تعريف
المياه الجوفية\ يقصد بالمياه الجوفية تلك المياه التى تسربت خلال طبقات الارض
وملات كل الفراغات البينية فى التكوينات الجيولوجية المختلفة والتى تتصف بصفات
اسفنجية تسمح لها بحفظ المياه
ويطلق على
المياه العميقة المياه الجوفية وعلى المياه الاقل عمقا المياه تحت السطحية وعلى
المياه الضحلة اسم المياه الارضية وهذه المياه منها ماهو متجدد فى حالة وجود امداد
مائى مباشر او غير مباشر كما يحدت فى الخزنات الجوفية فى سهل جفارة وقد تكون غير
متجددة وهى المياه الموجودة فى تكوينات جيولوجية قديمة بين طبقات صماء غير ممرة
وغير منفذة واصبحت معزولة عن مصادر التغدية المائية ويطلق عليها المياه الحفرية او المحبوسة
والمياه الجوفية
توجد فى حالة سيولة بعمق لايزيد فى الغالب عن 16 كم والقسم الاعظم منها يتركز فى
5كم من القشرة الارضية
اهمية
المياه الجوفية\
1-تعتبر المياه الجوفية من اهم
مصادر الماء العذب للحياه الانسان واستعمالته رغم ان المياه السطحية ممتلة فى
الانهار والبحيرات العذبة تمتل مساحات واسعة وكان لها دور فى نشوء الحضارات وتطور
الحضارات القديمةالا ان كمية المياه السطحية لاتساوى شيئا مقارنة بالمياه
الجوفيةالتى تجمعت فى باطن الارض على هيئة خزنات على اعماق مختلفة
ولقد قدر
بعض الباحتون كمية المياه السطحية بنحو 3%فقط من اجمالى المياه السائلة العذبة
فى حين
تساهم المياه الجوفية بنحو 97%من كمية المياه السائلة العذبة ولكن ليست كل المياه
الجوفية يمكن الحصول عليها بسهولة فنها ماهو عميق جدا او فى تكوينات لاتسمح بسبحه
للاستتمار
وقد بدء
استغلال المياه الجوفية بشكل مفرط فى معظم انحاء العالم مع بداية الازمة العالمية
فى المواد الغدائية والتحول نحو التوسع الافقى فى الزراعة المائية وكذلك زيادة
الاستهلاك المزلى والصناعى والترفيهى تبعا لزيادة عدد السكان وارتفاع مستوى
المعيشة
2-المياه
الجوفية مورد تابت لايتاتر كتيرا بالعوامل الجوية والذبدبات المناخية والظروف
السياسية والاجتماعية كما هو الحال بالنسبة للمياه السطحية خاصة الانهار التى تجرى
فى اكتر من دولة
هيدولوجيا المياه الجوفية
Headrology
تعريف
المياه الجوفية\ يقصد بالمياه الجوفية تلك المياه التى تسربت خلال طبقات الارض
وملات كل الفراغات البينية فى التكوينات الجيولوجية المختلفة والتى تتصف بصفات
اسفنجية تسمح لها بحفظ المياه
ويطلق على
المياه العميقة المياه الجوفية وعلى المياه الاقل عمقا المياه تحت السطحية وعلى
المياه الضحلة اسم المياه الارضية وهذه المياه منها ماهو متجدد فى حالة وجود امداد
مائى مباشر او غير مباشر كما يحدت فى الخزنات الجوفية فى سهل جفارة وقد تكون غير
متجددة وهى المياه الموجودة فى تكوينات جيولوجية قديمة بين طبقات صماء غير ممرة
وغير منفذة واصبحت معزولة عن مصادر التغدية المائية ويطلق عليها المياه الحفرية او المحبوسة
والمياه الجوفية
توجد فى حالة سيولة بعمق لايزيد فى الغالب عن 16 كم والقسم الاعظم منها يتركز فى
5كم من القشرة الارضية
اهمية
المياه الجوفية\
1-تعتبر المياه الجوفية من اهم
مصادر الماء العذب للحياه الانسان واستعمالته رغم ان المياه السطحية ممتلة فى
الانهار والبحيرات العذبة تمتل مساحات واسعة وكان لها دور فى نشوء الحضارات وتطور
الحضارات القديمةالا ان كمية المياه السطحية لاتساوى شيئا مقارنة بالمياه
الجوفيةالتى تجمعت فى باطن الارض على هيئة خزنات على اعماق مختلفة
ولقد قدر
بعض الباحتون كمية المياه السطحية بنحو 3%فقط من اجمالى المياه السائلة العذبة
فى حين
تساهم المياه الجوفية بنحو 97%من كمية المياه السائلة العذبة ولكن ليست كل المياه
الجوفية يمكن الحصول عليها بسهولة فنها ماهو عميق جدا او فى تكوينات لاتسمح بسبحه
للاستتمار
وقد بدء
استغلال المياه الجوفية بشكل مفرط فى معظم انحاء العالم مع بداية الازمة العالمية
فى المواد الغدائية والتحول نحو التوسع الافقى فى الزراعة المائية وكذلك زيادة
الاستهلاك المزلى والصناعى والترفيهى تبعا لزيادة عدد السكان وارتفاع مستوى
المعيشة
2-المياه
الجوفية مورد تابت لايتاتر كتيرا بالعوامل الجوية والذبدبات المناخية والظروف
السياسية والاجتماعية كما هو الحال بالنسبة للمياه السطحية خاصة الانهار التى تجرى
فى اكتر من دولة
ج\هو علم
يدرس المياه الجوفية والسطحية سائلة كانت او متجمدة او غازية من حيت خواصها
ودورتها وطرق استثمارها وعلاقتها بالبيئة الطبيعية والكائنات الحية
س\ اذكر
فروع علم الهيدولوجيا
ج\ 1-
الاقيانوجرافيا 2- هيدولوجيا المياه السطحية 3- هيدولوجيا المياه الجوفية 4- هيدو لوجيا المياه الجوية
س\ تكلم عن
الاقيانوجرافيا
ج\ يهتم
هذا الفرع بدراسة البحار والمحيطات من الجوانب الفيزيائية والكيماوية والجيولوجية
والموازنة المائية والحرارية
س\ تكلم عن
هيدولوجيا المياه الجوفية
ج\ هو
العلم الذى يركز على طبقات الارض وعلاقتها بالمياه الجوفية من حيت خصائصها
الطبيعية والكميائية وطرق استتمارها وعلاقتها بالمياه السطحية والجوية
س\ ماهى
علاقة الهيدولوجيا بالعلوم الاخرى
ج\ 1-
المناح وعلم الهيدولوجيا 2-علاقة الهيدولوجيا بالجولوجيا 3- علاقة الهيدولوجيا بالعلوم الهندسية
س\ تكلم
باحتصار عن علاقة الهيدولوجيا بالعلوم الهندسية
ج\ تتمتل
علاقة الهيدولوجيا بالعلوم الهندسية فى الجوانب التطبيقية لعلم المياه متل ضبط
واستتمار وتخزين المياه لمصلحة المجتمع انطلاقا من الظروف الطبيعية للبيئة ويمكن
حصر هذه العلاقة فى
1-السيطرة على فيضانات الانهار
2-تخزين المياه السطحية
3-استغلال مياه الانهار فى النقل
س\ عرف كلا
من الصخور الحافظة للمياه
