طبقة الأوزون

تتكون طبقة الأوزون من غاز أوزون سريع التفاعل يتكون من ثلاث ذرات من عنصر الأكسجين، وتقع طبقة الأوزون في الجزء السفلي من الغلاف الجوي للأرض، وتكمن أهميتها في حماية الكرة الأرضية من الأشعة فوق البنفسجية الضارة، والتي تنقسم إلى ثلاثة أنواع حسب أطوالها الموجية؛ يشار إليها بالرموز (UV-A) و (UV-B) و (UV-C) والأشعة فوق البنفسجية من نوع (UV-B) هي أكثر أنواع الأشعة ضررًا لأنها تمتص 79-99 ٪ من الأشعة الضارة قد تسبب أمراض جلدية ومناعية لملايين البشر. أدى ثقب الأوزون إلى زيادة نسبة الأشعة فوق البنفسجية الضارة على سطح الأرض، مما أثر سلبًا على جميع الكائنات الحية، حيث يتسبب في إصابة الإنسان بأنواع متعددة من سرطان الجلد وإعتام عدسة العين واضطرابات الجهاز المناعي. كما تساهم الأشعة الضارة في تدمير النظم البيئية البرية والمائية، والسلاسل الغذائية في الدورات البيوكيميائية، خاصة على الكائنات البحرية التي تعيش بالقرب من سطح الماء، والتي هي أساس السلاسل الغذائية، بالإضافة إلى التأثير السلبي للإشعاع. على تغيير دورة نمو النباتات وتقليل انتشار الغطاء النباتي.

استنفاد الأوزون وتغير المناخ

ستنفاد الأوزون وتغير المناخ مرتبطان بعدة طرق، لكن استنفاد الأوزون ليس سببًا رئيسيًا لتغير المناخ.

للأوزون الجوي تأثيران على توازن درجة حرارة الأرض. تمتص الأشعة فوق البنفسجية الشمسية التي تسخن طبقة الستراتوسفير. كما أنه يمتص الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من سطح الأرض، مما يحبس الحرارة بشكل فعال في طبقة التروبوسفير. لذلك، فإن التأثير المناخي للتغيرات في تركيزات الأوزون يختلف باختلاف الارتفاع الذي تحدث فيه هذه التغيرات في الأوزون. إن خسائر الأوزون الرئيسية التي لوحظت في الجزء السفلي من الستراتوسفير بسبب غازات الكلور التي ينتجها الإنسان والتي تحتوي على البروم لها تأثير تبريد على سطح الأرض. من ناحية أخرى، فإن الزيادات في الأوزون التي يُقدر أنها حدثت في طبقة التروبوسفير لأن غازات التلوث السطحي لها تأثير احترار على سطح الأرض، وبالتالي تساهم في تأثير "الاحتباس الحراري".

بالمقارنة مع تأثيرات التغيرات في غازات الغلاف الجوي الأخرى، يصعب حساب تأثيرات كل من تغيرات الأوزون هذه بدقة. في الصورة أدناه، تتم الإشارة إلى النطاقات العليا للتأثيرات المحتملة من تغيرات الأوزون بواسطة الأعمدة المفتوحة، ويتم الإشارة إلى النطاقات السفلية بواسطة الأعمدة الصلبة.

الزيادة في ثاني أكسيد الكربون هي المساهم الرئيسي في تغير المناخ. تتزايد تركيزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بشكل أساسي نتيجة احتراق الفحم والنفط والغاز الطبيعي من أجل الطاقة والنقل. تبلغ نسبة وفرة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي حاليًا حوالي 30٪ أعلى مما كانت عليه قبل 150 عامًا. كما يظهر في الشكل التأثيرات النسبية لغازات "الدفيئة" المختلفة الأخرى على المناخ.

هناك عامل إضافي يربط بشكل غير مباشر بين استنفاد الأوزون وتغير المناخ؛ أي أن العديد من نفس الغازات التي تسبب استنفاد طبقة الأوزون تساهم أيضًا في تغير المناخ. هذه الغازات، مثل مركبات الكربون الكلورية فلورية (CFCs)، هي غازات دفيئة تمتص بعض الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من سطح الأرض، وبالتالي تسخن سطح الأرض بشكل فعال.

على العكس من ذلك، يمكن أن تؤثر التغيرات في مناخ الأرض على سلوك طبقة الأوزون، لأن الأوزون يتأثر بالتغيرات في ظروف الأرصاد الجوية والتغيرات في تكوين الغلاف الجوي التي يمكن أن تنجم عن تغير المناخ. وتتمثل القضية الرئيسية في أن طبقة الستراتوسفير ستبرد على الأرجح استجابة لتغير المناخ، وبالتالي الحفاظ على مدى فترة زمنية أطول على الظروف التي تعزز استنفاد الأوزون الناجم عن الكلور في طبقة الستراتوسفير السفلى، لا سيما في المناطق القطبية. في الوقت الحاضر، لا يزال يتعين تقييم سعة ومدى مثل هذا التبريد، وبالتالي التأخير في استعادة طبقة الأوزون.