ما هو الأيروسول
يعرف الهباء الجوي بالأيروسول، وهو عبارة عن جزيئات دقيقة تنبعث من المصانع وحرائق الغابات وعوادم السيارات وتعلق في الغلاف الجوي، وعندما تكون هذه الجسيمات كبيرة يمكن رؤيتها بسبب تشتتها وامتصاصها لأشعة الشمس، مما يؤدي إلى تقليل الرؤية بالضباب واحمرار شروق وغروب الشمس
من الجدير بالذكر أن انتشار الرماد البركاني له تأثير كبير على الغلاف الجوي للأرض، حيث بعد اندلاع البركان، يتم طرح كميات كبيرة من غاز ثاني أكسيد الكبريت (SO2) وحمض الهيدروكلوريك (HCL) والرماد في طبقة الستراتوسفير على الأرض، ثم يتكثف حمض الهيدروكلوريك، في معظم الحالات، مع بخار الماء ويتساقط كمطر من السحب البركانية. ويتحول ثاني أكسيد الكبريت في السحابة إلى حمض الكبريتيك، H2SO4، الذي يتكثف بسرعة، وينتج عنه جسيمات عازلة تبقى في الغلاف الجوي لفترات طويلة.
يعد تفاعل المواد الكيميائية على سطح الهباء الجوي، المعروف باسم الكيمياء غير المتجانسة، وتفاعل الهباء الجوي مع غاز الكلور والنيتروجين في طبقة الستراتوسفير، مسؤولًا بشكل رئيسي عن تدمير طبقة الأوزون الستراتوسفيرية.
أنواع الأيروسول
هناك الكثير من الهباء الجوي في غلافنا الجوي، ومن أنواعه:
- الهباء الجوي الأساسي: يتم إدخال هذا النوع من الملوثات الطبيعية، مثل الدخان والسخام الناتج عن حرائق الغابات وغبار الصحراء وأمواج المحيط التي تسبب انحلال ملح البحر، في تكوين الغلاف الجوي.
- الهباء الجوي الثانوي: هذا النوع من الهباء الجوي ينشأ عندما يتم تحويل المواد الغازية إلى مواد جسيمية في الغلاف الجوي، ومثال على ذلك هو غاز ثاني أكسيد الكبريت المنبعث من انفجار بركاني، وبمجرد ارتفاعه في الغلاف الجوي للأرض، يتم تحويل غاز ثاني أكسيد الكبريت في الواقع إلى قطرات من حمض الكبريتيك، وحوالي 90٪ من الهباء الجوي من أصل طبيعي، ومن الجدير بالذكر أن غازات الاحتباس الحراري مثل ثاني أكسيد الكربون والميثان وأكسيد النيتروز لها تأثير كبير على المناخ لأنها تحبس الحرارة في الغلاف الجوي وتسخن الكوكب.
– ينتج الإنسان الكثير من الهواء الزائد في الجو، والذي يشار إليه بـ”الهباء الجوي البشري”، ويمثل هذا الهباء حوالي 10% من الكمية الإجمالية الموجودة على الأرض، ويُطلق عليه هذا الاسم لأنه من صنع الإنسان.
كيف يتكون الأيروسول
ويمكن تقسيم أنواع الهباء البركاني التي تؤثر على مناخ الأرض كالآتي:
- طبقة الهباء البركاني: وتتكون في الستراتوسفير بعد الانفجارات البركانية الكبرى مثل جبل بيناتوبو، وتتكون طبقة الهباء الجوي السائدة بالفعل من غاز ثاني أكسيد الكبريت الذي يتحول إلى قطرات من حامض الكبريتيك في الستراتوسفير على مدار أسبوع إلى عدة أشهر بعد الانفجار، وبمجرد تشكيل الهباء الجوي تبقى في الستراتوسفير لمدة عامين تقريبًا، ومن ثم تعكس ضوء الشمس، مما يقلل من كمية الطاقة التي تصل إلى الغلاف الجوي السفلي وسطح الأرض وتبريدها، ومن المعتقد أن البرودة النسبية في عام 1993 كانت استجابة لطبقة الهباء الجوي الستراتوسفير التي أنتجها ثوران بركان جبل بيناتوبو في عام 1995، وعلى الرغم من مرور عدة سنوات على ثوران بركان بيناتوبو، بقيت بقايا الطبقة في الغلاف الجوي.
