دانلود مقاله هوا شناسی و آلودگی هوا

نام خدا مقدمه هنگامی که بشر برای اولین بار موفق به مهار کردن آتش شد با تجلیل و احترام به تماشای شعله‌ها پرداخت و از این موفقیت احساس غرور کرد.

اما شک نداشت که به این وسیله با دست خویش به محیط پیرامونش زیان وارد می‌کند.

بنابراین مدتهای طولانی قبل از آنک واژه آلودگی پدید آید و انسان از آن به عنوان پیامد فعالیتهای مختلف سخن بگوید آلودگی هوا وجود داشته است.

با گسترش صنعت ئ تمرکز آن در یعضی از مناطق سطح آلودگی که در برخی از شراسط جوی استثنایی تشدید می‌شود بسیار بالا رفت.

در نتیجه افزایش آلودگی در این مناطق میزان مرگ و میر تا حد بسیار زیادی افزایش یافته است.

این افراد نخستین قربانیان آلودگی هوا نبودند و بخوبی می‌توان تصور کرد که آغاز عصر آتش، برخی از نیاکان ما در غارهای خود به علت مواد متصاعد شده از سوختها خفه شده‌اند.

مسئله‌ای که هم اکنون حائز اهمیت است و عده زادی را مشغول خود کرده است آلودگی هوا در جوامع بشری و صنعتی است.

بیش از نیمی از جمعیت کشورهای صنعتی تقریباَ به طور دائمی در آن به سر می‌برند، زندگی می‌کنند، می‌خوابند، و تغذیه و کار می‌کنند.

در مقابل مشکلی با این اهمیت اختیار کردن رفتاری انفعالی یا احساساتی و گریستن برای بهشت گمشده جوامع روستایی کاری واقع گرایانه نیست.

تمدن صنعتی وجود دارد.

و محتوم است تمدن مذکور واقعیتی است که عمیقاَ محیط زیست و زندگانی ما را دچار تغییری بنیادی کرده است.

ما پیشرفتهای عظیمی را که در تمام زمینه‌ها حاصل شده مدیون این تمدن هستیم.

چه بدمون آن حصول این پیشرفتها غیر ممکن بود.

با این حال افزایش آلودگی هوا نتیجه گسترش فعالیتهای انسانی است.

این افزایش در بسیاری از کشورهای مبتلا به الودگی باعث شده تا به این مشکل توجه شود.

شورای اروپا(Consail del Europe ) در گزارش مورخ 14 سپتامبر 1967 خود آلودگی هوا را چنین تعریف کرد: » آلودگی زمانی است که در هوایک ماده خارجی وجود داشته باشد یا در ساختمان آن تغییری پدید آید که با توجه به شناختهای علمی زمان، موجب اثری زیان آور شود یا یاجاد ناراحتی کند.« هواشناسی در آلودگی هوا هواشناسان که توده‌های هوا را بررسی می‌کنند از جمله اولین کسانی هستند که متوجه شده‌اند »آلودگی هوا مرزی ندارد« زیرا بر حسب مشخصات ویژه آنها، باد می‌تواند آلابنده‌های منتشر شده در یک ناحیه را پراکنده کند و همچنین آنها را به مناطق کمابیش دورتر از ناحیه انتشار انتقال دهد.

و این اثر انتقالی ممکن است تا مقیاس کشورها نیز گسترش یابد و حتی گروهی از کشورها- مثل اروپا – را در بر می‌گیرد.در بررسی عمومی آلودگی، باد که نتیجه قابلیت تغییر معمولی هواست عامل تصلی دخالت هوا محسوب می‌شود.

ولی باد تنها عامل نیست و باید تشعشع خورشیدی و رسوبات را نیز به حساب آورد.

وارونگیهای دما سرعت و جهت باد بستگی به زمینه‌های عمودی واقعی دما دارد.

لذا باد عموماَ به طور نسبتاَ رضایت بخشی موجب پراکندگی آلاینده‌ها می‌شود.

اما در مناطق معتدل که اصولاَ در فصل پائیز یا زمستان را چرخه(Anticyclone ) به وجود می‌آید و به آهستگی جابجا می‌شود ممکن است آرامشهای پایدار یا وارونگی دما برقرار شود.

در نواحی نزدیک به مناطق گرد مداری عرضهای بین 30 تا 60 درجه ) (Subtropicale ) نیز که عرض جغرافیایی بالاتر از آنند درتابستان چنین اتفاقی رخ می‌دهد.

