بسمه تعالي

نام و نام خانوادگي: سبحان شفيعي ثابت

كلاس: 04

مدرسه: شهيد نصيري

عنوان تحقيق: اثر گلخانه اي

اثر گلخانه اي چیست؟

تا حالا تو تابستان سوار اتومبیلی که تو آفتاب مونده شدید؟ چرا اینقدر داخل اتومبیل گرمه در حالیکه هوای بیرون به آن گرمی نیست؟
تا حالا توی زمستان داخل یک گلخانه رفته اید؟ با اینکه هوای بیرون سرد است هوای داخل گلخانه بنظر گرمتر می آید. علت اینها را می توان در پدیده ای دانست که به آن اثر گلخانه ای می گویند.
اشعه خورشید وارد گلخانه می شود. با گیاهان و خاک که تیره است برخورد کرده و قسمتی از آن جذب آنها می شود. حال آنها انرژی جذب شده را می توانند دوباره تابش کنند، اما بصرت اشعه فروسرخ(اشعه با طول موج بلندتر). اینطوری انرژی به تله می افتد. چون اشعه فرو سرخ از شیشه ( یا پلاستیک) نمی تواند عبور کند. برای همین گلخانه گرم شده دمای آن بالا می رود. این اتفاق برای زمین هم می تواند بیافتد. هرچه میزان گازهای گلخانه ای مانند دی اکسید کربن در هوا بیشتر باشد، اثر گلخانه ای شدیدتر است.

گرم شدن زمين يعني چه؟

مي‌دانيم كه كره زمين به طور طبيعي در اثر تابش خورشيد گرم مي‌شود، اما اينجا منظور ما از گرم شدن زمين، پديده ديگري است.اين پديده نسبتا جديد عبارت است از تغيير دماي زمين در اثر فعاليتهاي بشري كه با تغييرات طبيعي آن فرق دارد. در طول 100 سال گذشته، كره زمين به طور غيرطبيعي 4/0 درجه سانتيگراد گرمتر شده كه اين موضوع دانشمندان را نگران كرده‌است. آنها حدس مي‌زنند فعاليت‌هاي صنعتي در ايجاد اين مشكل بسيار موثر است و به گرم شدن كره زمين كمك مي‌كند. منظور از«گرم شدن زمين» افزايش ميانگين دماي زمين است. «تغيير آب و هوا» در اثر اين افزايش دما به وجود مي‌آيد. گرم شدن زمين موجب تغيير الگوي بارش، افزايش سطح آب درياهاي آزاد و كاهش سطح آب درياچه‌ها و تاثيرات وسيع بر گياهان، حيات وحش و انسانها مي‌شود.

به مجموعه‌اي از گازها كه مقداري از انرژي خورشيد را در جو زمين نگه مي‌دارند و باعث گرم شدن جو مي‌شوند‍‍، گازهاي گلخانه‌اي مي‌گويند.

گازهای گلخانه‌ای نامی آشنا برای اغلب ماست. اگر از ما بخواهند که نام یکی از این گازها را بر زبان بیاوریم، این نام احتمالا دی‌اکسید کربن خواهد بود. تقریباً همه کسانی که با اصطلاح "گازهای گلخانه‌ای" آشنا هستند، دی‌اکسید کربن را به عنوان معرف این گروه از گازها می‌شناسند. البته این دیدگاه نادرست هم نیست، اما دی‌اکسید کربن تنها یکی از گازهای گلخانه‌ای است که انسان تولید می‌کند.
بخار آب(H2O)، دي اكسيدنيتروژن یا گاز خنده (NO2)، دي اكسيدكربن (CO2) ، متان (CH4) و ازت گازهاي گلخانه‌اي اصلي هستند.اگر اين گازها در جو نبودند، انرژي گرمايي خورشيد مجددا به فضا بر مي‌گشت و به اين ترتيب هواي زمين 33 درجه سانتيگراد سردتر از الان مي‌شد. اثر گلخانه‌اي به افزايش دماي كره زمين در اثر وجود گازهاي گلخانه‌اي در جو زمين گفته مي‌شود.

آيا مي دانيد چرا به اين گازها، گازها‌ي‌ گلخانه‌اي مي‌گوييم؟

این گازها به این دلیل گازهای گلخانه‌ای نامیده می‌شوند که فضای گلخانه‌ها را در اطراف زمین ایجاد می‌کنند. در گلخانه‌ها نور خورشید وارد محیط می‌شود اما به دلیل جداره شیشه‌ای، بخشی از آن دوباره به درون گلخانه برمی‌گردد. به این ترتیب فضای داخل گلخانه از بیرون گرمتر می‌شود. در جو زمین هم اتفاق مشابهی روی می‌دهد.
وقتی اشعه‌های خورشید به سطح زمین می‌رسند، بخشی از آنها جذب می‌شود و سطح زمین را گرم می‌کند، زیرا سطح زمین بسیار سردتر از خورشید است. در نتیجه امواج را با طول موج بلندتری نسبت به خورشید منتشر می‌کند. اشعه‌های خورشید هم پس از برخورد با زمین با طول موج بلندتری منتشر می‌شوند. از طرف دیگر جو زمین امواج با طول موج بلندتر را راحت‌تر جذب می‌کند. به این ترتیب این امواج بازگشتی از زمین جذب اتمسفر می‌شود. جذب این امواج سبب گرم شدن جو می‌شود. این عمل به خودی خود مضر نیست. اما زمانی که گازهای گلخانه‌ای در سر راه این امواج بازگشتی قرار می‌گیرند، مضرات بیشتر می‌شود.

