وارونگي دما، پايداري جو و تشديد آلاينده ها

1. وارونگي دما، پايداري جو و تشديد آلاينده ها HSE

2. وارونگي دما در هوا يك پديده جوي است كه به علل طبيعي اتفاق ميافتد و باعث پايداري هوا در یک منطقه در نتیجه كاهش و يا توقف روند صعودي توده هوا ميشود.اين پديده در حالت كلي اثرات سوء قابل توجهي ندارد، اما اگر اين وارونگي در مناطق داراي آلاينده هاي هوا ايجاد شود باعث محبوس شدن آلاينده ها در سطح زمين شده و از پراكنده شدن و در نتيجه كاهش غلظت آلايند ها جلوگيري ميكند در نتيجه آلايند هاي ايجاد شده در سطح زمين تجمع پيدا كرده و كم كم به حد هشدار و يا بحراني ميرسد و ميتواند سلامت افراد به ويژه گروه هاي حساس جامعه مانند افراد مسن، كودكان و مبتلايان به بيماري هاي تنفسي را دچار مخاطره كند. وارونگي هوا چيست؟

5. بطور طبيعي در لايه تروپوسفر (لايه اول هوا و لايه اي كه ما با آن در تماس هستيم) با افزايش ارتفاع از سطح زمين دما كاهش پيدا ميكند ميزان اين كاهش حدود 6.8 درجه سانتي گراد به ازاي هر 1000 متر افزايش ارتفاع است.اگر ميزان كاهش دما بيش از اين مقدار باشد حالت ناپايداري و اگر ميزان كاهش دما كمتر باشد حالت پايداري هوا اتفاق ميافتد، اما اگر اين روند طبيعي دچار تغيير شده و با افزايش ارتفاع از سطح زمين دما نيز افزايش پيدا كند، وارونگي هوا اتفاق مي افتد كه در اينصورت هوا در منطقه مورد نظر به شدت پايدار شده و كمترين اختلاط در لايه هاي هوا انجام شده و همين موضوع موجب تجمع آلاينده هاي هوا (اكسيدهاي ازت، ذرات، اكسيدهاي گوگرد، منواكسيد كربن، هيدروكربن هاي نسوخته و ...) در نزديك سطح زمين شده و در نتيجه تشديد آلاينده هاي هواميشود . وارونگي هوا چگونه ايجاد مي‌شود؟

6. حالت طبيعي هوا حالت وارونگي هوا

7. عواملي كه ميتوانند حالت طبيعي كاهش دما در اثر افزايش ارتفاع از سطح زمين را دچار تغيير كنند، ميتواند عوامل زير باشند: • وقتي هواي نزديك سطح زمين سريعتر از لايه بالائي هوا سرد شود • وقتي يك لايه هواي گرم از سطح زمين سرد عبور كند • محبوس شدن هوا سرد در زير هواي گرم • سر شدن هوا در اثر فرونشيني هوا

8. انواع وارونگي هوا

9. 1- وارونگي حرارتي يا تشعشعي Thermal or Radiation Inversion در هنگام شب با كاهش تدريجي دماي محيط دماي زمين نيز به علت تابش اشعه حرارتي به اطراف كاهش مي يابد در نتيجه زمين رفته رفته سرد ميشود متعاقب آن لايه هواي بالاي آن با دريافت اشعه حرارتي از زمين گرم ميشود در نتيجه هواي نزديك به سطح زمين به علت مجاور بودن با زمين سرد خنك تر از لايه هاي بالائي هواست پس با افزايش ارتفاع از سطح زمين به جاي كاهش دما با افزايش دما روبرو هستيم. اين حالت از اواسط شب شروع شده و در هنگام طلوع خورشيد به اوج خود ميرسد . اما خوشبختانه اين نوع وارونگي هوا پايدار نبوده و با تابش اشعه خورشيد از بين ميرود به نحوي كه اين نوع وارونگي هوا اغلب قبل از ساعت 10 صبح از بين ميروند اما در همين مدت نيز ميتواند اثرات زيانباري داشته باشد.پس توصيه ميشود اين قشر جامعه از قرارگرفتن در هواي صاف و سرد صبگاهي زمستان در شهر هاي آلوده اي مانند تهران اجتناب نمايند.

