پروتکل مونترال: 20 سال مبارزه با حفره اوزون

پروتکل "حفظ لایه‌ اوزون" که بیست سال پیش در شهر مونترآل در کانادا به تصویب رسید، به عنوان یکی از مهم‌ترین قرارداد‌های حقوق بین‌الملل مورد تجلیل قرار می‌گیرد.

به گزارش دویچه وله امروزه "حفره‌ی اوزون" تصویر هولناک ابتدایی خود را از دست داده است، حداقل در گزارش‌های خبری در رسانه‌ها.

ولی در دهه‌ی ۱۹۸۰ دانشمندان، با ادراک این واقعیت که زمین در حال از دست دادن لایه‌ حفاظتی خود است، به وحشت افتادند. موضوع به مردم منتقل شد. توده‌‌ی مردم، وقتی پی بردند که خطر ابتلا به سرطان ناشی از اشعه‌ی ماورای بنفش افزایش می‌یابد، نسبتاً سریع به خود آمدند.  
 
میشائیل بوخویتتس که در "انستیتو‌ی فیزیک و محیط زیست" دانشگاه برمن کار می‌کند، می‌گوید: "آگاهی ما در آن زمان خیلی کم بود." او اشاره می‌‌کند، دانشمندان می‌دانستند که گازهای آلاینده‌ی جو، لایه‌ی اوزون را از بین ‌می‌برند، "ولی ما فکر می‌کردیم که این روند خیلی آرام و نه این چنین سریع رخ می‌دهد."‌

با این‌حال، آن وحشت به واکنش سریع بی‌نظیری انجامید: دو سال پس از اولین اندازه‌گیری فشردگی لایه‌ی اوزون،"پروتکل مونترال درباره‌ی موادی که باعث از بین رفتن لایه‌ی اوزون می‌شوند" در ۱۶ سپتامبر سال ۱۹۸۷به تصویب رسید.
 
این سند را تا به حال بیش از ۱۹۰ کشور امضاء کرده‌اند. مفاد این پروتکل، اقدامات جهانی را برا‌ی منع استفاده از موادی که منجر به تولید گازهای آلاینده‌ی جو می‌شوند، تنظیم‌ می‌کند، ضوابط تولید حداکثر این گازها را مشخص می‌سازد و نیز به کشورهای در حال رشد کمک می‌کند که به این اهداف‌، دست یابند.

سردی هوا و آسیب دیدگی بی‌سابقه لایه ازون

بررسی‌های جدید دانشمندان نشان می‌دهد زمستان امسال لایه ازون در قطب شمال به دلیل سردی هوا در لایه‌های فوقانی جو، صدمه بی‌سابقه‌ای دیده است.

به گزارش ایرنا از پایگاه اینترنتی بی بی سی نیوز، در آخر ماه مارس 40 درصد ازون موجود در استراتوسفر (لایه فوقانی جو) نابود شده بود. این در حالی است که تا پیش از این حداکثر میزان آسیب ثبت شده لایه ازون 30 در صد بوده است.

لایه ازون بخشی از جو زمین است که غلظت گاز ازن در آن بالاست و به دلیل قابلیتی که در جذب اشعه مافوق بنفش خورشید دارد، در جلوگیری از بیماری‌هایی چون سرطان پوست نقشی حیاتی ایفا می‌کند.

اما مواد شیمیایی صنعتی باعث نابودی گاز ازن موجود در جو زمین می‌شوند.

با وجود این که سازمان ملل متحد برای مهار انتشار این گونه گازهای صنعتی، پیمانی بین‌المللی با عنوان پروتکل مونترئال به تصویب رسانده ، اما دوام این گونه گازها در جو به قدری زیاد است که انتظار می‌رود آثار زیانبار آن تا ده ها سال دیگر همچنان ادامه داشته باشد.

