گازهای گلخانه ای

[ROJINAjoON]

بطور خلاصه اثر گازهاي گلخانه اي كه در قرن نوزدهم توسط Jean Fourier براي اولين بار معرفي شد عبارت است ازگرم شدن اتمسفرزمين دراثرعبورنورخورشيداز ميان اين گازها ( GHG= گازهاي گلخانه اي) و جذب يا پخش مجدد گرماي حاصل از گرم شدن سطح زمين توسط اين گازها.
جو زمين در نزديكي سطح آن شامل 78.08 درصد نيتروژن، 20.95 درصد اكسيژن،0.93 درصد آرگون، 0.0353درصد دي اكسيد كربن و مابقي گازهايي مثل متان، اكسيد نيتروژن، منو اكسيد كربن، ازن، هيدروژن، هليم، نئون، آمونياك، سولفيد هيدروژن و دي اكسيد سولفور مي باشد. آب، بين0 تا 4 درصد از حجم اتمسفر زمين را مي پوشاند كه بستگي به محل، ارتفاع و شرايط جوي دارد.
اتمسفر زمين بجهت تخليه بيليون ها تن از گازهاي گلخانه اي نظير دي اكسيد كربن، بخار آب و گازهاي حاصل از احتراق سوخت هاي فسيلي در وسائط نقليه و ساير تجهيزات به آهستگي در حال تغيير مي باشد.
با وجود جذب تنها نيم بيليونيم انرژي خورشيد توسط زمين، خورشيد مؤثر ترين عامل تغييرات جوي زمين مي باشد و با كاهش گرماي خروجي خورشيد از تولد زمين تا بحال بميزان يك سوم، دماي سطح زمين همچنان در يك محدوده باريك ثابت مانده است.
طي دهه اخير توجه مردم به اثرات فعاليتهاي بشر روي آب و هواي زمين خصوصا" فعاليتهايي نظير احتراق سوخت در وسائط نقليه كه توليد GHG نموده و به گازهاي گلخانه اي آنتروپوژنيك معروف مي باشد معطوف شده است.
به جهت جذب تشعشعات مادون قرمز منعكس شده از سطح زمين توسط اين گازها گرما در اتمسفر زمين محبوس مي شود. وجود اين گازها بخودي خود و به ميزان طبيعي براي ادامه حيات لازم مي باشد. شكل(1) نشان مي دهد كه حدود 70% تشعشعات مرئي مادون قرمز كه به زمين مي رسد جذب آن مي شود و مابقي منعكس مي گردد. مولكولهاي گاز گلخانه اي و ابرها بخشي از اين گرما كه ناشي از جذب نور مرئي مادون قرمز توسط سطح زمين است را جذب نموده و در كليه جهات منتشر مي كنند. بخشي از اين تشعشعات مجددا" جذب سطح زمين شده و مابقي به خارج از اتمسفر مي رود. عمده ترين گازهاي گلخانه اي عبارتند از (H2O) بخار آب، (CO2) دي اكسيد كربن، (CH4) متان، (N2O) اكسيد نيتروژن، فلوروكربنها و (O3) ازن. در اين ميان دي اكسيد كربن پر صحبت ترين و بخار آب بجهت در صد بالاي آن ( حدود 3% كل گازهاي گلخانه اي اتمسفر) مهم ترين گازهاي گلخانه اي مي باشند كه هردو عمده ترين محصول احتراق سوختهاي هيدروكربني هستند. بخار آب اولين جذب كننده تشعشعات خورشيدي ورودي به زمين مي باشد كه نقش عمده اي در اثر گلخانه اي طبيعي (Natural) دارد. بر طبق گزارش دانشمندان هواشناسي بخار آب موجود در جو فوقاني و عرض جغرافيائي مياني نيمكره شمالي در 14 سال گذشته افزايش يافته است.
