دلایل موثر بر آلودگی هوا وارونگی هوا چیست

کره زمین توسط نسل بشر تسخیر شده است, نسل بشری که بی توجه به کره ی گردی که حیات را به وی ارزانی داشته سرگرم صنعت, پیشرفت و البته تخریب است اگرچه تعدادی از ابنا بشر متوجه این امر شدند که اگر به پاکی هوای بی توجه باشند به زودی دیگر کره زمینی وجود نخواهد داشت تا آنها را همچون گهواره ای آرام در خود جای دهد,اما زور مردان صنعت بیشتر از مردان اهل قلم و فضیلت است

آلودگی هوا در تهران نگران کننده است به طوری که در روزهای اوج آلودگی به هموطنان توصیه می شود در خانه بمانند و یا سعی کنند کمتر در شهر تردد کنند. مسئولان به طرح های مختلفی برای کنترل آلودگی هوا روی آوردند اما متاسفانه چندان ثمر بخش نبوده است. در شهرهای بزرگی همچون تهران، تبریز و … این مسئله بسیار موجب نگرانی همه شده است. اما بهتر است این موضوع را نیز بدانید که آلودگی هوا موضوعی جهانی است که در تمام دنیا یکی از مسائل مورد بحث شده است. هرگونه تغییر فیزیکی، بیولوژیکی یا شیمیایی در هوا ممکن است به عنوان آلودگی نامیده شود. عوامل اصلی آلودگی هوا متفاوت است و این اتفاق زمانی رخ می دهد که گازهای مضر، گرد و غبار، دود و … وارد جو شود. این قضیه باعث می شود که زندگی گیاهان، حیوانات و انسان ها به دلیل کثیف شدن هوا با مشکلات متعددی روبرو شود. آلودگی امروزه اصطلاحی است که در تمام دنیا شنیده می شود. ما در مورد انواع مختلف آلودگی می شنویم و در رسانه ها این واژه را زیاد می بینیم. اما «آلودگی هوا» یکی از انواع آلودگی است که صرف نظر از مکان آن چه در محیط بسته و چه در محیط باز، به هوایی که در آن آلاینده ها وجود داشته باشند گفته می شود. آلودگی هوا می تواند به دو بخش تبدیل شود: آلودگی هوای قابل مشاهده و آلودگی هوای نامرئی یا غیر قابل مشاهده. اگر می خواهید طور دیگری به آلودگی هوا نگاه کنید باید بگوییم که آلودگی می تواند هر ماده ای باشد که مانع از تحمل هوا شود و روی سلامتی موجودات زنده اثر بگذارد. حفظ تمام موجودات زنده روی زمین، به دلیل ترکیب گازهایی است که به طور کل، «جو» را تشکیل می دهند؛ عدم تعادل ناشی از افزایش یا کاهش درصد این گازها می تواند برای بقا مضر باشد.

انواع آلودگی

برای اینکه عوامل اصلی آلودگی هوا را متوجه شویم باید چندین تقسیم بندی را متوجه شویم. آلاینده های اصلی هوا می توانند توسط منابع اولیه یا منابع ثانویه به وجود بیایند. آلاینده هایی که نتیجه مستقیم این فرآیند هستند می توانند آلوده کننده های اولیه باشند. یک مثال واضح از یک آلاینده اصلی، دی اکسید گوگرد تولید شده از کارخانه ها است.

آلاینده هایی ثانویه هستند که به واسطه آمیختگی و واکنش آلاینده های اولیه ایجاد می شوند. دود ایجاد شده توسط تعاملات چندین آلاینده های اصلی به عنوان آلاینده های ثانویه شناخته شده است.

