Çevre bilimi

Çevre bilimi, fiziksel bilimleri, biyolojik bilimleri ve bilgi bilimlerini (ekoloji, biyoloji, fizik, kimya, bitki bilimi, zooloji, mineraloji, okyanus bilimi, limnoloji, toprak bilimi, jeoloji, fiziki coğrafya ve atmosfer bilimleri de dahil olmak üzere) çevre araştırmalarına ve çevre sorunlarının çözümüne entegre eden disiplinlerarası bir akademik alandır. Çevre bilimi, Aydınlanma Çağı sırasında doğa tarihi ve tıp alanlarından doğmuştur. Günümüzde çevre sistemlerinin incelenmesine bütüncül, nicel ve disiplinlerarası bir yaklaşım sunmaktadır.
Çevre çalışmaları insan ilişkilerini, çevreye yönelik algıları ve politikaları anlamak adına daha fazla sosyal bilimi bünyesinde bulundurur. Çevre mühendisliği de çevrenin kalitesini her açıdan iyileştirmek için tasarım ve teknolojiye odaklanmaktadır.
Çevre bilimcileri, dünyada gerçekleşen süreçler, alternatif enerji sistemlerinin değerlendirilmesi, çevre kirliliğinin kontrolü ve azaltılması, doğal kaynakların yönetimi ve küresel iklim değişikliğinin etkileri gibi konular üzerine çalışmaktadırlar. Çevre sorunları dahilinde fiziksel, kimyasal ve biyolojik süreçlerin bir etkileşimi neredeyse her zaman bulunur. Çevre bilimcileri, çevre sorunlarının analizine sistematik bir yaklaşım getirmektedirler. Etkin bir çevre bilimcinin temel özellikleri arasında, zaman mekan ilişkileri arasında bağlantılar kurabilme yeteneğinin yanında nicel analiz yeteneği de yer alır.
Çevre bilimi aşağıda verilen sebepler dolayısıyla 1960'lar ve 1970'lerde önemli ve etkin bir bilimsel araştırma alanı olarak canlanmıştır:
Karmaşık çevre sorunlarını analiz edebilmek için disiplinler arası bir yaklaşıma duyulan ihtiyaç.
Soruşturma için özel çevre protokolleri gerektiren temel çevre yasalarının yürürlüğe girmesi.
Çevre sorunlarının ele alınmasında eyleme geçilmesi gerekliliği üzerine artan halk bilinci.
Bu gelişimi teşvik eden sebepler arasında Rachel Carson'ın bir dönüm noktası olan Sessiz Bahar adlı çevre kitabının yayınlanması ve büyük çevre sorunlarının ses getirmeye başlaması sayılabilir. 1969 Santa Barbara petrol sızıntısı ve Cleveland, Ohio'daki Cuyahoga Nehri'nin -yine 1969'da- "alev alması" gibi olaylar çevre sorunlarının görünürlüğünün arttırmasına ve bu yeni çalışma alanının ortaya çıkmasına katkıda bulunmuştur.
Terminoloji
Çevre bilimi ve ekoloji yaygın kullanımda genelde birbirlerinin yerine kullanılmaktadır ancak ekoloji teknik olarak sadece canlılar ve canlıların birbirleri ve çevreleriyle ilişkileri üzerine yapılan çalışmaları kapsamaktadır. Ekoloji, çevre biliminin bir alt dalı olarak düşünülebilir. Örneğin kimyasal sorunlar veya halk sağlığı sorunları çevre biliminin kapsamına girerken, ekologların genel olarak üzerine çalıştığı konular değillerdir. Pratikte ekologlar ve diğer çevre bilimcilerin çalışmalarında dikkate değer ortaklıklar bulunur.
Amerikan Ulusal Eğitim İstatistik Merkezi, çevre bilimini bir akademik program olarak şöyle açıklamaktadır:"Biyoloji, kimya ve fizik ilkelerini çevre kirliliğinin kontrolü ve azaltılması; toplumun doğal çevre ile etkileşimleri; doğal kaynak yönetimi ve fiziksel çevre çalışmalarına uygulamaya odaklanan bir programdır. Biyoloji, kimya, fizik, yer bilimleri, iklimbilim, istatistik ve matematiksel modelleme gibi dersler içermektedir."
Unsurlar
Atmosfer bilimleri
Atmosfer bilimleri, dünya atmosferi ve atmosferin diğer sistemler ile karşılıklı ilişkileri üzerine odaklanır. Atmosfer bilimleri, meteoroloji, sera gazı etkisi, havadaki kirleticilerin atmosferdeki dağılımının modellenmesi, gürültü kirliliğine bağlı ses yayılımı olayları ve hatta ışık kirliliği üzerine yapılan çalışmaları kapsayabilir.
Küresel ısınma örneği ele alınırsa, fizikçiler kızılötesi radyasyon iletiminin ve atmosfer sirkülasyonunun bilgisayar ile modellemesini gerçekleştirirken, kimyagerler atmosferdeki kimyasallar ve reaksiyonlarının envanterini çıkartırlar, biyologlar da bitkiler ve hayvanların karbondioksit akışları üzerine etkilerini incelerler. Meteorologlar ve deniz bilimciler gibi uzmanlar da atmosfer dinamiklerinin anlaşılmasında ilave bir derinlik katarlar.