نقش اثر گلخانه‌ای طبیعی در تعادل گرمایی زمین
این واقعیت که سیاره زمین با لایه ضخیمی از یخ پوشیده نشده است، به‌علت نقش طبیعی اثر گلخانه‌ای است. سطح زمین همان اندازه که با انرژی دریافتی از خورشید گرم می‌شود، با مکانیسم اثر گلخانه‌ای نیز گرم می‌شود. نقش جو برای زمین همانند پتو می‌باشد که در فضایی که پوشش می‌دهد مقداری از گرمای آزاد شده از جسم را حفظ می‌کند و باعث افزایش دما می‌شود. چنانچه جوی در کار نبود و دمای میانگین سطح زمین حدود بود. در حالیکه به خاطر وجود جو و اثر گلخانه‌ای ، این دمای میانگین می‌باشد.

اثر گلخانه‌ای افزوده
پدیده‌ای که دانشمندان محیط زیست را نگران می‌کند، اثر گلخانه‌ای طبیعی نیست، بلکه پدیده‌ای به نام اثر گلخانه‌ای افزوده می‌باشد که با افزایش غلظت گازهای کم مقدار در هوا که IR گرمایی را جذب می‌کنند، سبب می‌شود. مقدار بیشتری از انرژی IR گرمایی منتشره مجددا به سمت زمین هدایت شود و از این راه میانگین دمای سطح زمین از است، مانند اینکه چند پتو را روی هم بیاندازیم.

آيا شما تا حالا يك گلخانه ديده ايد؟

گلخانه يك اتاق شيشه‌اي است كه نور خورشيد از شيشه‌هاي آن به داخل مي‌تابد و هواي گلخانه را گرم مي‌كند. اما شيشه‌هاي گلخانه اجازه نمي‌دهند كه اين هواي گرم از گلخانه خارج‌شود. جو يا هوايي كه در اطراف ماست، شبيه يك گلخانه است. گازهاي گلخانه‌اي در جو درست مثل شيشه‌هاي گلخانه عمل مي‌كنند. نور خورشيد پس از عبور از لايه‌هاي گازهاي گلخانه‌اي وارد جو زمين مي‌شود. زماني كه نور خورشيد به سطح زمين مي‌رسد، مقداري از انرژي گرمايي آن توسط خاك، آب و ساير موجودات جذب مي‌شود. مقداري هم در جو زمين مي‌ماند و باقيمانده آن به فضا برمي‌گردد. اگر مقدار گازهاي گلخانه‌اي در جو از حد طبيعي آن بالاتر باشد، انرژي كمتري به فضا برمي‌گردد، در نتيجه جو زمين گرم تر مي‌شود و به دنبال آن دماي كره زمين بالا مي‌رود.
اثر گلخانه‌اي، كره زمين را به اندازه‌اي گرم نگه مي دارد كه ما انسان ها بتوانيم بر روي آن زندگي كنيم. اما اگر اثر گلخانه اي شدت يابد، ممكن است دماي زمين به قدري زياد شود كه ما و بقيه گياهان و جانوران نتوانيم گرماي آن را تحمل كنيم.

تغيير آب و هوا يعني چه و اثرات آن چيست؟
اصلا «هوا» و «آب و هوا» با هم چه فرقي دارند؟

هر وقت آسمان صاف باشد و گرماي ملايمي به ما برسد و باد به شدت نوزد، مي گوييم هوا خوب است. هر وقت آسمان گرفته باشد، باد تند بوزد يا برف و باران ببارد و ما را دچار زحمت كند، مي گوييم هوا بد است. معمولا اخبار هواشناسي ما را از چگونگي وضع هوا آگاه مي‌سازد.

هواي برخي مناطق كره زمين معتدل است، يعني باران به اندازه كافي مي بارد و هوا زياد گرم يا سرد نمي‌شود. هواي بعضي جاها سرد است يعني برف مي‌بارد و دماي هوا سرد مي‌شود. جاهايي هم هست كه بسيار گرم و خشك است. هر كدام از اين جاها يك نوع آب و هوا دارد.

براي تعيين آب و هواي هر منطقه، تغييرات دماي هوا و مقدار باران و برف را در طول سال اندازه گيري مي‌كنند. شما هم مي‌توانيد اندازه تغييرات دماي هوا و مقدار باران و برف را در محل سكونت خودتان به دست آوريد. اما براي اين كه آب و هواي جاهاي گوناگون را بشناسيم، بايد اين مقادير را چندين سال پشت سرهم اندازه گيري كنيم.

