مسافر007
14th August 2011, 11:07 AM
نگاه كلي
با افزايش ميزان آلاينده‌هاي جوي و پديد آمدن اثر گلخانه‌اي ، دانشمندان پيش بيني كرده‌اند كه ميانگين دماي هوا در نتيجه افزايش ميزان دي‌اكسيد كربن و ساير گازهاي گلخانه‌اي به اندازه چند درجه افزايش خواهد يافت و اين افزايش دما ، روي آب و هوا ، محيط زيست و اكوسيستم‌هاي مختلف ، كشورهاي جهان تأثير خواهد گذاشت. دانشمندان معتقدند كه گرم شدن كره زمين از مدتها پيش در جريان بوده است و بطور عمده علت افزايش دما به اندازه دو سوم يك درجه سانتيگراد از سال 1860 به بعد افزايش گازهاي گلخانه‌اي ميباشد.
مكانيسم اثر گلخانه‌اي
http://www.ngdir.ir/sitelinks/kids/Image/earth_fa/Greenhouseeffect.gif
سطح و جو كره زمين بطور عمده توسط نور خورشيد گرم مي‌شود. بيشترين گستره نورخورشيد كه به زمين مي‌رسد در محدوده نور مرئي قرار دارد. از كل نور ورودي خورشيد از تمام طول موجها حدود 50 درصد به سطح زمين مي‌رسد. 20% بوسيله گازها (UV) بوسيله ازن و IR بوسيله (CO2 و H2O ) و قطره‌هاي آب در هوا جذب مي‌شود و 30% ديگر بوسيله برف و يخ و آب و بدون آنكه جذب شود منعكس شده و به فضا بر مي‌گردد.
زمين مانند هر جسم گرم ديگر ، انرژي منتشر ميكند. انرژي منتشر شده از زمين نور زير قرمز است كه در گستره 4 تا 50µm قرار دارد. اين ناحيه زير قرمز گرمايي نام دارد. بعضي از گازها در هوا مي‌توانند زير قرمز گرمايي با طول موجهاي خاصي را جذب كنند. بنابراين تمام زير قرمز منتشر شده از سطح و جو زمين مستقيما به فضا باز نمي‌گردد و در فاصله كوتاهي پس از جذب آن بوسيله مولكولهاي معلق در هوا مانند CO2 به صورت كاتوره‌اي منتشر و مجددا به سطح زمين هدايت و از نو جذب شده و باعث گرم شدن بيشتر سطح زمين و هوا مي‌شود.
پديده هدايت مجدد IR گرمايي به سمت زمين اثر گلخانه‌اي ناميده مي شود.
نقش اثر گلخانه اي طبيعي در تعادل گرمايي زمين
اين واقعيت كه سياره زمين با لايه ضخيمي از يخ پوشيده نشده است به علت نقش طبيعي اثر گلخانه‌اي است. سطح زمين همان اندازه كه با انرژي دريافتي از خورشيد گرم مي‌شود، با مكانيسم اثر گلخانه‌اي نيز گرم مي‌شود. نقش جو براي زمين همانند پتو ميباشد كه در فضايي كه پوشش مي‌دهد مقداري از گرماي آزاد شده از جسم را حفظ ميكند و باعث افزايش دما مي‌شود چنانچه جوي در كار نبود و دماي ميانگين سطح زمين حدود 15+بود در حاليكه به خاطر وجود جو و اثر گلخانه‌اي اين دماي ميانگين 15+ ميباشد.
اثر گلخانه‌اي افزوده
پديده‌اي كه دانشمندان محيط زيست را نگران ميكند اثر گلخانه‌اي طبيعي نيست بلكه پديده‌اي به نام اثر گلخانه‌اي افزوده ميباشد كه با افزايش غلظت گازهاي كم مقدار در هوا كه IR گرمايي را جذب مي‌كنند سبب مي‌شود. مقدار بيشتري از انرژي IR گرمايي منتشره مجددا به سمت زمين هدايت شود و از اين راه ميانگين دماي سطح زمين از 15 بيشتر باشد. مانند اينكه چند پتو را روي هم بياندازيم.
گازهاي گلخانه‌اي
گازهاي اصلي تشكيل دهنده هوا (http://www.ngdir.ir/sitelinks/kids/Image/water-farsi/image014_alodegi_FF.gif) به علت داشتن گشتاور دو قطبي نمي‌توانند نور زير قرمز را جذب كنند. گازهايي كه در گرم شدن گلخانه‌اي زمين دخالت دارند آب ، دي‌اكسيد كربن ، متان و ساير گازها به مقدار كم مي‌باشند. علت شبهاي سرد بيابان با وجود روزهاي بسيار گرم نبودن بخار آب در جو اين مناطق ميباشد.
