غلاف الأرض الجوي
طبقة التروبوسفيرهي طبقة الغلاف الجوي الملاصقة لسطح الأرض، وهي الطبقة التي نعيش فيها. وتضم هذه الطبقة 75% من مجمل الغلاف الجوي. وتتم معظم التغييرات الجوية والأمطار والثلوج في هذه الطبقة تقريبًا. ويتنبأ العلماء بالطقس بدراستهم لطبقة التروبوسفير. كما تضم هذه الطبقة معظم بخار الماء والهواء الجوي في الجو. ويهب التيار النفاث في الجزء العلوي من هذه الطبقة. تتناقص درجة الحرارة في طبقة التروبوسفير حوالي 6،5°م كلما ارتفعنا إلى أعلى 1000م. ويتوقف تناقص درجة الحرارة عند بداية التروبوبوز (الفاصل السفلي) والتي تمثل الجزء الأعلى لطبقة التروبوسفير. ويقع حد التروبوبوز على ارتفاع 10كم تقريبًا فوق القطبين الشمالي والجنوبي، وعلى ارتفاع 15كم فوق خط الاستواء تقريبًا. وعند حد التروبوبوز يصبح الهواء رقيقًا جدًا بحيث لا يكفي للحياة. وعادة ما يكون الغلاف الجوي القريب من سطح الأرض أدفأ لأن أشعة الشمس التي تمر خلال الغلاف الجوي تسخن الأرض وبخار الماء. وبدورها تقوم الأرض بتسخين الهواء الملامس لها مباشرة. وفي بعض الأحيان، وبخاصة خلال الليل أثناء فصل الشتاء، يكون الهواء الملامس للسطح أبرد من الهواء الذي يعلوه. وهنا، تزداد درجة الحرارة في طبقة رقيقة من طبقة التروبوسفير كلما ارتفعنا إلى أعلى. وهذه الحالة الشاذة تسمى الانقلاب الحراري. وتظهر أسوأ حالات التلوث الجوي أثناء حدوث هذه الظاهرة، لأن الهواء البارد القريب من سطح الأرض يحتجز الملوثات ويمنعها من الانتشار أو الصعود إلى أعلى. وتدوم حالة الانقلاب الحراري حتى تقضي الأمطار أو الرياح على هذه الطبقة الهوائية الدافئة. ويكون الهواء باردًا في التروبوبوز، حيث تتكون السحب من بلورات الثلج. وأبرد جزء في طبقة التربوسفير هو التربوبوز الواقع فوق خط الاستواء، حيث يبلغ تصاعد الهواء أعلى حد له، فتهبط درجة حرارة الهواء إلى مادون -80°م. أما درجة حرارة التروبوبوز فوق القطبين فإنها تزيد عنها فوق خط الاستواء بـ 30°م.
تلوث الهواء
لعل هذا الموضوع أضحى من أكثر الموضوعات أهمية في عصرنا الحالي، وبالتالي فقد حظي باهتمام عالمي واسع النطاق.فلقد تجاوز فساد الإنسان حدود أرضه وتصاعد التلوث الناشئ عن أعماله إلى عنان السماء، فأصاب بعض طبقات الغلاف الجوي للأرض، رغم أهميتها بالنسبة لحياته.
إن طبقة الأوزون – وهي طبقة غازية من طبقات الغلاف الجوي تعلو الطبقة المتاخمة لكوكب الأرض – تقوم بدور أساسي في امتصاص الأشعة فوق البنفسجية التي تضر بالحياة على الأرض.
ويؤكد كثير من العلماء المختصين إن إتلاف طبقة الأوزون أو إحداث ثغرات بها يؤدي إلى آثار ضارة على الصحة البشرية، وعلى مختلف الكائنات الحية، بل وعلى البيئة المادية أيضًا.
وقد ثبت لهؤلاء العلماء أن بعض العمليات الفيزيائية أو الكيميائية التي تقع في كثير من البلاد تؤدي إلى نقص تركيز الأوزون في طبقات الجو العليا، مما يؤدي إلى أضرار كثيرة، نتيجة نفاذ كمية كبيرة من الأشعة فوق البنفسجية إلى سطح الأرض حيث تؤدي إلى:( )
‌أ-بالنسبة للإنسان: زيادة معدل الإصابة بسرطان الجلد والحروق الشمسية واختلال نظام المناعة، وإصابة عدسة العين بالماء الأبيض.
‌ب-بالنسبة للنبات: يمكن أن تتأثر المحاصيل الزراعية والغابات وتتلف أو تقل إنتاجيتها، وتضطرب عملية التمثيل الضوئي.
‌ج-بالنسبة للكائنات البحرية: قد تصاب الأسماك والحيوانات البحرية بالأذى ويقل إنتاج الأوكسجين من النباتات البحرية المغمورة.
‌د-تغييرات كبيرة في مناخ الأرض وزيادة درجة الحرارة، وزيادة حدوث الأمطار الحمضية والضباب الحمضي.
وتشير أصابع الاتهام في حدوث ثقب الأوزون إلى عدد كبير من الملوثات التي أدت إلى هذه المشكلة، ومن هذه الملوثات:
1-عادم الطائرات التي تطير بسرعة أكبر من الصوت، وذلك لاحتوائه على غازات أكاسيد النتروجين، وكذلك التفجيرات النووية التي تحتوي على هذه الغازات.
2-تبين أن هذه الأكاسيد النتروجينية تتصاعد في الهواء من سطح الأرض بنسبة كبيرة جدًا عند إحراق الوقود في المصانع ومحطات توليد الطاقة، وكذلك عند حرق الوقود الصلب المستخدم في إطلاق مركبات الفضاء فهي ذات تأثير مدمر على طبقة الأوزون.
3-تحتوي غازات الفريون المستخدمة في دوائر التبريد بالثلاجات وأجهزة التكييف، على مركبات الكلورفلوركربون وهذه تشترك مع أكاسيد النتروجين في تدمير طبقة الأوزون. وهذه المركبات على قدر كبير من الثبات، ولذلك فهي تبقى في الهواء لمدة طويلة، وتنحل بعض جزئياتها في طبقات الجو العليا بتأثير الأشعة فوق البنفسجية معطية بعض ذرات الكلور النشيطة التي تتفاعل بعد ذلك مع الأوزون.