مشاهدات علمی مربوط به تخریب لایه ازن کشف حفره لایه ازن

 

گفتار اول:علت تخریب لایه ازن

 

بطور کلی تخریب ازن و بدنبال آن پیدایش حفره ازن در آن قسمت از جو زمین رخ خواهد داد که این شرایط بطور هم زمان حکم فرما باشد.

 

1. مواد شیمیایی بصورت واکنشی و فعال ( رادیکال های آزاد کلروبروم) به مقدار کافی وجود داشته باشد.

 

1. دما پایین تر از سود تراز 78 درجه سانتی گراد باشد.

 

1. اشعه ی ماورای بنفش خورشید تابش کند.

چنین شرایطی تنها بر فراز قطب جنوب آن هم فقط در روزهای پایانی فصل زمستان ( ماه سپتامبر9 و ماه های آغازین فصل بهار ( اکتبر و نوامبر) مهیا خواهد بود. نکته ای که یادآوری آن در این جا لازم است.

 

مرحله اول

 

 جو کره ی زمین با توجه به خصوصیات متفاوت حرارتی به لایه های متفاوتی تقسیم شده است در این بین لایه ی مجاور سطح زمین اتروپوسفر نامیده می شود که با در برگرفتن 90 درصد جرم جو به بیشترین نقش را از نظر تغییر و تحولات هواشناسی و آب و هوا شناسی داراست.

 

وجود مولکول های ازن و جنوب اشعه ی ماورای بنفش خورشیدی توسط آنها باعث اصلی پیدایش لایه ی استراتوسفری است گازهای مخرب ازن که در نتیجه فعالیت های صنعتی به واسطه فعالیت های آتش نشانی و یا سایر فعالیت های طبیعی و انسانی تولید می شوند و تحت عنوان cfc ها از آنها نام خواهیم برد پس از تولید در سطح زمین توسط بادها در لایه ی تروپوسفر پخش می شوند بررسی های انجام شده نشان میدهند cfc ها تنها از طریق صعود در منطقه ی استوایی امکان نفوذ عمیق و مداوم از تروپوسفر به استراتوسفور را پیدا خواهد کرد.

 

در استراتوسفر به دلیل پایداری و سکون نسبی هوا مواد مخرب ازن یا cfc ها همراه با جریانی بطئی ابتدا قسمت تحتانی استراتوسفر استوایی به سمت بالا صعود میکنند و سپس در امتداد نصف النهارات به سمت قطبین جابجا می شوند این گردش آرام استراتوسفری که بر فراز استوا سرعت متوسطی حدود یک کیلومتر در ماه دارد و به پاس تلاش دو دانشمندی که نخستین بار به مطالعه آن پرداختند (گردش برونر دابسون) خوانده می شود.پس از حدود سه تا چهار سال cfcهارا به قطبین زمین انتقال می دهند.

 

مرحله دوم

 

با فرا رسیدن فصل پائیز در نیم کره جنوبی و کاهش شدت تابش خورشید در عرض های قطبی دمای هوا بر فراز قطب جنوب همچون قاره جنوبگان به سرعت کاهش می یابد از طرف دیگر مناطق استوایی به واسطه دریافت انرژی بالای خورشیدی دمای بالایی دارند این ویژگی در فصل پاییز به تدریج موجب پیدایش اختلاف حرارتی شدید و به دنبال آن اختلاف فشار شدیدی بین مناطق قطبی و مناطق استوایی می شود که نتیجه آن پیدایش قوی ترین با دمای کره زمین در شب قطبی و ر استراتوسفر در عرض های بالا است این بادها که همچون طوقه ای ،استراتوسفر قطبی را در بر گرفته اند و از غرب به سمت شرق می وزند ودر زمستان نیم کره جنوبی با سرغتی بیش از 350 کیلومتر در ساعت هوای سایر بخش های جو جدا می سازند یا اصطلاحا ایزول می کنند. این هوای ایزوله شده که جت شب قطبی را در حاشیه بیرونی خود دارد ورتکس قطبی[4] خوانده میشود.تسلط شب طولانی قطبی به همراه ایزوله شدن هوا و عدم مبادله انرژی با عرض های پایین تر به دلیل استقرار جت شب قطبی موجب خروج تدریجی انرژی از قاره جنوبگان و از جو مناطق قطبی و دماهای بسیار پایین در داخل ورتکس قطبی می شود.

