أماكن غاز الأوزون في الغلاف الجوي

فهرس المحتويات

انتشار غاز الأوزون في طبقات الجو

يُعرف الأوزون بأنه غاز نشط كيميائياً يتألف من ثلاث ذرات أكسجين (O3). يوجد هذا الغاز في الغلاف الجوي للأرض، لكن توزيعه غير متساوٍ، ويختلف تأثيره على الكوكب باختلاف مكانه. فنجد أوزوناً نافعاً في الطبقات العليا، وأوزوناً ضاراً في الطبقات السفلى.

الأوزون في الستراتوسفير: حماية الكوكب

تقع طبقة الستراتوسفير فوق طبقة التروبوسفير، وهي موطن الأوزون المفيد الذي يحمي الحياة على الأرض من الأشعة فوق البنفسجية الضارة من الشمس. تشكل طبقة الأوزون في هذه المنطقة درعاً واقياً، حيث تمتص الأشعة فوق البنفسجية (UV) وتمنع وصولها إلى سطح الأرض. هذا الامتصاص يساهم أيضاً في تنظيم درجة حرارة الغلاف الجوي. مع ذلك، فإن بعض المواد الكيميائية التي أنتجها الإنسان، والمعروفة باسم المواد المستنفدة للأوزون، تُضعف هذه الطبقة، مما يسمح بوصول المزيد من الإشعاعات الضارة. يُعرف أن التعرض المفرط للأشعة فوق البنفسجية ضار بالإنسان، والنباتات، والحيوانات.

يتشكل الأوزون الستراتوسفيري (الذي يُشكل نسبة 21% من الغلاف الجوي) بشكل طبيعي من خلال تفاعلات كيميائية بين الأشعة فوق البنفسجية من الشمس وجزيئات الأكسجين. تبدأ العملية بانفصال الأشعة فوق البنفسجية لجزيء الأكسجين (O2) إلى ذرتين منفردتين، ثم تتحد هاتان الذرتان النشطتان مع جزيء أكسجين آخر لإنتاج جزيء الأوزون (O3). تحدث هذه التفاعلات باستمرار في وجود الإشعاع الشمسي فوق البنفسجي، وبالتالي يكون إنتاج الأوزون أكبر فوق المناطق الاستوائية التي تتلقى أعلى نسبة من الإشعاع الشمسي.

الأوزون في التروبوسفير: مصدر تلوث

على عكس الأوزون الستراتوسفيري، يُعتبر الأوزون الموجود في طبقة التروبوسفير (القريبة من سطح الأرض) ملوثاً جوياً قصير الأجل. يُعمر في الغلاف الجوي لفترات قصيرة تتراوح من ساعات إلى أسابيع. وهو غاز ثانوي ينتج أساساً من تفاعل أشعة الشمس مع مركبات هيدروكربونية مثل الميثان وأكاسيد النيتروجين. تنبعث هذه المركبات من مصادر متعددة، منها عوادم السيارات، وانبعاثات المصانع، ومحطات توليد الطاقة التي تعتمد على الوقود الأحفوري.

يُلاحظ أن الأوزون في التروبوسفير لا يُطلق مباشرة في الهواء، على عكس معظم ملوثات الهواء الأخرى. كما أن النباتات والتربة تطلق كميات ضئيلة من الأوزون بشكل طبيعي. قد ينتقل أيضاً بعض الأوزون من الستراتوسفير إلى التروبوسفير، لكن هذه الكميات ضئيلة ولا تشكل تهديداً على البيئة أو صحة الإنسان مقارنة بكميات الأوزون الناتجة عن التفاعلات الكيميائية المذكورة آنفاً. لقد زادت كمية الأوزون القريبة من سطح الأرض بشكل كبير منذ عام 1900م، ويعود ذلك إلى زيادة عدد المركبات والأنشطة الصناعية. يُعتبر تركيز الأوزون العالي بالقرب من سطح الأرض ساماً للإنسان، والحيوانات، والنباتات.

عادةً ما تكون مستويات الأوزون التروبوسفيري عالية فوق المناطق الحضرية خلال أشهر الصيف الحارة، وتصل إلى ذروتها في منتصف النهار. فأبخرة عوادم السيارات المنبعثة خلال ساعات الذروة الصباحية تتفاعل مع ضوء الشمس. الطقس المشمس الحار هو البيئة المثالية لتكوين الأوزون الملوث، حيث تحتاج عملية التكوين إلى أشعة الشمس لحدوث التفاعل الكيميائي. عندما تبدأ الشمس بالغروب، يبدأ تكوين الأوزون بالانخفاض. وقد حذرت وكالات حماية البيئة من خطورة التعرض لمستويات عالية من الأوزون لفترة طويلة، خاصةً خلال الأيام الحارة في المدن أو بالقرب منها، لتجنب الآثار الضارة، والتي تشمل تهيج الحلق، وأمراض الربو، وانتفاخ الرئتين.

المراجع

سيتم إضافة المراجع لاحقاً.