خلاصه:

پدیده وارونگی هوا

هوا ضروری ترین ماده برای ادامه حیات موجود زنده است. هر انسان به طور متوسط روزانه 16 کیلوگرم هوا مصرف می کند و این در حالی است که فقط 5/1 کیلوگرم آب و حدود 1 کیلوگرم غذا مصرف می کند .

وارونگی هوا یا وارونگی گرمایی به پدیده‌ای گفته می‌شود که در آن برخلاف حالت طبیعی با افزایش ارتفاع دما زیاد می‌شود و در این شرایط درجه حرارت پائین جو کمتر از طبقه فوقانی می‌باشد. در شهرهای بزرگ وارونگی هوا معمولاً باعث آلودگی هوا می‌شود.

متن:

عوامل ایجاد وارونگی هوا

عوامل زیر موجب می‌شود که هنگام شب تشعشع(از زمین) شدید شده و سطح زمین به سرعت حرارت خود را از دست دهد و خیلی زود سرد شود و وارونگی هوا پدید آید.

-  وجود هوای سرد و خشک که باعث جذب تشعشع جزئی حرارت زمین می‌گردد.

- آسمان صاف و بدون ابر که عمل تشعشع را سرعت می بخشد.

-  هوای آرام و بدون باد که باعث عدم تداخل هوای سرد و گرم شود.

  وارونگي هوا Inversion چیست؟

معمولا در لایه پایین جو درجه حرارت هوا با افزایش ارتفاع کاهش می یابد. بنابر این، طبیعی است که حرکت صعودی هوا به وجود می آید و آلودگیها را با خود به طبقات بالای جو می برد و از محل تنفس دور می کند؛ اما در بعضی از شرایط جغرافیایی خاص (مانند احاطه شدن شهری با کوهها)، لایه هوای گرم - همچون سقف شیشه ای که بالای شهر را بپوشاند باشد هوای سرد پایین را محبوس می کند و مانع از بالا رفتن و دور شدن آلودگی از سطح شهر می شود.

در این حالت، جریان هوا برعکس می شود و باعث پایداری بیشتر هوا و تراکم گازهای آلاینده تا حد بسیار خطرناک می شود که به این حالت وارونگی جوی اطلاق می شود.

متأسفانه، تهران بیش از دو سوم روزهای سال (حدود 250 روز) با پدیده وارونگی جوی روبروست. این حالت بیشتر در پاییز و زمستان روی می دهد.

با افزایش جمعیت و توسعه شهرهای بزرگ، منابع آلوده‌کننده هوا از جمله خودروها ، مراکز صنعتی، کارخانه‌ها ومنابع گرمایش خانگی به شکل روزافزون رشد کرده و سبب آلودگی هوای این شهرها می‌شود. همچنین با شروع روز و آغاز فعالیت‌های انسانی و مصرف سوخت، دمای هوای سطح زمین افزایش می‌یابد.

در هواشناسی، اصطلاح وارونگی گرمایی یا وارونگی هوا پدیده ویژه‌ای را نشان می‌دهد که در آن نمودار گرمایی عمودی اتمسفر یک شیب گرمایی عمودی وارونه (مثبت) نسبت به شکل عادی (منفی) پیدا می‌کند. بنابراین دمای لایه اتمسفر مرتبط با این نمودار با افزایش ارتفاع رشد می‌یاید.

به طور عادی، دمای هوا با افزایش ارتفاع کاهش می‌یاید. به طوری که شیب گرمایی عمودی به طور متوسط در هر هزار متر ارتفاع در حدود 5/6 درجه است.

این رویداد زمانی رخ می‌دهد که هوا با خاک که دمای بیشتری دارد وارد تماس شود. در این حالت، دمای هوا افزایش می‌یابد و به دلیل جریان همرفتی به ارتفاع می‌رود. زمانی که هوا گرم شد و به ارتفاع رفت، تحت یک فشار پایین‌تر قرار می‌گیرد و در نتیجه منبسط و سرد می‌شود. به این ترتیب یک شیب گرمایی منفی (کاهش دما با افزایش ارتفاع) را می‌سازد.

این درحالی است که در زمان وارونگی گرمایی، عکس این پدیده رخ می‌دهد. به طوری‌که با افزایش ارتفاع هوا گرمتر می‌شود (شیب گرمایی مثبت می‌شود).