ج\هى
الصخور التى تسمح بحرية تحرك وتخزين المياه خلالها وتتمتل فى الصخور الرملية
والضحور الجيرية التى تتميز بتركيبها الاسفنجى بحيت يساعدها على تخزين اكبر قدر من الماء داخل نسيجها
س\
عرف الصخور المانعة
ج\ وتتمتل
فى الصخور الطينية وهى صخور مسامية غير منفدة وصخور الكوارتزيت وهى صخور غير
مسامية وغير ممرة ولهذا النوع اهمية كبيرة فى البحت عن المياه الجوفية فهى تحبس
المياه الجوفية وتمنعها من التسرب الى اعلى او الى اعماق بعيدة اذا وجدت فوق او
تحت طبقات مائية وتسمى المياه المحصورة بين طبقتين من الصخور باسم المياه المقيدة
او الحبيسة
2-مصدر للاوكسجين الضرورى لاستمرار حياة الانسان ولاتمام جميع عمليات
الاكسدة والتحلل والاحتراق
3- وسيلة فعالة للتخلص من التلوت الجوى 4- مصدر لموارد الاخشاب المستخدمة
فى البناء والاتات المنزلى والمكتبى وفى تشييد المساكن ومادة خام لصناعة الورق
وعلب التغليف
5-مصدر لعناصر كتيرة مستعملة فى الصناعات الدوائية
6-يوفر الغداء والمسكن للطيور والحيونات7- يحافظعلى التوازن الحرارى المحسوسةفى
الاجواء الحارة الى حرارة كامنة فى بخارالنتحلذلك نلاحظ ان اجواء الغابات عادة مااتكون ابرد واكتر رطوبة من اجواء
الاراضى القاحلة والمدن المجاورة
8- تقوم الاشجار بعرقلة حركة الرياحفتضعف من معدل التعرية الريحية
9- فى المناطقشبة الجافة تشكل
الشجيرات المتناترة والحشائش المعمرة ملاجى تتبنى حياة الكتير من النباتات
والحيونات الصغيرة
10- لعادة تدوير الغداء فى التربة طبيعيا كيف
سؤال / عرف التربة
الجواب \ طبقة رقيقةمن الفتات
الصخرى والعضوى تمد فيها النباتات جذورها وتمتص منها حاجتها من الماء الماء
والعناصر الغدائية
سؤال\ ضع صح او خطا امام العبارة
الدول الغنية فى تربتها تكون غنية فى انتاجها الزراعى والحيوانى والصناعى
ايضا وبالعكس الدول الفقيرة عادة تكون فقيرة فى موارد التربة
ج\ الاجابة \صح
عوامل تدهور الغطاء النباتى وتوسع ظاهرة التصحر
س\عرف التصحر\ يعنى تجريد الارض من غطاءها النباتى وتدهور قدرة التربة
على الانتاج سواء اكان ذلك نتيجة عوامل التعرية والانجرافالناتج عن ظروف مناخية جفافية او نتيجة
للمارسات بشرية
تتفاوت التربةمن حيت مقاومتها للتعرية الريحية والانجراف المائى بحسب تكوينها ونوع
استعمال الارض
س\ قارن بين التربة الجيدة والغير جيدة
ج\ التربة الجيدة قويةابناء تتصف بنفادية وتماسك يحولان دون انجرافها
ويوفران ظروفا مناسبة تنشطعملية الانبات
التربة الغير جيدة\ قليلة التماسك
تختلف قدرة التربة على مقاومة الانجراف باختلاف
الظروف المناخية ودرجة الانحداروطبيعة
استعمال الارض
س\اذكر
العوامل المؤدية الى تدهور التربة والغطاء النباتى
ج\1- الرياح 2-المطر3- الفيضانات النهرية 4-تغيرات المناخ 5- انجراف التربة
س\يقلفعل الرياحكعامل انجراف مع زيادة سرعتها ومع تدهور الغطاء
النباتى وجفاف التربةونوع استعمال الارض
ج\ خطا
س\ تكلم عن تاتير عامل الرياح فى الانجراف الريحى
ج\يزداد فعل الرياح كعامل انجراف مع زيادة سرعتها
ومع تدهور الغطاء النباتى وجفاف التربة ونوع استعمال الارض فاتر الرياح يكون شديدا
فى الترب القاحلة الخالية من الغطاء النباتىوينشط الانجراف الريحى بالممارسات البشرية الخاطئة كالحراتة فى مواسم
الجفاف واقتلاع المحاصيل من جذورها وابقاء وابقاءالارض الزراعية بدون غطاء نباتىوالرعى المفرط
س\ تكلم عن تاتير الماء فىالانجراف المائى
ج\ تتفاوت قدرة المطر على جرف التربة حسب حجم
قطراتها وقوة هطولهاوعلى توزعها السنوى
وعلى حالة الغطاء النباتىونوع التربة
وطبيعة الانحدار
ففىحالة
المطر الخفيف ينعدم فى اغلب الاحوال الجريان السطحى والانجراف والانجرافلان معدلسقوط المطر يكون اقل من
معدل التسرب فى التربة فالتربة فى هذه الحالة تمتص كل المطر الساقط عليهاولاتترك فرصة للجريان السطحى اما فى حالة رخات
المطر الشديدة اتى يتفوق خلالها معدل الهطول على معدل التسرب يتراكم الماء على
السطحويبدء فى الجريان باتجاه ميل
المنحدر ليجرف التربة معه
مهم \1-التوزيعالفصلى للمطر يلعب دورا
مهما فى تباين معدلات الانجراف فى الاقليم الواحدصح او خطا
2-التربة الذبالية المتماسكة اكتر مقاومة لفعل
المطر من التربة المعدنية المفككةصح او
خطا
3- تعانى اقاليم الجبال والهضاب من جميع اشكال
الانجراف المائى والجدولى والاخدودى والانزلاقات الطينيةوتعانى اقاليم المصبات النهرية عادة من مشاكل
طمر التربة والمحاصيل بالطين والحجارة
4-وجود
شواهد التعرية الصحراوية فى مناطق يسودها الان ظروف المناخ المطير بالعروض
المعتدلة والباردةمتال الكتبان الرملية
على ضفاف البحيرات العظمى بأمريكا الشمالية والبلطيق دليل على سيادة المناخ
الصحراوى خلال فترة جيولوجية
5- وجود تكوينات الفحم الحجرى بالعروض المعتدلة
الباردة كالمانيا وايرلندا دليل على سيادة مناخ شبيه بالاستوائى الحالى سابقا
عرف انجراف التربة\يعنى تفكك التربةوازالة جزء من مكوناتها ونقلها اما بواسطة
الرياح او المياه الجارية او الاثنين معا الى اماكن اخرى ممايؤدى تدريجيا الى
اضعاف القدرة الانتاجية لارض
س\ اذكر انواع الانجراف
ج\ 1الانجراف بواسطة الرياح2- الانجراف بواسطة المياه
س\ تكلم عن الانجراف بواسطة الرياح
ج\ وهو غالبا مايخص الاقاليم الجافة وشبه الجافة
والاراضى المحروتة والمكشوفةوالمراعى ذات
النباتات القليلة وذات الطبقة الترابية الرقيقةالقابلة للانجراف والتفتت
4- جفاف التربة بسبب ندرة الامطار وارتفاع معدلات
البخر5-الاستخدام السى للاراضى الزراعيةوالرعوية
س\ اذكر العواملالمؤترة فى الانجراف المائى
