مقدمه :
می دانیم که کره زمین به طور طبیعی در اثر تابش خورشید گرم می شود ، اما اینجا منظور ما از گرم شدن زمین ، پدیده دیگری است . این پدیده نسبتا جدید عبارت است از تغییر دمای زمین در اثر فعالیت های بشری که با تغییرات طبیعی آن فرق دارد و در طول 100 سال گذشته ، کره زمین به طورغیرطبیعی 4/0 درجه سانتیگراد گرمتر شده که این موضوع دانشمندان را نگران کرده است . آنها حدس می زنند فعالیتهای صنعتی در ایجاد این مشکل بسیار موثر است و به گرم شدن کره زمین کمک می کند .
به عبارت دیگر ((گرم شدن زمین )) افزایش میانگین دمای زمین است . ((تغییر آب و هوا )) در اثر این افزایش دما به جود می آید . گرم شدن زمین موجب تغییر الگوی بارش ، افزایش سطح آب دریاهای آزاد و کاهش سطح آب دریاچه ها و تاثیرات وسیع بر گیاهان ، حیات وحش و انسانها می شود .
آلودگی هوا به عنوان بزرگترین مشکل دنیای امروزی ، همچنان مشکلی بدون هیچ راه حل عملی برای بشر باقی مانده است . بسیاری از دانشمندان معتقدند که فعالیت های انسان و دخالت های نابجای او در طبیعت موجب افزایش سرعت تغییر شرایط آب و هوایی شده است و می تواند موجب بی ثباتی سرتاسر کره زمین شود . هزاران هزار سال عدم تغییر تراکم گازهای گلخانه ای در جو بالای سر ما ، محیط مناسبی برای رشد تمدن بشر تولید کرد ؛ ولی با پیشرفت همین تمدن و پس از انقلاب صنعتی در حدود سال 1800 میلادی ، دنیا به مکانی برای تجمع گاز دی اکسید کربن تبدیل شد و ما هر روز شاهد کشف تاثیرات جدیدی از اثرات مستقیم و غیر مستقیم گاز های گلخانه ای هستیم .
ماهیت و نحوه عمل گاز های گلخانه ای :
چرا به این گاز ها ، گازهای گلخانه ای می گویند ؟
گلخانه یک اتاق شیشه ای است که نور خورشید از شیشه های آن به داخل می تابد و هوای گلخانه را گرم می کند .
اما شیشه های گلخانه اجازه نمی دهد که این هوای گرم از گلخانه خارج شود . جو یا هوایی که در اطراف ماست ، شبیه یک گلخانه است . گازهای گلخانه ای در جو درست مثل شیشه های گلخانه عمل می کنند . نور خورشید پس از عبور از لایه های گازهای گلخانه ای وارد جو زمین می شود . زمانی که نور خورشید به سطح زمین می رسد ، مقداری از انرژی گرمایی آن توسط خاک ، آب و سایر موجودات جذب می شود . مقداری هم در جو زمین می ماند و باقیمانده آن به فضا بر میگردد . اگر مقدار گازهای گلخانه ای در جو از حد طبیعی آن بالاتر باشد ، به جهت جذب تشعشعات مادون قرمز منعکس شده از سطح زمین توسط این گازها گرما در اتمسفر زمین محبوس می شود و انرژی کمتری به فضا بر می گردد، در نتیجه جو زمین گرم تر می شود و به دنبال آن دمای کره زمین بالا می رود . وجود این گازها به خودی خود و به میزان طبیعی برای ادامه حیات لازم می باشد در صورت عدم وجود این گازها گرمای منعکس شده به فضا بر می گردد و هوا آن قدر سرد می شود که ادامه حیات را مختل می کند . اگر این گازها در جو نبودند ، انرژی گرمایی خورشید که مجددا به فضا بر می گشت باعث می شد هوائ زمین 33 درجه سانتیگراد سردتر از دمای کنونی باشد .
حدود 70% تشعشعات مرئی مادون قرمز که به زمین می رسد جذب آن می شود و مابقی منعکس می گردد . مولکولهای گازهای گلخانه ای و ابرها بخشی از این گرما ناشی از جذب نور مرئی مادون قرمز توسط زمین است را جذب نموده و در کلیه جهات منعکس می کنند . بخشی از این تشعشعات مجددا جذب سطح زمین شده و مابقی به خارج از اتمسفر می رود .
گازهای گلخانه ای چه گازهایی هستند ؟
به مجموعه ای از گازها که مقداری از انرژی خورشید را در جو زمین نگه می دارند و باعث گرم شدن جو می شوند گازهای گلخانه ای می گویند . این گازها شامل : بخار آب ، دی اکسید کربن ، متان ، اکسید نیتروژن ، فلورو کربنها و ازون . در این میان دی اکسید کربن پر صحبت ترین و بخار آب به جهت درصد بالای آن که در حدود 3% کل گازهای گلخانه ای اتمسفر را تشکیل می دهد مهم ترین گازهای گلخانه ای می باشند که هر دو عمده ترین محصول احتراق سوختهای هیدرو کربنی هستند . بخار آب اولین جذب کننده تشعشعات خورشیدی ورودی به زمین می باشد که نقش عمده ای در اثر گلخانه ای طبیعی دارد . اثرگازهای گلخانه ای که در قرن نوزدهم توسط jean Fourier برای اولین بار معرفی شد عبارت است از گرم شدن اتمسفر زمین در اثر عبور نور خورشید از میان این گازها ( GHG = گازهای گلخانه ای ) و جذب یا پخش مجدد گرمای حاصل از گرم شدن سطح زمین توسط این گازها .