در این نواحی تقریباَ به طور دائم را چرخه وجود دارد و ممکن است وارونگیهای طولانی به وقوع بپیوندد .

کازابلانکا، سانتیاگو( شیلی)، و لوس‌آنجلس سه مورد از مناطق شهری است که حالت فوق در آنها رخ می‌دهد.

وجود پدیده وارونگی را می‌توان اینگونه توجیه کرد که در سرزمینهابی مسطح در غروب یک روز آفتابی سطح زمین به سرعت سرد می‌شود و در جو بر حسب ارتفاع یک زمینه ثابت و مثبت دما استقرار می‌یابد .

مثلاض هنگامی‌که در مکانی مرتفع باشین دمای هوا افزایش پیدا می‌کند این وضعیت در خلال شب تشدید می‌شود و ممکن است در نخستیت ساعات روز به صورت تحرک تسبتاَ پر انرژی قشرهای گرمتر ظاهر می‌شود که بدین ترتیب مجدداَ به زمین بازگردانده می‌شود.

بالاخره زمانی که تشعشع خورشید سطح زمین را گرم می‌کند این پدیده رو به ملایمت می‌رود تا یک زمینه دمای منفی مستقر شود.

دز این صورت دما با افزایش ارتفاع کاهش پیدا می‌کند.

در زمستان ممکن است اثز تشعشع روزانه خورشید آنقدر کافی نباشد که برگشت به حالت عادی انجام گیرد.

بنابراین عمل وارونگی چندین ر.ز به طول می‌انجامد .

درمناطق شهری به علت ایجاد حرارت کلی( کوره‌های صنعتی و خانگی) بر سطح زمین ممکن است زمینه دما به علت بی نظمی فزاینده فوق دچار آشفتگی شود .

این آشفتگی به علت وجود ساختمانها تسهیل می‌شود و بدین ترتیب وارونگی نسبت به زمینهای هموار عموماَ در ارتفاع بالاتری صورت می‌گیرد.

پدیده‌های آرامش و واورنگی از نظر آلودگی دارای اهمیت قابل ملاحظه‌ای هستند.

اگر با دودکشهای متعدد سرو کار داشته باشیم و اگر افزایش بیش از حد منابع آلاینده سطح زمین مانند خودروها را نیز به حساب بیارویم به علت پدیده‌های مذکور آلودگی می‌تواند به میزان به میزان بالایی برسد که برای انسانها،حیوانات، و نباتات خطرناک است.

در طی مدتی که وارونگی ادامه دارد بخار آب فضا می‌تواند به دمایی پائین‌تر از دمای تراکم آن برسد که در ان جای گرفته‌اند.

این مد را به نام» اسموگ« (دود-smock)و فوگ( مد-Fog)است.

مهدود بدترین حوادث مربوط به آلودگی را بوجود می‌آورد زیرا به علت کدری آن از عمل گرم کردن تشعشع خورشید جلوگیری و در نثبیت عمل وارونگی کمک می‌کند در همان زمان قشرهای علیای مه به علت تابش‌دهی خنگ می‌شوند و بنابراین چگالتر شده و به سمت پائین می‌آیند به این ترتیب، آلودگی یه مقدار شدیدتر می‌رسد.

سایر عوامل علم هواشناسی همانطور که گفته شد، سایر عوامل علم هواشناسی نیز برآلودگی اثر می‌گذارد.

تشعشع خورشیذی یکی از این موارد است که غیر از پدیده وارونگی موجب واکنشهای پیچیده نور شیمیایی میشود.

این واکنش بین آلاینده‌های منتشر شده از لوله اگزوز خودروها انجام می‌گیرد و منشاء تولید» مهدود اکسنده« شهر لوس‌آنجلس می‌شود.

گر چه در تبدیل ایندریدسولفورو(2SO ) به ایندرید سولفوریک (3SO ) شرایط هواشناسی تأثیر کمی می‌گذارد.

در مقابل جذب رطوبت توسط ایندریدسولفوریک و تشکیل قطرات اسید بطور مستقیم به آنها بستگی دارد.

ذرات جامد در حامل تعلیق می‌توانند به عنوان هسته‌های متراکم عمل کرده تشکیل ابرها را تسهیل دهند.

اگر این ذرات در باران حل شوند نه فقط بر سطح زمین رسوبی موسوم به ذرات به وجود می‌آید بلکه شستشوی مفید فضا نیز انجام می‌گیرد.