بخار آب در جو فوقاني مي تواند بواسطه تحريك در تشكيل ابرهاي قطبي كه عامل كمك به آلاينده هايي نظير اكسيدهاي نيتروژن و هالو كربن ها در تخريب لايه ازن مي باشند براي اين لايه مضر باشد. برخي از دانشمندان معتقدندبخارآب درجو مياني tropopause) = 2 تا 16 كيلومتري سطح زمين) عامل اثر گلخانه اي است و برخي ديگر بخار آب در جو تحتاني (سطح زمين) را عامل اين اثر مي دانند. ولي اعتقاد عموم بر اين است كه بخار آب كمترين اثر را در اثر گلخانه اي آنتروپوژنيك(حاصل از احتراق سوخت ها)دارد.
گاز متان كه حاصل فرايند پوسيدگي است عليرغم در صد كم آن در مقايسه با دي اكسيد كربن، 5 تا 10 برابر مستعد تر از اين گاز در جذب حرارت مي باشد. متان در اتمسفر بطور سالانه1 درصد افزايش مي يابدكه دو برابردرصد افزايش دي اكسيد كربن است. گاز متان در اثر فعاليتهايي نظير شاليكاري، دفع زباله ها، سوخت هاي biomass ، دامداري، تخليه گازهاي طبيعي در هنگام استخراج و حمل و نقل و استخراج زغال سنگ، توليد مي شود. تقريبا" 90 درصد متان موجود در جو تحتاني در فعل و انفعالات شيميايي با hydroxyl radicals نابود مي شود. اگرچه ميزان اين ماده در جو زمين بسيار كم است وليكن اصلي ترين عامل از بين رفتن متان جو مي باشد. ماده hydroxyl radicals در اثر تجزيه بخار آب و واكنش شيميايي بين بخار آب و ساير گازهاي موجود در جو توليد مي شود.
N2O نيز از گازهاي گلخانه اي مؤثر مي باشد كه 150 تا 180 سال در اتمسفر باقي مي ماند و بطور طبيعي تا جو فوقاني بالا رفته باعث تخريب لايه ازن مي گردد. در صد افزايش آن در سال 0.2 تا 0.3درصد است و بيشتر در مناطق حاره توليد مي شود ولي بطورتخميني 20 درصد آن در اثر كودها و محصولات شيميايي و احتراق سوخت هاي فسيلي مي باشد. استفاده از كاتاليستها براي كنترل انتشار اين گاز نقش مؤثر تري يافته است. استفاده از كودها براي رشد ذرت در توليد سوخت اتانول يكي از عمده ترين عوامل انتشار اكسيدهاي نيتروژن مي باشد.
كلرو فلوروكربن ها (CFC) با وجود اين كه محصول احتراق موتورها نيستند ولي بواسطه اين كه محصول فرآيند خنك سازي هوا براي وسائل مختلف مي باشند مورد توجه قرار مي گيرند. اين گازها در سال 0.5 درصد افزايش مي يابند و بين 75 تا180 سال در اتمسفر باقي مي مانند. همچنين 20000 برابر مستعد تر از دي اكسيدكربن در جذب گرما هستند ولي در كل بعضي از دانشمندان معتقدند اثر گلخانه اي آن ها در تعادل با اثر خنك سازي آنهاست.
ازن محصول مستقيم احتراق سوخت وسائط نقليه نمي باشد ولي محصولات احتراق مانند Nox ، هيدروكربن ها و بخار آب نقش عمده اي در تشكيل آن ايفا مي كنند. وجود ازن در جو فوقاني مفيد و در جو تحتاني مضر است. اين گاز از چند ساعت تا چند روز مي تواند در جو تحتاني باقي بماند و در جو فوقاني فقط چند ساعت. نازك شدن لايه ازن در جو فوقاني باعث عبور تشعشعات ماوراء بنفش به سطح زمين و افزايش امراض ناشي از آن مي شود وجود ازن در جو تحتاني بجهت قدرت اكسيد كردن آن براي سلامتي مضر است و در جو تحتاني جزء آلاينده ها محسوب مي گردد و در كل يكي از گازهاي گلخانه اي بشمار مي آيد.