Ekoloji
Amerika Ekoloji Topluluğu tarafından belirtildiği üzere, "Ekoloji, insanlar dahil yaşayan tüm canlı organizmaların fiziksel çevreleriyle ilişkilerinin incelenmesidir; bitkiler ve hayvanlar arasındaki hayati bağların ve etraflarındaki dünyanın anlaşılması arayışındadır." Ekologlar çevrenin fiziksel karakteristikleri ve canlıların popülasyonu arasındaki ilişkiyi araştırabilir veya iki farklı canlının popülasyonları arasındaki etkileşimi, simbiyotik veya rekabetçi ilişkiler yoluyla araştırabilirler.
Örneğin bir veya birden fazla bozan etken tarafından etkilenmekte olan bir ekolojik sistemin disiplinlerarası analizinde, ilgili birçok çevre bilimi alanı bulunabilir. Endüstriyel gelişimin hava ve su kirliliğiyle belli canlıları etkileyebileceği bir haliç ortamında, biyologlar flora ve faunayı tanımlar, kimyagerler su kirleticilerinin bataklığa taşınımını inceler, fizikçiler hava kirliliği emisyonlarını hesaplar ve jeologlar da bataklık toprağının ve koy çamurlarının anlaşılmasında yardımcı olacaklardır.
Çevre kimyası
Çevre kimyası çevredeki kimyasal değişimleri inceleyen bilim dalıdır. Temel çalışma alanları arasında toprak kirliliği ve su kirliliği bulunmaktadır. Analiz ettiği alanlar arasında çevredeki kimyasal bozulma, kimyasalların çok fazlı taşınımı (örneğin çözücü içeren bir gölün çözücüyü çekmek için buharlaştırılması) ve biyom üzerindeki kimyasal etkiler gibi konular vardır.
Örnek olarak, sızdırma yapan bir tanktaki çözeltinin tehlike altındaki bir amfibi türünün toprak habitatına aktığı durum ele alınsın. Toprak kirliliğinin boyutu ve çözücünün yer altındaki yayılımını anlayabilmek için bilgisayar ile modelleme yöntemi kullanılır. Sonrasında kimyagerler çözücünün yayıldığı toprak ile kurduğu moleküler bağların özelliklerini çıkarırlar. Biyologlar da tehlike altındaki amfibinin besin kaynağı olan eklem bacaklılar ve gölcüklerde yaşayan tüm canlılar üzerindeki etkilerini araştırırlar.
Yer bilimleri
Yer bilimleri kapsamında çevre jeolojisi, çevresel toprak bilimi, volkanik olaylar ve yer kabuğunun evrimi gibi kavramlar yer alır. Bazı sınıflandırma sistemlerinde okyanus bilimini de bünyesinde barındıran hidroloji de yer bilimleri adı altında incelenir.
Örneğin toprak erozyonunda toprak bilimciler tarafından yüzey akıntılarının hesaplamaları yapılır. Akıntı jeomorfologları da yüzey akıntılarında tortu taşınımlarının incelenmesinde yardımcı olur. Fizikçiler ışık gören sulardaki ışık iletimi değişimlerini değerlendirerek araştırmalara katkıda bulunacaklardır. Biyologlar da su bulanıklığındaki artışlar sonrası su flora ve faunasındaki etkileri inceleyeceklerdir.
Araştırmaları yönlendiren yönetmelikler
ABD'de 1969 tarihli Ulusal Çevre Politikası Yasası (NEPA), büyük projelerin özel çevresel kriterler açısından analizi için zorunluluklar ortaya koymuştur. Birçok eyalet kanunu, yerel ölçekli faaliyetlere esasları uygulayarak bu talimatları gerçekleştirmiştir. Bunun sonucunda kalkınma faaliyetlerinden (endüstri, madencilik vb.) önce çevresel sonuçların araştırılması ve belgelenmesi önemli ölçüde artmıştır.
NEPA altında hazırlanmış Çevresel Etki Raporları'ndan San Diego/Tijuana Haliçi'ne boşaltılan atık suyun arıtma seçeneklerinin genişletilmesi, San Francisco Uluslararası Havalimanı'nın Genişletilmesi, Houston'ın Geliştirilmesi, Metro Ulaşım sistemi, Boston metropolitan MBTA ulaşım sisteminin genişletilmesi ve Arlington, Virgina boyunca eyaletlerarası 66. otobanın inşası okunarak çevre biliminin ayrıntıları incelenebilir.
1996 yılında İngiltere ve Galler'de kurulan Çevre Ajansı (EA), çevrenin korunması ve geliştirilmesi için oluşturulmuş bir kamu kurumudur. Topluluklar ve yerel yönetimin sitesinde listelenmiş düzenlemeleri uygular. Ajans, 1995 tarihindeki Çevre Yasası altında bağımsız bir kurum olarak oluşturulmuştur ve Birleşik Krallık hükumeti ile yakından çalışmaktadır.