هر آنچه که درباره لایه ازن باید بدانیم

[ganjineh]

● فرایند های شیمیایی منجر شونده به کاهش اوزون قطبی
در حال حاضر پذیرفته شده است که ترکیبات کلرین و برمین در اتمسفر باعثکاهش اوزون بر روی قطب شمال وجنوب میشوند. با این حال اهمیت نسبی کلرین وبرمین بر ای تخریب یا نابودی اوزون در نواحی متفاوت شرح داده نشده است .تقریبا" همه کلرین و نیمی از برمین در استراتوسفرکه در آنجا بیشترین کاهشرا شاهد هستیم، از فعالیت های انسان حاصل شده است .
کاریرهای(مخازن)غیر ألی اصلی کلرین عبارتند از اسید هیدروکلریک ونیتراتکلرین(cloNo۲) .این موارد از محصولات تجزیه CFCها شکل می گیرند.پنتوکسیددی نیتروژن (N۲O۵ )مخزنی از اکسیدهای نیتروژن است ونقش مهمی رادر شیمی ایفا می کند .اسید نیتریک از این لحاظ که سطوح بالایی از کلرینفعال را حفظ می کند مهم است .
● تولید رادیکالهای کلرین
یکی از مهمترین نکات برای تشخیص شیمی حفره اوزون , أن است که واکنشهایاصلی غیر عادی هستند أنها نمی توانند در جو رخ دهندمگر أنکه شرایط ویژه ایوجود داشته باشد (یکی از دوعامل اصلی در دستور العمل کاهش اوزون )
- ویژگی اصلی این شیمی غیر عادی أن است که گونه های مخزن کلرین HCLوCLONO۲ (واجزائ مقابل برومین شان)به اشکال فعالتری از کلرین روی سطحابرهای استرتوسفری قطبی تبدیل می شوند .
مهمترین نکته برای توجه کردن أن است که این واکنشها تنها می توانندروی سطحابرهای استراتوسفری قطبی رخ دهند و أنها بسیار سریع می باشند. به همین علتحفره اوزون بسیار عجیب است . در شیمی اتمسفری واکنشهای ناهمگن (أنهایی کهروی سطوح رخ می دهند) قبل از أنکه حفره اوزون کشف شود نادیده گرفته میشدند.بنابراین عامل دیگر این است که واکنشهای ناهمگن به گونه های مخزنکلرین وبرومین اجازه می دهد تا سریعا به اشکال فعالتری تبدیل شوند.
اسید نیتریک (HNO۳) تشکیل شده دراین واکنش ها در ذرات PSC باقی می ماندبطوریکه غلظتهای فاز گاز اکسید دی نیتروژن کاهش می یابند . این کاهش دینوکسیفیکاسیون بسیار مهم است چون أن میزان حذف CLO را کند می کند که درغیر این صورت با این واکنش رخ می دهد:
۰۰۰و بنابراین به نگهداری سطوح بالای کلرین فعال کمک می کند در اینجا اطلا عات بیشتری راجع به ابرهای استراتوسفری قطبی وجود دارد .
● بازگشت نور خورشید
نهایتا" توجه داشته باشیم که ما هنوز تنها کلرین مولکولی (CL۲) را تشکیل داده ایم
از واکنش ۱ تا ۵ .برای تخریب اوزون کلر اتمی مورد نیاز است .کلر مولکولیبه راحتی به کمک نور خورشید شکسته می شود .که البته این برای ایجاد حفرهمهم است.
در طول زمستان قطب دما های سردی که در ورتکس تشکیل می شوند منجر به تشکیلابرهای استراتوسفری قطبی می شوند واکنشهای ناهمگن اشکال مخزن گونه هایتخریب کننده اوزون (کلرین وبرمین) را به اشکال مولکولی شا ن تبدیل می کنند.وقتی نور خورشید به ناحیه قطبی بر می گردد در بهار CL۲ سریعا به اتمهایکلر تجزیه می شود که منجر به کاهش ناگهانی اوزون می شود ( در نیمکره جنوبی)
این سلسله مراتب رویدادها با اندازه گیریهایی از قبل در طول وپس از حفره اوزون تایید شده است.
● تخریب کاتالیزگری اوزون
اندازه گیریهای بعمل آمده از گونه های شیمیایی بالای قطب سطوح بالایی ازاشکال فعال کلرین را نشان می دهند که ما در بالا شرح داده ایم با این حالما هنوز تعداد اتمهای بیشتری ناشی از اوزون داریم نسبت به کلرین فعال.بنابراین تخریب تقریبا همه اوزون چگونه امکان پذیر است ؟پاسخ به این سوالدر آنچه که به عنوان سیکلهای کاتالیتی شناخته شده است می باشد .یک سیکلکاتالیتی سیکلی است که در آن یک مولکول بطور عمده ای تغییر می کند ویا یکسیکل واکنش قادر است تا بدون تغییر کردن با خود سیکل ایجاد شود.
تولید کلرین فعال به نور خورشید نیاز دارد و نور خورشید سیکلهای کاتالیتیرا حرکت می دهد با این توجه به اینکه این سیکلهای اصلی در کلرین وبرومیندر گیرند ومسئول تخریب اوزون هستند.
دیمر (CL۲O۲) رادیکال مونوکسید کلرین که در سیکل (I) در گیر است از لحاظگرمایی ناپایدار است وسیکل در دماهای پایین موثرتراست . بنابراین مجددادماهای پایین در ورتکس قطبی در طول زمستان مم هستند . گمان می رود کهمسئول بیشتر کمبود اوزون در قطب جنوب (۷۰%)هستند . در قطب شمالی گرمترنسبت بزرگی از کمبود ممکن است با سیکل (II)حرکت کند.
● شرایط لازم برای برای کاهش اوزون
بطور خلاصه ما به اجزا ویا شرایطهای لازم برای تخریب اوزون توجه کرده ایممواردی که در قطب جنوب مشاهده می کنیم همین موارد کم و بیش برای کمبوداوزون در استراتوسفر قطب شمال در طول زمستان بکار می رمند گرچه دراین موردکاهش تقریبا شدید نیست .
● به طور خلاصه شرایط لازم برای کاهش اوزون عبارتند از:
▪ زمستان قطبی منجر به تشکیل ورتکس قطبی می شودکه هوای داخل أن را ایزوله می کند .
▪ دماهای سرد , داخل ورتکس را نشان می دهند که برای تشکیل ابرهایاستراتوسفری قطبی(PSC) به حد کافی سرد است . همانطور که هوای ورتکس ایزولهمی شود دماهای سرد و PSC ما مقاوم می شوند.
▪ به محض اینکه PSC ها تشکیل شود واکنش های نا همگن رخ می دهند ومخازنکلرین وبرومین فعال به اشکال فعالتری از کلرین وبرومین تبدیل می شوند.
▪ هیچ کمبود اوزونی رخ نمی دهد تا اینکه نور خورشید به هوای داخل ورتکسقطبی برگردد وتولید کلرین فعال امکان پذیر گرددوسیکلهای تخریب اوزونکاتالیتی شروع گردد.کاهش اوزون تسریع می شود .حفره اوزون بطور متداول یکناحیه جغرافیایی را کمی بیشتر از قطب جنوب تحت پوشش قرار می دهد وتقریبا۱۰ کیلومتر را در ارتفاع در استراتوسفر تحتانی امتداد می دهد.








محمد حسین سلیمی ندوشن