PH آب باران می‌تواند به مقداری برسد که برروی پدیده‌های خوردگی در زمین تأثیر بگذارد.

فصل دوم منشاء و ماهیت آلاینده‌ های هوا در قدیم، آلودگی شهرها به علت وجود همه نوع زباله در کوچه و معابر بود، اما امروز آلودگی هوا که در همان اندازه زیان آور و نامطبوع است جایگزین آن شده است در حالیکه دیگر هیچکس مضرات ناشی از رها کردن زباله در پیاده‌رو یا در جوی خیابان را به یاد نمی‌آورد، هیچکس هم نمی‌خواهد بطور جدی درباره این واقعیت بنیدیشد که با روشن کردن آتش، راه انداختن موتور ماشینها و سوزانده علفهای زیادی در باغچه‌اش مرتب عمل خطایی می‌شود که سلامتی نزدیکان خود را به خطر می‌اندازد.

با این حال هیچ یک از ما در رابطه با آلودگی خود را مسؤل نمی‌دانیم و دیگران را مقصر می‌شناسیم.

آلودگی هوا در بین افرادی که در معرض آن قرار دارند اهمیت فوق‌العاده‌ای یافته است.

این آگاهی در میان نوشته‌های روزنامه‌ها، برنامه‌های رادیو و تلویزیون، مذاکرات نمایندگان مجلس و مسؤلیت دولتها دیده می‌شود، مقامات مسؤل بتدریج مجبور به توجه به این مشکل شده‌اند.

در قدیم، آلودگی شهرها به علت وجود همه نوع زباله در کوچه و معابر بود، اما امروز آلودگی هوا که در همان اندازه زیان آور و نامطبوع است جایگزین آن شده است در حالیکه دیگر هیچکس مضرات ناشی از رها کردن زباله در پیاده‌رو یا در جوی خیابان را به یاد نمی‌آورد، هیچکس هم نمی‌خواهد بطور جدی درباره این واقعیت بنیدیشد که با روشن کردن آتش، راه انداختن موتور ماشینها و سوزانده علفهای زیادی در باغچه‌اش مرتب عمل خطایی می‌شود که سلامتی نزدیکان خود را به خطر می‌اندازد.

بطور کلی آلاینده چیست؟

هر گاه ماده‌ای با تراکمی بیشتر از تراکم متداولش در فضا که غالباَ مقدار بسیار ناچیزی است- یافت شود به آن الاینده گویند.

موارد گازکربنیک، اسیدهای نیتروژن.

اوزون، و آمونیاک که از سازه‌های عادی فضای غیرآلوده‌اند استثنا هستند.

اما به محض آنکه مثلاَ تراکم گازکربنیک بیش از تراکم متداول آن که از لحاظ حجمی در حدود 300 قسمت در میلیون است برسد می‌توان آن را به عنوان یک ماده آلوده تلقی کرد.

آلاینده‌ها دارای سه منبع اصلی هستند که عبارتند از اجاق‌های خانگی، کوره‌های صنعتی و مواد نشر یافته از آنها و بالاخره گازهای خارج شده از لوله‌ای اگزوز وسایل نقلیه موتوری تمام این منابع مواد متعددی پخش می‌کتد که از بین آنها تاکنون بالغ بر صد ماده شناسایی شده و شامل مواد زیر است: گازها و بخارات ترکیبات بسیار متنوع معدنی و آلی مانند اکسیدهای گوگرد و… ، یا ئیدروکربورهای چرب و معطر، اسیدها، بازها، متول‌ها و غیره.

ذرات جامد یا حبابهای مایع تشکیل شده از آنروسولهایی که ریزترین ذره آن دارای ابعاد حداقل 3% میکرومیلی‌متر است و می‌تواند به صورت آنرول باقی بماند و به 20 میکرومیلی‌متر یا بیشتر هم( برای ذراتی که فوراَ روی میز قرار می‌گیرند) برسد.

آلاینده‌های گوگردی 1-ایندردد سولفورو و ایندرید سولفوریک : در صورتیکه انرژی حاصل از آبشارها و مولد‌های اتمی را کنار بگذاریم منابع انرژی از سوخت ذغال سنگهایی با کیفیت‌های متنوع یا مواد نفیت تأمین می‌شود.

تمام این مواد سوختی به نسبتهای کمابیش زیاد که می‌تواند تا 6 درصد نیز برسد- دارای گوگرد هستند قسمت اعظم این گوگرد پس از سوختن به شکل ایندرید سولفورو یا گازز سولفورو (2SO )در فضا منتشر می‌شود.

