بحث الغلاف الجوي

-مفهوم الغلاف الجوي:
الجو غلاف غازي يحيط بالكرة الأرضية، يتكون من عدة غازات وأبخرة وتميز بانعدام اللون والطعم والرائحة.ويتركب من عدة عناصر أهمها :
1 - الغازات :
يحتوي الغلاف الجوي على جميع الغازات المعروفة في الطبيعة و هذه الغازات مختلطة ببعضها ميكانيكيا بحيث لا يؤثر أي منها في خواص الآخر بل يحتفظ كل غاز بخواصه , و أهم هذه الغازات هي:
أ- النيتروجين (الآزوت) :
يكون النيتروجين معظم الغلاف الجوي حجما و وزنا (78 % آزوت). و تكمن فائدة النتروجين الأساسية في أنه عامل ملطف يخفف من درجة حدة الأوكسجين في عملية التنفس كما أن النيتروجين يعد درعا واقيا تتحطم عليه الشهب الكثيرة المحترقة و التي تتحول إلى رماد كما يفيد في تغذية النباتات .
‌ب- الأوكسجين :
يكون 21% من حجم الغلاف الجوي الذي تتوقف عليه الحياة على سطح الأرض كما أنه عنصر هام في كثير من التفاعلات الكيميائية التي تتم في الطبيعة.
‌ج- ثاني أكسيد الكربون :
يوجد في الغلاف الجوي بنسبة قليلة جدا تبلغ 0.04% و رغم ذلك فإن له أهمية كبيرة للنباتات حيث يعد عنصرا هاما جدا في غذائه كما أن له أهمية مناخية إذ يعمل وجوده في الغلاف الغازي على حفظ الحرارة المشعة من سطح الكرة الأرضية و تختلف نسبة وجود هذا الغاز من مكان لآخر.
-و إلى جانب الغازات السابق ذكرها توجد غازات أخرى0.96% عديدة منها الهيدروجين والهليوم والأرغون و تختلف نسبة وجود الغازات في الغلاف الغازي كلما ارتفعنا عن سطح الأرض ففي طبقات الجو العليا تزداد نسبة وجود الغازات الخفيفة من الهيدروجين والهليوم بينما تزداد نسبة الغازات الثقيلة في الطبقات السفلى من الغلاف الغازي كالأكسجين و ثاني أكسيد الكربون.

2- بخار الماء :
و هو عبارة عن ذرات صغيرة جدا متطايرة في الهواء يكاد ينحصر وجودها في الطبقات السفلى للغلاف الغازي ، كما تختلف نسبة وجود بخار الماء من مكان لآخر تبعا لاختلاف درجة الحرارة ووجود الغطاء النباتي و المسطحات المائية و ما إلى ذلك .
3- الغبار :
و المقصود به الغبار المتطاير في الغلاف الغازي ، و هو عبارة عن ذرات دقيقة سابحة في الهواء يوجد معظمها في الطبقات السفلى منه و يختلف وجود الغبار من منطقة لأخرى فنجده يكثر في المناطق شبه الجافة و الصحراوية


طبقات الغلاف الجوي :
- التروبوسفير La troposphère
أو الطبقة السفلى : وهي الطبقة الأقرب إلى سطح الأرض( تبلغ درجة حرارتها ما بين6,5 °C /1 كم من الجاذبية) وتقل فيها درجات الحرارة مع الارتفاع . يصل ارتفاعها بين 7 كلم عند القطبين و17 كلم عند خط الاستواء (متوسط ارتفاعها 13كم) وهي الطبقة التي تتركز فيها أنشطة الإنسان وتحتوي على معظم بخار الماء والأكسجين وثاني أكسيد الكربون. كتلتها تبلغ 80 % من الكتلة الإجمالية للغلاف الجوي وحجمها يمثل 1,5 % من الحجم الإجمالي و تحدث فيها معظم التغيرات الجوية التي نلمسها يوميا وعندما نقول تلوث الغلاف الجوي فيقصد به تلوث التروبوسفير بالدرجة الأولى .
2 – الاستراتوسفير La stratosphère
وهي الطبقة الوسطى التي تعلو التربوسفير وتمتد من ارتفاع 21 إلى 65 كيلومتر تقريبا فوق سطح البحر. وتتميز هذه الطبقة بخلوها من التقلبات المختلفة أو العواصف. و يوجد بها حزام يعرف بطبقة الأوزون و الذي يحمي سطح الأرض من مخاطر الأشعة فوق البنفسجية.
- الأوزون إن طبقة الأوزون هي الطبقة التي تحتوي علي غاز الأوزون في طبقات الجو العليا من الغلاف الجوي والتي تقع في الغلاف الاستراتوسفيري للغلاف الجوي، وطبقة الأوزون تحيط بالغلاف الجوي إحاطة كامـلة علي ارتفاع يتراوح مابين 20 و 30 كيلـو متر من سطـح الأرض ويتراوح سمكها من 2-8 كيلو متر.
-
3 - الميزوسفير La mésosphère
أو الطبقة العليا و تبدأ من 50 كم حتى ارتفاع 85 كم . الحرارة فيها جد منخفضة تصل إلى 140- درجة مئوية و في هذه الطبقة تتشكل المذنبات .
3- التيرموسفير La thermosphère
وهي الطبقة الحرارية التي تعلو الاستراتوسفير من ارتفاع 80 كم تقريبا إلى 640 كم أو أكثر . وتتميز هذه الطبقة بخفة غازاتها حيث يسود فيها غاز الهيدروجين والهليوم. و تبلغ درجة الحرارة فيها إلى 1200درجة مئوية
4- الأيونوسفير
- L’ionosphèreأو الطبقة المتأنية و هي طبقة متواجدة في طبقة التيرموسفير و تكون فيها جزيئات الغاز المكونة للجو متأينة أو متشردة نتيجة لتعرضها لأشعة الشمس و هذا التشرد يعكس أمواج الراديو كالمرآة مما يجعل الاتصالات اللاسلكية ممكنة.



