الأوزون على مستوى سطح الأرض

📅 آخر تحديث: ٢ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 2 صور
الموسوعة الحرة
متوسط ​​الأعمدة الرأسية الموسمية للأوزون التروبوسفيري بوحدات دوبسون خلال الفترة من 1979 إلى 2000. في الفترة من يونيو إلى أغسطس، يتسبب إنتاج الأوزون الكيميائي الضوئي في تركيزات عالية جدًا فوق الساحل الشرقي للولايات المتحدة والصين.

الأوزون الأرضي ( O3 )، المعروف أيضًا بالأوزون السطحي وأوزون التروبوسفير ، هو غاز ضئيل في طبقة التروبوسفير (أدنى طبقات الغلاف الجوي للأرض )، ويبلغ متوسط ​​تركيزه 20-30 جزءًا في المليار (ppbv)، ويصل إلى ما يقارب 100 جزء في المليار في المناطق الملوثة. [ 1 ] [ 2 ] يُعد الأوزون أيضًا مكونًا هامًا في طبقة الستراتوسفير ، حيث توجد طبقة الأوزون (بتركيز يتراوح بين 2 و8 أجزاء في المليون ) على ارتفاع يتراوح بين 10 و50 كيلومترًا فوق سطح الأرض. [ 3 ] تمتد طبقة التروبوسفير من سطح الأرض إلى ارتفاع متغير يبلغ حوالي 14 كيلومترًا فوق مستوى سطح البحر . ويكون تركيز الأوزون أقل ما يمكن في الطبقة الأرضية (أو طبقة الحدود الكوكبية ) من طبقة التروبوسفير.

يتكون الأوزون على مستوى سطح الأرض أو في طبقة التروبوسفير نتيجة تفاعلات كيميائية بين غازات أكاسيد النيتروجين (أكاسيد النيتروجين الناتجة عن الاحتراق) والمركبات العضوية المتطايرة . ويؤدي تفاعل هذه المواد الكيميائية مع ضوء الشمس إلى تكوين الأوزون. ويزداد تركيزه مع ازدياد الارتفاع فوق مستوى سطح البحر، ليصل إلى أقصى تركيز له عند التروبوبوز . [ 4 ] يوجد حوالي 90% من إجمالي الأوزون في الغلاف الجوي في طبقة الستراتوسفير، و10% في طبقة التروبوسفير. [ 5 ] على الرغم من أن تركيز الأوزون على مستوى سطح الأرض أقل من تركيزه في طبقة الستراتوسفير، إلا أنه يثير القلق بسبب آثاره الصحية . [ 6 ] يُعد الأوزون في طبقة التروبوسفير من غازات الدفيئة ، وبالتالي يُساهم في ظاهرة الاحتباس الحراري . [ 4 ] [ 6 ] وهو ثالث أهم غازات الدفيئة بعد ثاني أكسيد الكربون والميثان ، وفقًا لتقديرات تأثيره الإشعاعي . [ 7 ] [ 8 ]

تُحفّز التفاعلات الكيميائية والضوئية التي تشمل الأوزون العديد من العمليات الكيميائية التي تحدث في طبقة التروبوسفير ليلاً ونهاراً. وعند تركيزات عالية بشكل غير طبيعي (يُعدّ انبعاث الوقود الأحفوري المصدر الرئيسي لها ) ، يُصبح الأوزون مُلوِّثاً ومُكوِّناً من مكونات الضباب الدخاني . [ 9 ] [ 6 ] وقد ارتفعت مستوياته بشكل ملحوظ منذ الثورة الصناعية، حيث تُعدّ أكاسيد النيتروجين والمركبات العضوية المتطايرة من نواتج الاحتراق. [ 10 ] ومع ازدياد الحرارة وأشعة الشمس في أشهر الصيف، يتكوّن المزيد من الأوزون، وهو ما يُفسّر ارتفاع مستويات التلوث في بعض المناطق خلال هذه الفترة. [ 11 ] وعلى الرغم من أن الأوزون على مستوى سطح الأرض هو نفسه الجزيء، إلا أنه قد يكون ضاراً بصحة الإنسان، على عكس الأوزون الستراتوسفيري الذي يحمي الأرض من الأشعة فوق البنفسجية الزائدة. [ 10 ]

يحدث التحلل الضوئي للأوزون عند أطوال موجية أقل من 310-320 نانومتر تقريبًا . [ 12 ] [ 13 ] يبدأ هذا التفاعل سلسلة من التفاعلات الكيميائية التي تزيل أول أكسيد الكربون والميثان والهيدروكربونات الأخرى من الغلاف الجوي عن طريق الأكسدة . لذلك، يؤثر تركيز الأوزون في طبقة التروبوسفير على مدة بقاء هذه المركبات في الهواء . إذا حدثت أكسدة أول أكسيد الكربون أو الميثان في وجود أكسيد النيتروجين (NO)، فإن سلسلة التفاعلات هذه ينتج عنها إضافة صافية من الأوزون إلى النظام. [ 2 ] [ 6 ]