عوامل اصلی آلودگی هوا

• سوزاندن سوخت های فسیلی

دی اکسید گوگردی که از احتراق سوخت های فسیلی مثل زغال سنگ، نفت و سایر انتشار می شود یکی از عوامل اصلی آلودگی هوا است. آلاینده های ناشی از وسایل نقلیه شامل کامیون، اتومبیل، قطار، هواپیما باعث ایجاد آلودگی زیادی می شود. این سوخت ها همیشه مضر هستند اما ما از آن ها استفاده می کنیم تا نیازهای اساسی حمل و نقل روزانه مان را برآورده کنیم. اما، استفاده بیش از حد آن ها برای محیط زیست بسیار مضر است زیرا گازهای خطرناک ناشی از آن ها، باعث تخریب تدریجی آن می شود. مونوکسید کربن ناشی از احتراق نامناسب یا ناقص سوختی که از وسایل نقلیه آزاد می شود یکی دیگر از آلاینده های مهم همراه با نیتروژن اکسید است که از هر دو فرآیند طبیعی و انسانی تولید می شود.

• فعالیت های کشاورزی

آمونیاکی که توسط محصولات مرتبط با کشاورزی ساخته می شود بسیار شایع می باشد و یکی از گازهای خطرناک در جو است. استفاده از حشره کش ها، آفت کش ها و کود در فعالیت های کشاورزی بسیار زیاد است. آنها مواد شیمیایی مضر را در هوا پخش می کنند و علاوه بر هوا می توانند باعث آلودگی آب نیز شوند.

• گازهای خروجی کارخانه ها و صنایع

صنایع تولیدی مقدار زیادی مونوکسید کربن، هیدروکربن، ترکیبات آلی و مواد شیمیایی را در هوا پخش می کنند و به همین دلیل کیفیت هوا را کاهش می دهند. صنایع تولیدی را می توان در هر گوشه ای از زمین یافت و هیچ منطقه ای نیست که تحت تاثیر آن قرار نگرفته باشد. پالایشگاه های نفت نیز، هیدروکربن و سایر مواد شیمیایی آلوده دیگر را در هوا منتشر می کنند و همچنین باعث آلودگی زمین می شوند.

• عملیات معدن

فعالیت های معادن، فرآیندی است که در آن مواد معدنی زیر زمینی با استفاده از تجهیزات بزرگ استخراج می شوند. در طول این فرآیند گرد و غبار و مواد شیمیایی در هوا پخش می شود و باعث آلودگی هوا می شود. این یکی از دلایلی است که مسئول بدتر شدن شرایط بهداشتی کارگران و ساکنین نزدیک آن است.

• آلودگی هوای داخل محیط بسته

مواد پاک کننده خانگی و لوازم نقاشی، مواد شیمیایی سمی در هوا را ایجاد می کنند و باعث آلودگی هوا می شوند. آیا تا به حال متوجه شده اید که هنگامی که دیوارهای خانه خود را رنگ می کنید، بویی بوجود می آید که به معنای واقعی کلمه تحملش غیر ممکن است؟ این همانی است که استفاده مکررش موجب بیماری های تنفسی می شود.

برخی از راهکارهای مبارزه با آلودگی هوا

• استفاده از حمل و نقل عمومی به جای ماشین شخصی

• صرفه جویی در مصرف انرژی: در این صورت شما می توانید از تخریب محیط زیست با کاهش میزان سوخت های فسیلی که باید سوزانید، جلوگیری کنید.

• درک مفهوم کاهش، استفاده مجدد و بازیافت: چیزهایی که دیگر برای شما استفاده ندارد را دور نیندازید. در حقیقت آنها را مجددا برای منظور دیگری استفاده کنید. برای مثال شما می توانید از شیشه های قدیمی برای ذخیره حبوبات استفاده کنید.

• از دستگاه های کارآمد انرژی استفاده کنید: چراغهای کم مصرف نسبت به لامپ های قدیمی بسیار بهینه تر هستند، برق کمتری مصرف می کنند، عمرشان طولانی تر است و به کاهش مصرف انرژی کمک می کنند.

تلاش های چندگانه در سطوح شخصی، صنعتی و دولتی در سراسر جهان برای جلوگیری از شدت آلودگی هوا افزایش یافته است و یک اقدام مستقیم در افزایش گرمایش جهانی است. با اینکه ما امروزه شاهد یک سری نوآوری ها و آزمایش هایی هستیم که با گزینه های متناوب و غیر متعارف برای کاهش آلاینده ها همراه است اما همچنان عوامل اصلی آلودگی هوا دردسر ساز هستند و باید توجه بیشتری به آن ها شود.