در نقشه ايران، جاي شهرهاي بابلسر، شهركرد، بندرعباس و طبس را پيدا كنيد. آب و هواي هر يك از اين شهرها نمونه آب و هواي يك ناحيه از كشور ماست. در حال حاضر شرايط آب و هوايي جاهاي مختلف در اثر گرم شدن كره زمين در حال تغيير است. مثلا شهري مثل تهران را در نظر بگيريد، تهران در نزديكي رشته كوه البرز قرار دارد. بنا به تعريف آب و هوا، تهران بايد هواي سرد باراني يا برفي داشته باشد، اما مي‌بينيد كه به علت تغيير آب و هوا، از هواي سرد باراني يا برفي چندان خبري نيست!

مکانیسم اثر گلخانه‌ای
سطح و جو کره زمین بطور عمده توسط نور خورشید گرم می‌شود. بیشترین گستره نورخورشید که به زمین می‌رسد، در محدوده نور مرئی قرار دارد. از کل نور ورودی خورشید از تمام طول موجها ، حدود 50 درصد به سطح زمین می‌رسد. 20% بوسیله گازها (UV) بوسیله ازن و IR بوسیله CO2 و H2O و قطره‌های آب در هوا جذب می‌شود و 30% دیگر بوسیله برف و یخ و آب و بدون آنکه جذب شود، منعکس شده ، به فضا بر می‌گردد.
زمین مانند هر جسم گرم دیگر ، انرژی منتشر می‌‌کند. انرژی منتشر شده از زمین نور زیر قرمز است که در گستره 4 تا 50µm قرار دارد. این ناحیه ، زیر قرمز گرمایی نام دارد. بعضی از گازها در هوا می‌توانند زیر قرمز گرمایی با طول موجهای خاصی را جذب کنند. بنابراین تمام زیر قرمز منتشر شده از سطح و جو زمین ، مستقیما به فضا باز نمی‌گردد و در فاصله کوتاهی پس از جذب آن بوسیله مولکولهای معلق در هوا مانند CO2 به‌صورت کاتوره‌ای منتشر و مجددا به سطح زمین هدایت و از نو جذب شده ، باعث گرم شدن بیشتر سطح زمین و هوا می‌شود.

متان هم يك گاز گلخانه‌اي است. متان چگونه توليد مي‌شود؟
وقتي كه شما:
· زباله هايتان را به محل دفن زباله مي فرستيد،
· حيواناتي مثل گاو، گوسفند و ... را براي توليد لبنيات و گوشت پرورش مي‌دهيد،
· در شاليزار برنج مي‌كاريد،
· زغالسنگ استخراج مي‌كنيد.
اتومبيل ها و كارخانه‌هايي هم كه مايحتاج روزانه ما را توليد مي‌كنند، مقادير زيادي از انواع گازهاي گلخانه‌اي را به هوا مي‌فرستند.

چرا نمي‌خواهيم زمين گرمتر بشود؟
بعضي وقتها مسائل كوچك مي‌توانند به مشكلات بزرگي تبديل شوند! مثلا به مسواك زدن دندانهايتان فكر كنيد. اگر شما يك روز مسواك نزنيد، هيچ اتفاق خاصي نمي‌افتد، اما آيا مي‌دانيد اگر يك ماه دندانهايتان را مسواك نزنيد، چه اتفاقي خواهد افتاد؟ اين همان چيزي است كه براي زمين نيز اتفاق مي‌افتد. اگر دماي هوا فقط چند روز، بالاتر از حد طبيعي باشد، چندان مهم نيست- چون دماي زمين تقريبا ثابت مي‌ماند. اما اگر دماي هوا مدت زيادي بطور مداوم بالا برود، كره زمين با مشكلاتي مواجه خواهد شد.

دماي متوسط زمين در طول قرن گذشته تقريبا 5/0 درجه سانتيگراد افزايش يافته‌است؛ دانشمندان انتظار دارند كه در طول 100 سال آينده متوسط دماي زمين 5/1 تا 5/3 درجه سانتيگراد افزايش يابد. شايد فكر كنيد "اين كه چيزي نيست"، اما همين مقدار مي‌تواند آب و هواي زمين را به طور بي سابقه‌اي تغيير دهد. زمانيكه اين پديده رخ دهد، ممكن است تغييرات بزرگي در سطح آب اقيانوسها، مزارع كشاورزي و هوايي كه تنفس مي‌كنيم يا آبي كه مي‌نوشيم، رخ دهد.

چه اتفاقي ممكن است بيفتد؟

در صورتيكه آب و هوا تغيير كند، آب و هواي جايي مثل شهركرد كه هواي سرد و كوهستاني دارد گرمتر مي‌شود يا مثلا هواي بندر عباس گرم و خشك تر مي‌شود. البته ممكن است تغيير آب و هوا براي شهركردي ها خوشايند باشد، اما همه تاثيرات ناشي از آن خوشايند نيست. زيرا ممكن است اين تغييرات با افزايش بلاياي طبيعي مثل سيل و طوفان همراه باشد.

