مكونات الهواء

مكونات الهواء:

يتكون الغلاف الجوي من خليط من الغازات تنقسم إلى قسمين أساسيين:
الغازات الأساسية أو النشطة وهي الغازات التي تدخل مباشرةًً في التفاعلات الحيوية على الأرض وهذه الغازات هي:
- غاز النيتروجين ونسبته 78% من مجموع الغازات الموجودة
- وغاز الأكسجين ونسبته 21%
- غاز ثاني أكسيد الكربون ومجموعة أخرى من الغازات بنسب ضئيلة لا تتجاوز 1%
أما القسم الثاني فهي الغازات النادرة أو الخاملة والتي نادراً ما تدخل في التفاعلات الحيوية ومن هذه الغازات غاز الميثان والارجون والهليوم والهيدروجين والأوزون.

والجدول التالي يوضح غازات الهواء و أحجامها:

بالإضافة إلى الغازات السابقة فان الغلاف الجوي يتكون من بعض المركبات الكيميائية المهمة مثل بخار الماء الذي تختلف نسبته باختلاف المكان والزمان والحرارة والعوامل الجوية المسببة في تغيره, كما يوجد في الغلاف الجوي نسبة من الغبار العالق المكون في الغالب من المعادن والمركبات العضوية الموجودة على سطح الأرض أو تلك التي في النيازك والتي هي عبارة عن جزئيات صغيرة جداً(ميكروسكوبية) من الغبار و التي تعمل على تشتت أشعة الشمس والاحتفاظ بدرجة حرارة الكرة الأرضية و المساهمة في تكثيف بخار الماء لتكوين حبات المطر.

طبقات الغلاف الجوي:

يتألف الجو من طبقات مختلفة تتغير كلما ارتفعنا عن سطح الأرض كما هو موضح في الصورة وتتكون من :

طبقة تروبوسفير أو الطبقة المناخية (Troposphere)

إن كلمة تروبوسفير هي تسمية يونانية فتروبو تعني متغير و سفير تعني الكرة . طبقة التروبوسفير هي الطبقة السفلي من الغلاف الجوي والملاصقة لسطح الأرض تعتبر هذه الطبقة من أهم طبقات الغلاف الجوي الأرضي بالنسبة لجميع أنواع الحياة على سطح الأرض. يبلغ متوسط ارتفاع هذه الطبقة حوالي 11 كلم. بالرغم من قلة سمك طبقة التروبوسفير مقارنتاًً بسمك الغلاف الجوي فأن حوالي 75 % من كتلة ومادة الغلاف الجوي الأرضي توجد في هذه الطبقة يختلف سمك هذه الطبقة بين خط الاستواء والأقطاب وذلك بسبب الاختلاف في درجات الحرارة في هذه المنطقتين.

تعتبر طبقة التروبوسفير الطبقة الفعالة في تغيرات المناخ, حيث يطلق عليها الطبقة المناخية لأنة يحدث بها جميع الظواهر الجوية كالضباب والغيوم والأمطار والعواصف الرعدية والعواصف الرملية وكذلك حدوث تقلبات المناخ و الطقس وما يتبع ذلك من رطوبة وحرارة وضغط. تحتوي طبقة التروبوسفير أيضا على معظم بخار الماء الموجود في الغلاف الجوي لذلك تعبر هذه الطبقة من أهم طبقات الغلاف الجوي بالنسبة لعلماء الأرصاد الجوية meteorology وعلماء المناخ climatologic.

يبلغ متوسط درجة حرارة سطح الأرض في اسفل هذه الطبقة حوالي 15 درجة مئوية. تتميز طبقة التروبوسفير بانخفاض في درجة الحرارة مع الارتفاع بمعدل 6 درجات مئوية لكل كيلومتر حيث يقل معدل التناقص هذا إلى ارتفاع 15 كلم إلى أن يتوقف هذا التناقص تماماً على ارتفاع حوالي 20 كلم والتي هي الحد الفاصل بين طبقة التروبوسفير والطبقة التي تليها طبقة الستراتوسفير يعرف هذا الفاصل بطبقة التروبوبوز(تروبو تعني تغير , بوز تعني الاستقرار , أي طبقة وقف التغيرات)حيث تعرف طبقة التروبوسفير و التروبوبوز لدي العلماء بالغلاف الجوي السفلي Lower Atmosphere .
يعتبر احتباس الأشعة الشمسية التي تصل إلى الأرض أو ما يعرف بظاهرة البيوت الزجاجية هو مصدر الحرارة و التسخين لطبقة التروبوسفير.