آلودگی هوا در سرتا سر جهان وجود دارد به خصوص در شهرهای بزرگ و صنعتی ، این مسئله بر عهده دولت ها است تا آلودگی هوا را کنترل کنند. اما آلودگی هوا در فصل سرما تشدید می شود و ما با پدیده ای به نام وارونگی هوا مواجه می شویم.

آلودگی هوا و وارونگی هوا

پدیده آلودگی هوای تهران چندین سال است است که تهران را درگیر کرده و در چندین سال گذشته با ورود به فصل سرد و زمستان پایتخت نشینان را با معضل جدی رو به رو می کند و با وجود تمام اقدامات انجام شده برای ورود این مهمان ناخوانده، باز هم شاهد روزهایی هستیم که مدارس تعطیل میشود و طرح زوج و فرد کردن ماشین ها نیز همچنان ادامه میابد اما آلودگی قرص و محکم پا برجاست.

منظور از وارونگی هوا چیست؟

در حالت عادی هوای گرم همیشه به سمت بالا حرکت می کند و هوای سرد به دلیل سنگینی به سمت پایین. با شروع روز و آغاز فعالیت های انسانی و مصرف سوخت، دمای هوای سطح زمین افزایش یافته و این هوای گرم هنگام صعود و حرکت به سمت بالا یا هنگام جا به جایی به وسیله باد با لایه ای هم دما از هوا که توسط تابش خورشید در طبقات فوقانی جو تشکیل شده برخورد کرده و مانع صعود و تبادل هوا می گردد.

در نتیجه یک سطح پوششی بالای شهر ایجاد می شود که با گذشت زمان و افزایش فعالیت های انسانی و به دلیل حبس هوا در زیر این لایه مواد آلاینده تولیدشده در سطح زمین باقی مانده و بالا نمی روند. در این حالت گفته می شود که وارونگی دما رخ داده است. به عبارت دیگر، هنگامی که هوای سطح زمین سردتر از هوای بالا باشد چون هوای سرد سنگین تر است، عمل مخلوط شدن هوا صورت نمی گیرد و در این حالت گفته می شود که عمل وارونگی دما یا اینورژن اتفاق افتاده است. وارونگی هوا یا اینورژن (Inversion) پدیده ای است که آلودگی هوا را به دنبال دارد.

زمانی که وارونگی دما رخ می دهد، هوای گرم مانند یک لایه ضخیم بالای شهر را می گیرد و چون در این حالت هوای سرد و آلوده نمی تواند بالا رود و از هوای گرم عبور کند، آلودگی افزایش می یابد و خطرناک می شود.

این پدیده در شهری چون تهران زیاد اتفاق می افتد زیرا رشته کوه هایی از سه طرف آن را احاطه کرده اند. تهران در نیمی از روز های سال با پدیده وارونگی دما روبه روست. همچنین عدم وجود زیرساخت های مناسب حمل و نقل عمومی، عدم تخصیص بودجه کافی برای موضوع محیط زیست و آلودگی، استفاده از خودروهای شخصی تک سرنشین و عدم استفاده از وسایل حمل و نقل عمومی و … نیز می تواند به این مشکل دامن بزند.

چه عواملی باعث ایجاد وارونگی دما می شود؟

وارونگی هوا چگونه ایجاد می شود؟ گفته شد که فقط انسان در ایجاد این پدیده نقش ندارد بلکه شرایط جوی زمین نیز در بروز چنین حالتی تاثیر گذار است. عواملی که در ادامه عنوان می شوند، در ایجاد وارونگی هوا نقش دارند:

• جذب تشعشع جزئی حرارت زمین به دلیل وجود هوای سرد و خشک

• افزایش سرعت تشعشع به دلیل صاف و بدون ابر بودن آسمان

• عدم تداخل هوای سرد و گرم به دلیل آرام و بدون باد بودن هوا

• سمت و سرعت باد

• وجود رشته کوه ها و جهت آنها نسبت به باد غالب

• وجود شارش های ناپایدار جوی و میزان بارندگی مربوط به آن

• حرکت قایم لایه های جو (ادوکشن و کنوکشن)

وارونگی دما چگونه می تواند باعث آلودگی هوا شود؟

پایداری جوی ناشی از وارونگی دما یکی از مهمترین علل افزایش پتانسیل آلودگی هوا بخصوص در کلان شهرها است. به طور طبیعی در لایه تحتانی جو(تروپوسفر) با افزایش ارتفاع، هوای سطح زمین که در مجاورت زیست کره واقع شده گرم تر از سطوح بالاتر می شود. در این حالت نوسانات عمودی جو به راحتی مهیا شده و هوای سطح زمین با هوای پاک و پاکیزه سطوح بالایی جابجا و تهویه طبیعی انجام می گیرد.