اگر دماي كره زمين زياد شود، تعداد روزهاي گرم سال افزايش مي‌يابد و در نتيجه بيماريهاي ناشي از گرما مثل گرمازدگي و مالاريا زياد مي‌شود. بد نيست بدانيد كه معمولا كودكان و سالمنداني كه در كشورهاي فقير زندگي مي‌كنند، بيشتر در معرض خطر ابتلاء به اين بيماريها قراردارند. زيرا اين كشورها سرمايه لازم براي مبارزه با اين بيماريهارا ندارند.

با گرم شدن آب و هوا و تاثير آن بر مزارع كشاورزي، منابع غذايي انسانها كاهش مي‌يابد، آب بيشتري بخار مي‌شود و در نتيجه انسانها با كمبود آب شيرين مواجه خواهندشد. اين تغييرات بر روي حيوانات و گياهان هم تاثير منفي مي‌گذارد. اگر اين تغييرات به آرامي اتفاق بيفتد، جانوران و گياهان خود را با آن وفق مي‌دهند، اما اگر اين تغييرات خيلي سريع اتفاق بيفتد، حيات وحش با خطرات جدي روبرو مي‌شوند. مثلا پرندگان و جانوراني كه در فصلهاي مختلف سال به جاهاي ديگر مهاجرت مي‌كنند، ممكن است مكان مناسبي را براي مهاجرت پيدا نكنند و يا غذايي براي خوردن نداشته‌باشند.

مقدار آب درياها در اثر ذوب شدن يخهاي قطبي افزايش مي‌يابد و از سوي ديگر بر اثر افزايش دما، آب درياها و اقيانوسها منبسط مي‌شود. اگر آب اقيانوس منبسط شود، فضاي بيشتري را اشغال مي‌كند و در نتيجه سطح آب درياها بالا مي‌آيد. سطح آب دريا ممكن است در قرن آينده چند سانتيمتر يا حداكثر 1 متر بالا بيايد. در اينصورت مردمي كه خانه‌هايشان در كنار ساحل دريا قرار دارد و جزيره‌نشينان، خانه‌هاي خود را از دست مي‌دهند و مزارع ساحلي هم به زير آب مي‌روند. در اثر بالا آمدن آب دريا منابع آب شيرين نيز غيرقابل استفاده مي‌شوند.

پیش از دخالت انسان در طبیعت، جو زمین همیشه بخشی از امواج خورشید را در خود نگه می‌داشت که سبب می‌شد هوای کره خاکی ما به اندازه مناسبی برای زیست، گرم باشد. پس از آنکه انسان‌ها وارد ماجرا شدند، با تولید گازهای گلخانه‌ای میزان جذب اشعه‌های خورشید را افزایش دادند.

تحقیقات دانشمندان نشان می‌دهد در طول یکصد سال گذشته میانگین دمای هوا در نزدیکی سطح زمین بین 0.18 تا 0.74 درجه سانتیگراد افزایش یافته است.
هیئت بین‌الدولی تغییرات آب و هوایی (IPCC) که مرجعی معتبر در زمینه تغییرات آب و هوایی و تاثیرات گرمایش جهانی است، در گزارشی اعلام کرد: «بیشتر افزایش دمایی که از اواسط قرن بیستم در کره زمین مشاهده شده، مربوط به گازهای گلخانه‌ای است که انسان‌ها تولید کرده‌اند.»

یکی از خواص گازهای گلخانه‌ای انعکاس امواج با طول موج بلند است. این اتفاق هم برای امواجی که از خورشید می‌آیند می‌افتد هم برای امواج بازگشتی از زمین. بخش خطرناک جریان در مورد امواج بازگشتی از زمین روی می‌دهد. گازهای گلخانه‌ای این امواج را دوباره به سطح زمین برمی‌گردانند. به این پدیده اثر گلخانه‌ای می‌گویند.