- الايكزوسفيرL’exosphère
وهي الطبقة الخارجية التي تلي الأيونوسفير و فيها ينتهي الغلاف الجوي وينطلق الفضاء الخارجي و على مستوى هذه الطبقة تسبح الأقمار الصناعية.
أهمية الغلاف الجوي
حفظ التوازنات الحرارية والمائية والبيئية.
مثل صهر الشهب والنيازك أو تسامي الأجسام الساقطة من الفضاء..
درع وقاية من الأشعة الشمسية والكونية الضارة

العوامل المؤثرة في الضغط الجوي:

يتغير الضغط الجوي بتغير الارتفاع عن مستوى سطح الأرض.
يتغير الضغط الجوي بالتغير درجة الحرارة.
-ملوثات الغلاف الجوي و مصادرها
تلوث الغلاف الجوي هو الحالة التي يكون الهواء فيها محتويا على مواد بتركيزات تعتبر ضارة بصحة الإنسان أو بمكونات بيئته،أو عندما يحدث تغيير مهم في النسب المكونة له. و توجد هذه المواد الغريبة معلقة في الجو بصورة صلبة أو سائلة أو غازية، و تنقسم مصادر تلوث الغلاف الجوي إلى قسمين :
المصادر الطبيعية و تتمثل في الغازات و الأتربة الناتجة عن ثوران البراكين و من حرائق الغابات و الأتربة الناتجة من العواصف ، وهذه المصادر عادة ما تكون محدودة في مناطق معينة تحكمها العوامل الجغرافية و الجيولوجية ، و يعد التلوث منها متقطعا أو موسميا، أما المصدر الثاني فهو نتيجة لأنشطة الإنسان على سطح الأرض.


ــ آثار تلوث الهواء :
عندما تتفاعل اكاسيد النيتروجين مع الهيدروكربونات في وجود ضوء الشمس تحت ظروف جوية خاصة (غالبا ما تحدث في فصل الصيف) لتنتج عددا من المركبات الكيميائية السامة مثل نترات البيروكسيستيل وغاز الأوزون . وتؤدي هذه المواد مختلطة بالجسيمات العالقة والملوثات الأخرى إلى تكوين ما يعرف بالضباب الدخاني ( غالبا ما يكون لونه مائلا إلى اللون البني ) وتحدث فترات الضباب الدخاني بصوره عارضه في بعض المدن المزدحمة بالسيارات مثل لوس انجلوس ونيويورك.. ومن أشهر هذه الفترات العارضة تلك التي حدثت في لندن عامي 1952 و 1962 حيث مات حوالي 4000 شخص نتيجة التعرض لتركيزات عاليه من اكاسيد الكبريت والجسيمات العالقة في الهواء. و من آثاره أيضا الأمطار الحمضية والاحتباس الحراري وارتفاع درجة حرارة الجو.
آثار ملوثات الهواء
اكاسيد الكبريت - ضيق التنفس - أمراض الشعب الهوائية - خفض مناعة الجسم -
و اكاسيد النيتروجين أمراض مزمنة بالرئتين .
- إتلاف وتآكل المواد خاصة -الأبنية والآثار المشيدة من الحجر الجيري
و الرخام .
- الإضرار بنمو بعض النباتات .

الجسيمات العالقة - تسبب الجسيمات التي يتنفسها الإنسان في زيادة الحساسية والربو
وغيرها من الأمراض الصدرية .

أول أكسيد الكربون - يحد من قابليه حمل الدم للأكسجين وبذلك قد يسبب أضرارا بخلايا المخ
أو الاختناق كما يؤثر في الدورة الدموية والجهاز العصبي .

الهيدروكربونات - أمراض صدريه مختلفة .
الضباب الدخاني(خاصة - التهابات العين - الربو - التأثير على وظائف الرئتين و القلب .
الأوزون السطحي) - الإضرار ببعض النباتات .

الرصاص - أمراض الكلى والجهاز العصبي ويؤثر خاصة في الأطفال ( يؤدي إلى زيادة
التخلف العقلي والتشنجات و نوبات التغيرات السلوكية ... الخ ).
- التدابير الوقائية للتخفيف من حدة تلوثه.
من بين الإجراءات الوقائية اللازم القيام بها:
1.على الدول : خفض انبعاث غازات الاحتباس الحراري ، خاصة ثاني أكسيد الكربون
2.ترشيد استخدام الطاقة الحفرية ( خاصة الفحم والبترول)
3.رفع كفاءة استخدام الطاقة (ترشيد استخدام الطاقة).
4. منع أو الحد من استخدام البنزين المحتوى على الرصاص.
5. خفض الملوثات في عادم السيارات لأكبر قدر ممكن.
6. خفض الرصاص في البنزين.
7.المحافظة على الغطاء النباتي تنقية للجو من التلوث.
8.تنويع مصادر الطاقة ورفع كفاءة استخدامها
9.استخدام تكنولوجيات مختلفة للحد من انبعاث الملوثات .