راه‌های پیشگوئی وضعیت آب و هوا

راه‌های پیشگوئی وضعیت آب و هوا

شرایط جوی در یک زمان و مکان معین با توجه به دما، فشار هوای بارومتریک، باد، رطوبت، وضعیت ابری و بارندگی مشخص می‌شود. تغییر فصل به شرایط زمانی با فاصله‌های بسیار کوتاه بستگی دارد فواصل زمانی طولانی مدت، معمولاً حداقل به مدت ۳۰ تا ۵۰ سال، آب و هوای هر منطقه را تعیین می‌کند. هر نوع آب و هوائی با ۴ عامل اساسی زیر ایجاد می‌شود: ۱) خورشید وانرژی تابشی آن ۲) زمین با حرکت چرخشی غرب به شرق و ۵/۲۳ درجه انحراف ۳) اتمسفر (سیالی که مخلوطی از گازهای اطراف سیاره را تشکیل می‌دهد) ۴) تغییرات سطح زمین براثر عوامل طبیعی و حالات ژئوفیزیکی (کوه، اقیانوس‌ها و غیره) به‌طوری که باعث چرخش اتمسفر در اطراف زمین می‌شوند. ● اتمسفر بدون اتمسفر خارجی، در طول روز اشعه‌های خورشید پوسته زمین را با دمای بالای ۸۰ درجه سلسیوس خواهند سوزاند و هم‌چنین در شب، سرما به کمتر از ۱۰۰ درجه سلسیوس زیر صفر خواهد رسید. زمین به وسیله نیروی گرانش که در حدود (۱۵)۱۰ ٭ ۶/۵ تن وزن دارد، پایدار می‌ماند. تقریباً یک درصد اتمسفر در لایه‌ای به ضخامت حدوداً ۳۰ کیلومتر در اطراف زمین قرار می‌گیرد. اتمسفر عمدتاً ترکیبی از اکسیژن ونیتروژن و نیز کمیت‌های لحظه‌ای از دی‌اکسیدکربن (در حدود ۳درصد) است که نقش مهمی در پایداری دما دارند. ماده‌ اصلی متغیر دیگری که به‌صورت چشمگیر وجود دارد، بخار آب است. از دیدگاه هواشناسی، آب از مهم‌ترین اجزاء اتمسفر زمین است. آب در اتمسفر به ۳ شکل بخارات و گازها، قطرات مایع و بلورهای یخی جامد وجود دارد. اتمسفر، زمین را در چندین لایه متفاوت و جداگانه می‌پوشاند. اولین و پائین‌ترین لایه، تروپوسفر است که ضخامت آن از ۸ کیلومتر (در دو قطب) تا ۱۶ کیلومتر (در خط استوا) تغییر می‌کند. هوای تروپوسفر سنگین بوده و مولکول‌های آن بسته‌های چگال هستند. به هر حال تروپوسفر کوچک‌ترین بخش اتمسفر است که شامل ۸۰ درصد وزن کل آن بخارات آب است.

نقطه جوش و نقطه ذوب

نقطه جوش
مولکولهای مایع دائما حرکت می کنند. تعدادی از این مولکولها هنگامی که در سطح مایع هستند میتوانند به فضای بالای مایع بگریزند. مایعی را در ظرف بسته ای که هوایش تخلیه شده در نظر بگیرید. تعداد مولکولها در فاز گازی مایع افزایش می یابد تا سرعت ورود مجدد مولکولها به فاز مایع با سرعت گریزشان برابر شود، سرعت ورود مجدد متناسب با تعداد مولکولها در فاز گازی است. در این حال دیگر تغییر اساسی در دستگاه ملاحظه نمی شود و می گویند که سیستم در حال تعادل جنبشی است. مولکولها در فاز گازی به سرعت حرکت میکنند و دائما به دیواره ظرف بر می خورند و منجر به وارد کردن فشار به دیواره آن می شوند میزان این فشار در یک درجه حرارت معین را فشار بخار تعادل جسم مایع در آن درجه می نامند. این فشار بخار به درجه حرارت بستگی دارد. این بستگی به آسانی با تمایل گریز مولکولها از مایع قابل توجیه است. با ازدیاد درجه حرارت انرژی جنبشی متوسط مولکولها افزایش می یابد و فرار آنها به فاز گازی آسان میشود. سرعت ورود مجدد مولکولها نیز رو به افزایش می رود و به زودی در درجه حرارت بالاتر تعادل برقرار می شود. ولی در این حال تعداد مولکولها در فاز گازی از تعداد آنها در درجه حرارت پایین تر بیشتر است و در نتیجه فشار بخار زیادتر است.