ج\توجد
العديد من العوامل المؤترة فى الانجراف المائى او مقاومتها له منها يتعلق بنوع
التربة نفسها ومنها مايتعلق بظروف السطح والمناخ
منها
1- نوع التربة2- الر طوبة الجوية3- طبيعة المطر
4- درجة الحرارة
5- درجة الانحدار 6- شكل المنحدر8-نوعية المحصول
الزراعى 8-كتافة الغطاء النباتى 9- غدم اتباع اساليب الخدمة الجيدة للاراضى
الزراعية 10- سوء استعمال تكنولوجيا الرى المؤدى الى غدق التربة وتمليحها
س\ كيف تؤتر نوعية المحاصيل الزراعية على قابلية
التربة للانجراف
ج\ يوجد
نوعين من المحاصيل الزراعية
·محاصيل حافظة
للتربة لانها تزرع بكتافة لاتترك فراغات تسمح بالتعرية والانجرافوتشمل القمح الشعير والشوفان ومحاصيل العلف
والبرسيم وحتى بعد العصاد يمكن الابقاء على الجذور واجزاء من السيقان
·محاصيل كاشفة
للتربة وتشمل فول الصويا والبطاطس والكاكاوية وغالبية محاصيل الخضروات التى لابد
من اقتلاع جذورها فترك التربة مفككة ناعمة عرضة للتعريةكما تساهم محاصيل الفاكهة التى تزرع علىمسافات كبيرة فى تعرية التربة
علل\ الانجراف المائى يكون محدود جدا فى
الغابات
ج\ لان المطر لاتسقط مباشرة على الارض اى
التربة بل تتساقط على اشجار الغابة بفروعها المتشابكة واوراقها المتراصة فتمتص
صدمات القطرات وتحد من سرعة سقوطها فتنساب عبر الاوراق والاغصان برفق دون ان ترتطم
بحبيبات التربة
س\ عدم اتباع اساليب الخدمة الجيدة
للاراضى الزراعية سهل عملية الانجراف ناقش ذلك
ج\ لان اتباع اساليب الغير علمية فى
الزراعة يسهل عملية الانجراف فالحرت العمودى يكون مسارب لجريان الماء السريع الى
اسفل المنحدر ممايمكنه من تعميقها وتوسيعها الى اخاديد كما ان استخدام المحاريت
الالية فى حرت الاراضى الهامشية المعرضة لحدوت الجفاف يقضى على الغطاء
النباتىويترك التربة مفككة عرضة للانجراف
المائى والريحى
س\سوء استعمال تكنولوجيا الرى المؤدى الى
غدق التربة وتملحها ناقش ذلك
ج\تتعرض الزراعة المروية الى نوعيين من
مشاكل التملح
*التملح الاولى وفيه تنشا المشكلة مع تكون
التربة نفسها وتحتوى المادة الاصلية على املاح يمكن التخلص منها عن طريق غسل
التربة بالغمر وتصريف المحلول الملحىمن
خلال شبكة مصارف تنقلها بعيدا عن الاراضى الزراعية
*التمليح التانوى وينشا باحد طريقين هما
1-غدق التربة بسبب الرى بالغمر بالمياه من
الانهار او من الابار العميقة مع عدم تهياه الارض للتخلص من المياه الزائدة عن
حاجة النبات والتربة فى بيئات يكتر فيها البخر تاركا جزيئات الملح لكى تتراكم على
سطح التربة
2- الرى بمياه مالحة كما هو حادتفى سواحل المناطق الجافةومع استمرار رى المزراعيين للتربة بالمياه
المالحة تزداد الملوحة فى التربة
س\ علل ظهور علامات العطش المبكر على
النباتات بالرغم من احتواء التربة على رطوبة عالية
ج\هو تملح التربة وان الاملاح الذائبة فى
محلول التربة تؤدى الى زيادة الضغط الاسموزى فيصعب على النبات امتصاص الماء التربة
س\ ماهى الحلول المقترحة لمعالجة مشكلة
التملح
ج\1- تزويد المزارع بقنوات للرى مبنية
بالاسمنت حتى لايتسرب جزء من الماء المنقول الى اسفل ويساهم فى ارتفاع منسوب
الماءالجوفى بالاماكن التى يمر بها
هو الغطاء الغازي الذي يحيط بالكرة الأرضية إحاطة تامة و يمتد مسافة تقدر بعشرات الكيلومترات، إلا أنه متخلخل جدا بعد سوية 10.000 كلم. ويتركز نحو نصف الوزن الإجمالي لغازات الغلاف الجوي حتى ارتفاع ستة كيلومترات فوق سطح البحر وهذا يعني اختفاء معظم الغازات قبل الوصول إلى ارتفاع 300 – 500 كلم. والهواء العادي غير الملوث عديم اللون والطعم والرائحة، ويحس به الإنسان عندما يتنفسه أو يتحرك على شكل رياح.
ويتركب الغلاف الجوي من مجموعة من الغازات، بعضها تكون في تسب شبه ثابثة كالأوكسجين والنتروجين والأرغون والنيون والهليوم والهيدروجين وغيرها، بعض الغازات الأخرى تتغير نسبتها من مكان إلى أخر ومن زمان إلى أخر، كما هو الحال بالنسبة لغاز ثاني أوكسيد الكربون، وغاز الأوزون، وبخار الماء.وتشغل خمس غازات نحو 99.998% من حجم الهواء وهي النتروجين (الازوت) والأوكسجين وبخار الماء والأرغون وثاني أوكسيد الكربون. وبعض الغازات نسبتها قليلة جدا إلا أنها ذات أهمية خاصة كغاز الأوزون الذي يمتص الجزء الأعظم من الأشعة الشمسية فوق البنفسجية. أما بخار الماء فتختلف نسبته من مكان إلى أخر. وتتراوح نسبته بين 0.5 –4 % في الجو من الحجم، وتكون نسبته منخفضة في المناطق القطبية والصحراوية نحو 0.2 % ومرتفعة في الأجواء الاستوائية بين 3-5 % ومعظم بخار الماء يتركز في الطبقة السفلية من الغلاف الجوي. ويكون شبه معدوما فوق ارتفاع 10-15 كلم.
ويبين الجدول التالي أهم الغازات التي يتكون منها الغلاف الجوي:
النسبة المئوية بالحجم
الغاز
78.07
النتروجين
20.95
الأوكسجين
0.93
الأرجون
0.034
ثاني أوكسيد الكربون
0.0018
النيون
0.00052
الهيليوم
0.00006
الأوزون
0.00005
الهيدروجين
0.00015
الميثان
غاز نادر
الكربتون
غاز نادر
س\ ماهى اهمية الغلافالجوى
1. يساهم في تنظيم وتوزيع درجات الحرارة السائدة على سطح الكرة الأرضية حيث ينظم وصول أشعة الشمس ويمنع نفاذ كل الإشعاع الأرضي إلى الفضاء الخارجي، ولو لم يكن هناك غلافا جويا للأرض لتجاوز المدى اليومي 200 درجة حرارية.
2. يقوم بتوزيع بخار الماء على مناطق العالم المختلفة.
3. حماية الكائنات الحية على سطح الأرض من الإشعاعات الكونية الضارة، وخاصة الأشعة فوق البنفسجية.
4. يشكل درعا واقيا يحمي سطح الأرض من النيازك والشهب حيث يتفتت معظمها قبل وصوله إلى سطح الأرض.
5. ينظم انتشار الضوء بشكل مناسب.