این مسأله در ارتفاع می‌تواند به دلیل اثر نشست جوی و در خاک به دلیل اثر تابش شبانه زمین رخ دهد. شدت این پدیده می‌تواند با دمایی که حداکثر به میزان چند درجه در چند صد متر مکعب افزایش می‌یابد، چشمگیر شود.
وارونگی‌های گرمایی پایدار، آنهایی هستند که لایه‌های مختلف جو را معین می‌کنند. این وارونگی‌ها در سراسر استراستوسفر (لایه کره)، ترموسفر (گرما کره) و اگزوسفر (خارجی‌ترین لایه اتمسفر) دما به دلیل اثر جذب مستقیم پرتوهای خورشیدی با افزایش ارتفاع افزایش می‌یابد.

دلایل پدیده وارونگی

در طول روز، پرتوهای آفتاب هم به دلیل افزایش زاویه میل و هم به دلیل کاهش دوره روز (هر دو مورد در زمستان) و هم به دلیل حضور احتمالی برف که به شدت نور مستقیم خورشید را بازتابش می‌کند اغلب نمی‌توانند زمین را گرم کنند.به این ترتیب، هوایی که با زمین تماس پیدا می‌کند به سرعت سرد می‌شود و به دمای کمتر از دمای لایه‌های جویی بالاتر می‌رسد. بنابراین دما در جلگه‌ها کمتر از کوهستان می‌شود.وارونگی گرمایی یک لایه به شدت پایدار را نسبت به جریان همرفتی می‌سازد و به این ترتیب هر نوع مخلوط عمودی را محدود می‌کند.

کمبود یا نبود یک مخلوط واحد در سرماسازی، منجر به تشکیل غبارهای متراکم، مه‌های ضخیم و «مه دودهای پایدار» در لایه هوای سرد زمین به ویژه در فضاهای شهری بزرگ می‌شود.

در چنین شرایطی، آلودگی‌های جوی به شدت افزایش می‌یابد و نگرانی‌هایی را برای سلامت عمومی مردم ساکن کلان شهرها ایجاد می‌کند.

آلودگی هوا در مراکز شهری

‏بی‌شک ترافیک وسایل نقلیه موتوری و سیستم‌های گرمایشی خانگی بزرگترین عوامل آلودگی هوا در شهرها به شمار می‌روند. به خصوص، وسایل نقلیه به سبب سطح بالای انتشار مواد آلاینده آنها در محیط‌های با ترافیک سنگین نقش مرکزی در وضعیت نامناسب هوای شهرهای بزرگ ایفا می‌کنند.

بویژه در دوره زمستان اغلب به دلیل پدیده‌های وارونگی گرمایی که موجب می‌شود هوای سرد در سطوح پایین انباشته شده و مانع رقیق شدن گازهای سمی شود ترافیک سنگین می‌تواند کیفیت هوا را به شدت در معرض خطر قرار دهد.

سطح آلودگی هوا در مراکز شهری می‌تواند هم با نوسانات فصلی و هم با نوسانات روزانه مورد بررسی قرار گیرد. برای مثال ‏SO2‎‏ با گرمای ساختمان‌ها ارتباط دارد. از آنجا که حداکثر پیک سیستم‌های گرمایشی در دوره زمستان است بنابراین سطح این گاز در اتمسفر در دوره فصلی زمستان افزایش می‌یابد.

درحالی که اوزن با «مه دود فتوشیمیایی» ارتباط دارد و بنابراین تمرکز این گاز در فصل تابستان و در ساعات میانی روز به حداکثر میزان خود می‌رسد.این درحالی است که گازهای منوکسید کربن و منوکسید نیتروژن با پیک فصلی ارتباطی ندارند بلکه به تغییرات روزانه وابسته‌اند که یکی از مهمترین دلایل این تغییرات روزانه، سطح ترافیک وسایل نقلیه در ساعات مختلف روز است.

اثرات آلودگی هوا بر روی سلامت شهروندان

نتایج نامطلوب آلودگی هوا بر روی سلامت شهروندان پس از چند موردی که در نیمه اول قرن گذشته به ثبت رسیدند به شدت مورد ملاحظه قرار گرفتند. از این موارد می‌توان به آلودگی بسیار وخیم سال 1952 لندن اشاره کرد که در ادامه آن بیش از 4000 مورد مرگ و بیش از 2000 مورد بستری در بیمارستان به دلیل بیماری‌های دستگاه تنفسی به ثبت رسید.

