زمانی که امواج نور فرابنفش (UV) با مولکول های CFC (کلر فلوئورکربن = CFCl٣) در لایه های بالایی اتمسفر با هم برخورد می کنند، پیوند کربن – کلر شکسته شده و یک اتم کلر تولید می شود. این اتم کلر آزاد با مولکول اوزون (O٣) اتمسفر واکنش داده و آن را از هم جدا می کند؛ بنابراین لایه اوزون تخریب می شود.
از هم گسیختن مولکول اوزون در جو زمین باعث تشکیل یک مولکول معمولی اکسیژن
(O٢) و یک مولکول مونوکسید کلر (ClO) می شود. اتم اکسیژن آزاد باقی مانده از شکستن مولکول سه اتمی اوزون باعث تفکیک اتم های مولکول مونوکسید کلر می شود. اتم کلر آزاد شده از این تفکیک مولکولی باعث تکرار فرایند تخریب بیش تر مولکول های اوزون و شکستن پیوند بین اتم های اکسیژن این مولکول می شود. تنها یک مولکول CFC می تواند ١٠٠,٠٠٠ مولکول اوزون را به تنهایی نابود کند.
بقیه در ادامه مطلب
ادامه مطلب...
| | نسخه قابل چاپ | تعداد بازديد : 269 |
مساحت شكاف لایه اوزون در حال افزایش می باشد که در این فصل به 10 میلیون کیلومتر مربع هم رسیده که این مساحت به اندازه قاره اورپاست. و گمان می رود که وسعت بیشینه این شكاف در طی ماه سپتامبر/شهریور بیشتر شود. و ماهواره های متعلق به سازمان فضایی ایسا(ESA) در حال بررسی رشد شكاف لایه اوزون می باشند. شكاف لایه اوزون در سال جاری به حداکثر خود نسبت به دهه اخیر رسیده است که همچنین حداکثر این رشد را در سال های 2000 و 1996 نیز شاهد بودیم. داده های ماهواره هایی که تحت نظر سازمان فضایی ایسا می باشند شامل داده های هواشناسی و الگو های میدان بادی هستند؛ برای اینکه بتوانند وسعت لایه اوزون و میزان ورود پرتو فرابنفش را پیش بینی کنند.
در زمستان نیمکره جنوبی، با کاهش چشمگیر دما و دسترسی کم خورشید به این ناحیه، سبب ایجاد گرداب هایی می شوند که به گرداب های قطبی(polar vortex) معروف می باشند. و این گرداب ها باعث ایجاد ابرهایی در لایه استراتوسفر می شوند که شامل ترکیبات کلری می باشند. البته شایان ذکر است که این ابر ها مانند ابر های معمولی نیستند. بلکه این ابرها از نیتریک اسید تشکیل شده اند. که به این ابرها PSC(ابر استراتسفر قطبی) می گویند. کلر های موجود در این ابرها باعث نابودی مولکول های اوزون می شوند. لایه اوزون لایه ای است که از ورود پرتو های فرابنفش به سطح زمین جلوگیری می کند تا حیات را در زمین مستدام گرداند. و با نابودی آن حیات کره زمین به خطر می افتد. اما این شكاف که بر فراز قطب جنوب ایجاد می شود طبیعی است و به طور طبیعی ترمیم می شود اما دخالت های انسان در طبیعت (به خصوص استفاده از گاز های CFC و ترکیبات کلردار) باعث می شود که روند شكاف لایه اوزون و ترمیم طبیعی آن با مشکل مواجه شود و حیات موجودات زنده در کره زمین به خطربیفتد.
تخريب لايه اوزون بيشتر در قطبين ايجاد ميشود به چند علت :
يكي اينكه ، چون گردش وضعي زمين از غرب به شرق است به دليل نيروي گريز از مركزي كه در دو قطبها وجود دارد ، دو حفره در دو قطب ايجاد ميشود ، مانند وقتي كه چايي شيرين را به هم ميزنيد ، و در اين حفرهها آلايندهها متمركز ميشوند و اثر تخريبي بيشتري پيدا ميكنند . ديگر اينكه اصولا لايه استراتوسفر كه در بالاي آن لايه اوزون قرار دارد در دو قطب باريكتر است . اين لايه در استوا به طور متوسط 18 كيلومتر، در مناطق معمولي 12 كيلومتر ، و در قطبها به طور متوسط 8 كيلومتر ميباشد .