س\ مماتتكون طبقات الجو
ج\ 1- الترموسفيرهى الجزء الاسفل من طبقة الجو امتداده 12كيلومتر تحتوى على مكونات الجو الرئيسية من تانى اكسيد الكربون والاوكسجين والنتروجين اكتر سماكة فى فصل الشتاء تعد الاهم لانها تحتوى على الكتلة الرئيسية من الكتلة الجوية معظم الملوتات موجودة فى هذه الطبقة محتوى بخار الماء متغير فى هذه الطبقة بسبب تكوين السحب والامطار
2- السراتوسفير stratosphere
تمتد الطبقة 55كيلومتر تحتوى على طبقة الاوزون اكتر كتافة
3- الميزوسفير mesosphere
تقع على بعد 80 كيلومتر تاخد الحرارة فى التناقص الشديد لتصل الى -90
4- الترموسفير
ويمتد ارتفاعها إلى 420 كلم. وتتصف بارتفاع درجة الحرارةالتي تصل إلى حوالي ألف درجة
5- الاكسوسفير وتمتد بين ارتفاع 250 كلم وحتى نهاية الغلافالجوي
6-طبقة الماغنيتوسفير: وتمتد بين ارتفاع 750 كلم وحتى نهاية الغلافالجوي
س\ تكلم عن طبقة السراتوسفير
ج\الاستراتوسفير\ هو المنطقة التى تقع بين 15كليومتر و50 كيلومتر فوق سطح الارضوهو يختلف عن التربوسفير الذى يقع اسفل منه وعن الميزوسفير الذى يعلوه بحوت انقلاب حرارى فيه بمعنى ان درجة الحرارة ترتفع فيه مع ارتفاعه عن سطح الارض وهو يشبهالتربوسفير فى انه يحتوى على غاز النتروجين والاكسجين ولكن الاشعاع الشمسى عالى الطاقة يضرب هذان الغازانوبصفة خاصة الاوكسجين ويؤدى الى عدة
تفاعلات
واهم التفاعلات هى تخليق الاوزون وتفكيكه ويبلغ اعلى تركيز لغاز الاوزون فى ارتفاع يتراوح بين 15-30كلم فوق سطح الارضوعادة ماتسمى هذه المنطقة باسم الاوزون ويصل تركيز الاوزون فى طبقة الاستراتوسفير الى عدة اجزاء فى المليون
س\ عرف تقب الاوزون
ج\ يستخدم مصطلح تقب الاوزون لوصف قلة تركيز الاوزون
وتستعمل وحدة خاصة فى تحليل الاوزون تعرف باسم وحدة دوبسون ويرمز لها بالرمز Du وهى تساوى 100Du
س\ اذكر مناطق الغلاف الجوى وتكلم عن احداها بالتفصيل
س\ عرف الاوزون
ج\ طبقة الأوزون فى Stratosphere تعمل كدرع أو مرشح ولقى يحمى الكرة الأرضية من الأشعة الفوق بنفسيجية الضارة ، ولا يسمح الا بمرور جزء ضئيل من الأشعة ، ولولا وجود طبقة الأوزون لانتهت الحياه على سطح الكرة الأرضية
س\ يوصف الحد الاعلى لتروبوسفير بانه حد الانقلاب الحرارى
ج\ نظرا لارتفاع درجة الحرارة نسبيا فى الستراتوسفير معقلة الغلاف الجوى فى هذه المنطقة فان تيارات الحمل وعمليات المزج تصبح قليلة جداولهذا توصف منطقة الستراتو سفير بانها منطقة تابتة نسبيا
ويجب ان نلاحظ انه فى الغلاف الجوى الذى يكون قليل الكتافة بشكل كبير نستعمل درجات الحرارة الديامكية الحرارية وهى تعبير عن الطاقة الحرارية للجزئيات
تغيرالضغط والكتافةمع الارتفاع\
تعريف الضغط الجوى: هو وزن عمود من الهواء مساحة مقطعه وحدة المساحات وطوله ارتفاع الغلاف الجوى عن سطح البحر. وحدة قياس الضغط الجوى: وحدة البار وهو يعادل 1000 مللى بار
* الضغط الجوى المعتاد يساوى وزن عمود من الزئبق طوله 76 سم ومساحة مقطعه 1 سم2.
* أى أن الضغط المعتاد 76 سم/ ز وهو يعادل 1013.25 مللى بار. أجهزة القياس: هى البارومترات:
1- البارومتر الزئبقى.
2- البارومتر المعدنى.
3- البارومتر المسجل ( الباروجراف )
كتافة الغاز الجوى تنخفض معالارتفاع المتزايد نتيجة قوانيين الغاز والجادبية 99% من كتلة الغلاف الرئيسية موجودة فى الطبقة الاولى والتانية على بعد 30 كلم من سطح الارض
الضغط الجوى يقل بشكل تدريجى كدالة اسية مع الارتفاع
الضغط الجوى يختلف بشكل كبير مع الارتفاع وكذلك الموسم والنشاط الشمسى والمكان
ضغط سطح البحر يساوى 1جو يساوى 76 cm ويساوى 76mm
K=c+273
س\ قارن الاشعة الفوق بنفسجيةوالاشعة المنظورة
س\ عدد انواع الاشعة الفوق بنفسجية
ج\ تقسم UVAوهى تمتد من 315-400nm وهى الاشعة فوق البنفسجية وتتداخل مع الضوء المئى وتمتل 70%من الاشعاع الشمسى ولاتعد ضارة بالكائنات الحية
UVB وهى تتراوح من 215-280وتمتل نحو 1.5%من الاشعاع الشمسى وهى ضارة لكل من الحيونات والنباتات
UVC وهى تقل عن 280 وتمتل0.5% من الاشعاع الشمسى وهى تدمر كل اصناف الكائنات الحية
انتقال الطاقة فى الغلاف الجوى
يتم تحديد الخصائص الفيزيائية والكيمائية للغلاف الجوى وكذلك
ظاهرة انتقال الطاقة الشمسية الداخلة للأرض هى بشكل كبير فى المنطقةالمرئية للطيف
س\ ماهو سبب ان السماء زرقاء
ج\ السبب ان الاطوال الموجية الزرقاء تتشتت فى طبقات الجو
تدفق الطاقة الشمسيةالواصلة للغلاف الجوى هو كبير جدا وهذه العملية سميتبالتابت الشمسى ويطلق عليها العزل
س\عرف المسار الحر
ج\ هى المسافةالمقطوعة بواسطة الجسيملات الفعالة قبل الاصطدام
س\ ماهى عمليات حمل الطاقة
ج\ التوصيل الحمل الاشعاع
س\ اذكر انواع الحمل الحرارى
ج\ الحمل الطبيعى \ وهو مايحدت دون تدخل الانسان متلحمل الهواء للحرارة من مكانالحار الى المكان البارد اتناء تحركه بسبب فرق الكتافة فان الغازات الساخنة تقل كتافتها فترتفع لااعلى ويحل محلها غازات باردة
الاشعاع الشمسي والثابت الشمسي:
يقصد بالاشعاع الشمسي (Solar Isolation ) الطاقة التي تطلقها الشمس الى جميع الاتجاهات ويتضمن الاشعاع المرئي وغير المرئي، بمعنى اخر الطاقة الضوئية والحرارية على الارض ومختلف الكواكب الاخرى
الثابت الشمسي" فأن العلماء اختلفوا في تعريفه، ومن اهم تعريفاته "ان الثابت الشمسي هو كمية التدفق الاجمالي للطاقة الكهرومغناطيسية الآتية من الشمس والواصلة الى الحدود العليا للغلاف الجوي او السطح العلوي
زاوية سقوط الإشعاع الشمسي:
المقصود بزاوية سقوط الإشعاع الشمسي الزاوية التي تكونها أشعة الشمس الساقطة مع سطح الأرض([1]). وتختلف هذه الزاوية على وفق الموقع الفلكي لكل منطقة بحسب فصول السنة مع حركة الشمس الظاهرية، إذ تتعامد الشمس على مدار السرطان الواقع على دائرة عرض (23.5°) شمالاً في (21) حزيران، عليه تكون الأشعة شبه عمودية على منطقة الدراسة، بينما تتعامد الشمس على مدار الجدي الواقع على دائرة عرض (23.5°) جنوباً في (22) كانون أول فتكون الشمس مائلة على المنطقة.