در این آلودگی بزرگ، ذرات گرد و غبار و اکسید گوگرد مهمترین مواد آلاینده بودند، اما امروز تمرکز این مواد در جو بسیار پایین آمده است. اما این مواد همچنان می‌توانند برای سلامت جمعیت نگران‌کننده باشند.

در دو فصل تابستان و زمستان گازهایی که از اگزوز خودروها منتشر می‌شوند (منوکسیدکربن، دی‌اکسید نیتروژن، سرب، بنزن، ذرات گرد و غباری که از خودروها روی آسفالت را می‌پوشانند) همراه با آلاینده‌هایی که از رسوبات صنعتی تولید می‌شوند به شدت سلامت عمومی را به خطر می‌اندازند.

کودکان، سالمندان، بیماران قلبی، بیماران تنفسی و زنان باردار در مقولات با فاکتورهای خطر قرار می‌گیرند و بنابراین در روزهایی که سطح مواد آلاینده جوی از استاندارد بالاتر می‌رود باید از تردد در مراکز شهری خودداری کنند.

در شهرها

مشکل آلودگی باید و می‌تواند از طریق سیاست‌های درست حمل و نقل حل شود. برای مثال، با سرمایه‌گذاری‌های صحیح در بخش حمل و نقل عمومی می‌توان به طور کامل از تردد خودروهای شخصی در طول روز برای رفتن به محل کار جلوگیری کرد. از دیگر راهکارهایی که می‌توانند از آلودگی هوا در روزهای بحرانی بکاهند می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

1ـ اجتناب از سفرهای غیرضروری در طول روزها و ساعات پر ترافیک

2ـ انتخاب مسیرهای با حداقل سطح ترافیک به طوری که حرکت در مسیر مورد نظر روان باشد

3ـ انتخاب مسیرهایی که از میان پارک‌ها و باغ‌های عمومی عبور می‌کند و رسیدن به مقصد به صورت پیاده یا سوار بر دوچرخه

4ـ اجتناب از فعالیت‌های ورزشی (برای مثال دویدن) در مناطق با ترافیک سنگین

‏5ـ اجتناب از بردن کودکان کم سن، به ویژه پیاده یا با کالسکه در خیابان‌هایی که ترافیک سنگین است

6ـ خاموش کردن موتور خودرو وبالاکشیدن شیشه پنجره‌هادرزمانی که خیابان دراثر ترافیک سنگین مسدود شده است.

7ـ اجتناب از خروج از منزل در ساعات بحرانی (12 تا 17) به ویژه برای افراد دارای فاکتورهای خطر

رژیم غذایی

1ـ در روزهایی که سطح آلودگی هوا به مرحله بحرانی می‌رسد خوردن میوه و سبزی‌های تازه که محتوی ویتامین‌های مختلف هستند توصیه می‌شود. ویتامین‌ها با رادیکال‌های آزاد مقابله می‌کنند. مواد آلاینده قادرند سطح رادیکال‌های آزاد را افزایش دهند.

2ـ محدود کردن مصرف نمک

3ـ عادت دادن کودکان به خوردن سیر، پیاز و تره فرنگی. هرچند ممکن است بوی این مواد آزاردهنده باشد اما این سبزی‌ها محتوی میزان زیادی گوگرد هستند و بنابراین می‌توانند از موکوس (مخاط) دستگاه تنفسی محافظت کنند.

4ـ نوشیدن زیاد آب که به کلیه‌ها کمک می‌کند املاح اضافی از بدن خارج شود.

5ـ اجتناب از خرید میوه و سبزی‌های تازه از فروشندگانی که در کنار خیابان‌ها محصولات خود را به فروش می‌رسانند یا مغازه‌هایی که سبزی‌های خود را در بیرون از مغازه و در مسیر عبور خودروها می‌گذارند.

نشانه‌های آلودگی هوا

‏آلودگی جوی می‌تواند موجب سوزش چشم‌ها، گلو و ریه‌ها شود. قرمز شدن چشم‌ها، سرفه و احساس تنگی قفسه سینه از علائم شایع در زمان افزایش سطح آلودگی هوا به شمار می‌روند.