اما اگر شرایط به گونه ای باشد که با افزایش ارتفاع، دما نیز افزایش یابد، یعنی هوای مجاور سطح زمین سردتر از سطوح بالایی باشد، در این حالت جابجایی عمودی جو متوقف شده و هوای سطح زمین به حالت پایدار مسکوت می گردد، به چنین حالتی وارونگی دمایی یا اینورژن گفته می شود.

با توجه به اینکه منابع آلاینده هوا به طور دائم آلاینده های خود را در داخل لایه سطحی تزریق می کنند، غلظت آلاینده ها در این شرایط به شدت افزایش خواهد یافت. آلودگی هوا زمانی به شدیدترین حد خود می رسد که پدیده وارونگی، با ارتفاع کم و برای مدت طولانی تر در هوای شهر باقی بماند. در واقع لایه اینورژن با ارتفاع کم و مدت زمان زیاد، باعث ایجاد حائل پایدار و ساکنی می شود که مانع اختلاط این سطح با سطوح بالایی شده و با افزایش غلظت آلاینده ها در زیر آن، آلودگی هوا تشدید می گردد.

وارونگی هوا به معنای تغییر یا انحراف هوا از وضعیت موجود به حالتی دیگر به علت ارتفاع است که در بیشتر موارد به وارونگی دمایی مربوط بوده و منجر به تهدید سلامتی انسان ها می شود. این پدیده همچنین می تواند باعث جلوگیری از پدیده انتقال حرارت جابجایی گردد.

بررسی انواع وارونگی دما

در این قسمت به بررسی انواع مختلف وارونگی دما می پردازیم. انواع وارونگی دما شامل موارد زیر است:

• وارونگی دما تشعشعی

• وارونگی تربولانسی

• وارونگی فرونشینی

• وارونگی جبهه ای

اینورژن تشعشعی

در اینورژن تشعشعی وارونگی دما در سطح زمین ایجاد می شود. هنگام شب سطح زمین در اثر تشعشع سرد می شود و اگر فرایند سرد شدن زیاد ادامه داشته باشد هوای نزدیک سطح زمین سردتر از جو بالای آن شده و وارونگی دما در نزدیکی زمین گسترش می یابد.

در شبهای بدون ابر و همراه با باد ضعیف، وارونگی تشعشعی پدید می آید و در صورت کافی بودن رطوبت در این شرایط مه صبحگاهی نیز قابل مشاهده است.

اینورژن تلاتمی (توربولانسی )

تلاتم یا اغتشاش هوا نیز می تواند باعث بروز پدیده وارونگی شود. اگر این تلاتم زیاد ادامه پیدا کند اختلاط کلی هوا در لایه هایی که تلاتم وجود دارد، اتفاق می افتد.

تلاتم یا اغتشاش مکانیکی سبب انتقال هوای سرد قسمت پایین وارونگی سطح زمین به ارتفاعات بالاتر می شود. همچنین اگر باد شدید باشد تلاتم بیشتر می شود و اختلاط هوا سبب می شود که هوای سردتر در سرتا سر لایه ای ضخیم تر گسترش یابد. در ادامه اینورژن تلاتمی عمیق در سطح زمین پدید می آید.

وارونگی فرونشینی

وارونگی فرونشینی با پدیده همرفت در سطوح فوقانی و واگرایی در سطوح زیرین هوا همراه است. این نوع وارونگی در دو حالت پدید می آید؛

اول: از آن جایی که جریان هوا در نزدیکی سطح زمین به اطراف حرکت می کند هوایی که از بالا به سمت پایین می آید جای آن را می گیرد و هوای نزول کننده همچنان که به سطح زمین نزدیک می شود در نتیجه ی فشرده شدن، گرم می شود و وارونگی اتفاق می افتد. این نوع وارونگی در مناطقی که هوای پرفشار بر آنها استقرار یافته تشکیل می شود.

