اثر آئروسل ها در تغییرات اقلیمی

تروپوسفر پایین ترین لایه جو زمین است. این لایه 75 درصد کل جرم جو را شامل شده است و تقریباً تمام بخار آب و ذرات معلق درون جو زمین در آن قرار دارند. میانگین ارتفاع تروپوسفر از سطح زمین حدود 10 کیلومتر است. از آنجا که تقریباً تمام بخار آب اتمسفر و آئروسل ها (ذرات جامد و مایع موجود در هوا) در تروپوسفر وجود دارند، این لایه دقیقاً جایی است که تغییرات آب و هوایی در آن رخ می دهد.

به گزارش پورتال یو سی (شما می توانید)، رصدخانه Pico بهترین مکان جهت مطالعه روی آئروسل ها است. این رصدخانه روی یک کوه آتشفشانی غیرفعال در جزیره Azores در کوه های پیکو و روی بلندترین کوه پرتغال واقع شده است. برنامه اصلی این ایستگاه تحقیق هایی شامل مشاهده گازهای گلخانه ای جهت تحقیق های اقلیمی، اندازه گیری امواج رادیویی اتمسفر، تحقیق ها روی آئروسل ها و اندازه گیری آلودگی های هوا است.

این رصدخانه در بالاترین لایه ابرها در تروپوسفر واقع است که به عنوان لایه مرزی جو شناخته شده است. پیکو در میان ابرها آویزان است و نوک آن در بیرون ابرها قرار گرفته است. موقعیت قرارگیری پیکو به دانشمندان اجازه می دهد تا آئروسل ها را در بالای لایه مرزی مطالعه کند.

نکته: آئروسل به ذرات جامد و مایع موجود در گاز گفته می شود.

این مطالعات شامل پژوهش های تیم تحقیقاتی دانشگاه تکنولوژی میشیگان روی سه نمونه است. دانشمندان اخیراً به چالش کهنه شدن یا ماندگاری آئروسل ها در این لایه از جو زمین می پردازند. شیمیدانان فناوری میشیگان ثابت کردند که بعضی ذرات آئروسل که ناشی از احتراق آتشفشان ها است برای دوره طولانی تر و تحت اکسیداسیون کمتر از آنچه قبلاً تصور می شد در فضا وجود دارند. به عنوان مثال کربن قهوه ای که انتظار می رفت طی 24 ساعت از بین برود به مدت یک هفته باقی مانده است. اگر این آئروسل ها طول عمر بیشتری داشته باشند، انتظار می رود که نور و گرمای بیشتری جذب کنند و این موضوع می تواند پیامدهای پیش بینی اقلیمی و هواشناسی داشته باشد. از آنجا که هم اکنون هواشناسان، اقلیم شناسان و دانشمندان محیط زیست می کوشند تا با انجام پیش بینی های لازم و تحلیل میزان توزیع و انتقال ذرات معلق، اثرات زیان بار وضعیت اقلیمی و آب و هوایی را به کمترین میزان ممکن برسانند، بنابراین ایجاد خلل در روند پیش بینی اقلیمی و هواشناسی عواقب نامساعدی را به همراه دارد.

توضیح استحکام آئروسل ها

به منظور تشخیص سرچشمه مولکول های موجود در آئروسل، استادیار شیمی دانشگاه میشیگان و نویسنده این مقاله «Lynn Mazzoleni» با استفاده از طیف سنج جرمی رزونانس سیکلوترون تبدیل یون، به تجزیه و تحلیل گونه های شیمیایی این سه نمونه پرداخت. تحقیق ها نشان دادند که آئروسل ها بسته به ترکیبات شیمیایی و مولکولی خود می توانند اثرات مستقیم و غیر مستقیم بر آب و هوا داشته باشند. به این دلیل که بعضی آئروسل ها نور را پراکنده می کنند در حالی که بعضی دیگر نور را جذب و بعضی ها بخار آب را جذب می کنند و خواص ابر را تغییر می دهند.

آئروسل ها نقش خنک کننده را در اتمسفر بازی می کنند اما تردیدهای بسیاری در ارتباط با وسعت قدرت تاثیرات آب و هوایی ایجاد شده از سوی آنها وجود دارد. نکته حائز اهمیت این است که می توان با پی بردن به چگونگی روند اکسیداسیون یا تجزیه آئروسل های خاص موجود در اتمسفر به قسمتی از پازل درک چگونگی تغییرهای اقلیمی و آب و هوایی دست یافت.

آئروسل ها بر اساس ترکیب و محیط اطراف شان از لحاظ ثبات متفاوت هستند. بعضی از آنها غلظت و استحکام مشابه روغن یا عسل را دارند که این دسته از آئروسل ها خیلی سریع اکسیده می شوند. بعضی دیگر به قیر یا مرمر تشبیه می شوند که این گروه از آئروسل ها دشوار و متبلور شده بوده و از اکسیداسیون کندی برخوردار هستند. تیم محققان فناوری میشیگان جهت کسب اطمینان از میزان تاثیر محیط بر سرعت اکسیداسیون آئروسل ها، نمونه ها را در مسیرهای مختلف با میزان دما و رطوبت متفاوت قرار دادند. طبق نتایج حاصله بعضی از مسیرها در جو به علت میانگین پایین دما و رطوبت باعث می شوند ذرات آئروسل به سمت جامد شدن تغییر حالت فیزیکی بدهند و سرعت اکسیداسیون آنها کاهش یابد در نتیجه میزان ماندگاری آنها در جو بالا رود، در حالی که نمونه دیگری با شرایط آب و هوایی متفاوت به سرعت اکسیده شد. بطورکلی تغییر حالت فیزیکی ذرات، تعیین کننده سرعت اکسیداسیون آنها است جدا از اینکه چه مدت در فضا باقی مانده اند.

این امر بینش جدیدی را برای درک بهتر چگونه ذرات بر آب و هوا تاثیر می گذارند، فراهم می کند. آتش سوزی های بزرگ منابع عظیم تولید آئروسل در اتمسفر با ترکیبی از ویژگی های خنک کنندگی یا گرم کنندگی می باشند که دستیابی به میزان تخریب و تاثیرگذاری آنها می تواند اثرات عمیقی بر صحت پیش بینی تغییرهای آب و هوایی داشته باشد.

منابع

خبر علمی «اثر آئروسل ها در تغییرات اقلیمی» توسط هیئت تحریریه خبر پورتال یو سی (شما می توانید) با استناد به Manufacturing و مجله دانستنیها، ترجمه، تدوین و نگارش شده است.