نقش اصلی را در میان گازهای گلخانه‌ای بر خلاف تصور خیلی‌ها، بخار آب بازی می‌کند. این گاز گلخانه‌ای 36 تا 76 درصد از تاثیرات گلخانه‌ای زمین ناشی از همین گاز است. 9 تا 26 درصد به دلیل وجود دی‌اکسید کربن، 4 تا 9 درصد به خاطر متان، و 3 تا 7 درصد به دلیل وجود ازن در جو است.
تفاوت در درصدها به این دلیل است که نمی‌توان گفت این گازها تنها به صورت مجزا نقش دارند و گاهی در ترکیبات دیگر هم نقش گلخانه‌ای خود را ایفا می‌کنند. (عدد کوچکتر مربوط به گاز به تنهایی است و عدد بزرگتر در ترکیب با مواد دیگر.) گازهای دیگر هم اثر دارند، اما نقش این گازها پررنگ‌تر است. انسان و تولید گازهای گلخانه‌ای اکثر فعالیت‌های امروزی انسان‌ها گاز گلخانه‌ای تولید می‌کند.
با شروع انقلاب صنعتی روش زندگی مردم عوض شد. قبل از آن مقدار گازهای گلخانه ای در جو کم بود، اما با رشد جمعیت و افزایش استفاده از نفت و زغال سنگ ترکیب گازهای اتمسفر نیز تغییر کرد و غلظت گازهای گلخانه ای از حدود 270 واحد به 367 واحد رسید. hamshahrionline-greenhouse-effect سهم آلاینده‌ها و تولیدکنندگان گازهای گلخانه‌ای در سال 2000 میلادی استفاده از سوخت‌های فسیلی چون زغال سنگ میزان دی‌اکسید کربن جو را افزایش می‌دهد. گله‌داری و کشاورزی فعالیت‌هایی است که تولید متان را بالا می‌برد. استفاده از فلوئوروکربن‌ها در یخچال‌ها اثر گلخانه‌ای را تشدید می‌کند.
این روزها انسان‌ها در زمان تماشای تلویزیون، بازی با کامپیوتر، استفاده از کولر، فن‌کوئل و استریو ضبط صدا، روشن کردن چراغ شستن لباس‌ها یا اتو کشیدن آنها، گرم کردن غذا در مایکروویو و استفاده از بخاری گازی یا نفتی گازهای گلخانه‌ای تولید می‌کنند. چون برای انجام این کارها به برق و سوخت نیاز است و تولید این انرژی‌ها نیز خود به سوخت‌های فسیلی نیاز دارد.

روش پیشگیری از مکانیسم گلخانه‌ای افزوده
•جایگزین کردن سوختهایی مثل نفت و زغال سنگ در نیروگاهها با گازهای طبیعی برای کاهش CO2.
•حذف کردن شیمیایی CO2 خروجی از نیروگاهها توسط دوغابی از کلسیم سیلیکات.
•حذف متان از طریق واکنش با رادیکالهای آزاد هیدروکسیل.
•دفن بهداشتی زباله‌ها برای کاهش انتشار متان از واپاشی غیرهوازی زباله‌ها.
•گازهایی مثل کلروفلوئوروکربنها ، دی‌اکسید نیتروژن و سایر آلاینده‌ها هم در ایجاد اثر گلخانه‌ای افزوده تأثیر دارند.

به نام خدا

 مهدی محمدیاری ملاصدرا 06 اقای سلامی                           اتمسفر ( هوا کره )

دوشنبه 24 دی 1386   04:01 ق.ظ

نوع مطلب : محیط زیست ( شیمی ۱ ) ،

جو زمین

هوا زمین را احاطه نموده و به طور تصاعدی از سطح زمین به سمت بالا نازک تر می شود. بیشتر انسانها در ارتفاعاتی بلندتر از 3 کیلومتر از سطح دریا دچار مشکل تنفسی می شوند. در ارتفاع حدودا 160 کیلومتری، لایه هوا به قدری نازک است که ماهواره ها تقریبا بدون هیچ مقاومتی در سفرند. با اینحال ذراتی از هوا در ارتفاع 600 کیلومتری سطح زمین شناسایی شده است. اتمسفر یا جو مرز بیرونی مشخصی ندارد بلکه کم کم در فضا محو می شود. نیتروژن 78 درصد و اکسیژن 21 درصد از هوای زمین را تشکیل می دهند. 1 درصد باقیمانده مملو از آرگون و مقادیر اندکی از دیگر گازها می باشد. جو زمین همچنین شامل بخار آب، دی اکسید کربن، قطرات ریز آب و مقدار کمی از گازها و مواد شیمیایی خارج شده از آتشفشانها، آتش، مواد مانده و فعالیت های انسانی می باشد. لایه های پائینی جو، تروپوسفر (troposphere)  نامیده می شود. این لایه در حرکت دائمیست. خورشید سطح زمین و هوای بالای آن را گرم می کند. هوا در اثر گرم شدن بالا می رود. هنگامیکه هوای گرم شده به بالا رفت دچار افت فشار می گردد در نتیجه سرد می شود. هوای سرد از هوای اطراف خود چگال تر و سنگین تر است بنابراین به سمت پائین فرو می آید و چرخه مجددا تکرار می شود. این چرخه دائمی "آب و هوا" را ایجاد می کند. در بالای تروپوسفر، حدودا 48 کیلومتر بالاتر از سطح زمین، لایه ثابتی به نام استراتوسفر (stratosphere) یا "هوا کره" وجود دارد. "هوا کره" شامل لایه ایست که در آنجا پرتوهای فرابنفش تابیده شده از خورشید، با مولکولهای هوا برخورد کرده و گازی به نام "ازون" تولید می گردد. ازون ورود پرتوهای زیانبار فرابنفش به سطح زمین را سد می کند. با اینحال بعضی از این پرتوها به داخل وارد شده و منجر به عوارضی از جمله آفتاب سوختگی و سرطان پوست در بین انسانها می گردد. مقدار اندکی از مواد شیمیایی که انسان تولید می کند، باعث آسیب دیدن ازون شده است. افراد زیادی متوجه نازک شدن لایه ازون و در نتیجه ورود پرتوهای فرابنفش و آسیب های جدی برای انسان و دیگر جانداران شده اند. بخار آب، دی اکسید کربن، متان و دیگر گازهای موجود در جو، باعث گیر افتادن گرما و حرارت خورشید در سطح زمین شده و منجر به گرم ماندن آن می گردند. محبوس شدن گرما به دلیل تاثیرات گلخانه ای ایجاد می شود. بدون تاثیرات گلخانه ای جو، زمین احتمالا برای تشکیل حیات بسیار سرد بود