دوم: در طول شب هوای مجاور قلل کوهستانی در نتیجه تابش مادون قرمز هوا سرد شده و چون سنگین است به آرامی یک لایه نازک ایجاد شده و از مجاورت سطح دامنه کوه به طرف کف دره ها و دشت های مجاور رفته و در چاله ها روی هم انباشته می شود. در ادامه هوای گرم مجاور سطح زمین به لایه های بالاتر رفته و وارونگی اتفاق می افتد.

وارونگی جبهه ای

هنگامی که یک توده هوای گرم در مواجه با توده هوای سرد مجبور به صعود از روی هوای سرد می شود، هوای زیر سردتر از هوای سطح فوقانی خواهد بود و باعث می شود که وارونگی ایجاد شود. این نوع وارونگی دما ، وارونگی جبهه ای گفته می شود.

هنگام مواجه شدن با پدیده وارونگی دما چه اقداماتی را می توان انجام داد؟

گفتیم که پدیده وارونگی دما چیست و چگونه اتفاق می افتد. اکنون می خواهیم این موضوع را بررسی کنیم که هنگام وقوع این پدیده چه کاری می توان انجام داد:

• هنگام وارونگی دما تردد خودروها باید به حداقل برسد

• خودروها با آلایندگی بالا نباید تردد کنند

• کودکان و سالمندان و کسانی که مشکل قلبی و عروقی دارند نباید از خانه خارج شوند

• استفاده از گل در محیط خانه برای ایجاد یک سیستم تهویه طبیعی و تولید اکسیژن

• نوشیدن مایعات زیاد و شیر

• ورزش نکردن

• استفاده از سبزیجات و میوه های فراوان

• استفاده نکردن از غذاهای سنگین، پرحجم و چرب

• مصرف ماهی، تخم مرغ و روغن زیتون

آماری که در طول ۵ سال از ایستگاه مهرآباد تهران گرفته شده نشان می دهد که بیشترین میزان ارتفاع وارونگی دما در فصل پاییز ۴۱۹ متر، در فصل زمستان ۴۰۴ متر، در بهار ۳۵۴ متر و در تابستان ۳۸۴ متر بوده است. همچنین میانگین مدت زمان وارونگی دما ۲۳۹ روز بوده است که در بهار، ۵۷ روز، در تابستان ۶۱/۲ روز، در پاییز ۵۸ روز و در زمستان ۶۱/۲ روز بوده است.

پدیده وارونگی دما یا اینورژن با ایجاد تغییراتی باعث آلودگی هوا می شود.

در پایان با توجه به مواردی که گفته شد متوجه شدیم که آلودگی هوا اصولا چیست و چرا با ورود به فصل سرما با پدیده ای به نام وارونگی هوا مواجه می شویم. با توجه به مطالب بیان شده به این نتیجه می رسیم که این مسئله یک مسئله جهانی است و کل دنیا باید متوجه باشد آلودگی چه تاثیراتی بر کره زمین می گذارد، به خصوص دست اندرکاران صنعت و تجارت باید به این موضوع واقف شوند که تنها تاجر نیستند، در درجه اول انسان هستند و مسئولیتی در قبال نسل های بعدی که پا به این کره خاکی می گذارند دارند. نکته آخر مسئولان طرح ترافیک و شهرداری تهران باید به فکر دیگری برای کم کردن میزان آلودگی هوای پایتخت باشند، با تعطیل کردن مدارس کار به جایی نمی برند و یا با اجرای طرح ترافیک چرا که امروزه بیشتر خانواده ها دو ماشین با پلاک های مختلف دارند، گرچه فرهنگ سازی برای استفاده از وسایل نقلیه عمومی کاری به جا است اما شرایط باید برای رفت و آمد محیا باشد تا مردم بتوانند وسایل نقلیه عمومی را جایگزین استفاده از وسایل شخصی کنند.

منابع: الی گشت، ایران بانو