قياس

يمكن قياس الأوزون في الغلاف الجوي باستخدام تقنيات الاستشعار عن بُعد أو تقنيات الرصد المباشر . ولأن الأوزون يمتص الضوء في طيف الأشعة فوق البنفسجية ، فإن الطريقة الأكثر شيوعًا لقياسه هي قياس كمية هذا الطيف الضوئي الممتصة في الغلاف الجوي. [ 14 ] [ 15 ] ونظرًا لأن تركيز الأوزون في طبقة الستراتوسفير أعلى منه في طبقة التروبوسفير، فمن المهم أن تتمكن أجهزة الاستشعار عن بُعد من تحديد الارتفاع إلى جانب قياسات التركيز. يُعد مطياف رسم خرائط الأوزون الكلي - مسبار الأرض (TOMS-EP) الموجود على متن قمر صناعي تابع لوكالة ناسا مثالًا على قمر صناعي لقياس طبقة الأوزون، [ 16 ] بينما يُعد مطياف انبعاثات التروبوسفير (TES) مثالًا على قمر صناعي لقياس الأوزون مُخصص لطبقة التروبوسفير. [ 17 ] تُعد تقنية الليدار (LIDAR) تقنية شائعة للاستشعار عن بُعد من الأرض، وتستخدم الليزر لقياس الأوزون. وتُعد شبكة ليدار الأوزون التروبوسفيري (TOLNet) شبكة من أجهزة الليدار لرصد الأوزون في جميع أنحاء الولايات المتحدة. [ 18 ]

تُعدّ مجسات الأوزون نوعًا من أجهزة قياس الأوزون الموضعية . تُثبّت مجسّة الأوزون على بالون أرصاد جوية، بحيث يُمكنها قياس تركيز الأوزون مباشرةً على الارتفاعات المختلفة على طول مسار البالون الصاعد. تُرسل المعلومات المُجمّعة من المجسّة المُثبّتة على البالون باستخدام تقنية الراديو سوند . [ 14 ] وقد عملت الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) على إنشاء شبكة عالمية لقياسات الأوزون في طبقة التروبوسفير باستخدام مجسات الأوزون. [ 19 ]

يُقاس الأوزون أيضاً في شبكات مراقبة جودة الهواء البيئية. في هذه الشبكات، تُستخدم أجهزة مراقبة الأوزون الموضعية، التي تعتمد على خصائص امتصاص الأوزون للأشعة فوق البنفسجية، لقياس مستويات الأوزون في الهواء المحيط بوحدات جزء في المليار.

يُقاس إجمالي الأوزون الجوي (الذي يُذكر أحيانًا في تقارير الطقس) في عمود يمتد من سطح الأرض إلى أعلى الغلاف الجوي، ويتركز بشكل أساسي في طبقة الستراتوسفير ذات التركيزات العالية. تشمل وحدات القياس الشائعة لهذا الغرض وحدة دوبسون والمليمولات لكل متر مربع (مليمول/م² ) .

تشكيل

يتشكل معظم الأوزون على مستوى سطح الأرض عندما تتفاعل أكاسيد النيتروجين (NOx) وأول أكسيد الكربون (CO) والمركبات العضوية المتطايرة (VOCs) في الغلاف الجوي بوجود ضوء الشمس، وتحديدًا الأشعة فوق البنفسجية. تُعتبر أكاسيد النيتروجين وأول أكسيد الكربون والمركبات العضوية المتطايرة من سلائف الأوزون. [ 9 ] [ 6 ] وتُعد عوادم السيارات والانبعاثات الصناعية والمذيبات الكيميائية المصادر البشرية الرئيسية لهذه السلائف. [ 6 ] على الرغم من أن سلائف الأوزون غالبًا ما تنشأ في المناطق الحضرية، إلا أن الرياح قادرة على حمل أكاسيد النيتروجين لمئات الكيلومترات، مما يؤدي إلى تشكل الأوزون في المناطق الأقل كثافة سكانية أيضًا. يُساهم الميثان، وهو مركب عضوي متطاير ازداد تركيزه في الغلاف الجوي بشكل كبير خلال القرن الماضي، في تشكل الأوزون، ولكن على نطاق عالمي وليس في حالات الضباب الدخاني الكيميائي الضوئي المحلية أو الإقليمية. في الحالات التي لا يكون فيها استبعاد الميثان من مجموعة المركبات العضوية المتطايرة واضحًا، يُستخدم غالبًا مصطلح المركبات العضوية المتطايرة غير الميثانية (NMVOC).

يُنتج الأوزون داخل المنازل بواسطة بعض الأجهزة الكهربائية عالية الجهد (مثل أجهزة تأيين الهواء ) وكنتيجة ثانوية لأنواع أخرى من التلوث. [ 20 ] قد يحتوي الهواء الخارجي المستخدم للتهوية على كمية كافية من الأوزون للتفاعل مع الملوثات الشائعة داخل المنازل، بالإضافة إلى زيوت الجلد وغيرها من المواد الكيميائية الشائعة في الهواء الداخلي أو على الأسطح. ويُعدّ استخدام منتجات التنظيف "الصديقة للبيئة" التي تعتمد على مستخلصات الحمضيات أو التربينات أمرًا يستدعي الحذر ، لأن هذه المواد الكيميائية تتفاعل بسرعة كبيرة مع الأوزون لتكوين مواد كيميائية سامة ومهيجة [ 21 ] ، بالإضافة إلى جزيئات دقيقة ومتناهية الدقة .

