لایه اوزون
خورشید تنها ستاره منظومه شمسى مى باشد كه كرات وسیارات در اطراف آن مى چرخند و از انرژى آن استفاده مى كنند.زمین نیز یكى از كراتى است كه در أطراف خورشید در حال حركت است .فاصله میان زمین و خورشید حدود 149.800.000كیلومتر مى باشد ، كه در این فاصله،زمین حدود 9^10×95/1 وات انرژى ازخورشید دریافت مى كند كه ما تنها كسرى از آن (0000002/0) را استفاده مى كنیم . نور خورشید 27/8 دقیقه طول مى كشد كه به زمین برسد.از صد در صد نورى كه به زمین مى تابد تنها 30% آن بر اثر ذرات و مولكول هاى موجود در لایه هاى بالایى منعكس مى شوند بقیّه آن ها از لایه ها زمین عبور مى كنند و به زمین مى رسند.
در واقع مى توان به جرأت گفت كه حدود99%انرژى كه به زمین مى رسد از خورشید وبقیه آن از ماه و كرات دیگر مى باشد. نور سفید خورشید از میلیاردها میلیارد رنگ تشكیل شده است كه هر كدام از این رنگ ها داراى طول موج و انرژى مخصوص به خود مى باشند، وما هنگامى كه این نور را تفكیك مى كنیم به هفت رنگ تجزیه مى شوند كه هر كدام از این رنگ ها از میلیاردها رنگ تشكیل شده اند... پرتوهاى فوق بنفش داراى طول موج كوتاه و انرژى زیاد مى باشند پرتوهاى فوق بنفش با انرژى زیادى كه دارند براى تمام موجودات زنده خطرناك مى باشند وموجب سرطان پوست یا آفتاب سوختگى مى شوند .خوشبختانه زمین در برابر این پرتوى خطرناك، محافظى بنام لایه اوزون دارد كه از ورود پرتوهاى خطرناك به سطح زمین جلوگیرى مى كند. قبل از آنكه به بحث درباره برخورد پرتوهاى فوق بنفش و مولكول ها اوزون بپردازیم ابتدا به اطلاعاتى درمورد اوزون مى پردازیم.
اوزون چیست؟
دانشمندان لایه ها زمین را به چهار قسمت تقسیم مى كنند :
1)تروپوسفر (كه نسبت به سطح دریا 12تا15 كیلومترارتفاع دارد)
2)استراتوسفر
3)مزوسفر
4)تروموسفر(خارجى ترین لایه زمین)
مولكول اوزون (o3)از یك مولكول اكسیژن و یك اتم اكسیژن كه ناپایدار و واكنش پذیر مى باشد، تشكیل شده است . پیوند میان مولكول اكسیژن و اتم اكسیژن در مولكول اوزون بسیار ضعیف مى باشد و ممكن است با كوچكترین برخورد از هم جدا ویا با دریافت كوچكترین انرژى به حالت اولیه خود برگردند . لایه اوزون در لایه استراتوسفر زمین قرار دارد. در شب ها به دلیل عدم دسترسى به انرژى تابشى خورشید، ضخامت لایه اوزون 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 زیادى از انرژى خود را از دست مى دهند و به پرتو هاى فرو سرخ تبدیل مى شوند ، و همچنین بر اثر این برخورد ، مولكول اوزون به مولكول اكسیژن واتم اكسیژن تبدیل مى شود و با تابش مجدد نور خورشید ، مولكول اوزون دوباره پدیدار مى شود
در واقع مى توان به جرأت گفت كه حدود99%انرژى كه به زمین مى رسد از خورشید وبقیه آن از ماه و كرات دیگر مى باشد. نور سفید خورشید از میلیاردها میلیارد رنگ تشكیل شده است كه هر كدام از این رنگ ها داراى طول موج و انرژى مخصوص به خود مى باشند، وما هنگامى كه این نور را تفكیك مى كنیم به هفت رنگ تجزیه مى شوند كه هر كدام از این رنگ ها از میلیاردها رنگ تشكیل شده اند... پرتوهاى فوق بنفش داراى طول موج كوتاه و انرژى زیاد مى باشند پرتوهاى فوق بنفش با انرژى زیادى كه دارند براى تمام موجودات زنده خطرناك مى باشند وموجب سرطان پوست یا آفتاب سوختگى مى شوند .خوشبختانه زمین در برابر این پرتوى خطرناك، محافظى بنام لایه اوزون دارد كه از ورود پرتوهاى خطرناك به سطح زمین جلوگیرى مى كند. قبل از آنكه به بحث درباره برخورد پرتوهاى فوق بنفش و مولكول ها اوزون بپردازیم ابتدا به اطلاعاتى درمورد اوزون مى پردازیم.