اکنون نمونه مایعی را در نظر بگیرید که در یک درجه حرارت معین در ظرف سر گشاده ای قرار دارد و مولکولهای فاز بخار در بالای مایع می توانند از محوطه ظرف خارج شوند. بخاری که در بالای این نمونه است از مولکولهای هوا و نمونه تشکیل شده است. طبق قانون فشارهای جزئی دالتون، فشار کل (خارجی) در بالای مایع برابر با فشارهای جزئی نمونه و هوا است:

انواع دماسنج ها و طرز کار آنها

تاریخچه:
نخستین وسیله واقعی علمی را برای اندازه‌گیری درجه حرارت در سال 1592 گالیله اختراع کرد وی برای این منظور یک بطری شیشه‌ای گردن باریک انتخاب کرده بود. بطری با آب رنگین تا نیمه پر شده و وارونه در یک ظرف محتوی آب رنگینی قرار گرفته بود. با تغییر دما هوای محتوی بطری منبسط یا منقبض می‌شد و ستون آب در گردن بطری بالا یا پایین می‌رفت. وسیله گالیله مقیاسی واقعی برای سنجش دما نبود به طوری که وسیله وی بیشتر جنبه دما نما داشت. تا جنبه دماسنج در سال 1631ری تغییراتی را در دمانگار گالیله پیشنهاد کرد. پیشنهاد وی همان بطری وارونه گالیله بود که در آن فقط سرد و گرم شدن از روی انقباض و انبساط آب ثبت می‌شد.
در سال 1635 دوک فردینالند توسکانی، که به علوم علاقه‌مند بود دماسنجی ساخت که در آن از الکل (که در دمایی خیلی پایین‌تر از دمای آب یخ می‌بندد.) استفاده کرد. و سر لوله را چنان محکم بست که الکل نتواند تبخیر شود.سرانجام در سال 1640 دانشمندان آکادمی لینچی در ایتالیا نمونه‌ای از دماسنج‌های جدیدی را ساختند که در آن جیوه به کار برده و هوا را دست کم تا حدودی از قسمت بالای لوله بسته خارج کرده بودند. توجه به این نکته جالب است که در حدود نیم قرن طول کشید تا دماسنج کاملاً تکامل یافت.
به دنبال کشف دماسنج گابریل دانیل فارنهایت دانشمند هلندی در قرن هفدهم نوعی دماسنج گازی و الکلی ساخت که با دقت اندازه‌گیری بیشتری می‌تواند دمای هوا را اندازه‌گیری کند. او به سال 1714 میلادی دماسنج جیوه‌ای را طراحی و با ضریب دقت بالایی با شیوه‌ای خاص درجه‌بندی نمود. فارنهایت نتایج تحقیقات خود را در سال 1724 میلادی منتشر ساخت.
آندرس سیلیسیوس دانشمند سوئدی به سال 1723 دماسنج جیوه‌ای را به صد قسمت مساوی تقسیم‌بندی نمود. اندازه‌گیری دمای هوا به روش سانتیگراد، (سیلیسیوس) به نام پرافتخار ایشان ثبت شده است.
ژول دانشمند انگلیسی با اعتقاد به این که گرما نوعی انرژی است آزمایش‌های فراوانی در این راستا به انجام رسانید. او با اندازه‌گیری اختلاف دمای آب در بالا و پایین یک آبشار صد و ده متری روی تبدیل انرژی پتانسیل آب به گرما بررسی‌های فراوانی به انجام رسانید. پس از انجام این بررسی‌ها او به این نتیجه رسید که مقدار انرژی در جهان ثابت است فقط می‌تواند از صورتی به صورت دیگر تبدیل شود. پس اجسام می‌توانند در حالت تعادل گرمایی وجود داشته باشند. ژول در سال 1843 اظهار داشت که هرگاه مقدار معینی از انرژی مکانیکی به نظر ناپدید آید، همراه آن مقدار معینی گرما ظاهر شده است و این دلالت بر پایستگی چیزی دارد که امروزه آن را انرژی می‌نامیم. ژول می‌گوید که او خشنود است از اینکه عوامل بزرگ طبیعت به فرمان خالق فناناپذیر هستند و اینکه هرگاه (انرژی) مکانیکی صرف شود هم ارز گرمایی دقیقی از آن به دست می‌آید.
این گفته را ژول با کار خود در آزمایشگاه به دست آورده بود او اساساً مرد عمل بود و وقتی اندک برای تفکرات فلسفی درباره‌ یافته‌های خود داشت. در حالی که دیگران بر مبنای استدلالهای ذهنی به همان نتیجه رسیده بودند که مقدار کل انرژی در جهان ثابت است.
اینک پس از سالها گذر از نظریات ارزشمند دانشمندان انسان توانسته است با بکارگیری روابط و قوانین انرژی گرمایی را بیشتر شناخته و در نیروگاههای تولید برق، کارخانه‌های فولاد سازی، نیروگاههای هسته‌ای، موتور هواپیمای غول پیکر و هزاران هزاران پدیده او را مهار ساخته و بکار گیرد.