دي‌اكسيد كربن
حدود يك چهارم اثر گلخانه‌اي ناشي از جذب نيمي از IR گرمايي بازتاب شده در گستره طول موج 14 تا 16 ميكرومتر توسط مولكولهاي دي‌اكسيد كربن ميباشد. افزايش غلظت CO2 در جو ، از خارج شدن مقدار بيشتر IR باقيمانده جلوگيري كرده و باعث گرم شدن بيشتر هوا مي‌شود.
http://www.ngdir.ir/sitelinks/kids/Image/water-farsi/CO2-aza.gif
بخار آب
بخار آب بيشترين گازگلخانه‌اي در جو زمين است و علت پديد آمدن حدود دو سوم اين اثر ميباشد. و معمولا IR گرمايي در گستره طول موج 7.5µm - 5.5 را جذب ميكند. ارتعاشهاي ديگري در آب وجود دارند كه نور زير قرمز با طول موج 12µm را جذب ميكند.
http://www.ngdir.ir/sitelinks/kids/Image/water-farsi/image_main_FF.jpg
متان
متان از نظر اهميت در ميان گازهاي گلخانه‌اي پس از دي‌اكسيد كربن و آب قرار دارد. در مقايسه با CO2 به ازاي هر مولكول اثر گرم شدن كره زمين با افزايش متان 23 برابر بيشتر از اثر مربوط به CO2 است. اما امروزه افزايش مولكولهاي CO2 80 تا 90 برابر افزايش مولكولهاي متان ميباشد. بنابراين اهميت متان در گرم شدن كره زمين كمتر است.
http://www.ngdir.ir/sitelinks/kids/Image/water-farsi/methane-aza.gifمتان
روش پيشگيري از مكانيسم گلخانه‌اي افزوده
جايگزين كردن سوختهايي مثل نفت و زغال سنگ در نيروگاهها با گازهاي طبيعي براي كاهش CO2
حذف كردن شيميايي CO2 خروجي از نيروگاهها توسط دوغابي از كلسيم سيليكات
http://www.ngdir.ir/sitelinks/kids/Image/water-farsi/silicat-aza.jpg
كلسيم سيليكات
حذف متان از طريق واكنش با راديكالهاي آزاد هيدروكسيل
دفن بهداشتي زباله‌ها براي كاهش انتشار متان از واپاشي غيرهوازي زباله‌ها
گازهايي مثل كلروفلوئوروكربنها ، دي‌اكسيد نيتروژن و ساير آلاينده‌ها هم در ايجاد اثر گلخانه‌اي افزوده تأثير دارند.
منبع: پايگاه داده هاي ملي علوم زمين كشور
با افزايش ميزان آلاينده‌هاي جوي و پديد آمدن اثر گلخانه‌اي ، دانشمندان پيش بيني كرده‌اند كه ميانگين دماي هوا در نتيجه افزايش ميزان دي‌اكسيد كربن و ساير گازهاي گلخانه‌اي به اندازه چند درجه افزايش خواهد يافت و اين افزايش دما ، روي آب و هوا ، محيط زيست و اكوسيستم‌هاي مختلف ، كشورهاي جهان تأثير خواهد گذاشت. دانشمندان معتقدند كه گرم شدن كره زمين از مدتها پيش در جريان بوده است و بطور عمده علت افزايش دما به اندازه دو سوم يك درجه سانتيگراد از سال 1860 به بعد افزايش گازهاي گلخانه‌اي ميباشد.
مكانيسم اثر گلخانه‌اي
http://www.ngdir.ir/sitelinks/kids/Image/earth_fa/Greenhouseeffect.gif
سطح و جو كره زمين بطور عمده توسط نور خورشيد گرم مي‌شود. بيشترين گستره نورخورشيد كه به زمين مي‌رسد در محدوده نور مرئي قرار دارد. از كل نور ورودي خورشيد از تمام طول موجها حدود 50 درصد به سطح زمين مي‌رسد. 20% بوسيله گازها (UV) بوسيله ازن و IR بوسيله (CO2 و H2O ) و قطره‌هاي آب در هوا جذب مي‌شود و 30% ديگر بوسيله برف و يخ و آب و بدون آنكه جذب شود منعكس شده و به فضا بر مي‌گردد.
زمين مانند هر جسم گرم ديگر ، انرژي منتشر ميكند. انرژي منتشر شده از زمين نور زير قرمز است كه در گستره 4 تا 50µm قرار دارد. اين ناحيه زير قرمز گرمايي نام دارد. بعضي از گازها در هوا مي‌توانند زير قرمز گرمايي با طول موجهاي خاصي را جذب كنند. بنابراين تمام زير قرمز منتشر شده از سطح و جو زمين مستقيما به فضا باز نمي‌گردد و در فاصله كوتاهي پس از جذب آن بوسيله مولكولهاي معلق در هوا مانند CO2 به صورت كاتوره‌اي منتشر و مجددا به سطح زمين هدايت و از نو جذب شده و باعث گرم شدن بيشتر سطح زمين و هوا مي‌شود.