روش پکن در مقابله با آلودگی هوا‏

‏پکن از ابتدای سال 2006 با هدف کاهش آلودگی هوا در این شهر تصمیم گرفت 13 هزار تاکسی فرسوده را از رده خارج کند و به جای آنها خودروهایی را وارد سیستم تاکسیرانی کند که به استانداردهای انتشار «یوروـ 3» احترام می‌گذارند. همچنین دو هزار اتوبوس را بازنشسته کرد. درحقیقت گازهایی که از اگزوز وسایل حمل و نقل عمومی خارج می‌شوند اولین دلیل آلودگی شدید شهری هستند. در نیمه اول سال 2006 انتشار دی اکسید کربن در چین 2/4 درصد نسبت به دوره مشابه در 2005 رشد داشت. این استانداردهای جدید توانستند 30 درصد از مواد آلاینده ناشی از وسایط نقلیه موتوری را کاهش دهند.

توسعه آلودگی جوی

‏آلودگی جوی از دیدگاه رسانه‌ها و افکار عمومی همچنان یکی از خطرناکترین موضوعات هم برای محیط زیست و هم برای سلامت انسان بشمار می‌رود.

در این راستا، آژانس فضایی اروپا (اسا) بر روی ماهواره ‏Envisat‏ یک حسگر کنترل شاخص گازهای آلاینده به نام ‏Sciamachy‏ را نصب کرد. اطلاعات جمع آوری شده توسط این حسگر نشان می‌دهد که بین سال‌های 2003 تا 2009 سطح دی‌اکسیدکربن در اتمسفر حدود دو قسمت در میلیون (‏ppm‏) افزایش داشته است.

محققان دانشگاه برمن آلمان با استفاده از این اطلاعات موفق شدند نقشه‌ای از جزئیات آلودگی جوی زمین و توزیع گازهای گلخانه‌ای در سطح جهانی را ارائه کنند.

همچنین نتایج یک تحقیق جدید در دانمارک نشان می‌دهد که آلودگی جوی حاصل از اگزوز خودروها می‌تواند منجر به بروز سکته مغزی و بیماری‌های ریوی چون برونشیت و آسم شود.

پنج راهکار ضروری

‏به گزارش سلامت نیوز به نقل از مهر،‌ انجمن ریه آمریکا در گزارشی نشان داد که با ایجاد 5 تغییر اساسی در سیاستگذاری‌های دولت‌ها می‌توان هوایی را که در آن تنفس می‌کنیم پاک‌تر و سالم‌تر کرد. این 5 راهکار عبارتند از:

1ـ تمیز کردن نیروگاه‌های ترموالکتریک از کربن

2ـ تقویت مقررات کنترل اوزن هوا

3ـ تمیز کردن کشتی‌ها. کشتی‌ها و ناوهای باری و تمامی وسایط موتوری که در آب‌های دریاهای دنیا در ترددند میزان بسیار زیادی مه دود منتشر می‌کنند. این مه دودها از اکسید نیتروژن، دی‌اکسید گوگرد، دی‌اکسیدکربن و فلزات سنگین و ذرات معلق تشکیل شده‌اند.

4ـ بهبود شبکه کنترل آلودگی هوا

5ـ به کارگیری مقرارت مناسب موجود که اغلب مورد استفاده قرار نمی‌گیرند. در حقیقت در اجرای بسیاری از این مقررات، تصمیم‌گیری‌های سیاسی و اقتصادی جای تصمیم گیری‌های علمی را گرفته‌اند و بنابراین به مقرراتی که برپایه دستاوردهای علمی برای مقابله با آلودگی هوا تنظیم شده‌اند احترام گذاشته نمی‌شود.


بسته آب و هوایی 20ـ20ـ20

اروپا به منظور مقابله با گرمای جهانی اصطلاح «بسته آب و هوایی 20ـ20ـ20» را ارائه کرد. این بسته برای تمام کشورهای اروپایی افزایش 20 درصدی میزان اثربخشی انرژی، کاهش 20 درصدی انتشار گازهای گلخانه‌ای و افزایش 20 درصدی میزان انرژی‌های تجدیدپذیر زیستی را تا سال 2020 پیش‌بینی می‌کند. در راستای اجرایی شدن این پروژه، توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر زیستی و توسعه خودروهای الکترونیکی نه تنها منجر به کاهش گرمای جهانی می‌شوند بلکه می‌توانند شهرهایی با هوای پاک را به ارمغان آورند.

 

نویسنده : نیما انواری

 

 



کاربر میهمان