انقلاب زمستانی

انقلاب زمستانی کوتاه‌ترین روز سال در نیمکره شمالی است (اول دی ماه) و شروع رسمی زمستان محسوب می‌شود.

خورشید در این زمان در پایین‌ترین ارتفاع در آسمان قرار دارد چرا که در این زمان جهت محور قطب شمال سیاره ما که نسبت به سطح مداریش دارای انحراف است، در جهت خورشید قرار ندارد.

انقلاب زمستانی امسال به وقت تهران در ساعت 3:52 دقیقه صبح روز جمعه اول دی ماه رخ می‌دهد.

از هنگام انقلاب زمستانی به بعد روزها بتدریج بلندتر می‌شوند و در طول شش ماه زمین در طرف دیگر خورشید قرار می‌گیرد و  ساکنان نیمکره شمالی انقلاب تابستانی را در بلندترین روز سال (اول تیرماه) تجربه خواهند کرد.

منبع:برای این مدخل

مفاهیم: مه‌دود (smog) چیست؟

هنگام پرواز بر روی یک شهر بزرگ متوجه لایه قهوه‌ای از هوا در زیر پایتان شده‌اید؟ این لایه مه‌دود(smog) است.

این کلمه در اصل برای توصیف غباری که لندن را در ابتدای قرن بیستم در دورانی که سوخت اصلی زغال‌سنگ بود، می‌پوشاند به کار  رفت.

سوزاندن مقادیر زیاد زغال‌سنگ در یک منطقه باعث ایجاد ابر غلیظی از  دود و دی‌اکسید گوگرد بر فراز آن می‌شود.

امروزه کلمه مه‌دود بیشتر برای غباری به کار می‌رود که نتیجه واکنش نور خورشید با اکسیدهای نیتروژن و ترکیبات آلی فر ار است که از سوزاندن سوخت‌های فسیلی در ماشین‌ها، نیروگاه‌ها و کارخانه‌ها حاصل می‌آید.

این واکنش باعث ایجاد ذرات هوابرد (ذرات معلق) و اوزون می‌شود که عوارضی مانند آسم را تشدید می‌کند.

ذرات معلق (PM) ممکن است به طور طبیعی برای مثال در آتش‌سوزی جنگل‌ها تولید شوند یا ناشی از سوزاندن سوخت‌‌های فسیلی باشند. هنگامی که افراد این ذرات معلق را استنشاق می‌کنند، آنها به درون ریه نفوذ می‌کنند، اما که تا چه عمقی وارد ریه شوند، به اندازه آنها بستگی دارد.

PM10 (ذرات معلق با قطر کمتر از 10 میکرومتر یا به پهنای یک رشته پنبه) نمی‌توانند به همان اندازه PM 2.5  (ذرات معلق به قطر 2.5 میکرومتر‌)  به عمق ریه وارد شوند.

ا ز آنجایی که ذرات معلق نور خورشید را پراکنده می‌کنند، دیدن آسمان را مشکل می‌کنند.
اوزون موجود در سطح زمین را نباید با اوزون در سطوح بالای جو (استراتوسفر) اشتباه کرد. این اوزون در لایه فوقانی جو  اشعه زیانبار ماوراء بنفش خورشید را  جذب می‌کند.

منبع:برای این مدخل

مفاهیم: گردباد (Tornado) چیست؟

گردباد (سیاه‌باد)، شدیدترین و در مقیاس خود ویرانگرترین آشفتگی جوی است. اما این پدیده بسیار کوچکتر از آن است که بتوان روی نقشه‌های استاندارد هواشناسی آن را یافت.