تخريب لايه اوزون بيشتر در قطب جنوب صورت ميگيرد ، چونكه در سمت قطب جنوب به نسبت قطب شمال خشكيهاي بيشتري وجود دارد ؛ به عنوان مثال در عرض جفرافيايي 90 درجه شمال اقيانوس منجمد شمالي واقع است ، درحاليكه در همين عرض جغرافيايي جنوب استراليا وجود دارد كه از نظر صنعتي خيلي هم فعال و آلوده كننده هم هست . تخريب لايه اوزون در سالهاي اخير به علت آنكه كشورهاي صنعتي تدابير خاصي براي جلوگيري از ورود آلايندهها به جو داشتهاند ، روند رو به بهبودي داشته است . اما در تابستانها كه جلبكها رشد و نمو بيشتري دارند ( همانطور كه ميدانيد مقداري C FC طبيعي از تجزيه جلبكها حاصل ميشود. ) يا هوا جريان بيشتري دارد و آلايندهها بيشتر وارد جو ميشوند ( در زمستان ممكن است به علت بارشهايي كه وجود دارد مقادير زيادي از آلايندهها وارد زمين شوند كه البته آن هم اثرات سوء خودش را دارد ) ممكن است اين تخريب بيشتر صورت گيرد .
اخيراً دانشمندان علت ايجاد حفره در لايه اوزون را گرداب هاي سنگين ، كه در قطب جنوب جريان دارند ، مي دانند . در زمستان در طول شبهاي قطبي، نور خورشيد درتمام سطح قطب جنوب در دسترس نيست ، به همين دليل در اين قطب در لايه استراتوسفر طوفان هاى سنگيني گسترش مى يابند كه به آن ها "گرداب قطبي"(polar vortex) مى گويند . گرداب قطبي مي تواند ذرات سازنده هوا را تجزيه كند .
اين گرداب ها باعث ايجاد ابرهاى سردي مي شوند كه بر فراز قطب جنوب جريان مي يابند. كه به اين ابرها "ابر استراتوسفر قطبي" (polar stratosphere cloud) مي گويند.اختصار آن psc است. Pscها بسيار سرد هستند و دماي آن ها حدود 80- سيلسيوس است.* Psc از نيتريك اسيد تري هيدرات (nitric acid trihydrate) تشكيل شده است و با ابرهايي كه ما آن ها را در آسمان مي بينيم كاملاً متفاوتند. پس اين ابرهاي اسيدي مي توانند لايه اوزون را تخريب كنند. "بنايراين با استناد به تحقيقات انجام يافته ،موارد زير را مي توان از عوامل موثر در تخريب لايه اوزون دانست:
1
- خود زمين به گونه اى مى باشد كه نور خورشيد به قطب شمال بيشتر از قطب
جنوب مى تابد به همين دليل ضخامت لايه اوزون در قطب شمال بيشتراز ضخامت آن
در قطب جنوب مى باشد ( زيرا ما گفتيم كه پيوند ميان مولكول اكسيژن و اتم
اكسيژن در مولكول اوزون بسيار ضعيف مى باشد و ممكن است با كوچكترين برخورد
از هم جدا ويا با دريافت كوچكترين انرژى(مانند انرژى تابشى خورشيد ) به
حالت اوليه خود برگردند)
2 - از مورد دوم نتيجه مى گيريم كه هواى قطب
جنوب سردتر از هواى قطب شمال مى باشد ، بنابراين هواى گرم هنگامى كه بر اثر
جريان هايى به قطب جنوب مى روند ، چون سبك مى باشند،به سمت بالا مى روند و
موجب نابودى لايه هاى اوزون برفراز قطب جنوب مىشوند.
3 - در زمستان نور خورشيد كاملاً در تمام سطح قطب جنوب در دسترس نمي باشد، واين امر باعث كاهش دما و تشكيل ابرهاي psc مي شود .
4 - ابرهاي psc اسيدي هستند و به همين دليل آن ها به لايه اوزون آسيب مي رسانند.
ادامه مطلب...
| | نسخه قابل چاپ | تعداد بازديد : 11682 |
| 