیده خشکسالی و ریزگردها
 تخریب و ایجاد خسارت بر فضای سبز شهری
 افزایش مصرف انرژی
 کاهش محصولات کشاورزی
جمع‌بندي و ارایه پیشنهادات
شرایط اکولوژیک شهر تهران در طول چهار قرنی که از عمر این شهر می‌گذرد، به‌ویژه از اوایل قرن حاضر تا به‌حال، دگرگونی‌های بسیار عمیق و گسترده‌ای را متحمل شده است. به تبع آن، اقلیم نیز که در نتیجه تغییرات اکولوژیکی می‌تواند تغییر یابد، در فضای طبیعی اشغال شده توسط شهر به‌طور گسترده‌ای تغییر ماهیت داده است. شاید مهم‌ترین علل بروز تغییرات اقلیمی در تهران را، که بی‌شک از تغییرات اقلیم جهانی نیز تأثیر می‌پذیرد، بتوان در دو عامل بيان‌ كرد: نخست حضور فیزیکی شهر به‌عنوان پدیده‌ای بیگانه در محیط طبیعی و دوم فعالیت‌های مرتبط با زندگی شهری. گسترش بی‌رویه شهر تهران، افزایش جمعیت، افزایش تعداد خودروها، افزایش مصرف سوخت‌های فسیلی در بخش‌هاي ساختمان، حمل‌ونقل و صنعت، افزایش انتشار گازهای گلخانه‌ای، افزایش بلندمرتبه‌سازی مخصوصا در کریدورهای شهری و گسترش جزایر حرارتی در شهر باعث شده است كه روند تغییرات اقلیم شهر تهران به‌گونه‌ای باشد که پایتخت را در مسیر گرم‌شدن پیش ببرد. در وضع موجود، ساختار اکولوژیک فضایی که به اشغال شهر تهران درآمده به‌طور کامل تغییر یافته است. در نتیجه مسدود‌شدن سطح شهر توسط آسفالت و گسترش ساختمان‌سازی، ساختار هیدرولوژیک شهر کاملا دگرگون شده است. خاک به‌عنوان یک عامل اکولوژیک، توسط بناها و شبکه راه‌ها پوشیده شده و بدین‌ترتیب روابط خود را با اتمسفر و هیدروسفر از دست داده است. لذا با توجه به ارتباط نزدیک عوامل یاد شده با اقلیم و نیز کنش مجموعه این عوامل با یکدیگر، ظهور تغییرات در اقلیم شهر به‌عنوان واکنشی نسبت به تغییرات به وقوع پیوسته در بین سایر عوامل اکولوژیک، امری کاملا بدیهی است. گسترش فرآيند بازيافت پسماندهاي شهري، جمع‌آوري گاز متان از مراكز دفن پسماندها و استفاده از آن به‌عنوان منبع انرژي، استفاده از انرژي‌هاي تجديدپذير و سوخت‌هاي پاك، توسعه فضاهاي سبز شهري و جنگل كاري‌هاي دست‌كاشت، بهبود فرآيندهاي توليدي و صنعتي و استفاده از تكنولوژي‌هاي دوستدار محيط‌زيست، افزايش راندمان مصرف بهينه انرژي، گسترش وسايل نقليه عمومي، ايجاد ايستگاه‌هاي مخصوص دوچرخه و ترويج استفاده از دوچرخه در سطح شهرها، از رده خارج‌كردن خودروها و صنايع مستعمل، پايش مداوم آلاينده‌ها در سطح شهرها، توسعه سيستم‌هاي تشويقي و تنبيهي صنايع به منظور كنترل توليد گازهاي گلخانه‌اي، حفاظت از ذخاير گياهي و جانوري موجود، بهينه‌سازي صنعت ساخت‌و‌ساز در مقياس شهري، پيشگيري از گسترش افقي شهرها و آموزش و فرهنگسازي شهروندان به‌عنوان راهکارهای موثر به منظور کنترل تغییرات اقلیم در کلانشهر تهران پیشنهاد می‌شود. در پایان لازم به ذکر است اقلیم شهر تهران به‌گونه‌ای تغییر یافته است که اگر مورد توجه جدی برنامه‌ریزان قرار نگیرد، مشکلات غیرقابل جبرانی را ایجاد خواهد کرد. در راستای مدیریت این معضل، راهبردهای ذیل پیشنهاد می‌شود:   
مدیریت مصرف انرژی ناشی از منابع ثابت (منابع خانگی، اداری، تجاری، صنایع و کارگاه‌ها)، مدیریت مصرف انرژی ناشی از منابع متحرک، بازیافت و مدیریت پسماند، حفاظت از منابع آبی و مدیریت پساب‌ها و روان آب‌ها، مدیریت فضای سبز، جنگل‌داری و کشاورزی شهری، مدیریت ساختار کالبدی شهر، حفاظت از گونه‌های تنوع‌زیستی، آموزش و فرهنگ‌سازی و تعامل سازمان‌ها و نهادهای متولی.
امید آن‌که با تدوین و اجرای راهبردهای ذکر شده بتوان گامی موثر در حفظ و حراست از اقلیم شهر تهران برداشت و محیطی درخور شهروندان تهرانی ایجاد کرد.