دی اکسید کربن CO2 اصلی ترین گازهای گلخانه ای است که توسط بشر تولید می شود . این گازحاصل خیلی از فعالیتهای انسان و دیگر موجودات است و روزانه به مقدار زیادی تولید می شود . یک نیروگاه 1000 مگا واتی با سوخت مایع در فرآیند احتراق بطور متوسط معادل 2/2 تن اکسید های ازت (NOX) و حدود 105 کیلو گرم هیدرو کربن نیم سوخته و آلاینده های دیگر وارد محیط اتمسفر می نماید .
بررسی های انجام شده در کشورهای جامعه همکاری های اقتصادی و توسعه (OECD ) حاکی از آن است که 40% تا 50% از اکسید های ازت و بیش از 50% از گازهای گلخانه ای به ویژه CO2 سهم نیروگاه های بخاری است که حدود 30% از کل انرژی جهان را مصرف می نمایند. دی اکسید کربن 60 % سهم عمده را در تخریب چرخه اقلیمی زمین دارد و تولید آن نیز به صورت روز افزون ادامه دارد . بخار آب در جو فوقانی می تواند بواسطه تحریک در تشکیل ابرهای قطبی که عامل کمک به آلاینده هایی نظیر نیتروژن و هالو کربن ها در تخریب لایه اوزن می باشند برای این لایه مضر می باشد . برخی از دانشمندان معتقدند بخار آب در جو میانی Tropopause) =2تا 16 کیلومتری سطح زمین ) عامل اثر گلخانه ای است و برخی دیگر بخار آب در جو تحتانی (سطح زمین ) را عامل این اثر می دانند . ولی اعتقاد عموم بر این است که بخار آب کمترین اثر را در اثر گلخانه ای آنتروپوژنیک ( حاصل از احتراق سوخت ها ) دارد .
گاز متان که حاصل فرایند پوسیدگی است علی رغم در صد کم آن در مقایسه با دی اکسید کربن ، 5 تا 10 برابر مستعد تر از این گاز در جذب حرارت می باشد . متان در اتمسفر بطور سالانه 1 درصد افزایش می یابد که دو برابر درصد افزایش دی اکسید کربن است . گاز متان در اثر فعالیتهایی نظیر شالیکاری ، دفع زباله ها ، سوخت ها یBiomass ، دامداری ، تخلیه گازهای طبیعی در هنگام استخراج و حمل و نقل و استخراج زغال سنگ ، تولید می شود . تقریباً 90 درصد متان موجود در فعل و انفعالاتی شیمیایی با hydroxyl radicals نابود می شود . اگر چه میزان این ماده در جو زمین بسیار کم است ولیکن اصلی ترین عامل از بین رفتن متان جو می باشد . مادهhydroxyl radicals در اثر تجزیه بخار آب و واکنش شیمیایی بین بخار آب و سایر گازهای موجود در جو تولید می شود .
N2O نیز از گازهای گلخانه ای موثر می باشد که 150 تا 180سال در اتمسفر باقی می ماند و بطور طبیعی تا جو فوقانی بالا رفته باعث تخریب لایه ازون می گردد . درصد افزایش آن در سال 2/0 تا 3/0 درصد است و بیشتر در مناطق حاره تولید می شود ولی بطور تخمینی 20 درصد آن در اثر کودها و محصولات شیمیایی و احتراق سوخت های فسیلی می باشد . استفاده از کاتالیستها برای کنترل انتشار این گازنقش موثرتری یافته است . استفاده از کودها برای رشد ذرت در تولید سوخت اتانول یکی از عمده ترین عوامل انتشار اکسیدهای نیتروژن می باشد .
کلروفلورو کربن ها (CFC) با وجود این که محصول احتراق موتور ها نیستند ولی بواسطه این که محصول فرآیند
خنک سازی هوا برای وسائل مختلف می باشد مورد توجه قرار می گیرند . این گازها در سال 5/0 درصد افزایش می یابند و بین 75 تا 180 سال در اتمسفر باقی می مانند . همچنین 20000 برابر مستعد تر از دی اکسید کربن در جذب گرما هستند ولی در کل بعضی از دانشمندان معتقدند اثر گلخانه ای آن ها در تعادل با اثر خنک سازی آنهاست .
+ نوشته شده در ۱۳۹۰/۱۲/۰۴ ساعت 23:38 توسط خانم بزرگ
|