تُعدّ التفاعلات الكيميائية المُشاركة في تكوين الأوزون على مستوى سطح الأرض سلسلة من الدورات المُعقدة التي يتأكسد فيها أول أكسيد الكربون والمركبات العضوية المتطايرة إلى بخار ماء وثاني أكسيد الكربون. تُوضّح هذه الدراسة التفاعلات المُشاركة في هذه العملية باستخدام أول أكسيد الكربون، ولكن تحدث تفاعلات مُشابهة للمركبات العضوية المتطايرة أيضًا. تبدأ عملية الأكسدة بتفاعل أول أكسيد الكربون مع جذر الهيدروكسيل ( • OH). [ 13 ] يتفاعل الجذر الوسيط الناتج عن هذا التفاعل بسرعة مع الأكسجين لإنتاج جذر بيروكسي HO₂ •

مخطط لتفاعل السلسلة الذي يحدث في أكسدة أول أكسيد الكربون، مما ينتج عنه الأوزون : [ 2 ] [ 13 ]

يبدأ التفاعل بأكسدة أول أكسيد الكربون بواسطة جذر الهيدروكسيل ( • OH). يكون ناتج إضافة الجذر ( •HOCO) غير مستقر ويتفاعل بسرعة مع الأكسجين ليعطي جذر بيروكسي ، HO₂ • .

•OH + CO → •HOCO
•HOCO + O 2 → H O 2 • + CO 2

ثم تتفاعل جذور البيروكسي مع أكسيد النيتروجين لإنتاج ثاني أكسيد النيتروجين ، الذي يتحلل ضوئياً بواسطة الأشعة فوق البنفسجية من النوع A ليعطي ذرة أكسجين في الحالة الأرضية ، والتي تتفاعل بدورها مع الأكسجين الجزيئي لتكوين الأوزون. [ 1 ]

HO 2 • + NO → • OH + NO 2
NO₂ + hν → NO + O( ⁳P ) , λ < 400 nm
O( 3P ) + O2 → O3
لاحظ أن هذه التفاعلات الثلاثة هي التي تشكل جزيء الأوزون، وستحدث بنفس الطريقة في حالة أكسدة أول أكسيد الكربون أو المركبات العضوية المتطايرة.

إذن، يكون رد الفعل النهائي في هذه الحالة كما يلي:

CO + 2O 2 → CO 2 + O 3

يمكن تقدير كمية الأوزون الناتجة عن هذه التفاعلات في الهواء المحيط باستخدام علاقة لايتون المعدلة . ويكمن الحد الأقصى لإنتاج الأوزون من هذه الدورات المترابطة في تفاعل جذور الهيدروكسيل (•OH) مع ثاني أكسيد النيتروجين (NO₂ ) لتكوين حمض النيتريك عند مستويات عالية من أكاسيد النيتروجين ( NOx ). أما إذا كان أكسيد النيتروجين (NO) موجودًا بمستويات منخفضة جدًا في الغلاف الجوي (أقل من 10 جزء في التريليون تقريبًا)، فإن جذور البيروكسي ( HO₂ • ) المتكونة من الأكسدة ستتفاعل مع نفسها لتكوين بيروكسيدات ، ولن تنتج الأوزون. [ 1 ]

الآثار الصحية

الأوزون غاز سام للغاية. [ 22 ] [ 23 ]

تعتمد الآثار الصحية على سلائف الأوزون، وهي مجموعة من الملوثات التي تتولد أساسًا أثناء احتراق الوقود الأحفوري. يتكون الأوزون على مستوى سطح الأرض نتيجة تفاعل أكاسيد النيتروجين مع المركبات العضوية بوجود ضوء الشمس. [ 24 ] وهناك العديد من المصادر البشرية لهذه المركبات العضوية، بما في ذلك انبعاثات المركبات والصناعات، بالإضافة إلى مصادر أخرى. [ 24 ] ويؤدي تفاعل هذه السلائف مع الأشعة فوق البنفسجية (UV) في ضوء النهار إلى تلوث الأوزون على مستوى سطح الأرض. ومن المعروف أن للأوزون الآثار الصحية التالية عند التركيزات الشائعة في هواء المدن:

