العلاقة بين التغييرات المناخية وانخفاض مستويات الأوزون

 

(صووووورة) رسم بياني لمنطقة آلدين Aldin :(الخط الأزرق) يوضح الأيام التي تجاوزت خلالها مستويات الأوزون معايير وكالة حماية البيئة EPA خلال ساعة واحدة على مدى 23 سنة الماضية. (الخط الأحمر) يمثل عدد ساعات هبوب الرياح الجنوبية.

 

حدد باحثو جامعة هيوستن أن التغييرات المناخية – المتمثلة بازدياد نسيم البحر نتيجة لارتفاع درجة حرارة التربة – ساهمت بانخفاض أيام الأوزون وبشكل كبير في منطقة هيوستن. قال روبرت تالبوت Ropert Talbot أستاذ كيمياء الغلاف الجوي: “إن هذه العلاقة يجب أن تكون واضحة في جميع المناطق الساحلية في العالم”. وشرح الباحثون النتائج التي توصلوا إليها في ورقة نُشرت هذا الأسبوع في مجلة الغلاف الجوي Atmosphere، حيث تضمنت أيضاً النتائج التي توصل إليها كل من المؤلف الأول و طالب الدكتوراه لي ليو Lei Liu و زميل مابعد الدكتوراه شين لان Xin Lan بالإضافة إلى تالبوت. اعتمدت الدراسة على بيانات مستوى الأوزون الأرضي التي تم جمعها على مدى 23 سنة الماضية من قبل لجنة تكساس لجودة البيئة، أما بيانات الأرصاد الجوية فقد جُمعت من قبل الإدارة الوطنية للغلاف الجوي والمحيطات. وقال الباحثون أنهم لم يخططوا لإيجاد علاقة بين التغييرات المناخية وانخفاض مستويات الأوزون، واختلف عدد الأيام التي تجاوزت بها مستويات الأوزون المعايير الاتحادية من عام لآخر، لكنهم لاحظوا انخفاضها بشكل كبير بين عامي 1990و 2013. ومثالاً على ذلك لوحظ في منطقة آلدين واحدة من المواقع الأربعة التي تجري عليها الدراسة انخفاض عدد الأيام التي تجاوزت مستويات الأوزون المعايير الإتحادية بمقدار 8 ساعات بمعدل 11 يوم في السنة في الفترة مابين 2001 و 2013 بعد أن كانت 35 يوم في السنة بين عامي 1990 و 2000. وقال تالبوت لقد جعلني الانخفاض الكبير أشك بأن هنالك شيئاً ما حدث في المدينة و كان السبب وراء تقليل انبعاثات أوكسيد النيتروجين أحد مكونات الأوزون.

 

 

(صووووورة) رسم بياني يوضح معدل ساعات هبوب الرياح الجنوبية الكلي (اللون الأسود) 1990 _ 96( اللون الأحمر) 2010 _ 2011

 

وقال ليو: “إن الحكم الأول يكون بالاعتماد على الظروف الجوية الأخرى بما في ذلك درجة الحرارة و الرطوبة وأشعة الشمس”. لكنهم لاحظوا بعد اكتشافهم إزدياد التزامن بين انخفاض قراءات الأوزون و أيام هبوب الرياح الجنوبية إن التغييرات المناخية _ متمثلة بإرتفاع درجة حرارة التربة _ أدت إلى زيادة هبوب الرياح الجنوبية. وكتبوا أيضاً: “إن تواتر هبوب الرياح الجنوبية ازداد يعامل 2.5~ خلال الفترة مابين 1990 و 2013، ومن المرجح أن يختفي 03 (اوزون) الكيمياء الضوئية والذي سيؤدي إلى أن تصبح بيئة هيوستن أنظف”. و ازداد نسيم البر بشكل كبير من عام 1990 إلى عام 2013 بسبب زيادة حرارة سطح الأرض و زيادة معدلات الضغط بالإضافة إلى زيادة بسيطة برياح الشاطئ، جميع هذه العوامل والتي تندرج ضمن التغييرات المناخية أدت في النهاية الى زيادة نسيم البر، وهذه تعتبر نتيجة عامة لجميع أنحاء العالم.

 

تمتزج عوادم المنشآت الصناعية والسيارات مع الحرارة و ضوء الشمس لتنتج المستوى الأرضي للأوزون والتي يمكن أن تفاقم الوضع الصحي لمرضى الربو وباقي الأمراض. يعتبر النمو السكاني السريع للمدينة _ ناس أكثر يعني سيارات أكثر _ و المصافي ومصانع البتروكيماويات الممتدة على طول قناة هيوستن للسفن من العوامل الأساسية لمستوى الأوزون الأرضي في هيوستن. وفي سنة 1997 صنفت وكالة حماية البيئة الأمريكية مدينة هيوستن على أنها منطقة لاتحقق المعايير بشكل خطير نتيجة لمستويات الأوزون المقاسة على فترة امتدت لثمان ساعات، وبحلول سنة 2008 صُنّفت المدينة كمنطقة غير محققة للمعايير وسطياً. ركز الباحثون على البيانات من أربعة مناطق لغرض دراستها وهي: جالفستون و كلينتون و الطريق الساحلي لقناة السفن بالقرب من مدينة هيوستن و آلدين و موقع في شمال غرب مقاطعة هاريس، وكذلك استعانوا بمعلومات عن خلفية مستويات الأوزون جُمعت من سطح برج مودي Moody من أعلى السكن الجامعي لحرم جامعة UH. وبقيت خلفية مستويات الأوزون ثابتة طيلة سبع سنوات الماضية وقد أبلغوا عن إسقاط جزء واحد من بين بليون جزء بينما كان متوسط مستوى الخلفية خلال تلك الفترة 30 جزء لكل بليون. أما في الفترة بين عامي 1990 و 2013 فقد لوحظ إنخفاض عدد الأيام التي تجاوز فيها مستوى الأوزون الأرضي المعايير الاتحادية في الساعة والثمان ساعات في جميع المواقع الأربعة ( بيانات لموقع جالفستون وهي متاحة للعودة لعام 1997 فقط) في المقابل” إزداد طول الفترة الزمنية بالنسبة لكل سنة بهيوستن بتأثير هبوب الرياح الجنوبية لأكثر من الضعف من 1990 إلى 2013″ كما أضاف الباحثون: “لقد افترضنا أن زيادة هبوب الرياح النظيفة يقلل من تلوث هواء هيوستن كما تخفض نسبة خلط اكاسيد النيتروجين NOX مع الأوزون O3 وسلائف الهيدروكربونات”. بالإضافة إلى تحرك الهواء الملوث أفقياً بعيداً عن هيوستن، كل هذا أدى إلى انخفاض احتمالات إنتاج الأوزون. وقارن الباحثون على مدى 23 عاماً اختلاف درجات الحرارة بين اليابسة والماء ليحددوا مدى تأثير اختلاف درجات الحرارة في هبوب الرياح الجنوبية. كما لاحظوا أن اليابسة تكتسب الحرارة أسرع من الماء على النطاق الزمني اليومي، وبذلك يرتفع الهواء الساخن المحاذي لليابس ويندفع محله الهواء البارد القادم من الماء فيتشتت الأوزون والعناصر الكيميائية التي تساهم بتكوين طبقة الأوزون. وقال تالبوت: “في بادئ الأمر لم نكن ننظر لتغيرات المناخ على أنها إحدى العوامل المؤثرة لكن لاحظنا بعد ذلك مدى تأثير نسيم البحر فأدركنا حينها إن العامل الغامض كان هو المناخ”.

المصدر: أضغط هنا