جدول المحتويات
- موقع ثقب الأوزون
- وحدات قياس الأوزون
- أساليب قياس الأوزون
- قياس الأوزون بالأجهزة الأرضية
- قياس الأوزون عن بعد
- المراجع
مكان تواجد ثقب الأوزون
تُعرف طبقة الأوزون بأنها طبقة غازية طبيعية في الستراتوسفير، وهي جزء من الغلاف الجوي العلوي. تحوي هذه الطبقة 90% من إجمالي الأوزون على الأرض، وتُشكّل درعاً واقياً للحياة على الأرض من الأشعة فوق البنفسجية الضارة من الشمس. رغم أن نسبة جزيئات الأوزون ضئيلة (جزء واحد إلى عشرة من كل مليون جزيء تقريباً)، إلا أنها فعّالة في امتصاص هذه الأشعة الضارة. [1][2]
تتغير تركيزات الأوزون بشكل طبيعي بتأثير عوامل مثل درجة الحرارة، والطقس، وخطوط الطول ودوائر العرض، وحتى الانفجارات البركانية. لكن هذه العوامل لا تفسر الاستنزاف الكبير الذي لاحظه العلماء منذ سبعينيات القرن الماضي، والمعروف بثقب الأوزون. [1][3]
أظهرت الدراسات أن سبب هذا الاستنزاف هو بعض المواد الكيميائية من صنع الإنسان، وخاصة مركبات الكلوروفلوروكربون (CFCs). استُخدمت هذه المواد على نطاق واسع في العديد من الصناعات والمنتجات الاستهلاكية، مثل الثلاجات، ومكيفات الهواء، وطفايات الحريق. يُلاحظ أكبر استنزاف فوق القارة القطبية الجنوبية، وخاصة بين شهري أغسطس ونوفمبر، حيث تبلغ ذروته في أكتوبر، مع حدوث تدمير كامل للأوزون في مناطق واسعة. [1][3]
وحدات قياس كمية الأوزون
تُقاس كمية الأوزون بوحدة دوبسون (DU). هذه الوحدة تُعبّر عن إجمالي كمية الأوزون في عمود هوائي من سطح الأرض إلى الفضاء. يُعادل سمك هذا العمود حوالي 0.3 سم عند درجة حرارة 0 درجة مئوية وضغط جوي 1013.25 مليبار، أي ما يُعادل 300 وحدة دوبسون (0.3 جو-سم). 1 وحدة دوبسون = 0.001 جو-سم. [4]
تُحدد مساحة ثقب الأوزون (المنطقة المنخفضة الأوزون) فوق القطب الجنوبي بتحديد المناطق التي تقل فيها كمية الأوزون عن 220 وحدة دوبسون. اختيرت هذه القيمة لأن قياسات الأوزون فوق القارة القطبية الجنوبية لم تسجل أقل من ذلك منذ عام 1979. لكن بعض القياسات المباشرة قد تُظهر مستويات أقل من 220 وحدة دوبسون بسبب استنزاف الأوزون بواسطة مركبات الكلور والبروم. [4]
طرق قياس كمية الأوزون
يعتمد قياس الأوزون على تقنيات مختلفة لفهم العوامل المؤثرة على تركيزه ورصد أي تغيرات في طبقة الأوزون. تنقسم هذه التقنيات إلى فئتين رئيسيتين: [5]
تقنيات القياس المباشر
تعتمد هذه التقنيات على سحب عينة من الهواء من الطبقات العليا مباشرة لتحليلها. تستغل هذه التقنيات خصائص الأوزون الفريدة، مثل امتصاص الأشعة فوق البنفسجية أو توليد تيار كهربائي من تفاعلات كيميائية. من الأمثلة على ذلك، مسابير الأوزون (Ozonesondes)، وهي أجهزة خفيفة الوزن تُحمل بواسطة بالونات إلى ارتفاعات عالية لقياس الأوزون في الستراتوسفير. كما تُستخدم أجهزة قياس الأوزون على متن طائرات تجارية وبحثية للقياس في التروبوسفير والستراتوسفير، وصولاً إلى أبعد نقاط في طبقة الأوزون حتى في المناطق القطبية. [5]
تقنيات القياس عن بعد
تستند معظم تقنيات القياس عن بعد إلى خاصية امتصاص الأوزون للأشعة فوق البنفسجية. تقيس هذه الأدوات كمية الأوزون من مسافة بعيدة باستخدام أشعة الشمس أو الليزر كمصدر للأشعة. الأقمار الصناعية، على سبيل المثال، تقيس كمية الأوزون يومياً حول الأرض، باستخدام الأشعة فوق البنفسجية الممتصة في الغلاف الجوي أو المنتشرة من سطح الأرض. كما تُستخدم شبكة من الأجهزة الأرضية لقياس كمية الأوزون من خلال الأشعة فوق البنفسجية الواصلة من الشمس. هناك أيضاً أجهزة أخرى تعتمد على امتصاص الأشعة تحت الحمراء أو الإشعاع المرئي، مثل أجهزة الليزر الأرضية أو المحمولة على متن طائرات لقياس الأوزون على مسافات طويلة. [5]