س\ عرف التفاغلات الضوئية الكيميائية
ج\ هى امتصاص الاشعة بواسطة الجسيمات الكيميائية للاشعة الفوق بنفسجية من الشمس التفاعلات الكيميائية الضوئية تحدت بعدم وجود عامل محفز تحدت فى درجات حرارة اقل من التفاعلات الاخرىالتفاعلات الكيميائية الضوئية تلعب دورا مهما فى تقدير طبيعة المصدر النهائى للجسيمات الكيمائية فى الجو
NO2 احد الجسيمات الفعالة الكيميائية فى الجو الموجودة فى الغلافالجوىوهو الاحتماليةالمشترك الرئيسى فى تكوين الدخان
التفاغلات الكميائية الضوئية فى الغلاف الجوى
كيمياء الغلاف الجوى تتضمن الغلاف الجوى الملوت والملوت جدا
معظم التفاعلات فى منطقة uv range الطاقة الاتية من الشمس قسم منها يعمل اتارة للجزئيات تمتص الطاقةفتتولد ايونات موجبة
كيمياء الغلاف الجوى تتضمن الغلاف الجوى الملوت والغيرملوت
س\ ماهى الانواع الكيميائية الغازية فى الهواء الجوى
ج\ 1- اكاسيد غير عضوية inorganic oxides
متل co co2 so2
2- بعض العوامل المؤكسدة oxidants
No3H2o2O3
3- مواد مختزلة COSO2H2O
4- العضوية
5- المركبات الفعالة الضوئية
العمليات الضوئية الرئيسية\phptochimaicalproceses
هى التفاعلات التى يتم عندها امتصاص ضوءالشمس من منطقة UV وهى التى تحدتبواسطة الاشعة تعلب دورا كبيرا فى تقدير طبيعة المنتج النهائى للجسيمات الكيميائية فى الجو
NO2 من اكتر احد الجسيمات الكيماوية الضوئية الفعالة فى الغلاف الجوى الملوت وهو المسؤل عن تكوين الذخان السموك
جسيمات NO2يمكن ان تمتص طاقة الضوء منتجا جزيئات متارةالكترونيا
س\ عرف الجزيئات المتارة الكترونيا
ج\ الجزئيات المحفزة الكترونياغالبا تكون فعالة جدا وغير تابتة (قلقة وغير مستقرة)
الجزيئات المتارة الكترونيا تنتج عندما تمتص الجزئية المستقرةالاشعاع الكهرومغناطيسى فى المناطق uv والطيف المرئى
س\علل الجسيمات المثارة الكترونيا تمتلك فترة عمر قصيرة ومحدودة
ج\ السبب امكانية فقدان الطاقة خلال الاشعاع دون امتلاكها القدرة على التفاعل مع جسيمات اخرى
انتاج جزى محفز يمر بالعمليات التالية\
1-الاخماد الفيزيائى
عرف الاخماد الفيزيائىهو الارتصام الجزئيات مع بعضها البعض يؤدى الى فقدان الطاقة
هذه العملية مسؤلة عن هدم الاوكسجين الذرى فى طبقات الجو العليا
3-تفاعل مباشر Direct reaction
متلا مادة ملوتة تستنزف جزى من الاوزون متال
O2+o3=2o2+o
4- التالق وينقسم الى قسمين هما الفسفرة والفلورة
س\ عرف الفلورة
ج\الفلورة هي إحدى ظواهر التألق ,وتحصل في مواد معينة عند تعرضها للضوء أو للأشعة السينية أو للجسيمات المشعة ,تمتص الذرات و الجزيئات طاقة الأشعة الواردة فتثار الى سويات طاقة عالية أو تتأين ,إذا كانت طاقة هذه الأشعة كافية لحصول ذلك وبما أن الذرات و الجزيئات المثارة غير مستقرة فإنها تعود الى حالتها الأساسية محررة جزء من هذه الطاقة على هيئة طاقة ضوئية تقع أطوالها الموجية في الجزء المرئي من الطيف . تحصل هذه الانتقالات بسرعة كبيرة جدا ( زمن الانتقال أصغر من 10^-15 )
الفلورة يكون وقتها قليل جدا ويعتمد على المصدر الضوئى
غالباً ما يُعتمد للتمييز بين أنماط التألق مدة استمرار إصداره بعد زوال المؤثر. فبعض المواد يستمر تألقها مدة طويلة نسبياً بعد انقطاع التأثير فيها وتوصف الظاهرة هذه بالفسفرة أو التفسفر. أما إذا كان التألق يتم في أثناء التأثير فقط فتوصف الظاهرة بالفلورة أو التفلور.
5-الانتقال الخارجى للطاقة هو انتقال الطاقة من جزى الى جزى اخر
6- انتقال الطاقة الداخلى
س\ عرف عملية التاين
ج\تعرف عملية التأين على أنها العملية الفيزيائية لتحويل الذرة أو الجزيء إلى أيونات بإضافة أو إزالة جسيمات مشحونة مثل الالكترونات أو أيونات أخرى.
قد تكون مجموعة من الذراتتحتوى على الكترونمفرد وهو مايطلق عليه باسم الجذر الحر
وصف الجذور الحرة في التفاعلات الكيميائية
يتم تمثيل الجذر الحر في المعادلات الكيميائية عن طريق نقطة توضع أعلى يمين رمز العنصر الذري أو المعادلة الجزيئية للجزي كالتالي:
Cl2 + hν → 2 Cl•
كما أن آليات سير التفاعل بالنسبة للجذور تكون في اتجاه واحد لتوضح انتقال إلكترون وحيد.
كيمياء الجذور الحرة
التسمية
تلعب الجذور في الكيمياء دورا في التفاعلات الآتية: إضافة جذر،واستبدال جذر كوسيط نشيط. وغالبا ما تنقسم التفاعلات التي تتضمن الجذورإلى ثلاث مراحل: البداية، الانتشار، الانتهاء.
تفاعلات البداية هي التي ينشأ عنها زيادة في عدد الجذور الحرة. وقدتتضمن تكون جذور حرة من فئات ثابتة مثل التفاعل رقم 1 بالأعلى، أو قدتتضمن تفاعل الجذور الحرة مع فئات ثابتة لتكوين مزيد من الجذور الحرة.
تفاعلات الانتشار وهي التي تتضمن تفاعلات الجذور الحرة بحيث أن العدد النهائي للجذور الحرة يظل كما هو.
تفاعلات الانتهاء وهي التي بنشأ عنها قلة عدد الجذور الحرة. وغالبا ما تتضمن اتحاد جذرين لتكوين فئات أكثر ثباتا، فمثلا: 2Cl•→ Cl2.
تكون الجذور الحرة
تكون الجذور يتطلب تكسر الرابطة بطريقة متماثلة، وهذا يحتاج لكميةكبيرة من الطاقة. فمثلا، انقسام 2 إلى 2H• له ΔH° مقدارها + 435 kJ/mol،ويعرف ذلك على أنه طاقة التفكك المتماثلة وغالبا ما يختصر إلى DH°.
تتأثر طاقة الرابطة بين الذرتين المرتبطتين تساهميا ببناء الجزيء ككل،وليس فقط بصفات الذرات المفردة، وعندم تتطلب الجذور طاقة أكثر للتكون فإنهذا ينتج جذور أقل ثباتا من الجذور التي تتطلب طاقة أقل. ويحدث تكسرالرابطة المتماثل غالبا ما يحدث بين ذرتين لهما نفس السالبية الكهربية. وغالبا ما يحدث هذا في الكيمياء العضوية بين رابطة O-O في البيروكسيدات،أو في الروابط O-N.
وعموما فإن، خطوة الانتشار تكون طاردة للحرارة. كما أن الفئات الناتجة تكون متعادلة كهربيا بالرغم من وجود أيونات الجذور. الاستمرارية والثبات
يمكن تقسيم الجذور التي لها عمر طويل إلى فئتين:
الجذور الثابتة:
يمكن للجذور أن يكون لها عمر طويل في حالة تواجدها في نظام باي مترافق، مثل الجذور المشتقة من ألفا-توكوفيرول (فيتامين إي).
الجذور الدائمة:
مركبات الجذور الحرة هي المركبات التي يرجع طول فترة بقاؤها إلىالازدحام حول مركز الجذر مما يجعل الجذر لا يستطيع التفاعل مع الجزيئاتالمحيطة. ومثال لذلك جذر جومبرج (ترايميثيل فينيل)، ملح فريمي (نيتروزودايسلفونات البوتاسيوم) ” KSO3)2NO•”، نيتروكسيدات (المعادلة العامة لها R2NO•) مثل TEMPO.
الاحتراق:
الاحتراق من أشهر تفاعلات الجذور الحرة، فحتى يمكن حدوث حريق يجب كسرالرابطة المزدوجة القوية (O=O) حتى ينتج منها الجذور الحرة للأكسجين. ومنالملحوظ أن الأكسجين عبارة عن جذر مزدوج بزوج إلكترونات غير مزدوج فيمدراه الأخير. ولا يوجد نشاط واضح لهذين الإلكترونين نظرا لأن لهما دورانمتوازي. وعموما فإنه يتم التغلب على حواجز الطاقة الموجودة في جزيءالأكسجين بالإنزيمات في أجسام الكائنات الحية (عملية التنفس) وعن طريقالحرارة. وتعتمد مدى قابلية أى مادة للاشتعال على تركيز الجذور الحرة التييجب أن تكون موجودة قبل بدء الاشتعال والتي تؤدى لحدوثه. وعند انتهاءالمادة المشتعلة تبدأ تفاعلات الانتهاء والتي تؤدى لانطفاء النيران.
