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.