قطر این پدیده بین کمتر از 100 متر تا حدود یک کیلومتر متغیر است. این توفندهای چرخنده و غرش کننده، هنگامی که در سطح زمین حرکت می‌کنند می‌توانند سرعت باد در حال دوران را به 500 کیلومتر در ساعت برسانند. میانگین سرعت افقی این توفان‌ها 50 کیلومتر در ساعت است و تنها چند کیلومتر را طی طریق می‌کنند. اما بوده‌اند توفان‌هایی که پس از طی 100 کیلومتر بازهم فعال بوده‌اند.

گردبادها همیشه در اثر ناپایداری بیش از حد در جو به وجود می‌آیند. دو توده هوا با دما و رطوبت گوناگون با یکدیگر برخورد می‌کنند و لایه هوای گرم زیر لایه هوای سردتر جای می‌گیرد. هوای گرم معمولا به طرف بالا صعود می‌کند و ضمن صعود دمای خود را از دست می‌دهد و قطرات آب را می‌سازد که به صورت باران بر زمین فرو می‌ریزند. اما اگر باد جانبی پدید آید که هوای گرم در حال صعود را منحرف کند، هوای گرم با سرعتی حدود 450 کیلومتر بر ساعت شروع به چرخش حول محور خود می‌کند و بصورت پی در پی سرعت چرخش بیشتر و شعاع آن کمتر می‌شود. در چنین هنگامه‌ای، آهنگ کاهش دما با ارتفاع در محیط زیاد است.

چطور آذرخش را به دام بیاندازیم؟

خیلی‌ها فکر می‌کنند فعالیت‌های دانشگاهی به حضور در کلاس‌های خسته‌کننده درسی و حل معادلات ریاضی پیچیده روی صفحات کاغذ خلاصه می‌شود، اما پاپ‌ساینس در بازدیدی از بزرگ‌ترین دانشگاه‌های جهان، گزارشی از هیجان‌انگیزترین آزمایشگاه‌‌های آن‌ها فراهم کرده که شور و شوق در گوشه و کنار آن موج می‌زند. گزارش امروز در مورد آزمایشگاه پژوهش‌های آذرخش دانشگاه فلوریدا است.

حرفه: ساخت اشیای مقاوم در برابر آذرخش

هدف آموزش: جذب آذرخش و استخراج میلیون‌ها ولت برق از آن

در آزمایشگاه آذرخش، یک گروه از دانشجویان و پژوهشگران، یک تابستان را شبانه روز کار می‌کنند تا در جریان طوفان‌های فصلی، آذرخش‌ها را به دام بیندازند. یک سیم باریک وصل شده به یک موشک مانند یک فیوز عمل می‌کند، و یک شاخه از رعدوبرق را مستقیما از طریق چیزی که اصطلاحا کانال پلاسما نامیده می‌شود، به یک پرتابه فلزی زمین شده هدایت می‌کند.

با استفاده از شبکه حسگرهای آزمایشگاه می‌توان بسیاری از معماها را حل کرد، مثلا دلیل شکل یکتای میدان الکترومغناطیسی هر صاعقه را دریافت، یا کشف کرد که چگونه یک برخورد مستقیم بر کابل‌های زیرزمینی تاثیر می‌گذارد.

برخلاف تصور اغلب مردم، تحریک صاعقه به آن سادگی که به نظر می‌رسد نیست. یکی از مدیران آزمایشگاه به نام ولادیمیر راکوف می‌گوید: «اگر دانشجویان بتوانند در هر فصل 40 آذرخش را ببینند، خوش شانس خواهند بود. خیلی از این آذرخش‌ها تنها در یک طوفان ممکن است اتفاق بیفتند.»

پنج سال پیش، دانشجویان آزمایشگاه آذرخش به یکی از بزرگ‌ترین اکتشافات قرن کمک کردند، اینکه اکثر آذرخش‌ها اشعه ایکس منتشر می‌کنند. امروز، دانشجویان با راه اندازی شبکه‌های جدید حسگرهای پرتو ایکس، هنوز در حال تحقیق برای بررسی این موضوع هستند.

منبع:برای این مدخل