البلمرة:
بالإضافة للاحتراق، تتضمن عديد من تفاعلات البلمرة تكون الجذور الحرة. وينتج منها عديد من أنواع البوليمرات مثل اللدائن، ويتم ذلك عن طريق بلمرةجذرية.
كما أن عديد من تقنيات البلمرة تعرف حاليا باسم بلمرة الجذور الحية مثل:
وتنتج هذه الطرق بوليمر له توزيع ضيق للوزن الجزيئي.
الجذور الحرة في الغلاف الجوي
في الغلاف الجوي العلوي تنتج الجذور عن طريق تفكك الجزيئات، وخاصة تفكككلورو فلورو كربون الغير نشط بواسطة الأشعة فوق البنفسجية من الشمس أوكناتج للتفاعل مع محتويات الغلاف الجوي الأخرى. وتتفاعل هذه الجذور بعدذلك مع الأوزون في تفاعل سلسلة حفزي مما يؤدى لتكسر الأوزون، وتكوين مزيدمن الجذور الحرة التي تساهم في مزيد من التفاعلات. ومثل هذه التفاعلاتيعتقد أنها السبب في استنزاف طبقة الأوزون. ولذلك تم منع استخدام الكلوروفلورو كربون كمادة من مواد التبريد
س\ عرف الجذور الحرة
ج\في الكيمياء، الجذور الحرة (أو الشقائق) هي عبارة عن ذرات أو جزيئات بها إلكترونات غير زوجية أو بها غلاف مفتوح. وهذه الإلكترونات الغير مزدوجة (الفردية) غالبا ما تكون نشيطة، ولذلك فإنها تلعب دورا في التفاعلات الكيميائية. فتلعب الجذور دورا في تفاعلات الاحتراق، كيمياء الغلاف الجوي
الجذور الحرة فعالة جدا وتمتاز بفترة عمر قصير جدافان دراسة ميكانكية التفاعل يحتاج الى تقنيات متقدمة جدا لكى تدرس
ويجب التفريق بين الفعالية العالية وعدم الاستقرار
تعد اصناف الاوكسجين الفعالة (ROS)Reactive oxygen speciesجزيئات أوكسجين انتزع منها في اثناء التفاعلات الكيمياوية الكترون مفرد من احد الازواج الالكترونية، واصبحت حاوية في مدارها الخارجي الكترونا مفردا مكونة جذور الاوكسجين الحرة (Block, et al., 2002). تمتاز جذور الاوكسجين الحرة بالتهيج Excitable وعدم الاستقرارUnstable وتكون ذات طاقة عالية وشديدة الالفة للتفاعل مع الجزيئات الحيوية في الجسم (Matkovics, 2003).
تصنف الجذور الحرة للاوكسجين حسب تفاعلاتها الى جذور مختزلة Reducing radicals وجذور مؤكسدة Oxidizing radicals، وعند اتحاد الجذور الحرة للاوكسجين مع جزيئات المادة
الجذور الحرة تكون موجودة فى الطبقات الجو العليا الجسيمات فى طبقات الجو العليا تكون متباعدة جدا لذلك نسبة التصادم بينها قليلة بسبب الضغط المنخفض جدا
جذور الهيدوكسيل والهيدروبروكسى فى الجو \
الهيدوكسيد هو واحد من اهم الانواع وسيط تفاعلى احادى فى العمليات الكيميائية فى الغلاف الجوى حيتحيت يتم انتاجه بعملية التحلل الضوئى phptolysisof whater
كذلك فى وجود المادة العضوية يتم انتاج المادة العضوية يتم انتاجالهيدر وكسيل بكميات وفيرة(كمادة وسطية فى تشكيلالضباب الدخانى)
س\مالفرق بين القاعدةالضعيفة والقاعدة القوية
ج\ قاعدة ارهينوسوقاعدة لويس
س\ مالفرق بين تفاعلات الاتزان التام والغير تام
كذلك يتكون الهيدوكسيل فى الغلاف الجوى (غير ملوت نسبيا )نتيجةالتحلل الضوئى للاوزونphotosis of ozon
الهيدوكسيل له دور كبير فى عمليات التحول الكيميائية للجزئيات ضئيلةنسبيا ضئيلة التراكيز فى الغلاقف الجوى منطقة التروتوسفير (اولاكسيد الكربون تانى اكسيد الكبريت كبريتيد الهيدروجين )يتم فى معظم الاحيان ازالة الهيدوكسيل بواسطة التفاعل مع اول اكسيد الكربون
تركيز oh اعلى فى المناطق الحارة
س\ يعتبر الغلاف الجوى قليل الحامضية
ج\ السبب هو وجود مستوى متدنى من غاز تانى اكسيد الكربون
العمليات الكيميائية والبايوكيميائية فى تطور الغلاف الجوى
من المعتقد الان وبشكل واسع ان جو الارض اصلا يختلف عن جو الارض الموجود الان وان التغيرات البايلوجية والتغيرات الكيميائية المرافقة تقريبا منذ 3ز5 بليون سنة مضت عندما كانت الحياة بدائيةفان من المحتمل ان الجو كان خالى من الاوكسجينويتالف من غازاتمتل تانى اكسيد الكربون وبخار الماء ومن الممكن ميتانونشادر والهيدروحين الجو تعرض للاشعةالفوق بنفسجية المحطم للروابط وتكونت جزئيات الرادية التى تسببت فى التفاعلات الكيميائيةوالتىادت الى انتاج جزئيات معقدة نسبيا من ضمنها الاحماض الامينية والسكريات التى يتم انتاجها بواسطة الكائنات الحيةومن هذا المزيج الغنى انطلقتالحياة البدائية المتكونة من التخمرللمادة العضوية من العمليات الكيميائية والضوئيةوفى النهاية اصبحت لها القدرة على انتاج المادة العضوية بواسطة التمتيل الضوئى
التمتيل الضوئى يحرر الاوكسجين وبهذه الطريقة بدء انتاج الاوكسجين
عنصر الاوكسجين انتجمبدئيابالتمتيل الضوئىوهو من المحتمل ان يكون سام لاشكال الحياة البدائية لذلك معظم هذا الاوكسجين يحول الى اوكسيد الحديد بواسطة التفاعل مع الحديدويحول الى اوكسيد الحديديك بواسطة التفاعل مع الحديدوجود الترسبات الضخمة لاوكسيد الحديد يعطى دليل رئيسى على تحرر الاوكسجين فى الاجواءالاولية وفى النهاية فان الانظمة الانزيمية تطورت والتى ساعدت الكائنات الحية لاحدات تفاعل اوكسجين الناتج من الفضلات مع المادة العضوية فى البحر
تفاعلات الحامض والقاعدة فى الجو\
تحدت تفاعلات الحامض والقاعدة بين جسيمات حامضية وقاعدية فى الغلاف الجوىالغلاف الجوى قليل الحامضية السبب هو وجود مستوى متدنى من CO2 والذى يذوب فى قطرات الماء الجويةويتفكك قليلا
CO2+H2O=H+HCO3
الجسيماتالقاعدية هى اقل شيوعا فى الغلاف الجوىدقائق والهيدوكسيل والكربونات يمكن الحصول عليها من الرماد وصخور الارض
اهم الجسيمات القاعدية الاكتر اهمية فى الجو هى الامونياوايضا NH3 المصدر الرئيسى لامونيا الجو هى من لاالانحلال البيولوجى من المواد المحتوية على النتروجينومن الاختزال البكتريى للنترات
الامونيا مهمة فىالهواء بسبب ان انها القاعدة الوحيدة التى تذوب فى الماء عند مستويات هامة فى الغلاف الجوى عند اذابتها فى قطرات الماء الجوية تلعب الامونيا دور قوى فى التعادل الجوى للحوامض