              به نام خدا              سهیل علی نژاد ملاصدرا 06اقای سلامی                                                                                                                                

پدیده باران اسیدی در سالهای پایانی دهه ۱۸۰۰ در انگلستان کشف شد، اما پس از آن تا دهه ۱۹۶۰ به دست فراموشی سپرده شد. « اسمیت » در سال ۱۸۷۳ واژه باران اسیدی را برای اولین بار مطرح کرد. او پی برد که ترکیب شیمیایی باران تحت تاثیر عواملی چون جهت وزش باد ، شدت بارندگی و توزیع آن ، تجزیه ترکیبات آبی و سوخت می باشد.

دید کلی

در چند دهه اخیر میزان اسیدیته آب باران ، در بسیاری از نقاط کره زمین افزایش یافته و به همین خاطر اصطلاح باران اسیدی رایج شده است. برای شناخت این پدیده سوالات زیادی مطرح گردیده است که به عنوان مثال می توان به این موارد اشاره کرد: چه عناصری باعث تغییر طبیعی باران می شوند؟ منشا این عناصر چیست؟ این پدیده در کجا رخ می دهد؟

معمولا نزولات جوی به علت حل شدن دی اکسید کربن هوا در آن و تشکیل اسید کربنیک بطور ملایم اسیدی هستند و PH باران طبیعی آلوده نشده حدود ۵.۶ می باشد. پس نزولاتی که به مقدار ملاحظه ای قدرت اسیدی بیشتری داشته باشند و PH آنها کمتر از ۵ باشد، باران اسیدی تلقی می شوند.

تاریخچه

پدیده باران اسیدی در سالهای پایانی دهه ۱۸۰۰ در انگلستان کشف شد، اما پس از آن تا دهه ۱۹۶۰ به دست فراموشی سپرده شد. « اسمیت » در سال ۱۸۷۳ واژه باران اسیدی را برای اولین بار مطرح کرد. او پی برد که ترکیب شیمیایی باران تحت تاثیر عواملی چون جهت وزش باد ، شدت بارندگی و توزیع آن ، تجزیه ترکیبات آبی و سوخت می باشد. این محقق متوجه اسید سولفوریک در باران شد و عنوان نمود که این امر ، برای گیاهان و اشیا واقع در سطح زمین خطرناک است.

« موتا » و « میلو » در سال ۱۹۸۷ عنوان داشتند که دی اکسید کربن با اسید سولفوریک و اسید نیتریک عوامل اصلی تعیین کننده میزان اسیدی بودن آب باران هستند، چرا که در یک فاز آبی به صورت یونهای نیترات و سولفات در می آیند و چنین یونهایی به آب باران خاصیت اسیدی می بخشند.

عوامل موثر در اسیدیته باران

آب باران هیچگاه ، کاملا خالص نبوده و با پیشرفت صنعت بر ناخالصیهای آن افزوده شده است. ناخالصی طبیعی باران بطور عمده ناشی از نمکهای دریایی است و گازها و دودهای ناشی از فعالیت انسان در فرآیند ابرها دخالت می کنند.

آتش سوزی جنگلها نیز ، از جمله عواملی است که در میزان اسیدیته آب باران نقش دارد. فرآیندهای بیولوژیکی ، آتشفشانی و فعالیتهای انسان ، مواد آلوده کننده جو را در مقیاس محلی ، منطقه ای و جهانی در فضا منتشر می کنند. به عنوان مثال ، در صورت وجود جریانات باد در نواحی صنعتی ، مواد خارج شده از دودکشهای کارخانه ها در سطح وسیعی در فضا پراکنده می شوند.

اسیدهای موجود در باران اسیدی

اسیدهای عمده در باران اسیدی ، اسید سولفوریک و اسید نیتریک می باشد. بطور کلی این اسیدها به هنگام حمل توده هوایی که آلاینده های نوع اول مثل و را دربر دارند، بوجود می آیند. از این رو معمولا محل نزول باران اسیدی دورتر از منبع آلاینده ها می باشد. باران اسیدی یک مشکل آلودگی است که به علت حمل دوربرد آلاینده های هوا توسط باد حد و مرز جغرافیایی نمی شناسد.

               به نام خدا                     شایان نوعی یگانه ملاصدرا 06 اقای سلامی                                خطرها و سودها: خورشيد و جو حيات را در زمين امكان پذير ساخته‌اند. زمين بر اثر حرارت خورشيد گرم مي‌شود و جو بخشي از اين گرما را در خود نگه مي‌دارد و مانع فرار گرماي مزبور به فضاي مي‌شود. ولي تمام انرژي‌يي كه خورشيد توليد مي‌كند بي‌خطر نيستند. پرتو خطر ناكي به نام ماوراي بنفش از خورشيد ساطع مي‌شود كه مي‌تواند به حيات زيان آور باشد.