11. 2- وارونگي فروكشي Sabsidence Inversion شرط اوليه براي ايجاد اين نوع وارونگي هوا استقرار يك توده هواي پرفشار ( Anticylon ) در يك منطقه است. وقتي يك توده پرفشار در يك منطقه مستقر ميشود هواي مركز توده تمايل به فرونشيني و سرد شدن و هواي اطراف آن گرايش به صعود و گرم شدن دارد اين موضوع باعث ايجاد يك جريان گردشي در اين نوع توده هاي هوا ميشود . وقتي ضخامت اين نوع وارونگي هوا كمتر از 200 متر باشد آلودگي شديد هوا رخ ميدهد و حتي ممكن است اين نوع وارونگي هوا همراه با نوع قبلي يعني وارونگي تشعشعي اتفاق بيافتد كه به آن وارونگي دولايه هوا گفته ميشود كه باعث آلودگي شديد هوا ميشود. تهران در اغلب روزهاي سال داراي وارونگي فروكشي هواست كه اين عامل يكي از عوامل تشديد كننده آلودگي هوا در اين كلانشهر است.

13. 3- وارونگي جبهه اي Frontal Inversion وقتي دو جبهه هوا به همديگر برخورد ميكنند ، جبهه هواي سرد به علت سنگيني به سمت پائين و جبهه هواي گرم به علت سبكي به سمت بالا حركت ميكند و در نتيجه لايه فوقاني گرم تر از لايه تحتاني شده و پديده وارونگي هوا رخ ميدهد. 4- وارونگي تلاطمي Turbulant Inversion 5- وارونگي مركب

14. اثرات زيانبار وارونگي دما در هوا: همانطور كه در ابتدا گفته شد، وارونگي هوا به تنهائي اثر مخرب قابل ذكري ندارد اما در صورتي كه اين پديده در مناطق آلوده مانند شهر هاي پرجمعيت و يا در مناطق صنعتي به ويژه اگر در دره ها احداث شده باشند اتفاق بيافتد، باعث محبوس شدن آلودگي در سطح زمين و در نتيجه تشديد آلودگي هوا و رسيدن ميزان آلودگي به حد خطرناك و يا حتي كشنده مي‌شود. ميزان تشديد آلودگي هوا توسط پديده وارونگي هوا به عوامل زير بستگي دارد: الف- ارتفاع وارونگي : هر چه ارتفاع وارونگي كمتر باشد شدت الودگي بيشتر خواهد بود (ارتفاع وارونگي : فاصله از سطح زمين تا لايه اي كه در آن وارونگي ايجاد شده و يا در صورت ايجاد وارونگي هوا در سطح زمين، ارتفاعي كه در آن وضعيت دما به حالت طبيعي برميگردد) ب- شدت وارونگي : هرچه ميزان افزايش دما به افزايش ارتفاع بيشتر باشد، آلودگي كمتر صعود كرده و در سطح زمين باقي ميماند و شدت آلودگي بيشتر است. ج- مدت زمان وجود حالت وارونگي هوا: هرچه زمان وارونگي هوا بيشتر و هوا پايدارتر باشد، شدت آلودگي بيشتر است

17. نتيجه‌گيري انسان در ايجاد و يا رفع حالت وارونگي هوا نقش چنداني ندارد اما با كاهش ميزان انتشار آلاينده ها در هوا ميتواند از اثرات مخرب اين پديده بكاهد و مردم نيز با اطلاع از ايجاد حالت هشدار آلودگي هوا ازطريق رسانه ها مانند تلويزيون و راديو و ... و يا از طريق مشاهده شرايطي هشدار دهنده مانند صبح هاي سرد با آسمان صاف در شهر هاي پرجمعيت و وجود لايه تيره نزديك سطح زمين (مثل شرايطي كه معمولاً از فاصله دور بر روي شهر تهران كاملاً قابل مشاهده است) و يا محصور شدن آلودگي ها در مناطق دره اي ميتوان به وجود حالت وارونگي هوا در يك منطقه پي برد و در اين شرايط، حتي الامكان افراد داراي مشكلات تنفسي، كودكان و كهنسالان منزل خارج نشده و ميزان فعاليت هاي خود را كاهش داده و سعي كنند كمتر در معرض هواي باز قرار بگيرند خودداري كنند، افراد سالم نيز از انجام فعاليت هاي سنگين(مانند ورزش، دوچرخه سواري و ...) در اين شرايط خودداري كرده و از فعاليت هاي غير ضروري خود بكاهند.