طبقة الستراتوسفير الطبقة الهادئة (Stratosphere)

تمتد طبقة الستراتوسفير من ارتفاع 20 كلم إلى حوالي65 كلم فوق سطح البحر تتميز هذه الطبقة بازدياد في درجة الحرارة بشكل عام من حوالي 60 درجة مئوية تحت الصفر من طبقة التربوبوز إلى حوالي صفر درجة مئوية في أعلى الستراتوسفير (ستراتوبوز) . تتميز هذه الطبقة بالاستقرار التام في جوها حيث ينعدم فيها بخار الماء وتكون جافة واقل كثافة من التروبوبوز , كما تخلو من الظواهر الجوية كالغيوم والضباب والأمطار.. الخ لذا فإن الطيران في هذه الطبقة يعد مثاليا ومريحاً للطائرات، تحتوي طبقة الستراتوسفير على مجموعة من الغازات الحقيقة التي تكون بصورة ذرية أو جزئية أو مركبات غازية. في أعلى الستراتوسفير يوجد طبقة الأوزون و التي لها دور كبير في امتصاص الأشعة الفوق البنفسجية الشمسية حمايتنا من مخاطرها.

طبقة الأوزون (Ozone layer)

تتواجد طبقة الأوزون(Ozone layer) على ارتفاع حوالي 35 كلم أي في الجزء الأعلى من الستراتوسفير , ويبلغ سمكها حوالي 16 كلم . يعتبر غاز الأزون O3 من أهم مكونات طبقة الستراتوسفير. تكون طبقة الأوزون اقل سمكاً في المناطق الاستوائية وتكون اكثر كثافة باتجاه الأقطاب .
تتواجد طبقة الأوزون على ارتفاع حوالي 35 كلم عن سطح الأرض وهي مؤثرة جداً في امتصاص الإشعاعات الشمسية الفوق بنفسجية ولا تسمح ألا بنفاذ جزء صغيرة جدا منها ولولا و وجود طبقة الأوزون هذه و امتصاصها لهذه الأشعة القاتلة لكانت شدة هذه الإشعاعات مهلكة لجميع من في الأرض.

[b]الطبقة الميزوسفير (Mesosphere)
وهي الطبقة التي تلي طبقة الستراتوسفير وتمتد من ارتفاع 56 كلم إلى حوالي 90 كلم فوق سطح البحر اي بسمك حوالي 24 كلم. تتميز هذه الطبقة بتناقص مضطرب في درجات الحرارة مع الارتفاع حتى تصبح الحرارة في أعلى هذه الطبقة منخفضة جداً حوالي 100 درجة مئوية تحت الصفر والتي تعتبر أقل درجة حرارة في الغلاف الجوي في أعلى هذه الطبقة. في طبقة الميز وسفير يتم احتراق الشهب الكونية القادمة إلى الأرض و التي تصل إلى سطح الأرض على هيئة نيازك صغيرة نسبياً. في الغالب يستخدم علماء الأرصاد الجوية هذه الطبقة في إرسال ووضع المناطيد الخاصة بهم التي تطلق يومياُ من الأرض لأخذ بعض المعلومات عن الغلاف الجوي كأجهزة Radiosnode
تصل كثافة الغلاف الجوي في هذه الطبقة حوالي 0.0007 % من كثافة الغلاف الجوي عند سطح الأرض وهذه الكثافة هي في حقيقة الأمر متغيرة نتيجة المتغيرات التي تحصل في هذه الطبقة بسبب التغير في النشاط الشمسي. تفصل الميزيوبوز طبقة الميز وسفير عن الطبقة التي تليه الايونوسفير ويطلق العلماء على منطقة الستراتوسفير و الميز وسفير مع الستراتوبوز و الميزيوبوز الغلاف الجوي الأوسطMiddle Atmosphere .

