[maan]

لماذا لا تسخن الأرض؟

الغازات الدفيئة تحبس الاشعاع في البيت الزجاجي.

لقرأ المزيد بقلم الدكتور عبد الحليم علي المحي

يعتبر كوكب الأرض من الكواكب الباردة ولا توجد فيه مصادر طاقة ذاتية للتدفئة سوى مصدر واحد هو باطن الأرض والذي مقداره صغير جدا أي 0.01 وحده طاقة يقابلها 100 وحدة طاقة من الشمس، لذلك يبقى المصدر الرئيسي لتدفئة الكوكب هو الإشعاع القادم من الشمس، إذا السوال الذي يطرح نفسه هو لماذا لا تسخن الأرض وهي تتعرض إلى أشعة الشمس بشكل متواصل، (تبعث الشمس طاقة مقدارها 56x10^26 cal min ^-1 ) طوال الأيام والسنين منذ وجودها قبل 500 مليون عام ؟

يتميز كوكب الأرض عن الكواكب بوجود غلاف جوي متكون من خليط من الغازات بالإضافة إلى الهباء الجوي. ويمكن تقسيم الغازات إلى قسمين القسم الأول يمثل الغازات ذات النسبة الثابتة وهي : نتروجين، أوكسجين، اوركون، هيليوم، نيون، هيليوم، كربتون، اكزنون، وهيدروجين.

القسم الثاني يمثل الغازات ذات النسبة المتغيرة حسب تغير العوامل التي تساهم في تكونها أوتلاشيها. مكونات الغلاف الجوي متغيرة النسبة والهباء الجوي( ثاني اوكسيد الكاربون ، ميثان، أوكسيد النتروز ، أول أوكسيد الكاربون، الأوزون، الأمونيا، ثاني أوكسيد الكبريتيد، ثاني أوكسيد النتروجين، بخار الماء، غازات أخرى، الهباء الجوي، كلوروفيل الكاربون، الهيدروكلورو كاربون و البرفلوروميثان )، تلعب دورا أساسيا في جعل الغلاف الجوي يعمل بشكل إنتقائي بالسماح للإشعاع قصير الموجة القادم من الشمس بإتجاه الأرض والإشعاع طويل الموجة المنبعث من الغلاف الجوي والأرض باتجاه الفضاء الخارجي. كما أنها تمتص وتعكس كلا الإشعاعين.

الإشعاع قصير الموجة القادم من الشمس، الذي مدى الطول الموجي له0.2 - 2μm) ) عند دخوله الغلاف الجوي يعمل غاز الأوزون على إمتصاص الأطوال الموجية التي مداها λ) 0.2μm > λ < 0.31μm هي الطول الموجي ) على إرتفاع 30-20 كيلومترا ثم يواصل هذا الإشعاع رحلته متوجها إلى سطح الأرض اليابسة والماء وقبل وصوله يعاني في الغلاف الجوي من إمتصاص وإنعكاس وتشتت من قبل كل من ( غاز ثاني اوكسيد الكاربون وغاز الميثان وغاز اوكسيد النتروز وغاز الأوزون القريب من سطح الأرض وغاز كلوروفيل الكاربون وغاز الهيدروفلوروكاربون وغاز البرفلوروميثان وبخار الماء)، التي تمتص قسما من الأطوال الموجية كما أن الهباء الجوي الذي إمتصاصه وإنعكاسه وتشتيته للإشعاع يعتمد على حجم ونوع الهباء الجوي إذاكان سائلا ( قطرات أو جزيئات لبعض المركبات) أو جسيمات الأملاح والأتربة والغبار والدخان المتطاير من سطح الأرض وسطح الماء و البراكين، كل هذا الذي يحصل للإشعاع قصير الموجة القادم من الشمس يحدث أثناء النهار، أما الإشعاع طويل الموجه الذي مداه من 2μm < λ< 100μm فإن مصدره هو سطح الأرض وسطح الماء والغلاف الجوي , والذي ينبعث طوال اليوم إلا أن مقداره يكون أكبر وأوضح أثناء الليل بعد غياب الشمس.
هذا الإشعاع تمتص مكونات الغلاف الجوي المتغيرة النسبة والهباء الجوي معظم أطواله الموجية، وتسمح لبعض الأطوال الموجية بالنفاذ والمرور من خلاله إلى الفضاء الخارجي ضمن المدى 13 - 8μm)) وهو أكبر مدى، وهناك أطوال موجية أخرى. هذا المدى من الأطوال الموجية التي يسمح لها الغلاف الجوي بالنفاذ إلى الفضاء الخارجي تسمى نافذة الغلاف الجوي (كل هذه العملية من إمتصاص ونفاذ للإشعاع طويل الموجة تسمى بظاهرة البيت الزجاجي Greenhouse.

إن دور الغلاف الجوي هذا يعمل على المحافظة على معدل درجة حرارة الأرض ثابتة ( (15 - 14.5درجة مئوية منذ نشأتها قبل 500 مليون سنة . إذا مكونات الغلاف الجوي المتغيرة النسبة هي التي نسميها الغازات الدفيئة والتي تعتبر مكونات أساسية للبيت الزجاجي لأنها تحبس الإشعاع في الغلاف الجوي، لذلك في حالة ازدياد نسبها بشكل غير طبيعي فإنها سوف تحبس مزيدا من الإشعاع في الغلاف الجوي وبالتالي سوف تزيد من معدل درجة حرارة سطح الأرض، وهنا تكمن خطورة التأثير السلبي لتلك الغازات بعد الإخلال في معدلات تراكيزها.

[maan]

الأحد 11 صفر 1432

[فيزيائي 2009]

thanks to u
الجمعة 23 صفر 1432