  • يُسبب الأوزون تهيجًا في الجهاز التنفسي ، مما يؤدي إلى السعال، وتهيج الحلق، و/أو شعور بعدم الراحة في الصدر. ويؤثر الأوزون على الأشخاص الذين يعانون من أمراض تنفسية كامنة مثل الربو ، ومرض الانسداد الرئوي المزمن ، وسرطان الرئة ، وكذلك على أولئك الذين يقضون وقتًا طويلًا في ممارسة الأنشطة في الهواء الطلق. [ 25 ]
  • يؤدي انخفاض وظائف الرئة إلى صعوبة التنفس بعمق وبقوة. وقد يصبح التنفس أسرع وأقل عمقًا من المعتاد، وقد تتضاءل قدرة الشخص على ممارسة الأنشطة البدنية الشاقة. يتسبب الأوزون في انقباض عضلات المسالك الهوائية، مما يحبس الهواء في الحويصلات الهوائية ويؤدي إلى أزيز وضيق في التنفس . [ 25 ]
  • تفاقم الربو. عندما ترتفع مستويات الأوزون، يزداد عدد المصابين بالربو الذين يعانون من نوبات تتطلب عناية طبية أو استخدام أدوية. أحد أسباب ذلك هو أن الأوزون يزيد من حساسية الأشخاص لمسببات الحساسية ، مما يؤدي بدوره إلى تحفيز نوبات الربو.
  • زيادة القابلية للإصابة بالتهابات الجهاز التنفسي . ومن أمثلة هذه المضاعفات التنفسية التهاب الشعب الهوائية ، وانتفاخ الرئة، والربو. [ 26 ]
  • يحدث التهاب وتلف في بطانة الرئتين. في غضون أيام قليلة، تتساقط الخلايا التالفة وتُستبدل، تمامًا كما يتقشر الجلد بعد حروق الشمس. تشير الدراسات التي أُجريت على الحيوانات إلى أنه إذا تكرر هذا النوع من الالتهاب على مدى فترة طويلة (أشهر، سنوات، مدى الحياة)، فقد تتندب أنسجة الرئة بشكل دائم، مما يؤدي إلى فقدان دائم لوظائف الرئة وانخفاض جودة الحياة.
  • تشير بيانات أحدث إلى أن الأوزون يمكن أن يكون له آثار ضارة عبر المسار الالتهابي الذي يؤدي إلى أمراض القلب، وداء السكري من النوع الثاني ، واضطرابات أيضية أخرى. [ 27 ]

لوحظ في تسعينيات القرن الماضي أن الأوزون على مستوى سطح الأرض قد يُعجّل بالوفاة لبضعة أيام لدى الفئات السكانية المعرضة للخطر. [ 28 ] وأظهرت دراسة إحصائية شملت 95 مدينة كبيرة في الولايات المتحدة وجود ارتباط وثيق بين مستويات الأوزون والوفاة المبكرة. وقدّرت الدراسة أن خفض تركيزات الأوزون في المناطق الحضرية بمقدار الثلث من شأنه أن ينقذ ما يقارب 4000 شخص سنويًا (بيل وآخرون، 2004). ويتسبب الأوزون على مستوى سطح الأرض في حوالي 22000 حالة وفاة مبكرة سنويًا في 25 دولة من دول الاتحاد الأوروبي. (منظمة الصحة العالمية، 2008)

إضافةً إلى تهيج الجهاز التنفسي، يرتبط التعرض للأوزون على مستوى سطح الأرض بأعباء صحية عامة أوسع. فالتعرض قصير الأمد قد يؤدي إلى زيادة زيارات المستشفيات، والتغيب عن المدارس والعمل، واستخدام الأدوية بسبب تفاقم الربو وغيره من أمراض الجهاز التنفسي . أما التعرض طويل الأمد فقد رُبط بضعف وظائف الرئة وزيادة معدل الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية ، بما في ذلك السكتات الدماغية والوفيات المبكرة، لا سيما خلال المواسم الدافئة عندما ترتفع تركيزات الأوزون.

مناطق المشاكل

طورت وكالة حماية البيئة الأمريكية مؤشرًا لجودة الهواء لشرح مستويات تلوث الهواء للجمهور. يُصنف متوسط ​​تركيز الأوزون خلال ثماني ساعات ، من 76 إلى 95 نانومول/مول، بأنه "غير صحي للفئات الحساسة"، ومن 96 إلى 115 نانومول/مول بأنه غير صحي، ومن 116 إلى 404 نانومول/مول بأنه غير صحي للغاية. [ 29 ] وقد صنفت وكالة حماية البيئة أكثر من 300 مقاطعة في الولايات المتحدة، تتركز حول المناطق الأكثر كثافة سكانية (خاصة في كاليفورنيا وشمال شرق البلاد)، بأنها لا تلتزم بالمعايير الوطنية لجودة الهواء المحيط .

في عام 2000، أُضيف ملحق الأوزون إلى اتفاقية جودة الهواء بين الولايات المتحدة وكندا . ويتناول هذا الملحق تلوث الهواء العابر للحدود الذي يُسهم في تكوين الأوزون على مستوى سطح الأرض، والذي بدوره يُسهم في تكوين الضباب الدخاني. وكان الهدف الرئيسي هو تحقيق معايير جودة هواء مناسبة للأوزون في كلا البلدين. [ 30 ] وقد تجاوزت منطقة نورث فرونت رينج في كولورادو معايير جودة الهواء الفيدرالية. وصنّفت وكالة حماية البيئة الأمريكية مدينة فورت كولينز ضمن المناطق التي لا تلتزم بمعايير جودة الهواء في نوفمبر 2007. [ 31 ] وهذا يعني أن القانون البيئي الأمريكي يعتبر جودة الهواء فيها أسوأ من معايير جودة الهواء المحيط الوطنية، والمحددة في تعديلات قانون الهواء النظيف. [ 32 ] في عام 2024، صنّفت جمعية الرئة مدينة فورت كولينز في المرتبة السادسة عشرة على مستوى البلاد من حيث عدد أيام ارتفاع الأوزون من بين 228 منطقة حضرية، وفي المرتبة الثامنة والثلاثين من حيث تلوث الجسيمات على مدار 24 ساعة من بين 223 منطقة حضرية، وفي المرتبة 136 من حيث تلوث الجسيمات السنوي من بين 204 مناطق حضرية. [ 33 ]