 

بدین ترتیب گردش بروندواسون موجب انتقال cfc ها از استراتوسفر استوایی و مناطق قطبی میشود و پیدایش و رتکس قطبی کاهش شدید دما را در تحتانی ترین بخش استراتوسفر قطبی بدنبال دارد اما هنوز شرایط برای پیدایش حفره ازن کامل نیست چرا که گازهای مخرب ازن به صورت غیر واکنشی و غیر فعال در استراتوسفر قطبی وجود دارند و از طرف دیگر در این زمان از سال اشعه ی ماورای بنفش خورشید برای تجزیه ازن وجود ندارد.

 

مرحله سوم

 

تداوم ورتکس قطبی در سرتاسر زمستان موجب سرد شدن شدید هوای داخل درتکس در استراتوسفر تحتانی می شود به طوری که دما برای چندین ماه به پایین تر از 78 درجه سانتیگراد می رسد و در اوج زمستان از مرز 90 درجه سانتیگراد نیز عبور می کند چنین وضعیتی موجب شکل گیری نوع خاصی از ابرها در استراتوسفر قطبی موسوم به ابرهای استراتوسفری قطبی می شود این ابرها که حاوی مواد انتقال یافته توسط نگرش بروئر – رابسون به مناطق قطبی هستند عمدتا توی هیدرات اسیدنیتریک HNO3 , H2O در دمای آستانه 78 درجه سانتیگراد در داخل ورتکس قطبی و در استراتوسفر تحتانی به صورت مایع تشکیل میشود که به ابرهای نوع اول مشهور هستند. در اوج زمستان یا در بخش مرکزی درتکس که دما به پایین تر از 88 درجه یا 78 سانتی گراد کاهش می یابد ابرها بطور کامل یخ می زنند و نوع جدیدی از ابرها شکل میگیرند که به ابرهای نوع دوم معروف شده اند.

 

[1] – Solomon , 1991

 

[2] -مفیدی، عباس، مجله رشد آموزش زمین شناسی، شماره 44، بهار 85.

 

[3] – Newell & Goauld – Stenwart , 1281 Holton etal , 1995 , Plumb 2002 , Shepeherd 2000 , 2002 Stohl etal 2003.

 

[4] ورتکس قطبی palar vertex توده هوای همگان بالای قطبین زمین که به واسطه تسلط بادهای غربی پرسرعت پیرامون قطبی یا اصطلاحا جت شب قطبی از هوای عرض های پایین تر جدا شده و گردشی همسو با گردش وضعی زمین دارد جت شب قطبی حاشیه خارجی ورتکس را تشکیل می دهد و در استراتوسفر فوقانی و مزوسفر تحتانی به حداکثر گستردگی و شدت خود می رسد در اوج زمستان هر نیمکره ،ورتکس قطبی بخش زیادی از لایه استراتوسفر را تحت تسلط خود دارد به طوری که جت شب قطبی در استراتوسفر نیمکره جنوبی و شمالی در ارتفاع حدود 40 کیلومتری استراتوسفر فوقانی به ترتیب در عرض های 45 و 55 درجه استقرار می یابد .ورتکس در زمستان هر نیمکره تمامی ضخامت جو را از مزوسفر تحتانی تا تروپوسفر میانی در بر می گیرد.

 

[5] – مفیدی، عباس، جمله رشد آموزش زمین شناسی، شماره 44، بهار 85.

 

[6] – Salomon , 1999 , wmo , pce , 2005