لایه ازن در مسیر ترمیم

ازن چیست؟

دانشمندان لایه ها زمین را به چهار قسمت تقسیم مى كنند :

1) تروپوسفر (كه نسبت به سطح دریا 12تا15 كیلومترارتفاع دارد)

2) استراتوسفر

3) مزوسفر

4) تروموسفر(خارجى ترین لایه زمین)

مولكول ازن (o3)از یك مولكول اكسیژن و یك اتم اكسیژن كه ناپایدار و واكنش پذیر مى باشد، تشكیل شده است . پیوند میان مولكول اكسیژن و اتم اكسیژن در مولكول اوزون بسیار ضعیف مى باشد و ممكن است با كوچكترین برخورد از هم جدا ویا با دریافت كوچكترین انرژى به حالت اولیه خود برگردند . لایه ازن در لایه استراتوسفر زمین قرار دارد .در شب ها به دلیل عدم دسترسى به انرژى تابشى خورشید، ضخامت لایه ازن كمتر از ضخامت آن در روز ها مى باشد. هنگامى كه پرتوهاى فوق بنفش به مولكول ها اوزون برخورد مى كنند، پرتو هاى فوق ـ بنفش مقدار زیادى از انرژى خود را از دست مى دهند وبه پرتوهاى فرو سرخ تبدیل مى شوند، و همچنین بر اثر این برخورد، مولكول ازن به مولكول اكسیژن واتم اكسیژن تبدیل مى شود و با تابش مجدد نور خورشید، مولكول ازن دوباره پدیدار مى شود.

مولكول هاى ازن هرچند كه براى ما مفید هستند اما وجود آن ها در لایه تروپوسفر (لایه اى كه ما در آن زندگى مى كنیم) بسیار خطرناك مى باشند. نیتروژن هاى پراكسید خارج شده از اگزوز موتورهاى دیزلى بر اثر تابش نور خورشید (عمل فتو شیمیایى) با مولكول هاى اكسیژن واكنش مى دهند و مولكول هاى ازن را پدیدار مى كنند . چون در مولكول هاى ازن اتم هاى اكسیژن فعال (رادیكالى) وجود دارد ، تنفس آن ،موجب اختلال در دستگاه تنفسى مى شود.

حفره ازن

تا سال 1980میلادى از سوراخى لایه ازن خبرى نبود ؛ اما در سال 1985م ، دانشمندان از نازك شدن لایه ازن در قطب جنوب خبر دادند. در آن زمان با تحقیقات انجام شده علت نابودى مولكول هاى ازن را ،گاز هاى cfc (كلر و فلوئور و كربن) مى دانستند. گاز هاى cfc بعنوان گاز هاى خنك كننده در یخچال ها ،كولرها و همچنین در مواد پلاستیكى مورد استفاده قرار مى گیرند . در cfc ها اتم هاى كلر ناپایدار و واكنش پذیر مى باشند و هنگامى كه گاز هاى cfc به لایه هاى بالا مى روند، در لایه هاى بالا بر اثر برخورد با نور خورشید، گازهاى كلر آزاد مى شوند. اتم هاى كلر در لایه استراتوسفر با مولكول هاى اوزون واكنش مى دهند. هر اتم كلر به تنهایى مى تواند 100.000 مولكول ازن را از بین ببرد.

به همین دلیل در گستره جهانى ،در سازمان ملل متحد ،در معاهده اى بنام معاهده مونترال كشورها متعهد شدند كه از تولید و فروش گاز هاى cfc خوددارى كنند، و همچنین به كشورهاى فقیر این امكان را بدهند كه بجاى استفاده از گاز هاى cfc ، از گازهاى خنك كننده دیگرى استفاده كنند.

بسته شدن حفره ازن طی دهه‌های آینده

اخیرا ماهواره‌ها نشان می‌دهند که حفره ازن بر فراز قطب جنوب کوچکتر از چیزی است که در دهه گذشته مشاهده شده است. مشاهدات بلند مدت نشان می‌دهد که لایه ازن زمین به دنبال توافقات بین‌المللی برای حفظ این لایه حیاتی اتمسفر تقویت شده است. براساس اطلاعات دریافتی از حسگر ازن ماهواره هواشناسی MetOp اروپا، این حفره برفراز قطب جنوب در سال 2012 در 10 سال گذشته به کوچکترین حد خود رسیده است.

این ابزار، رصد بلند مدت لایه ازن اتمسفری را در دستور کار قرار داده است و جایگزین ماهواره‌های انویست و ERS-2 شده است.

از آغاز دهه 1980، یک حفره در لایه ازن برفراز قاره قطب جنوب در طی ماه‌های سپتامبر تا نوامبر که به آن بهار جنوبی گفته می‌شود شکل گرفت و موجب کاهش تراکم لایه ازن تا 70 درصد شد.

تخلیه ازن در قطب جنوب بسیار بیشتر از قطب شمال است؛ چراکه باد با سرعت بالا گردابی از هوای سرد ایجاد کرده که موجب کاهش شدید دما می‌شود. در این شرایط گازهای کلوروفلوروکربن نوعی گاز گلخانه‌ای یا CFCها تأثیرات قوی‌تری روی ازن دارند، آن را تخلیه کرده و همان حفره مشهور را ایجاد کردند.

برفراز قطب شمال، این تأثیر بسیار کمتر مشخص است؛ چرا که در مناطق وسیع نیمکره شمالی و کوه‌ها به طور معمول از شکل گیری بادهای قوی قطبی ممانعت می‌کنند.

کاهش ازن برفراز نیمکره جنوبی به این معنا است که مردم بیشتر در معرض تشعشع ماورا بنفش سرطان زا قرار دارند.

توافق‌های بین‌المللی برای حفظ لایه ازن به ویژه پروتکل مونترال افزایش غلظت گازهای CFC را متوقف کرده است و کاهش انتشار این نوع گاز از اواسط دهه 1990 به صورت مشهود مشاهده شده است.

این درحالی است که عمر طولانی گازهای CFC در اتمسفر به این معنا است که بازگشت سطح کلر استراتوسفر تا اواسط قرن حاضر طولانی خواهد شد تا مقادیر آن مساوی با مقادیر ثبت شده در دهه 1960 برسد.

تکامل لایه ازن تحت تأثیر فعل و انفعال شیمی جو و دینامیک‌هایی چون باد و دمای هوا صورت گرفته است. اگر آب و هوا و شرایط جوی یک رفتار نامعمول داشته باشد می‌توان آن را به شرایط ازن نسبت داد.

به منظور درک این فرآیند پیچیده دانشمندان به یکسری اطلاعات بلند مدت از مشاهدات خود اتکا می‌کنند که از شبیه سازی‌های عددی براساس مدل‌های پیچیده جوی فراهم شده است.

دانشمندان با این اطلاعات می‌توانند درک بهتری از زمان ترمیم لایه ازن و به خصوص بسته شدن حفره آن به دست آورند. مدل‌های شیمی جو نشان می‌دهد که لایه ازن برفراز قطب جنوب خود را ترمیم می‌کند و ظرف دهه‌های آینده حفره آن از بین می‌رود.

منابع:آسمان پارس، مهرنیوز