به گزارش سلام لردگان
ازن چيست؟
دانشمندان لايه ها زمين را به چهار قسمت تقسيم مى كنند :
1) تروپوسفر (كه نسبت به سطح دريا 12تا15 كيلومترارتفاع دارد)
2) استراتوسفر
3) مزوسفر
4) تروموسفر(خارجى ترين لايه زمين)
مولكول ازن (o3)از يك مولكول اكسيژن و يك اتم اكسيژن كه ناپايدار و واكنش پذير مى باشد، تشكيل شده است . 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 به حالت اوليه خود برگردند . لايه ازن در لايه استراتوسفر زمين قرار دارد .در شب ها به دليل عدم دسترسى به انرژى تابشى خورشيد، ضخامت لايه 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 زيادى از انرژى خود را از دست مى دهند وبه پرتوهاى فرو سرخ تبديل مى شوند، و همچنين بر اثر اين برخورد، مولكول ازن به مولكول اكسيژن واتم اكسيژن تبديل مى شود و با تابش مجدد نور خورشيد، مولكول ازن دوباره پديدار مى شود.
مولكول هاى ازن هرچند كه براى ما مفيد هستند اما وجود آن ها در لايه تروپوسفر (لايه اى كه ما در آن زندگى مى كنيم) بسيار خطرناك مى باشند. نيتروژن هاى پراكسيد خارج شده از اگزوز موتورهاى ديزلى بر اثر تابش نور خورشيد (عمل فتو شيميايى) با مولكول هاى اكسيژن واكنش مى دهند و مولكول هاى ازن را پديدار مى كنند . چون در مولكول هاى ازن اتم هاى اكسيژن فعال (راديكالى) وجود دارد ، تنفس آن ،موجب اختلال در دستگاه تنفسى مى شود.
حفره ازن
تا سال 1980ميلادى از سوراخى لايه ازن خبرى نبود ؛ اما در سال 1985م ، دانشمندان از نازك شدن لايه ازن در قطب جنوب خبر دادند. در آن زمان با تحقيقات 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 يخچال ها ،كولرها و همچنين در مواد پلاستيكى مورد استفاده قرار مى گيرند . در cfc ها اتم هاى كلر ناپايدار و واكنش پذير مى باشند و هنگامى كه گاز هاى cfc به لايه هاى بالا مى روند، در لايه هاى بالا بر اثر برخورد با نور خورشيد، گازهاى كلر آزاد مى شوند. اتم هاى كلر در لايه استراتوسفر با مولكول هاى اوزون واكنش مى دهند. هر اتم كلر به تنهايى مى تواند 100.000 مولكول ازن را از بين ببرد.
تکامل لايه ازن تحت تأثير فعل و انفعال شيمي جو و ديناميک‌هايي چون باد و دماي هوا صورت گرفته است. اگر آب و هوا و شرايط جوي يک رفتار نامعمول داشته باشد مي‌توان آن را به شرايط ازن نسبت داد
به همين دليل در گستره جهانى ،در سازمان ملل متحد ،در معاهده اى بنام معاهده مونترال كشورها متعهد شدند كه از توليد و فروش گاز هاى cfc خوددارى كنند، و همچنين به كشورهاى فقير اين امكان را بدهند كه بجاى استفاده از گاز هاى cfc ، از گازهاى خنك كننده ديگرى استفاده كنند.
بسته شدن حفره ازن طي دهه‌هاي آينده
اخيرا ماهواره‌ها نشان مي‌دهند که حفره ازن بر فراز قطب جنوب کوچکتر از چيزي است که در دهه گذشته مشاهده شده است. مشاهدات بلند مدت نشان مي‌دهد که لايه ازن زمين به دنبال توافقات بين‌المللي براي حفظ اين لايه حياتي اتمسفر تقويت شده است. براساس اطلاعات دريافتي از حسگر ازن ماهواره هواشناسي MetOp اروپا، اين حفره برفراز قطب جنوب در سال 2012 در 10 سال گذشته به کوچکترين حد خود رسيده است.
اين ابزار، رصد بلند مدت لايه ازن اتمسفري را در دستور کار قرار داده است و جايگزين ماهواره‌هاي انويست و ERS-2 شده است.
از آغاز دهه 1980، يک حفره در لايه ازن برفراز قاره قطب جنوب در طي ماه‌هاي سپتامبر تا نوامبر که به آن بهار جنوبي گفته مي‌شود شکل گرفت و موجب کاهش تراکم لايه ازن تا 70 درصد شد.
تخليه ازن در قطب جنوب بسيار بيشتر از قطب شمال است؛ چراکه باد با سرعت بالا گردابي از هواي سرد ايجاد کرده که موجب کاهش شديد دما مي‌شود. در اين شرايط گازهاي کلوروفلوروکربن نوعي گاز گلخانه‌اي يا CFCها تأثيرات قوي‌تري روي ازن دارند، آن را تخليه کرده و همان حفره مشهور را ايجاد کردند.
برفراز قطب شمال، اين تأثير بسيار کمتر مشخص است؛ چرا که در مناطق وسيع نيمکره شمالي و کوه‌ها به طور معمول از شکل گيري بادهاي قوي قطبي ممانعت مي‌کنند.
کاهش ازن برفراز نيمکره جنوبي به اين معنا است که مردم بيشتر در معرض تشعشع ماورا بنفش سرطان زا قرار دارند.
توافق‌هاي بين‌المللي براي حفظ لايه ازن به ويژه پروتکل مونترال افزايش غلظت گازهاي CFC را متوقف کرده است و کاهش انتشار اين نوع گاز از اواسط دهه 1990 به صورت مشهود مشاهده شده است.
اين درحالي است که عمر طولاني گازهاي CFC در اتمسفر به اين معنا است که بازگشت سطح کلر استراتوسفر تا اواسط قرن حاضر طولاني خواهد شد تا مقادير آن مساوي با مقادير ثبت شده در دهه 1960 برسد.
تکامل لايه ازن تحت تأثير فعل و انفعال شيمي جو و ديناميک‌هايي چون باد و دماي هوا صورت گرفته است. اگر آب و هوا و شرايط جوي يک رفتار نامعمول داشته باشد مي‌توان آن را به شرايط ازن نسبت داد.
به منظور درک اين فرآيند پيچيده دانشمندان به يکسري اطلاعات بلند مدت از مشاهدات خود اتکا مي‌کنند که از شبيه سازي‌هاي عددي براساس مدل‌هاي پيچيده جوي فراهم شده است.
دانشمندان با اين اطلاعات مي‌توانند درک بهتري از زمان ترميم لايه ازن و به خصوص بسته شدن حفره آن به دست آورند. مدل‌هاي شيمي جو نشان مي‌دهد که لايه ازن برفراز قطب جنوب خود را ترميم مي‌کند و ظرف دهه‌هاي آينده حفره آن از بين مي‌رود.
فرآوري:محسن مرادي
بخش دانش و زندگي تبيان