في مجال مراقبة جودة الهواء، تصنف وكالة حماية البيئة الأمريكية مقاطعة بولدر ، كولورادو، ضمن مجموعة تضم تسع مقاطعات تشمل منطقة دنفر الكبرى ومنطقة نورث فرونت رينج. وقد سجلت هذه المنطقة مستويات من الأوزون تتجاوز معيار وكالة حماية البيئة منذ عام 2004. [ 34 ] وبُذلت محاولات بموجب اتفاقية العمل المبكر لرفع جودة الهواء في المنطقة إلى معايير وكالة حماية البيئة. ومع ذلك، ومنذ عام 2004، لم يلتزم تلوث الأوزون في مقاطعة بولدر بالمعايير الفيدرالية التي وضعتها وكالة حماية البيئة. [ 35 ] وتواصل مقاطعة بولدر جهودها للتخفيف من تلوث الأوزون من خلال برامج تشجع السكان على تقليل استخدام السيارات، والتوقف عن الأنشطة الملوثة للأوزون خلال ساعات ذروة الحر. [ 36 ]

الأوزون والمناخ

يتواجد الأوزون على مستوى سطح الأرض بشكل طبيعي ويتشكل بفعل الإنسان. وهو المكون الرئيسي للضباب الدخاني الحضري، ويتشكل بشكل طبيعي كملوث ثانوي من خلال تفاعلات كيميائية ضوئية تشمل أكاسيد النيتروجين والمركبات العضوية المتطايرة في وجود أشعة الشمس الساطعة ودرجات الحرارة المرتفعة. [ 37 ]

بغض النظر عما إذا كان يحدث بشكل طبيعي أو يتشكل بفعل الإنسان، فإن التغير في تركيزات الأوزون في طبقة التروبوسفير العليا سيؤدي إلى:

  • تُؤثر بشكل كبير على ظاهرة الاحتباس الحراري، لأنها من الملوثات الرئيسية للهواء وغازات الدفيئة، و
  • يؤثر على إنتاج الأوزون على مستوى سطح الأرض (مما يساهم مرة أخرى في تغير المناخ).

نتيجةً لذلك، حظي تلوث الضباب الدخاني الكيميائي الضوئي على سطح الأرض، بالإضافة إلى استنفاد طبقة الأوزون في الستراتوسفير، باهتمام كبير في السنوات الأخيرة. ومن المرجح أن تكون الاضطرابات في طبقة التروبوسفير الحرة محور الاهتمام العلمي في الدورة القادمة. في أجزاء عديدة من نصف الكرة الشمالي، ارتفعت مستويات الأوزون في طبقة التروبوسفير. [ 38 ] وعلى نطاقات مختلفة، قد يؤثر ذلك على مستويات الرطوبة، وحجم السحب وانتشارها، والهطول، وديناميات الغلاف الجوي. من ناحية أخرى، يُفضّل ارتفاع درجة حرارة البيئة تخليق الأوزون وتراكمه في الغلاف الجوي، وذلك بفضل آليتين فيزيائيتين كيميائيتين. أولاً، يُغيّر المناخ الدافئ ظروف الرطوبة والرياح في بعض أنحاء العالم، مما يؤدي إلى انخفاض في تواتر الأعاصير السطحية. [ 39 ]

يؤثر تغير المناخ على العمليات التي تؤثر على الأوزون

تؤثر التغيرات في درجة حرارة الهواء ومحتواه المائي على تركيبه الكيميائي ومعدلات التفاعلات الكيميائية التي تُنتج الأوزون وتُزيله. تزداد معدلات العديد من التفاعلات الكيميائية مع ارتفاع درجة الحرارة، مما يؤدي إلى زيادة إنتاج الأوزون. تُشير توقعات تغير المناخ إلى أن ارتفاع درجات الحرارة وبخار الماء في الغلاف الجوي من المرجح أن يزيد من الأوزون السطحي في المناطق الملوثة، مثل شرق الولايات المتحدة . [ 39 ] وعلى وجه الخصوص، يتسارع تحلل ملوث بيروكسي أسيتيل نترات (PAN)، وهو مُخزّن هام لنقل سلائف الأوزون لمسافات طويلة، بفعل ارتفاع درجات الحرارة. ونتيجة لذلك، مع ارتفاع درجة الحرارة، يقل عمر PAN، مما يُغير من انتقال تلوث الأوزون لمسافات طويلة. ثانيًا، سيؤدي نفس التأثير الإشعاعي لثاني أكسيد الكربون ، الذي يُسبب الاحتباس الحراري، إلى تبريد طبقة الستراتوسفير. ومن المتوقع أن يؤدي هذا التبريد إلى ارتفاع نسبي في استنفاد الأوزون في المنطقة القطبية، بالإضافة إلى زيادة في تواتر ثقوب الأوزون. [ 40 ]

من ناحية أخرى، يُعدّ استنفاد طبقة الأوزون تأثيرًا إشعاعيًا على النظام المناخي . فهناك تأثيران متعاكسان: يؤدي انخفاض الأوزون إلى امتصاص طبقة الستراتوسفير كمية أقل من الإشعاع الشمسي، مما يُبرّدها بينما يُسخّن طبقة التروبوسفير؛ ونتيجةً لذلك، تُصدر طبقة الستراتوسفير كمية أقل من الإشعاع طويل الموجة إلى الأسفل، مما يُبرّد طبقة التروبوسفير. وتعتقد الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ أن "الخسائر المقاسة في طبقة الأوزون الستراتوسفيرية على مدى العقدين الماضيين قد ولّدت تأثيرًا سلبيًا على نظام سطح الأرض-التروبوسفير" يبلغ حوالي 0.15 إلى 0.10 واط لكل متر مربع (واط/م² ) . [ 41 ] علاوة على ذلك، غالبًا ما تُحسّن درجات حرارة الهواء المرتفعة عمليات تكوين الأوزون، مما يؤثر بدوره على المناخ.