منابع خالص نیز به میزان قابل ملاحظه‌ای بر این آلودگی می‌افزایند.

بدین ترتیب یک کارخانه ذوب مس که روزانه 225 تن کاغذ( سنگ معدن ) را که به غلظت گوگردی 30 درصد تغلیظ یافته است مصرف میکند می‌تواند روزانه 1350 تن ایندریدسولفورو منتشر کند و یک پالایشگاه نفت روزانه 4 تن تا 5 تن از آن را پخش کند و غیره.

خوشبختانه با وجود این انتشارات قابل ملاحظه تراکم میانگین ایندرید سولفورو در فضای شهرها نسبتاَ کم بوده به ندرت از 1000 میکروگرم در متر مکعب فرا می‌رود.

با این حال، مشکلی که غالباَ وجود دارد این است که ایندریدسولفورو می‌تواند در فضا به ایندرید سولفوریک(3SO )تبدیل شود و این گاز با کسب رطوبت محیط تولید آئروسول های اسید سولفوریک(2H 4SO )می‌کند که فوق‌العاده خطرناک است.

ئیدروژن سولفوره- ئیدروژن سولفوره( یا اسید سولفوریک) یک سازه عادی جوی است و در نزدیکی منابعی خاص به عنوان آلاینده‌ در فضا یافت می‌شود.

در برخی از گندیدگیها که در اثر تیو باکتریها( باکتریهای گوگردی) به وجود می‌آید( مانند آنچه که در محل جمع‌آوری زباله‌های منازل اتفاق می‌افتذ.

مقادیر قابل ملاحظه‌ای از این گارز تشکیل می‌شود.

باید توجه داشت که بویژه پالایشگاهها مقادیر متنابهی از این گاز را نشر می‌دهند به طور نمونه در فرانسه گاز طبیعی که از تأسیسات لاک به دست می‌آید سرشار از گوگرد است.

بنابراین بایستی در حول و حوش چنین نواحیی مراقبتهای ویژه به عمل آید.

ترکیبات کربنی دراکسید کربن یا گاز کربنیک: دی‌اکسید کربن محصول عادی سوخت تمام ترکیبات آلی است.

نیازی به گفتن ندارد که مقدار نشر یافته این ترکیب در فضا بمراتب است از ایندریک سولفورو زیادتر است.

در بریتانیا( Britania) سالانه بیتن 5 تا 600 میلیون تنن از این گاز نشر پیدا می‌کند.

درر حال حاضر افزایش میانگین دی‌اکسید کربن موجود در جو موجب نگرانی شده است.

همین افزایش است که ازدیاد گرمای متوسط در کشور فرانسه را موجب می‌شود.

بیم آن می‌رود که این جنبه خاص آلودگی نتایج مهمی داشته باشد.

در این مورد حتی می‌توان گفت که این گرم شدن موجب ذوب قسمتی از یخهای مناطق قطبی می‌شود.

و متعاقب آن سطح آب دریاها بطور محسوس بالا بیاید و در نتیجه مناطق ساحلی به زیر آب فرو می‌رود و منهدم می‌شود.

باید خاطر نشان سازیم که این اثرات علم هواشناسی عمومی و پدیده‌های آلودگی فضا هستند.

مونوکسید کربن: هر بار که در سوخت مواد آلی مقدار اکسیژن حاضر غیر کافی باشد به علت سوخت ناقص آنها مونوکسید کربن تشکیل می‌شود.

قابل ذکر است که کوره‌های صنایع معمولاَ از این نقطه نظر کاملاَتنتظیم شده‌اند و مقدار کمی مونوکسید کربن منشتر می‌سازند.

ولی کار در کوره‌های خانگی بگونه‌ای متفاوت انجام می‌گیرد و مسمومیتهای اسفناک بسیاری با بخاری به وقوع پیوسته است.

در این نوع مسمومیتها معمولاَ شخص برای کاستن از تحرک هوای گرم دودکش دریچه ورود هوا را می‌بندد.

با این حال منبع اصلی مونوکسید کربن در شهرها گاز لوله‌ای اگزوز خودرو هاست.

این گارها ممکن اس دارای 10 درصد – وگاهی اوقات هم بیشتر از گاز از Co باشند.

مقدار کل مونوکسید کربنی که در سال از این طریق انتشار پیدا می‌کند در بریتانیا 24 میلیون تن در ایالت متحده امریکا 64 میلیون تن است.

با این حال چون مونوکسید