[ROJINAjoON]

اثر گلخانه اي

گرم شدن زمين يعني چه؟

مي‌دانيم كه كره زمين به طور طبيعي در اثر تابش خورشيد گرم مي‌شود، اما اينجا منظور ما از گرم شدن زمين، پديده ديگري است.اين پديده نسبتا جديد عبارت است از تغيير دماي زمين در اثر فعاليتهاي بشري كه با تغييرات طبيعي آن فرق دارد. در طول 100 سال گذشته، كره زمين به طور غيرطبيعي 4/0 درجه سانتيگراد گرمتر شده كه اين موضوع دانشمندان را نگران كرده‌است. آنها حدس مي‌زنند فعاليت‌هاي صنعتي در ايجاد اين مشكل بسيار موثر است و به گرم شدن كره زمين كمك مي‌كند.


منظور از«گرم شدن زمين» افزايش ميانگين دماي زمين است. «تغيير آب و هوا» در اثر اين افزايش دما به وجود مي‌آيد. گرم شدن زمين موجب تغيير الگوي بارش، افزايش سطح آب درياهاي آزاد و كاهش سطح آب درياچه‌ها و تاثيرات وسيع بر گياهان، حيات وحش و انسانها مي‌شود.


اثر گلخانه اي چيست؟ گازهاي گلخانه اي چه گازهايي هستند؟



به مجموعه‌اي از گازها كه مقداري از انرژي خورشيد را در جو زمين نگه مي‌دارندو باعث گرم شدن جو مي‌شوند‍‍، گازهاي گلخانه‌اي مي‌گويند. بخار آب(H2O)، دي اكسيدنيتروژن (NO2)، دي اكسيدكربن (CO2) و متان (CH4) گازهاي گلخانه‌اي اصلي هستند. اگر اين گازها در جو نبودند، انرژي گرمايي خورشيد مجددا به فضا بر مي‌گشت و به اين ترتيب هواي زمين 33 درجه سانتيگراد سردتر از الان مي‌شد. اثر گلخانه‌اي به افزايش دماي كره زمين در اثر وجود گازهاي گلخانه‌اي در جو زمين گفته مي‌شود.


آيا مي دانيد چرا به اين گازها، گازها‌ي‌ گلخانه‌اي مي‌گوييم؟


آيا شما تا حالا يك گلخانه ديده ايد؟



گلخانه يك اتاق شيشه‌اي است كه نور خورشيد از شيشه‌هاي آن به داخل مي‌تابد و هواي گلخانه را گرم مي‌كند. اما شيشه‌هاي گلخانه اجازه نمي‌دهند كه اين هواي گرم از گلخانه خارج‌شود. جو يا هوايي كه در اطراف ماست، شبيه يك گلخانه است. گازهاي گلخانه‌اي در جو درست مثل شيشه‌هاي گلخانه عمل مي‌كنند. نور خورشيد پس از عبور از لايه‌هاي گازهاي گلخانه‌اي وارد جو زمين مي‌شود. زماني كه نور خورشيد به سطح زمين مي‌رسد، مقداري از انرژي گرمايي آن توسط خاك، آب و ساير موجودات جذب مي‌شود. مقداري هم در جو زمين مي‌ماند و باقيمانده آن به فضا برمي‌گردد. اگر مقدار گازهاي گلخانه‌اي در جو از حد طبيعي آن بالاتر باشد، انرژي كمتري به فضا برمي‌گردد، در نتيجه جو زمين گرم تر مي‌شود و به دنبال آن دماي كره زمين بالا مي‌رود.


اثر گلخانه‌اي، كره زمين را به اندازه‌اي گرم نگه مي دارد كه ما انسان ها بتوانيم بر روي آن زندگي كنيم. اما اگر اثر گلخانه اي شدت يابد، ممكن است دماي زمين به قدري زياد شود كه ما و بقيه گياهان و جانوران نتوانيم گرماي آن را تحمل كنيم.


تغيير آب و هوا يعني چه و اثرات آن چيست؟


اصلا «هوا» و «آب و هوا» با هم چه فرقي دارند؟



هر وقت آسمان صاف باشد و گرماي ملايمي به ما برسد و باد به شدت نوزد، مي گوييم هوا خوب است. هر وقت آسمان گرفته باشد، باد تند بوزد يا برف و باران ببارد و ما را دچار زحمت كند، مي گوييم هوا بد است. معمولا اخبار هواشناسي ما را از چگونگي وضع هوا آگاه مي‌سازد.


هواي برخي مناطق كره زمين معتدل است، يعني باران به اندازه كافي مي بارد و هوا زياد گرم يا سرد نمي‌شود. هواي بعضي جاها سرد است يعني برف مي‌بارد و دماي هوا سرد مي‌شود. جاهايي هم هست كه بسيار گرم و خشك است. هر كدام از اين جاها يك نوع آب و هوا دارد.


براي تعيين آب و هواي هر منطقه، تغييرات دماي هوا و مقدار باران و برف را در طول سال اندازه گيري مي‌كنند. شما هم مي‌توانيد اندازه تغييرات دماي هوا و مقدار باران و برف را در محل سكونت خودتان به دست آوريد. اما براي اين كه آب و هواي جاهاي گوناگون را بشناسيم، بايد اين مقادير را چندين سال پشت سرهم اندازه گيري كنيم.