مولكول هاى اوزون هرچند كه براى ما مفید هستند اما وجود آن ها در لایه تروپوسفر (لایه اى كه ما در آن زندگى مى كنیم) بسیار خطرناك
حفره اوزون
تا سال 1980میلادى از سوراخى لایه اوزون خبرى نبود ؛ اما در سال 1985م ، دانشمندان از نازك شدن لایه اوزون در قطب جنوب خبر دادند. در آن زمان با تحقیقات انجام شده علت نابودى مولكول هاى اوزون را ،گاز هاى cfc (كلر و فلوئور و كربن) مى دانستند. گاز هاى cfc بعنوان گاز هاى خنك كننده در یخچال ها ،كولرها و همچنین در مواد پلاستیكى مورد استفاده قرار مى گیرند . در cfc ها اتم هاى كلر ناپایدار و واكنش پذیر مى باشند و هنگامى كه گاز هاى cfc به لایه هاى بالا
به همین دلیل در گستره جهانى ،در سازمان ملل متحد ،در معاهده اى بنام معاهده مونترال كشورها متعهد شدند كه از تولید و فروش گاز هاى cfc خوددارى كنند ،و همچنین به كشور هاى فقیر این امكان را بدهند كه بجاى استفاده از گاز هاى cfc ، از گاز هاى خنك كننده دیگرى استفاده كنند. ما مى دانیم كه بیشترین كشور هاى صنعتى در نیم كره شمالى قرار دارند ، پس چرا در قطب جنوب لایه اوزون سوراخ شده است ؟! برای پاسخ به این سوال ، پژوهش های زیادی انجام شده است كه بعضی از این پژوهش ها تاكنون در دست تحقیق است . اخیراً دانشمندان علت ایجاد حفره در لایه اوزون را گرداب های سنگین ، كه در قطب جنوب جریان دارند ، می دانند در زمستان در طول شبهای قطبی، نور خورشید درتمام سطح قطب جنوب در دسترس نیست ، به همین دلیل در این قطب در لایه استراتوسفر طوفان هاى سنگینی گسترش مى یابند كه به آن ها "گرداب قطبی"(polar vortex) مى گویند .
گرداب قطبی می تواند ذرات سازنده هوا را تجزیه كند .این گرداب ها باعث ایجاد ابرهاى سردی می شوند كه بر فراز قطب جنوب جریان می یابند. كه به این ابرها "ابر استراتوسفر قطبی" (polar stratosphere cloud) می گویند.اختصار آن psc است. Pscها بسیار سرد هستند و دمای آن ها حدود 80- سیلسیوس است.* Psc از نیتریك اسید تری هیدرات (nitric acid trihydrate) تشكیل شده است و با ابرهایی كه ما آن ها را در آسمان می بینیم كاملاً متفاوتند. پس این ابرهای اسیدی می توانند لایه اوزون را تخریب كنند. "بنایراین با استناد به تحقیقات انجام یافته ،موارد زیر را می توان از عوامل موثر در تخریب لایه اوزون دانست:
1) محور زمین به گونه اى مى باشد كه نور خورشید به قطب شمال بیشتر از قطب جنوب مى تابد به همین دلیل ضخامت لایه اوزون در قطب شمال بیشتراز ضخامت آن در قطب جنوب مى باشد (زیرا ما گفتیم كه پیوند میان مولكول اكسیژن و اتم اكسیژن در مولكول اوزون بسیار ضعیف مى باشد و ممكن است با كوچكترین برخورد از هم جدا ویا با دریافت كوچكترین انرژى(مانند انرژى تابشى خورشید ) به حالت اولیه خود برگردند)
1) از مورد دوم نتیجه مى گیریم كه هواى قطب جنوب سردتر از هواى قطب شمال مى باشد ، بنابراین هواى گرم هنگامى كه بر اثر جریان هایى به قطب جنوب مى روند ، چون سبك مى باشند ،به سمت بالا
3)در زمستان نور خورشید كاملاً در تمام سطح قطب جنوب در دسترس نمی باشد، واین امر باعث كاهش دما و تشكیل ابرهای psc می شود.
4) ابرهای psc اسیدی هستند و به همین دلیل آن ها به لایه اوزون آسیب می رسانند."
فایل پاورپوینت 29 اسلاید