الطبقة المتأينة الايونوسفير (Ionosphere)

تمتد طبقة الايونوسفير من ارتفاع حوالي 90 كلم إلى حوالي 775 إلى 1000 كلم عن سطح البحر أي بسمك يصل بين 685 إلى 910 كلم . سميت هذه الطبقة بالطبقة المتأنية لأنها تحتوي على كميات كبيرة من الأكسجين والنيتروجين المتأين( التأين هو فقدان ذرات المواد لبعض من الكتروناتها). إن السبب الرئيسي في تأين مكونات هذه الطبقة هو امتصاص غازات طبقة الايونوسفير للأشعة السينية والأشعة الفوق البنفسجية القادمة و الموجودة في الإشعاع القادم من الشمس حيث تعمل هذه الأشعة ذرة أكسجين على اقتلاع إلكترونات ذرات هذه الغازات وترك ذراتها في حالة تأين.

نظراُ للتأين الشديد لذرات غازات هذه الطبقة فإننا نجد دائماً أن الايونوسفير مشحونة بالكهرباء الأمر الذي يودي إلى ارتفاع كبير في درجة حرارتها. تبلغ درجة الحرارة على ارتفاع 160 كلم حوالي 343 درجة مئوية , ثم ترتفع مع الزيادة في الارتفاع إلى حوالي 1000 درجة مئوية , إلا انه عندما نبدأ بالاقتراب من أعلى الايونوسفير فان الحرارة تأخذ بالانخفاض بدرجة كبيرة بحيث لا تتجاوز الحرارة عند سطحها حوالي 1,25 درجة مئوية.

إن وجود عدد كبير من الإلكترونات والأيونات في هذه الطبقة جعل هناك إمكانية في أن تكون طبقة الايونوسفير طبقة عاكسة لموجات الراديو و اللاسلكي الطويلة التي يزيد طولها الموجي عن 15 متر ,الآمر الذي يساعد على إرسال إشارات الراديو من مكان إلى أخر على سطح الأرض فلو لم تكن هناك طبقة الايونوسفير في الغلاف الجوي الأرضي لتعذر الاتصال اللاسلكي بالأمواج الراديوية ولانطلقت هذه الأمواج ونفذت في الفضاء الخارجي.
[/b]

تلوث الهواء:

هو وجود أي مواد صلبه أو سائلة أو غازية بالهواء بكميات تؤدي إلى أضرار فسيولوجية واقتصادية وحيوية بالانسان والحيوان والنباتات والالات والمعدات ، او تؤثر في طبيعة الاشياء.

أسباب تلوث الهواء:

1. الصناعة
تسببها المصانع ومحركات السيارات ويحتوي الهواء فيها على مركبات الرصاص والبريليوم والزرنيخ والنحاس والخارصين وأكسيد النيتروجين وثاني أوكسيد الكبريت وذلك يتوقف على نوعية المنشأت الصناعيه المسببه للغبارويلاحظ أن وقود السيارات(الكازولين) يحتوى على3-4سم؛ من مادة رابع أثيلات الرصاص ، تضاف هذة الماده لتقليل الفرقعه في أثناء حرق الوقود، وكما يحتوي الهواء الملوث على أول أوكسيد الكربون الناتج عن احتراق الوقود البترولي يؤثر على صحة الإنسان وخاصة في أنه يمكنه أن يتحد مع هيموجلوبين الدم ويؤثر على عمليات التنفس.

2.مصدر طبيعي
إن هبوب العواصف في المناطق الجافه وشبه الصحراويه وإثارة كميات هائله من الغبار الذي يؤثربطريقه مباشرةعلى عملية التنفس ويلاحظ في بعض المناطق الصحراويه أن العواصف تتكرر مرات عديدة في السنة، والتي تسبب في إعاقة عملية التنفس.

3.دخان السيجارة يلوث الهواء ويضر بالصحة.