در نقشه ايران، جاي شهرهاي بابلسر، شهركرد، بندرعباس و طبس را پيدا كنيد. آب و هواي هر يك از اين شهرها نمونه آب و هواي يك ناحيه از كشور ماست. در حال حاضر شرايط آب و هوايي جاهاي مختلف در اثر گرم شدن كره زمين در حال تغيير است. مثلا شهري مثل تهران را در نظر بگيريد، تهران در نزديكي رشته كوه البرز قرار دارد. بنا به تعريف آب و هوا، تهران بايد هواي سرد باراني يا برفي داشته باشد، اما مي‌بينيد كه به علت تغيير آب و هوا، از هواي سرد باراني يا برفي چندان خبري نيست!


انسانها چگونه آب و هوا را تغيير مي‌دهند؟



شايد باور نكنيد كه انسان ها هم مي‌توانند آب و هواي زمين را تغيير دهند. دانشمندان مي‌گويند اكثر فعاليت‌هاي انسان‌ها گاز گلخانه‌اي توليد مي‌كند. پس از انقلاب صنعتي و اختراع انواع ماشين آلات صنعتي، انسانها بافعاليتهاي كشاورزي و صنعتي چهره زمين و آب و هواي آن را دگرگون ساختند. با شروع انقلاب صنعتي روش زندگي مردم عوض شد. قبل از آن مقدار گازهاي گلخانه اي در جو كم بود، اما با رشد جمعيت و افزايش استفاده از نفت و زغال سنگ تركيب گازهاي اتمسفر نيز تغيير كرد. بطوريكه در حال حاضر، غلظت گازهاي گلخانه اي از حدود 270 واحد به 367 واحد رسيده است. ما براي انجام كارهاي خود به انرژي نياز داريم و اين انرژي را از غذا تامين ‌مي‌كنيم. همچنين براي روشنايي و گرم كردن خانه‌هايمان به انرژي نياز داريم. اتومبيل‌ها براي حركت به سوخت نياز دارد. ماشين‌هاي صنعتي نيز به انرژي نياز دارند. اكثر انرژي‌هاي لازم براي موارد فوق به طور مستقيم يا غير مستقيم از سوخت‌هاي فسيلي مثل نفت و گاز و زغالسنگ بدست مي‌آيد.اينهاسوختهايي هستند كه سوزاندن آنها گاز گلخانه‌اي آزاد مي‌كند!!! آيا مي‌دانيد كه چه وقتي گازهاي گلخانه‌اي را به هوا مي‌فرستيد؟ هر وقت كه:


· تلويزيون تماشا مي كنيد،


· با كامپيوتر بازي مي كنيد،


· از كولر يا فن كوئل استفاده‌ مي‌كنيد،


· از استريو ضبط استفاده مي كنيد،


· چراغ را روشن مي كنيد،


· لباسهايتان را مي شوييد يا اطو مي‌كنيد،


· سوار اتومبيل مي شويد،


· غذايتان را در مايكروويو گرم مي كنيد،


· از بخاري گازي يا نفتي استفاده مي كنيد،


· به توليد گازهاي گلخانه‌اي در هوا كمك مي‌كنيد.


چرا؟


چون شما براي انجام اين كارها به برق و سوخت نياز داريد. آيا مي‌دانيداين برق و سوخت از كجا تامين مي‌شود؟



خوب، نيروگاهها زغالسنگ و نفت را مي سوزانند تا برق توليد كنند و پالايشگاهها نيز براي تصفيه نفت خام و توليد نفت و بنزين، سوخت مصرف مي‌كنند. سوزاندن نفت و زغالسنگ هم گاز گلخانه‌اي توليد مي‌كند. پس هر چه شما بيشتر برق مصرف كنيد، نيروگاهها از سوخت بيشتري استفاده مي‌كنند و در نتيجه گاز گلخانه‌اي زيادتري توليدمي‌شود.


متان هم يك گاز گلخانه‌اي است. متان چگونه توليد مي‌شود؟



وقتي كه شما:


· زباله هايتان را به محل دفن زباله مي فرستيد،


· حيواناتي مثل گاو، گوسفند و ... را براي توليد لبنيات و گوشت پرورش مي‌دهيد،


· در شاليزار برنج مي‌كاريد،


· زغالسنگ استخراج مي‌كنيد.


اتومبيلها و كارخانه‌هايي هم كه مايحتاج روزانه ما را توليد مي‌كنند، مقادير زيادي از انواع گازهاي گلخانه‌اي را به هوا مي‌فرستند.