الصفات الكيميائية والفيزيائية الامونيا (Ammonia ):Chemical and physical properties
ج\ السبب انها القاعدة الوحيدة التى تذوب فى الماء فى مستويات هامة فى الغلاف الجوى
س\تكلم عن الجسيمات القاعدية فى الجو
ج\ تعتبر الامونيا الناتج فى الجو من الانحلال البيولوجى للمواد البيولوجية المحتوية على النتروجين ومن الاختزال البكترى للنترات
وتلعب الامونيا دور قوى فى التعادل الجوى الجوى للحوامض كما فى التفاعلات الاتية
1-بسبب وجود ايون الامونيا فى الجو كملح ذائب او صلب
2-تؤدى الى تعادل المكوناتالحامضية فى الجو
3-ينتج املاح الامونيوم المسببة للتاكل
تفاعلات الاوكسجين الجوى\
دورة الاوكسجيم مهم فى كيمياء الجو
دور مهم فى التحولات البيوكيميائية وعمليات الحياة
يلعب دور مهم فى العمليات التى تحدت على سطح الارض
يشترك فى تفاعلات انتاج الطاقة
يستخدم بواسطة الاحياء الهوائية
يستخدم فى تفسخ وانحلال المادة العضوية
اه تاتير فى التخليق الضوئى للاحياءوالتى تظهر فى توازنالاوكسجين فى الجو
وبسبب الضغط المتخلخل الشديدوتاتيرات الاشعاع المؤين الاوكسجين الذرى يتواجد باشكال غير O2 بالاضافة الى الاوكسجين الذرى والاوكسجين المتار والاوزون
تفاعلات النتروجين فى الجو\
نسبة النتروجين حوالى 78% فهو مستودع غير قابل للنفاذ من العنصر الاساسى كمية من النتروجين تتبت فى الجو بواسطة الانارة والتى تجهر طاقة عالية تحتاجها لتفكك جزيئة N2وكذلك يتبت بواسطة عمليات الاحتراقوخصوصا الاحتراق الداخلى قبل الوصول الى استخدام الاسمدة المصنعةومستوياته الحالية الكميائيونمهتمونبعمليات ازالة النتروجين من التربة
N2 لايفككك بسهولةبواسطة الاشعة الفوق بنفسجيةلذلكالارتفاعات التى تتجاوز 100 كلمالنتروجين الذرى ينتج بواسطة تفاعلات الكيمياء الضوئية
اوكسيد النتريك يستخدم فى ازالة الاوزون فى طبقة الستراتوسفيرواعدة بناؤه بواسطة التفاعل مع NO2وهو المادة التى تشترك فى تكوين الاوزون
الضباب الدخاني ( الضبخان ) Smog
شكل من أشكال تلوث الهواء الجوي الذي تشهده المدن و المناطق العمرانيةنتيجة الأنشطة البشرية و فيه تجثم سحابة من الضباب الدخاني الكثيف فوقالمنطقة المتعرضة في ظروف جوية تقل فيها حركة الريح مما يساعد على ركودالملوثات.
معظم المدن الكبرى مثل لندن و لوس أنجلوس و مكسيكو سيتي و القاهرة تعاني من مناسيب خطرة من الضبخان. يمكن لهذا النوع من الضبخان أن يتكون في مختلف المناخات، إلا أنه يكونأسوأ في الأجواء الدافئة المشمسة التي يكون فيها الهواء في الطبقات الأعلىدافئا بحيث يحول دون الدوران الأفقي للرياح .
... مما يتكون الضباب الدخاني ؟
أكاسيد الكربون
ثاني أكسيد الكربون : يشكل حوالي 0.35% من مكونات الهواء الجوي ، و ذلك التوازن الطبيعي الذيوضعه الله سبحانه و تعالى للكون ، و في ظله يفترض أن تبقى نسب مكوناتالهواء ثابتة . و يتمثل هذا النظام في استهلاك النباتات لثاني أكسيد الكربون في صنعغذائها ( عملية البناء الضوئي ) من جهة ... و من جهة أخرى يظهر ثاني أكسيدالكربون كناتج طبيعي لتنفس الكائنات الحية و احتراق المواد العضوية فيالهواء .
غير أن تزايد الاستهلاك لموارد الطاقة في المصانع أو كوقود للسيارات والاستهلاك المنزلي للوقود تبعاً لزيادة عدد السكان على الأرض و التقدمالصناعي أدى إلى رفع نسبة ثاني أكسيد الكربون في الهواء الجوي .و بالتاليإلى اختلال في التوازن البيئي ... و على الرغم من أن النباتات تستهلكجزءاً من ثاني أكسيد الكربون ، و يذوب جزء كبير منه في البحار و المحيطات إلاّ أن هذه العمليات لم تعد قادرة على التخلص من الزيادة في نسبة ثاني أكسيد الكربون في الجو .
ماذا ينتج عن زيادة نسبة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ؟ تمتص الأرض الحرارة القادمة من الشمس ، لتعكس معظمها إلى الطبقات العليامن الجو على هيئة أشعة حرارية هي الأشعة تحت الحمراء . و لأن جزيئات ثانيأكسيد الكربون لها مقدرة على امتصاص تلك الأشعة فهي بالتالي تمنع الأشعةالحرارية المنعكسة عن الأرض من الخروج خارج الغلاف الجوي . و بالتالي فإن زيادة معدلات ثاني أكسيد الكربون في الجو يزيد من نسبةالأشعة الحرارية غير المنعكسة ؛ مؤديةً إلى ارتفاع درجة حرارة الأرض . وينشأ عن ذلك ظاهرة الاحتباس الحراري Global Warming أو ما يعرف بالبيتالأخضر Green House .
أول أكسيد الكربون : ينطلق أول أكسيد الكربون في الهواء الجوي كناتج طبيعي للتفاعلات الكيميائية الضوئية و احتراق الغابات . إن أول أكسيد الكربون مركب شديد السمّيّة ... إذ أنه يتحد مع هيموجلوبينالدم مكوناً مركباً ثابتاً ( كربوكسي هيموجلوبين ) فيعوق الدم عن وظيفةنقل الأكسجين لخلايا الجسم .
يزداد تركيز أول أكسيد الكربون في المدن المزدحمة بالسيارات على الرغم منأنه يتأكسد في وجود أشعة الشمس بمعدل 1% كل ساعة ، و نتيجة لزيادته تزدادحالات الصداع و الهبوط العام ، كما أنه يسبب الموت السريع إذا بلغ تركيزهفي الهواء 0.001 وسبب تزايد هذا الغاز هو الاحتراق غير التام للوقود داخل محركات السيارات .
أكاسيد النيتـروجين يشكل النيتروجين حوالي 78% من الهواء الجوي ... و تتواجد أكاسيدالنيتروجين كملوثات إما بسبب النشاط البركاني ، أو أثناء البرق ، أو نتيجةللنشاط البكتيري ، أو من عوادم السيارات عند احتراق الجازولين و أبخرةالمصانع فيتكون أكسيد النيتريك و ثاني أكسيد النيتروجين . و من بين التلوثات البيئية التي تفرزها تواجد هذه الغازات بالإضافة إلىالضباب الدخاني لتفاعل ثاني أكسيد النيتروجين مع الرطوبة مكوناً حمضالنيتريك HNO3و حمض النيتروز HNO2 التي تساهم في تكوين الأمطار الحامضيةبالإضافة إلى أكاسيد الكربون و أكاسيد الكبريت .
كما أن حمض النيتروز عند تحلله يكوّن أكسيد النيتريك و ماء و المزيد منحمض النيتريك ... بينما أكسيد النيتريك يتأكسد مكوناً ثاني أكسيدالنيتروجين .