پديده هدايت مجدد IR گرمايي به سمت زمين اثر گلخانه‌اي ناميده مي شود.
نقش اثر گلخانه اي طبيعي در تعادل گرمايي زمين
اين واقعيت كه سياره زمين با لايه ضخيمي از يخ پوشيده نشده است به علت نقش طبيعي اثر گلخانه‌اي است. سطح زمين همان اندازه كه با انرژي دريافتي از خورشيد گرم مي‌شود، با مكانيسم اثر گلخانه‌اي نيز گرم مي‌شود. نقش جو براي زمين همانند پتو ميباشد كه در فضايي كه پوشش مي‌دهد مقداري از گرماي آزاد شده از جسم را حفظ ميكند و باعث افزايش دما مي‌شود چنانچه جوي در كار نبود و دماي ميانگين سطح زمين حدود 15+بود در حاليكه به خاطر وجود جو و اثر گلخانه‌اي اين دماي ميانگين 15+ ميباشد.
اثر گلخانه‌اي افزوده
پديده‌اي كه دانشمندان محيط زيست را نگران ميكند اثر گلخانه‌اي طبيعي نيست بلكه پديده‌اي به نام اثر گلخانه‌اي افزوده ميباشد كه با افزايش غلظت گازهاي كم مقدار در هوا كه IR گرمايي را جذب مي‌كنند سبب مي‌شود. مقدار بيشتري از انرژي IR گرمايي منتشره مجددا به سمت زمين هدايت شود و از اين راه ميانگين دماي سطح زمين از 15 بيشتر باشد. مانند اينكه چند پتو را روي هم بياندازيم.
گازهاي گلخانه‌اي
گازهاي اصلي تشكيل دهنده هوا (http://www.ngdir.ir/sitelinks/kids/Image/water-farsi/image014_alodegi_FF.gif) به علت داشتن گشتاور دو قطبي نمي‌توانند نور زير قرمز را جذب كنند. گازهايي كه در گرم شدن گلخانه‌اي زمين دخالت دارند آب ، دي‌اكسيد كربن ، متان و ساير گازها به مقدار كم مي‌باشند. علت شبهاي سرد بيابان با وجود روزهاي بسيار گرم نبودن بخار آب در جو اين مناطق ميباشد.
دي‌اكسيد كربن
حدود يك چهارم اثر گلخانه‌اي ناشي از جذب نيمي از IR گرمايي بازتاب شده در گستره طول موج 14 تا 16 ميكرومتر توسط مولكولهاي دي‌اكسيد كربن ميباشد. افزايش غلظت CO2 در جو ، از خارج شدن مقدار بيشتر IR باقيمانده جلوگيري كرده و باعث گرم شدن بيشتر هوا مي‌شود.
http://www.ngdir.ir/sitelinks/kids/Image/water-farsi/CO2-aza.gif
بخار آب
بخار آب بيشترين گازگلخانه‌اي در جو زمين است و علت پديد آمدن حدود دو سوم اين اثر ميباشد. و معمولا IR گرمايي در گستره طول موج 7.5µm - 5.5 را جذب ميكند. ارتعاشهاي ديگري در آب وجود دارند كه نور زير قرمز با طول موج 12µm را جذب ميكند.
http://www.ngdir.ir/sitelinks/kids/Image/water-farsi/image_main_FF.jpg
متان
متان از نظر اهميت در ميان گازهاي گلخانه‌اي پس از دي‌اكسيد كربن و آب قرار دارد. در مقايسه با CO2 به ازاي هر مولكول اثر گرم شدن كره زمين با افزايش متان 23 برابر بيشتر از اثر مربوط به CO2 است. اما امروزه افزايش مولكولهاي CO2 80 تا 90 برابر افزايش مولكولهاي متان ميباشد. بنابراين اهميت متان در گرم شدن كره زمين كمتر است.
http://www.ngdir.ir/sitelinks/kids/Image/water-farsi/methane-aza.gifمتان
روش پيشگيري از مكانيسم گلخانه‌اي افزوده
جايگزين كردن سوختهايي مثل نفت و زغال سنگ در نيروگاهها با گازهاي طبيعي براي كاهش CO2
حذف كردن شيميايي CO2 خروجي از نيروگاهها توسط دوغابي از كلسيم سيليكات
http://www.ngdir.ir/sitelinks/kids/Image/water-farsi/silicat-aza.jpg
كلسيم سيليكات
حذف متان از طريق واكنش با راديكالهاي آزاد هيدروكسيل
دفن بهداشتي زباله‌ها براي كاهش انتشار متان از واپاشي غيرهوازي زباله‌ها
گازهايي مثل كلروفلوئوروكربنها ، دي‌اكسيد نيتروژن و ساير آلاينده‌ها هم در ايجاد اثر گلخانه‌اي افزوده تأثير دارند.
منبع: پايگاه داده هاي ملي علوم زمين كشور