چرا نمي‌خواهيم زمين گرمتر بشود؟



بعضي وقتها مسائل كوچك مي‌توانند به مشكلات بزرگي تبديل شوند! مثلا به مسواك زدن دندانهايتان فكر كنيد. اگر شما يك روز مسواك نزنيد، هيچ اتفاق خاصي نمي‌افتد، اما آيا مي‌دانيد اگر يك ماه دندانهايتان را مسواك نزنيد، چه اتفاقي خواهد افتاد؟ اين همان چيزي است كه براي زمين نيز اتفاق مي‌افتد. اگر دماي هوا فقط چند روز، بالاتر از حد طبيعي باشد، چندان مهم نيست- چون دماي زمين تقريبا ثابت مي‌ماند. اما اگر دماي هوا مدت زيادي بطور مداوم بالا برود، كره زمين با مشكلاتي مواجه خواهد شد.


دماي متوسط زمين در طول قرن گذشته تقريبا 5/0 درجه سانتيگراد افزايش يافته‌است؛ دانشمندان انتظار دارند كه در طول 100 سال آينده متوسط دماي زمين 5/1 تا 5/3 درجه سانتيگراد افزايش يابد. شايد فكر كنيد "اين كه چيزي نيست"، اما همين مقدار مي‌تواند آب و هواي زمين را به طور بي سابقه‌اي تغيير دهد. زمانيكه اين پديده رخ دهد، ممكن است تغييرات بزرگي در سطح آب اقيانوسها، مزارع كشاورزي و هوايي كه تنفس مي‌كنيم يا آبي كه مي‌نوشيم، رخ دهد.


چه اتفاقي ممكن است بيفتد؟



در صورتيكه آب و هوا تغيير كند، آب و هواي جايي مثل شهركرد- كه هواي سرد و كوهستاني دارد- گرمتر مي‌شود يا مثلا هواي بندر عباس گرم و خشك تر مي‌شود. البته ممكن است تغيير آب و هوا براي شهركردي ها خوشايند باشد، اما همه تاثيرات ناشي از آن خوشايند نيست. زيرا ممكن است اين تغييرات با افزايش بلاياي طبيعي مثل سيل و طوفان همراه باشد.


اگر دماي كره زمين زياد شود، تعداد روزهاي گرم سال افزايش مي‌يابد و در نتيجه بيماريهاي ناشي از گرما مثل گرمازدگي و مالاريا زياد مي‌شود. بد نيست بدانيد كه معمولا كودكان و سالمنداني كه در كشورهاي فقير زندگي مي‌كنند، بيشتر در معرض خطر ابتلاء به اين بيماريها قراردارند. زيرا اين كشورها سرمايه لازم براي مبارزه با اين بيماريهارا ندارند.


با گرم شدن آب و هوا و تاثير آن بر مزارع كشاورزي، منابع غذايي انسانها كاهش مي‌يابد، آب بيشتري بخار مي‌شود و در نتيجه انسانها با كمبود آب شيرين مواجه خواهندشد. اين تغييرات بر روي حيوانات و گياهان هم تاثير منفي مي‌گذارد. اگر اين تغييرات به آرامي اتفاق بيفتد، جانوران و گياهان خود را با آن وفق مي‌دهند، اما اگر اين تغييرات خيلي سريع اتفاق بيفتد، حيات وحش با خطرات جدي روبرو مي‌شوند. مثلا پرندگان و جانوراني كه در فصلهاي مختلف سال به جاهاي ديگر مهاجرت مي‌كنند، ممكن است مكان مناسبي را براي مهاجرت پيدا نكنند و يا غذايي براي خوردن نداشته‌باشند.


مقدار آب درياها در اثر ذوب شدن يخهاي قطبي افزايش مي‌يابد و از سوي ديگر بر اثر افزايش دما، آب درياها و اقيانوسها منبسط مي‌شود. اگر آب اقيانوس منبسط شود، فضاي بيشتري را اشغال مي‌كند و در نتيجه سطح آب درياها بالا مي‌آيد. سطح آب دريا ممكن است در قرن آينده چند سانتيمتر يا حداكثر 1 متر بالا بيايد. در اينصورت مردمي كه خانه‌هايشان در كنار ساحل دريا قرار دارد و جزيره‌نشينان، خانه‌هاي خود را از دست مي‌دهند و مزارع ساحلي هم به زير آب مي‌روند. در اثر بالا آمدن آب دريا منابع آب شيرين نيز غيرقابل استفاده مي‌شوند.