محافظت از زمين: جو همچون سپري نامرئي زمين را احاطه كرده است. جو از گازهاي مختلفي تشكيل شده است كه محافظ حيات در زمين است. جو اجازه مي‌دهد كه انرژي‌هاي مفيد از درون آن عبور كنند اما از مقدار انرژي‌هاي مضري كه به سطح زمين مي‌رسند مي‌كاهد. در ارتفاع ده تا سي كيلومتري زمين لايه‌اي از جو قرار گرفته است كه حاوي اوزن است. اين لايه مانع رسيدن بخشي از پرتو مضر ماوراي بنفش به زمين مي‌شود.
لايه‌ي اوزن: اوزن نوعي اكسيژن است. بر اثر برخورد پرتو ماوراي بنفش خورشيد با اكسيژن موجود در جو زمين اوزن تشكيل مي‌شود. در جو لايه‌اي از اوزن وجود دارد اين لايه مانع عبور و رسيدن بخش اعضم پرتو ماوراي بنفش به زمين مي‌شود. ولي اوزن بر اثر آلودگي جو به سهولت مي‌تواند نابود شود و اين امر لايه‌ي اوزن را به خطر مي‌اتدازد.

اوزون خواران: گازهايي كه در يخچال‌ها به كار مي‌روند موادي شيميايي به نام كلروفلوئور و كربن (CFC) هستند اين گازها در سطح زمين بي خطرند ولي در جوخطرناك مي‌شوند.هنگامي كه گازهاي سي اف سي به پوشكره مي‌رسند ممكن است درصد سال يا بيبشتر عمر كنندو سپس نابود شوند. اين گازها در پوشكره بر اثر تابش پرتوي ماوراي بنفش به مواد شيميايي ديگري تجزيه مي‌شوند. يكي از اين مواد شيميايي گاز كلر است كه لايه‌ي اوزن را منهدم مي‌كند.

منابع سي اف سي: مواد سي اف سي در فريزرها و دستگاههاي تهويه مطبوع و برخي از اسپري و دستگاههاي آتش نشاني يافت مي‌شود. اسفنج‌هاي پلاستيكي كه در بسته‌بنديها و وسايل منزل به كار مي‌روند نيز ممكن است از مواد سي اف سي ساخته شوند. در كارخانه‌هاي سازنده‌ي ابزارهاي الكترونيكي براي تميز كردن تابلوي مدارهاي داخل تلوزيونها و كامپيوترها از مواد سي اف سي استفاده مي‌كنند. اين مواد به تدريج به داخل جو رانده مي‌شوند.
اثرات ناشي از مواد سي اف سي: اگر ما مانع نازك‌شدن بيش از حد لايه‌ي اوزن نشويم ، مقدار زيادي از پرتو زيانبخش ماوراي بنفش به سطح زمين خواهد رسيد. در آن صورت دانه‌هاي گياهي رشد نخواهد كرد ، رشد گلها متوقف خواهد شد ، و بسياري از گياهان خشك خواهند شد. بدون گياهان انسانها و حيوانات بدون غذا خواهند ماند. حتي صدمه مختصري به لايه‌ي اوزن مي‌تواند به محصولات غذايي زيان برساند.

اوزن در سطح زمين: لايه‌ي اوزن تا هنگامي كه در بالاي آسمان است زمين را از پرتوهاي بسيار مضر خورشيد محافظت مي‌كند. ولي در سطح زمين وجود اوزن نوعي آلودگي خطرناك به‌شمار مي‌رود كه به حيات زيان مي‌رساند. در شهرهاي بزرگ بر اثر تركيب سوخت اتومبيلها با نور خورشيد اوزن توليد مي‌شود. اگر وزش باد وجود نداشته باشد كه اوزن را به طبقات بالاي جو ببرد، اوزن در مجاورت زمين انباشته خواهد شد و مه دود فتوشيميائي خطرناكي به وجود مي‌آورد كه سلامتي را به خطر مي‌اندازد.

حفره اوزن: مدت سي سال است كه دانشمندان لايه‌ي اوزن قطب جنوب را اندازه‌گيري مي‌كنند. آنان در دهه‌ي 1980متوجه شدند كه در هر سال هنگام بهار بخش وسيعي از لايه‌ي اوزن بر فراز قطب جنوب بسيار نازك مي‌شود. تقريباً تمام اوزن اين منطقه بر اثر مواد سي اف سي منهدم مي‌شود.در دهه‌ي 1960 در لايه‌ي اوزن حفرهاي وجود نداشت ، زيرا مواد سي اف سي بسيار كم مصرف مي‌شد. اكنون در بهار هر سال حفره‌اي در لايه اوزن قطب جنوب ايجاد مي‌شود. اين امر ادامه خواهد يافت مگر آنكه ما مصرف سي اف سي را متوقف كنيم.