- غبار الصحراء: النوع الثاني من الهباء الجوي الذي قد يكون له تأثير كبير على المناخ هو غبار الصحراء، وغالبا ما يتم كشف حواجز من الغبار تتدفق فوق المحيط الأطلسي من صحراء شمال إفريقيا في الصور المأخوذة من الأقمار الصناعية الخاصة بالطقس، وقد لاحظت آثار هذه الطبقات في أماكن متعددة في القارة الأمريكية، وتم قياس كميات كبيرة من غبار الصحراء في الغلاف الجوي السفلي فوق إفريقيا، وتتألف هذه الجسيمات الموجودة في أعمدة الغبار من حبيبات صغيرة من الأوساخ التي تتطاير من سطح الصحراء، ونظرا لأن الغبار يحتوي على معادن، فإن الجزيئات تمتص ضوء الشمس وتشتته، ومن خلال امتصاصها لأشعة الشمس، تسخن جزيئات الغبار الطبقة الجوية التي تتواجد فيها، ويعتقد أن هذا الهواء الدافئ يمنع تكون السحب العاصفة، وذلك بقمع غيوم العواصف ومنع تساقط الأمطار الناتجة عنها، ويعتقد أن حجاب الغبار يزيد من انتشار الصحراء، ويجدر بالذكر أن الملاحظات الأخيرة لبعض السحب تشير إلى أنها ربما تمتص ضوء الشمس بشكل أكبر مما كان متوقعا، وذلك بسبب قدرتها على امتصاص ضوء الشمس ونقلها على مسافات بعيدة، ومن الممكن أيضا أن يكون الغبار الصحراوي هو السبب في هذا الامتصاص الإضافي لأشعة الشمس من قبل بعض السحب.
- الهباء الجوي من صنع الإنسان: النوع الثالث من الهباء الجوي يأتي من الأنشطة البشرية، حيث يأتي جزء كبير منه من صنع الإنسان عن طريق حرق الغابات الاستوائية. والمكون الرئيسي للهباء الجوي هو رذاذ الكبريتات الناتج عن حرق الفحم والنفط، ويعتقد أن كمية الكبريتات التي يتم إنتاجها بشكل طبيعي أكثر بكثير من الكمية التي يتم إنتاجها بالنشاط الصناعي. وتكون نسبة الهباء الجوي المؤكسد في نصف الكرة الشمالي أعلى نسبيا نظرا لتركيز النشاط الصناعي في تلك المنطقة. ولا تمتص رذاذات الكبريتات أي ضوء من الشمس بل تعكسه، مما ينتج عنه تقليل كمية الضوء الشمسي الذي يصل إلى سطح الأرض. ويجب الإشارة إلى أن موزع تخزين بخاخات الهباء الجوي لأغراض الإطفاء مصنوع من الألمنيوم ولا يمكن أن يحل محل أنواع طفايات الحريق
يعتقد أيضًا أن الهباء الجوي الزائد يؤدي إلى استمرار الغيوم الملوثة لفترة أطول وتعكس الأشعة الشمسية بشكل أكبر من السحب النقية.
توليد الهباء الجوي
تم انتشار العديد من الأمراض بشكل كبير بسبب الهباء الجوي، ويُعتقد أنها سببت مرض السارس ومتلازمة الشرق الأوسط، حيث كانت التهوية غير كافية في أجنحة المستشفى، وهذا كان أحد العوامل الرئيسية الخمسة التي زادت من خطر انتقال السارس، ولكن الأدلة ليست قاطعة في هذا الصدد.
يُعتقد أن انتشار الهواء الملوّث عبر نظام الصرف الصحي هو ما تسبب في تفشي مرض السارس الذي أصاب أكثر من 300 شخص في مجمع شقق أموي جاردن في هونغ كونغ.
من الواضح أن هذه الفيروسات انتشرت بسبب إجراءات توليد الهباء الجوي، ووجد ارتباطًا قويًا بين إجراءات توليد الهباء الجوي المتعددة وانتقال فيروس السارس إلى العاملين في مجال الرعاية الصحية في (تران 2012).
فيما يتعلق بوباء COVID-19، هناك إشارات لاحتمالية انتشار الفيروس بسبب إنتاج الهباء الجوي. هناك نقاش مستمر حول هذه النقطة، وبعض المنظمات أكدت بقوة أن فيروس SARS-CoV-2 لا ينتشر عن طريق الهواء، ومع ذلك، يعتبر آخرون أن الأمر مختلف. في هذه المرحلة، الاستنتاج الوحيد الآمن هو أن نقل الأمراض عن طريق الهواء ممكن، حيث تحتوي القطرات الكبيرة على معظم الجزيئات الفيروسية التي تم إخراجها عن طريق الزفير بنسبة تصل إلى 99.9٪. وعلى الرغم من أن الهباء الجوي قد يحمل كميات صغيرة من الفيروسات، إلا أنه ينتشر بشكل كبير عند الابتعاد عن المريض. يجب الاعتراف أيضا بأن القطرات والتواصل المباشر مع المرضى يشكلان خطرا أكبر.
إزالة الأيروسول
يعتقد أن العديد من الظواهر الجوية تحدث بالقرب من أنظمة الطقس الكبيرة والتيارات النفاثة عالية الارتفاع، حيث يتداخل الستراتوسفير والغلاف الجوي السفلي ويتبادلان الهواء، وفي هذه المناطق، يمكن حقن العديد من الغازات الملوثة في طبقة التروبوسفير والستراتوسفير، مما يؤثر على كيمياء الستراتوسفير، وبالمثل، في هذه المناطق، ينتقل الأوزون الموجود في الستراتوسفير إلى الغلاف الجوي السفلي حيث يتفاعل مع الهواء الغني بالملوثات، مما يمكن أن يسبب نوعا جديدا من الهباء الجوي الملوث.