يزداد إنتاج الأوزون خلال موجات الحر ، لأن النباتات تمتص كمية أقل منه. وتشير التقديرات إلى أن انخفاض امتصاص النباتات للأوزون قد يكون مسؤولاً عن وفاة 460 شخصًا في المملكة المتحدة خلال صيف 2006 الحار. [ 42 ] وخلصت دراسة مماثلة لتقييم التأثيرات المشتركة للأوزون والحرارة خلال موجات الحر الأوروبية عام 2003، إلى أن هذه التأثيرات تبدو تراكمية. [ 43 ]

في القطب الشمالي، وبسبب تغير المناخ، يتناقص الجليد البحري الذي يستمر من شتاء لآخر . وقد أدى ذلك إلى زيادة مساحة الجليد الذائب، وزيادة كمية الجليد التي تظهر وتختفي مع تغير الفصول. هذا التغير الموسمي في الجليد قد يُطلق المزيد من الكلور الجزيئي في الغلاف الجوي. وقد تم قياس مستوى الكلور الجزيئي فوق بارو ليصل إلى 400 جزء في التريليون. المصدر الأساسي للكلور الجزيئي هو كلوريد الصوديوم الموجود في ملح البحر، والذي يُرجح أنه من الجليد المغطى بالثلوج. ولا تزال كيفية تحول ملح البحر إلى كلور جزيئي مجهولة. يتفاعل الكلور الجزيئي مع الأشعة فوق البنفسجية، مُنتجًا جذور كلور شديدة التفاعل تُسرّع من تحلل غاز الميثان والأوزون التروبوسفيري، وتؤكسد الزئبق إلى أشكال أكثر سمية. [ 44 ] [ 45 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 وارنيك، بيتر (1999). كيمياء الغلاف الجوي الطبيعي . دار النشر الأكاديمية. ISBN 9780080529066.
  2. 1 2 3 "8.2 الأوزون التروبوسفيري" . elte.prompt.hu . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12-11-2018 .
  3. ↑ وزارة البيئة والغذاء والشؤون الريفية (Defra) webmaster@defra gsi gov uk. "ما هو الأوزون الستراتوسفيري؟ - Defra، المملكة المتحدة" . uk-air.defra.gov.uk . تاريخ الوصول: 26 أكتوبر 2019 .
  4. 1 2 "مراقبة ناسا للأوزون: حقائق عن الأوزون" . ozonewatch.gsfc.nasa.gov . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 نوفمبر 2018 .
  5. ↑ فاهي، ديفيد و. (2011). عشرون سؤالاً وجواباً حول طبقة الأوزون - تحديث 2010: التقييم العلمي لاستنفاد الأوزون 2010 (ملف PDF) . هيجلين، ميكايلا آي.، الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي بالولايات المتحدة، الإدارة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء بالولايات المتحدة، برنامج الأمم المتحدة للبيئة، المنظمة العالمية للأرصاد الجوية، المفوضية الأوروبية. جنيف، سويسرا: المنظمة العالمية للأرصاد الجوية. ISBN 978-9966-7319-4-4. OCLC 770711102 . 
  6. 1 2 3 4 5 6 "الأوزون في طبقة التروبوسفير" . scied.ucar.edu . مركز يوكار لتعليم العلوم . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 نوفمبر 2018 .
  7. ^ سكي ، راجنهيلد بيلتفيدت. ميهري، جونار؛ هودنيبروغ، أويفيند؛ كاميرون سميث، فيليب J .؛ ديوشي، ماكوتو؛ هيجلين، ميكايلا الأول. هورويتز، لاري دبليو. كرامر، ريان J.؛ ميتشو، مارتين؛ ميلز، مايكل J.؛ أوليفيه ، ديرك جيه إل. أوكونور، فيونا م.؛ باينتر، ديفيد؛ سامسيت، بيورن ه.؛ سيلار ، أليستير (2020-08-17). "التأثير الإشعاعي الإجمالي للأوزون التاريخي المستمدة من عمليات محاكاة CMIP6" . npj علوم المناخ والغلاف الجوي . 3 (1): 1– 10. دوى : 10.1038/s41612-020-00131-0 . hdl : 11250/2771140 . ISSN 2397-3722 . 
  8. ↑ تشيكا-غارسيا، راميرو؛ هيغلين، ميكايلا آي؛ كينيسون، دوغلاس؛ بلامر، ديفيد أ؛ شاين، كيث ب. (16 أبريل 2018). "التأثير الإشعاعي التاريخي للأوزون في طبقتي التروبوسفير والستراتوسفير باستخدام قاعدة بيانات CMIP6" . رسائل البحوث الجيوفيزيائية . 45 (7): 3264-3273 . doi : 10.1002/2017GL076770 . ISSN 0094-8276 . 
  9. 1 2 "الأوزون التروبوسفيري" . ccacoalition.org . تحالف المناخ والهواء النظيف . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 نوفمبر 2018 .
  10. 1 2 وكالة حماية البيئة الأمريكية، مكتب تقييم الأثر البيئي (29-05-2015). "أساسيات الأوزون على مستوى سطح الأرض" . وكالة حماية البيئة الأمريكية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26-10-2019 .
