طبقة الأوزون: الاستنفاد والتعافي – الأشعة فوق البنفسجية ومركبات CFC وثقب الأوزون وبروتوكول مونتريال
الجغرافياالطقس والمناخ15–16 سنة
جارٍ التحميل…
سجّل الدخول للتشغيل
أربعة عروض مترابطة لطبقة الأوزون. الأشعة فوق البنفسجية: يعبر ضوء الشمس عمود أوزون تختاره؛ فتُمتص أشعة UV-C كلها وUV-B جزئيًا وUV-A بالكاد، ويتغير الطيف عند سطح الأرض ومؤشر الأشعة فوق البنفسجية مع كمية الأوزون وارتفاع الشمس. الكلور: في صندوق من هواء الستراتوسفير تكسر الأشعة فوق البنفسجية جزيئات CFC، وتدمر كل ذرة كلور الأوزون مرة بعد مرة (Cl + O₃ → ClO + O₂، ClO + O → Cl + O₂) حتى تُحتجز في مستودع مثل HCl؛ قارن ذلك بأكسيد النيتروجين الناتج من N₂O. ثقب الأوزون: تُظهر خريطة قطبية ومنحنى موسمي انفتاح الثقب فوق القارة القطبية الجنوبية في الربيع بعد أن تُطلق السحب الستراتوسفيرية القطبية الكلور، والفقد الأصغر بكثير فوق القطب الشمالي. بروتوكول مونتريال: الكلور والأوزون ومؤشر الأشعة فوق البنفسجية من 1950 إلى 2100 مع البروتوكول وتعديلاته، أو مع بروتوكول 1987 وحده، أو من دون بروتوكول.
الدرس: طبقة الأوزون: امتصاص الأشعة فوق البنفسجية، والتدمير الحفزي بالكلور الصادر من مركبات CFC، وثقب الأوزون القطبي، والتعافي بفضل بروتوكول مونتريال
ماذا تعرض
يمتص أوزون الستراتوسفير كل أشعة UV-C تقريبًا ومعظم أشعة UV-B، فلا يصل إلى الأرض إلا القليل من أضر أشعة الشمس. وذرات الكلور التي تُطلقها الأشعة فوق البنفسجية من مركبات CFC تعمل عاملًا حفازًا: كل دورة تدمر أوزونًا ثم تعيد ذرة الكلور، فتستطيع ذرة واحدة إزالة آلاف جزيئات الأوزون. وفوق القارة القطبية الجنوبية تُطلق سحب الليل القطبي شديد البرودة مزيدًا من الكلور، فيصنع ضوء الربيع الثقب. يستخدم نموذج الأشعة مقاطع امتصاص حقيقية للأوزون؛ أما اتجاهات الكلور والأوزون فمبسطة ومعايرة على تقييمات المنظمة العالمية للأرصاد الجوية.
طريقة الاستخدام
في عرض الأشعة فوق البنفسجية حرّك عمود الأوزون وارتفاع الشمس ثم اضغط سجّل لإضافة المؤشر إلى الجدول والمنحنى. في الكلور اختر Cl من CFC أو NO من N₂O وعدد الجزيئات المطلقة وفعّل المستودعات ثم اضغط ابدأ لمدة 60 ثانية من زمن النموذج. في ثقب الأوزون اختر نصف الكرة والسنة والسيناريو ثم اضغط ابدأ أو اسحب التاريخ. في بروتوكول مونتريال اختر السيناريو والمنحنى واسحب خط السنة.
المعاملات القابلة للتغيير
- العرض امتصاص الأشعة فوق البنفسجية, الكلور, ثقب الأوزون, بروتوكول مونتريال
- عمود الأوزون 100–500 DU
- ارتفاع الشمس فوق الأفق 15–90 °
- العامل الحفاز Cl من CFC, NO من N₂O
- عدد جزيئات المصدر المطلقة 0–6
- المستودعات (HCl، ClONO₂، HNO₃)
- نصف الكرة القطب الجنوبي, القطب الشمالي
- السنة 1960–2100
- التاريخ في الموسم (أيام بعد 1 يونيو أو 1 ديسمبر) 0–213
- السيناريو البروتوكول مع تعديلاته, بروتوكول 1987 وحده, من دون بروتوكول
- المنحنى الانبعاثات, الكلور, الأوزون, مؤشر الأشعة
أسئلة للاستكشاف
- لماذا يزيد مؤشر الأشعة فوق البنفسجية في يوم صيفي إلى أكثر من الضعف عندما ينخفض عمود الأوزون إلى النصف؟
- لماذا تستطيع ذرات كلور قليلة تدمير جزيئات أوزون أكثر بكثير من عدد الذرات نفسها؟
- لماذا يكون ثقب الأوزون أعمق بكثير فوق القارة القطبية الجنوبية منه فوق القطب الشمالي، ولماذا يظهر في الربيع؟