و يلعب ثاني أكسيد النيتروجين دوراً كبيراً في إحداث تلوثات بيئية خطيرة ... إذ أن جزء منه يتفاعل مع الرطوبة مكوناً المزيد و المزيد من حمضالنيتريك
و لأن غاز ثاني أكسيد النيتروجين يتميز بأنه ماص قوي للأشعة فوق البنفسجيةالقادمة من الشمس ؛ لذا فإنه يتفكك بفعل الفوتونات الضوئية إلى أول أكسيدالنتيروجين ( أكسيد النيتريك ) و ذرات أكسجين حرة ، و هذه الأخيرة بدورهاتتحد مع الهيدروكربونات غير المحترقة احتراقاً تاماً لتكوين مركبات عضويةسامة و مركبات مهيجة للعيون و الأنف . كما تتحد ذرات الأكسجين الحرة أيضاً مع جزيئات الأكسجين لتكوين الأوزون .
مركب الأوزون عامل مؤكسد قوي جداً ، و له رائحة مهيجة و كريهة ... كما أن له تأثيرات مدمرة على النباتات و الخلايا الحيوانية . يتفكك الأوزون في وجود الطاقة الآتية من الشمس إلى غاز الأكسجين والأكسجين الذري ... ليعاود مرة أخر تكوين الأوزون ... مما يعني بقاءالأوزون في طبقات الجو السفلى .
إن وجود الأوزون مطلوب في طبقات الجو العليا و غير مطلوب بقرب سطح الأرض ... و لكن أكاسيد النيتروجين تسبب انقلاب لذلك النظام بعملها المزدوج علىتوفير الأوزون على الأرض و تدميره في السماء .
الهيدروكربونات : يعد البترول و مشتقاته مثل الجازولين و السولار المصدر الرئيسيللهيدروكربونات الملوثة للهواء الجوي ، و ذلك كنتاج لعمليات التبخير والاحتراق الداخلي غير التام . هذا الاحتراق غير التام للوقود في عادم السيارات يزداد نتيجة لزيادة نسبة الوقود لنسبة الهواء في المحرك .
كيف يتكون الضباب الدخاني ؟ تتكون غازات عوادم السيارات من أكاسيد الكربون و مركبات هيدروكربونية لمتتأكسد تأكسداً تاماً بالإضافة إلى وجود بعض أكاسيد النيتروجين .
تتأكسد الهيدروكربونات التي لم تحترق احتراقاً تاماً و الصادرة عن عوادمالسيارات في ظل وجود الأكسجين الحر مكونةً ألدهيدات أو كيتونات . كما أن المركبات الهيدروكربونية تتفاعل مع شقوق الهيدروكسيل و الأكسجين وأكاسيد النيتروجين لتنتج مركب بيروكسي أسيل نيترات PAN . و يعتبر هذاالمركب من أهم مصادر الضباب الدخاني .
و نظراً لاحتواء الخليط الغازي السام على غاز ثاني أكسيد النيتروجين الذييمتص الأشعة فوق البنفسجية ، فإنه يتفكك إلى أكسيد النيرتيك و أكسجين ذري، و هذا الأخير يتفاعل مع جزيئات الأكسجين ليتكون الأوزون ، الذي يدخل فيسلسلة من التفاعلات مع الهيدروكربونات النشطة و الموجودة في الخليط ... ونتيجة لهذا التفاعل الكيميائي الضوئي يتكون الضباب الدخاني الذي يبقىمعلقاً في الهواء و يغلف جو المدن مسبباً احتقان الأغشية المخاطية و حرقةفي العيون و زيادة في أمراض الجهاز التنفسي .
النيتروجين (أوالآزوت) هوعنصر كيميائيفيالجدول الدوريله الرمز N والعدد الذري 7. وهو عديم اللون والطعم والرائحة، وهو عادة غير نشط وعلى شكلغازفيدرجة الحرارة وقياس الضغط القياسيين، كما أنهلا فلزويكون على شكل جزيء من ذرتين. يشكل النيتروجين 78 بالمائة من الغلاف الجويللأرض كما أنه يدخل في تركيب جميع الأنسجة الحية. كما يشكل العديد منالمركبات المهمة كالأمونيا (النشادر) وحمض النيتريك والسيانيده
ماء الجو\
محتوى الماء فى الستراتوسفير عادة من 1-3%حجما مع معدل عالى تقريبا 1% نسبة الماء فى الجو تقل مع زيادة الارتفاع الماء يتحرك فى الجو من خلال الدورة الهيدولوجية بخار الماء يمتص الاشعة التحت الحمراء
الغيوم تتكون من بخار الماء تعكس الضوء من الشمسويمتلك تاتير مخفظ للحرار للحرارةبخار الماء يعمل كاغطاء فى الليل ليحفظ الحرارة من سطح الارضبواسطة امتصاص الاشعة تحت الحمراء بقوة اكتر ولذلكيؤتر على التوازن الحرارى فى الارض
الغيوم تتكون من بحارالماء تعكس ضوء الشمس كما يعمل بخار الماء كغطاء فى الليل ليحفظ الحرارة من سطح الارض بواسطة امتصاص الاشعة تحت الحمراء
تحدت فى بعض الحالات ان بخار الماء يتجادب مع لبجسيمات الملوتة فى الجو يمكن ان يقلل الرؤيا الى مستويات غير مرضية خلال تكوين جسيمات الهباء الصغيرة فى الجو
الماء ينتقل من التروبوسفير الى السراتوسفيروالمصدر الرئيسى للماء فى التربوسفير هو اكسدة الميتان كيميائيا وضوئياوذلك من خلال المعادلةالتالية
CH4+2O2+hv=co2+2H2O
اسئلة\
أكمل العبارات التالية:
1) تتكون الغلاف الجوى من أربع طبقات هى الترتيب هى ...................
2) التروبوسفير، ...............، الميزوسفير..............
3) يوجد غازالأوزون فى طبقة ..............
4) طبقة الأوزون تحمى الأرض من ..............
5) تنخفض درجة الحرارة فى طبقةالتروبوسفير بمعدل .............. سلزيوس كلما ارتفعنا ..............كيلو متر فوق مستوى سطح البحر
6) طبقة .............مشحونة ودرجةحرارتها مرتفعة جدا بينما طبقة ...........تحدث فيها كافة الظواهر الجوية
7) تستخدم طبقة الأيونوسفير فى الاتصالات اللاسلكيةالتى تستخدم أمواج..............
8) تبلغ درجة الحرارةفى نهاية طبقة الستراتوسفير ..............سلزيوسبينما تبلغ درجة الحرارة فى نهايةطبقة التروبوسفير ..............سلزيوس0
9) توجد طبقة الأوزون على ارتفاع يتراوح بين ..............، ..............كيلو متر0
10) الضغط الجوى يكافئ وزن عمود من ..............ارتفاعه ..............
11) الضغط الجوى هو خارج قسمة .............. على ..............
12) يقاس الضغط الجوى بأجهزة خاصة تسمى..............
13) من العوامل المؤثرة فى الضغط الجوى ..............
14) كلما ارتفعنا إلى أعلى ..............الضغط الجوى0
- أخترالإجابة الصحية مما بين الأقواس:
1- يصل ارتفاع طبقة التروبوسفير عند القطبين إلى .............. ( 8 – 10 – 13 – 18 )
2- ....... من طبقات الغلاف الجوى التى تحتوى على نسبة كبيرة من بخار الماء تسمح بتكوين السحب
(الأيونوسفير- الميزوسفير- التروبوسفير – الستراتوسفير)
3- أكثر طبقات الغلاف الجوى ارتفاعات فى درجة الحرارة طبقة.........
( التروبوسفير – الستراتوسفير- الميزوسفير- الأيونوسفير )
4- يقع .......بين الستراتوسفير والميزوسفير ( التروبوبوز – الستراتوبوز- الميزوبوز )
5- تتكون الشهب فى ........ ( الميزوسفير – الأيونسفير – الإكسوسفير- الستراسفير )
6- الضغط الجوى المعتاد يعادل ......(760 mmHg / 1013 b / 76cmHg – جميع ما سبق