  11. ↑ بلومر، برايان جيه؛ ستير، جيفري دبليو؛ بيتي، تشارلز إيه؛ سالاويتش، روس جيه؛ ديكرسون، راسل آر. (2009). "العلاقات المرصودة لتلوث الهواء بالأوزون مع درجة الحرارة والانبعاثات" . رسائل البحوث الجيوفيزيائية . 36 (9). doi : 10.1029/2009GL037308 . ISSN 1944-8007 . تاريخ الاسترجاع: 3 يناير 2024 . 
  12. ↑ تانيغوتشي، نوري؛ تاكاهاشي، كينشي؛ ماتسومي، يوتاكا (2000). "التفكك الضوئي للأوزون عند حوالي 309 نانومتر". مجلة الكيمياء الفيزيائية أ . 104 (39): 8936-8944 . رمز Bibcode : 2000JPCA..104.8936T . doi : 10.1021/jp001706i . ISSN 1089-5639 . 
  13. 1 2 3 ريفز، كلير إي.؛ بينكيت، ستيوارت أ.؛ بوغيت، ستيفان؛ لو، كاثي س.؛ إيفانز، ماثيو ج.؛ باندي، برايان ج.؛ مونكس، بول س.؛ إدواردز، غافين د.؛ فيليبس، غافين (11 ديسمبر 2002). "إمكانية تكوّن الأوزون الكيميائي الضوئي في طبقة التروبوسفير فوق شمال المحيط الأطلسي كما تم استنتاجها من ملاحظات الطائرات خلال مشروع ACSOE" . مجلة البحوث الجيوفيزيائية: الغلاف الجوي . 107 (D23): ACH 14–1–ACH 14–14. Bibcode : 2002JGRD..107.4707R . doi : 10.1029/2002jd002415 . ISSN 0148-0227 . 
  14. 1 2 "كيف يُقاس الأوزون في الغلاف الجوي؟" (ملف PDF) . ERSL NOAA .
  15. ↑ "قياس الأوزون من الفضاء" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12-11-2018 .
  16. ↑ ناسا. "مسبار الأرض لقياس طيف رسم خرائط الأوزون الكلي" .
  17. ↑ ناسا. "مشروع TROPESS ومهمة TES" . tes.jpl.nasa.gov . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 نوفمبر 2018 .
  18. ↑ مركز أبحاث لانكستر، علي أكنان (22 يونيو 2005). "مركز بيانات ناسا المتكامل لكيمياء التروبوسفير" . www-air.larc.nasa.gov . تاريخ الاسترجاع: 12 نوفمبر 2018 .
  19. ↑ "مختبر الرصد العالمي التابع لمختبر أبحاث نظام الأرض - الأوزون وبخار الماء" . esrl.noaa.gov . وزارة التجارة الأمريكية، الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي، مختبر أبحاث نظام الأرض . تاريخ الاسترجاع: 12 نوفمبر 2018 .
  20. ↑ ويشلر، تشارلز ج. (ديسمبر 2000). " الأوزون في البيئات الداخلية: التركيز والكيمياء: الأوزون في البيئات الداخلية" . الهواء الداخلي . 10 (4): 269-288 . doi : 10.1034/j.1600-0668.2000.010004269.x . PMID 11089331. مؤرشف من الأصل في 15 أبريل 2024. تم الاسترجاع في 11 أبريل 2024 . 
  21. ↑ هاردينغ-سميث، إيلين؛ شو، ديفيد ر.؛ شو، مارفن؛ ديلون، تيري ج.؛ كارزلو، نيكولا (23 يناير 2024). "هل يعني اللون الأخضر النظافة؟ انبعاثات المركبات العضوية المتطايرة من منتجات التنظيف العادية مقابل منتجات التنظيف الصديقة للبيئة" . العلوم البيئية: العمليات والتأثيرات . 26 (2): 436-450 . doi : 10.1039/D3EM00439B . ISSN 2050-7887 . PMID 38258874 .  
  22. ↑
  23. ↑
    • "ICSC 0068" . بطاقات السلامة الكيميائية الدولية (ICSCs) . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 يوليو 2025 .
    • "معلومات عن المادة" . وكالة المواد الكيميائية الأوروبية . 19 مايو 2023. تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 يوليو 2025 .
    • "ملف التسجيل" . وكالة المواد الكيميائية الأوروبية . 19 مايو 2023. تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 يوليو 2025 .
    • "الأوزون" . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . 2 يونيو 2025. مؤرشف من الأصل في 11 يوليو 2025. تم الاطلاع عليه في 26 يوليو 2025 .
    • "21 CFR 801.415 - الحد الأقصى المسموح به لمستوى الأوزون" . eCFR . 17 يوليو 2025 [1976] . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 يوليو 2025 .
  24. 1 2 "الأوزون: مفيد في الأعلى، ضار في الجوار" (ملف PDF) . epa.gov . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26-10-2019 .