غني و فقير: در بسياري از كشورهاي توسعه يافته قوانين جديدي وضع شده است كه بر اساس آنها استعمال مواد سي اف سي ممنوع گرديده است. اتومبيل‌ها مي‌بايست به صورت ويژه‌اي طراحي شوند كه خروج دودهاي مضري كه وارد هوا مي‌كنند كاهش يابد. ولي در بسياري از كشورهاي توسعه يافته تحريم مواد سي اف سي چندان آسان نيست. افشان‌ها و يخچالها در شمار وسايل رفاهي جا دارندو مردم اين كشورها مايل نيستند دست از آنها بردارند.

به نام خدا

 مهدی محمدیاری مدرسه ملاصدرا کلاس 06 اقای سلامی                              

جدول تناوبی عناصر شیمیایی

جدول تناوبی عنصرهای شیمیایی‏، نمایشی از عنصرهای شیمیایی شناخته شده‌است که بر اساس ساختار الکترونی مرتب گردیده‌است به‌گونه‌ای که بسیاری از ویژگی‌های شیمیایی عنصرها به صورت منظم در طول جدول تغییر می‌کنند.

جدول اولیه بدون اطلاع از ساختار داخلی اتم‌ها ساخته شد: اگر عناصر را بر حسب جرم اتمی آنها مرتب نمائیم، و آنگاه نمودار خواص معین دیگر آنها را بر حسب جرم اتمی رسم نمائیم، می‌توان نوسان یا تناوب این خواص را بصورت تابعی از جرم اتمی مشاهده نمود. نخستین کسی که توانست این نظم را مشاهده نماید، یک شیمیدان آلمانی به نام یوهان ولفگانگ دوبراینر بود. او متوجه تعدادی تثلیث از عناصر مشابه شد:

و به دنبال او، شیمیدان انگلیسیجان نیولندز متوجه گردید که عناصر از نوع مشابه در فاصله‌های هشت تایی یافت می‌شوند، که آنها را با نت‌های هشتگانه موسیقی شبیه نمود، هرچند که قانون نت‌های او مورد تمسخر معاصرین او قرار گرفت. سرانجام شیمیدان آلمانیلوتار مَیر و شیمیدان روسی دمیتری مندلیف تقریباً بطور هم‌زمان اولین جدول تناوبی را، با مرتب نمودن عناصر بر حسب جرمشان، توسعه دادند (ولی مندلیف تعداد کمی از عناصر را خارج از ترتیب صریح جرمی، برای تطابق بهتر با خواص همسایگانشان رسم نمود – این کار بعدها با کشف ساختار الکترونی عناصر در اواخر سده نوزدهم و آغاز سده بیستم توجیه گردید).

فهرست عناصر بر پایه نام، علامت اختصاری و عدد اتمی موجود است. شکل زیر جدول تناوبی عناصر شناخته شده را نمایش می‌دهد. هر عنصر با عدد اتمی و علامتهای شیمیایی. عناصر در یک ستون («گروه») از لحاظ شیمیایی مشابه می‌باشند.

کد رنگ برای اعداد اتمی:

• عناصر شماره گذاری شده با رنگ آبی ، در دمای اتاق مایع هستند؛
• عناصر شماره گذاری شده با رنگ سبز ، در دمای اتاق بصورت گاز می‌باشند؛
• عناصر شماره گذاری شده با رنگ سیاه، در دمای اتاق جامد هستند.
• عناصر شماره گذاری شده با رنگ قرمز ترکیبی بوده و بطور طبیعی یافت نمی‌شوند(همه در دمای اتاق جامد هستند.)
• عناصر شماره گذاری شده با رنگ خاکستری ، هنوز کشف نشده‌اند (و بصورت کم رنگ نشان داده شده‌اند تا گروه شیمیایی را که در آن قرار می‌گیرند، مشخص نماید.(

و می‌توانید دراین کلید واژه جدول تناوبی برای تشدید مغناطیسی را بیابید.

تعداد لایه الکترون در یک اتم تعیین کننده ردیفی است که در آن قرار می‌گیرد. هر لایه به زیرلایه‌های متفاوتی تقسیم می‌شود، که هر اندازه عدد اتمی افزایش می‌یابد، این لایه‌ها به ترتیب زیر:

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p 8s 5g 6f 7d 8p ... 

براساس ساختار جدول پر می‌شوند. از آنجائیکه الکترونهای خارجی‌ترین لایه، خواص شیمیایی را تعیین می‌نمایند، این لایه‌ها در میان گروهای یکسان مشابه‌اند.عناصر همجوار با یکدیگر در یک گروه، علیرغم اختلاف مهم در جرم، دارای خواص فیزیکی مشابه هستند. عناصر همجوار با یکدیگر در یک ردیف دارای جرم‌های مشابه ولی خواص متفاوت هستند.

برای مثال، عناصر بسیار نزدیک به نیتروژن (N) در ردیف دوم کربن(C) و اکسیژن(O) هستند. علیرغم تشابه آنها در جرم (که بصورت ناچیزی در واحد جرم اتمی تفاوت دارند)، دارای خواص بینهایت متفاوتی هستند، همانطور که با بررسی فرمهای دیگر