  25. 1 2 وكالة حماية البيئة الأمريكية، مكتب البحوث الزراعية (2015-06-05). "الآثار الصحية لتلوث الأوزون" . وكالة حماية البيئة الأمريكية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26-10-2019 .
  26. ↑ "آثار الأوزون على مستوى سطح الأرض" .
  27. ↑ آدار، سارة دوبوسكي (25-09-2012). "تعرض الأطفال للأوزون" . سيركوليشن . 126 (13): 1570-1572 . doi : 10.1161/circulationaha.112.133207 . ISSN 0009-7322 . PMID 23008468 .  
  28. ↑ شلينك، أوفه؛ هيربارث، أولف؛ ريختر، ماتياس؛ دورلينج، ستيفن؛ نوناري، جوزيبي؛ كولي، جافين؛ بيليكان، إميل (أبريل 2006). "نماذج إحصائية لتقييم الآثار الصحية والتنبؤ بمستويات الأوزون على مستوى سطح الأرض". نمذجة البرمجيات البيئية . 21 (4): 547-558 . doi : 10.1016/j.envsoft.2004.12.002 . ISSN 1364-8152 . 
  29. ↑ "الضباب الدخاني - من يتضرر منه؟ EPA-452/K-99-001" (ملف PDF) . airnow.gov (وكالة حماية البيئة) . يوليو 1999.
  30. ↑ "اتفاقية جودة الهواء بين كندا والولايات المتحدة: نظرة عامة" . 25 يناير 2005.
  31. ↑ "أسئلة وأجوبة حول الأوزون || جودة الهواء" . fcgov.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26-10-2019 .
  32. ↑ وكالة حماية البيئة الأمريكية، مكتب البحوث الإدارية (10 أبريل 2014). "جدول معايير جودة الهواء الوطنية" . وكالة حماية البيئة الأمريكية . تاريخ الاسترجاع: 26 أكتوبر 2019 .
  33. ↑ "فورت كولينز، كولورادو" . lung.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 22-06-2024 .
  34. ↑ "الأوزون" . مقاطعة بولدر . تم الاسترجاع في 26-10-2019 .
  35. ↑ "خطوات بسيطة. هواء أفضل. – برنامج تابع لمجلس جودة الهواء الإقليمي في كولورادو" . simplestepsbetterair.org . تاريخ الاسترجاع: 26 أكتوبر 2019 .
  36. ↑ "الأوزون" . مقاطعة بولدر . 2020. تم الاسترجاع في 22 يناير 2020 .
  37. ↑ إيبي، كريستي ل.؛ ماكجريجور، جلين (1 نوفمبر 2008). "تغير المناخ، والأوزون التروبوسفيري، والجسيمات الدقيقة، وتأثيراتها على الصحة" . مجلة منظورات الصحة البيئية . 116 (11): 1449-1455 . doi : 10.1289/ehp.11463 . PMC 2592262. PMID 19057695 .  
  38. ↑ "الجمعية الملكية" (ملف PDF) . royalsociety.org . تاريخ الاطلاع: 31 مارس 2022 .
  39. 1 2 إيبي، كريستي ل.؛ ماكجريجور، جلين (2008-11-01). "تغير المناخ، الأوزون التروبوسفيري، والجسيمات الدقيقة، وتأثيراتها على الصحة" . منظورات الصحة البيئية . 116 (11): 1449-1455 . doi : 10.1289/ehp.11463 . PMC 2592262. PMID 19057695 .  
  40. ↑ موهنين، ف.أ.؛ غولدشتاين، و.؛ وانغ، و.-س. (أكتوبر 1993). "الأوزون التروبوسفيري وتغير المناخ" . الهواء والنفايات . 43 (10): 1332-1334 . doi : 10.1080/1073161x.1993.10467207 . ISSN 1073-161X . 
  41. ↑ براكونوت، باسكال؛ جيليت، ناثان ب.؛ لو، يونغ؛ مارينغو أورسيني، خوسيه أ.؛ نيكولز، نيفيل؛ بينر، جويس إي.؛ ستوت، بيتر أ. "فهم وتفسير تغير المناخ" (ملف PDF) . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 2018-05-08.
  42. ↑ "ليس الأمر مجرد حرارة، بل يتعلق بالأوزون: دراسة تسلط الضوء على مخاطر خفية" . جامعة يورك . تم الاطلاع عليه في 14 يناير 2014 .
  43. ↑ كوساتسكي، ت. (يوليو 2005). "موجات الحر الأوروبية لعام 2003" . يوروسرفيلانس . 10 (7): 3-4 . doi : 10.2807/esm.10.07.00552-en . PMID 29208081 . 
  44. ↑ "اكتشاف مستويات عالية من الكلور الجزيئي في الغلاف الجوي القطبي الشمالي" . مركز أخبار معهد جورجيا للتكنولوجيا . 13 يناير 2014.
  45. ↑ جين لياو وآخرون (12 يناير 2014). "مستويات عالية من الكلور الجزيئي في الغلاف الجوي القطبي الشمالي" . مجلة نيتشر للعلوم الجيولوجية . 7 (2): 91-94 . Bibcode : 2014NatGe...7...91L . doi : 10.1038/ngeo2046 . 

للمزيد من القراءة