وارونگی هوا یا وارونگی گرمایی به پدیده‌ای گفته می‌شود که در آن برخلاف حالت طبیعی با افزایش ارتفاع دما نیز زیاد می‌شود و در این شرایط درجه حرارت پائین جو کمتر از طبقه فوقانی می‌باشد. در شهرهای بزرگ وارونگی هوا معمولاً باعث آلودگی هوا می‌شود.
عصر تبریز: آلودگی هوا و رسیدن آن به سطوح بحرانی پدیده‌ای نگران‌کننده است که سلامت شهروندان را به خطر می‌اندازد. به همین علت، جامعه جهانی در تلاش برای مبارزه با این پدیده از طریق اجرای راهکارهای بلندمدت و مقابله در موقعیت‌های فوق‌العاده است. این روزها اکثر کلان شهرهای ایران ازجمله تهران، اصفهان، تبریز و… همچون سال‌های گذشته با افزایش سطح آلودگی هوا مواجه شده است. این پدیده بحرانی در سال‌های اخیر در اوج تابستان و بسیاری از روزهای پاییز و زمستان کلانشهر ها را درگیر می‌کند.
آلودگی هوا یا آلودگی جوی اصطلاحی است که تمام عوامل فیزیکی، شیمیایی و زیستی را در بر می‌گیرد که ویژگی‌های طبیعی جو (اتمسفر) را تغییر می‌دهند.
مهمترین آلاینده‌های جوی
مهمترین آلاینده‌ها عبارتند از: منوکسیدکربن (CO)، اکسید نیتروژن (Nox)، اکسید گوگرد (SOx)، هیدروکربورها (CxHy)، ذرات معلق (PTS) و ازون (PTS).
برای تمامی این مواد به استثنای هیدروکربورها یک سری مقرراتی وجود دارد که این مقررات محدودیت‌هایی را برای استانداردسازی «کیفیت هوا» ارائه می‌کنند. این محدودیت‌ها با شرایط سلامت انطباق دارند و در صورتی که شاخص‌های این مواد از سطح این استانداردها فراتر رود این آلاینده‌ها می‌توانند به شدت سلامت عمومی را در معرض خطر قرار دهند.
منابع انتشار آلاینده‌ها
خدمات حمل و نقل عمومی، نیروگاه‌های ترموالکتریک، صنایع، مصارف خانگی و کشاورزی و شیلات منابع انتشار آلاینده‌ها هستند.
کشاورزی و شیلات مهمترین منابع انتشار منوکسیدکربن، هیدروکربورها، اکسید نیتروژن و ذرات معلق هستند درحالی که صنایع و نیروگاه‌های ترموالکتریک مسئولان اصلی انتشار دی اکسید گوگرد به شمار می‌روند. زمانی که این مواد در اتمسفر منتشر می‌شوند مواد سمی با جریان هوا به مناطق دورتر حداکثر تا فاصله هزار کیلومتر منتقل می‌شوند.
فلزات سنگین
فلزات سنگین نیز از دیگر مواد سمی هستند که می‌توانند هوا را به شدت آلوده کنند. این فلزات عبارتند از: کادمیم (Cd)، سرب (Pb) و جیوه (Hg).
پدیده وارونگی هوا
در هواشناسی، اصطلاح وارونگی گرمایی یا وارونگی هوا پدیده ویژه‌ای را نشان می‌دهد که در آن نمودار گرمایی عمودی اتمسفر یک شیب گرمایی عمودی وارونه (مثبت) نسبت به شکل عادی (منفی) پیدا می‌کند. بنابراین دمای لایه اتمسفر مرتبط با این نمودار با افزایش ارتفاع رشد می‌یاید.
به طور عادی، دمای هوا با افزایش ارتفاع کاهش می‌یاید. به طوری که شیب گرمایی عمودی به طور متوسط در هر هزار متر ارتفاع در حدود ۵/۶ درجه است.
این رویداد زمانی رخ می‌دهد که هوا با خاک که دمای بیشتری دارد وارد تماس شود. در این حالت، دمای هوا افزایش می‌یابد و به دلیل جریان همرفتی به ارتفاع می‌رود. زمانی که هوا گرم شد و به ارتفاع رفت، تحت یک فشار پایین‌تر قرار می‌گیرد و در نتیجه منبسط و سرد می‌شود. به این ترتیب یک شیب گرمایی منفی (کاهش دما با افزایش ارتفاع) را می‌سازد.
این درحالی است که در زمان وارونگی گرمایی، عکس این پدیده رخ می‌دهد. به طوری‌که با افزایش ارتفاع هوا گرمتر می‌شود (شیب گرمایی مثبت می‌شود).
این مسأله در ارتفاع می‌تواند به دلیل اثر نشست جوی و در خاک به دلیل اثر تابش شبانه زمین رخ دهد. شدت این پدیده می‌تواند با دمایی که حداکثر به میزان چند درجه در چند صد متر مکعب افزایش می‌یابد، چشمگیر شود.
وارونگی‌های گرمایی پایدار، آنهایی هستند که لایه‌های مختلف جو را معین می‌کنند. این وارونگی‌ها در سراسر استراستوسفر (لایه کره)، ترموسفر (گرما کره) و اگزوسفر (خارجی‌ترین لایه اتمسفر) دما به دلیل اثر جذب مستقیم پرتوهای خورشیدی با افزایش ارتفاع افزایش می‌یابد.
دلایل پدیده وارونگی
در طول روز، پرتوهای آفتاب هم به دلیل افزایش زاویه میل و هم به دلیل کاهش دوره روز (هر دو مورد در زمستان) و هم به دلیل حضور احتمالی برف که به شدت نور مستقیم خورشید را بازتابش می‌کند اغلب نمی‌توانند زمین را گرم کنند.به این ترتیب، هوایی که با زمین تماس پیدا می‌کند به سرعت سرد می‌شود و به دمای کمتر از دمای لایه‌های جویی بالاتر می‌رسد. بنابراین دما در جلگه‌ها کمتر از کوهستان می‌شود.وارونگی گرمایی یک لایه به شدت پایدار را نسبت به جریان همرفتی می‌سازد و به این ترتیب هر نوع مخلوط عمودی را محدود می‌کند.
کمبود یا نبود یک مخلوط واحد در سرماسازی، منجر به تشکیل غبارهای متراکم، مه‌های ضخیم و «مه دودهای پایدار» در لایه هوای سرد زمین به ویژه در فضاهای شهری بزرگ می‌شود.
در چنین شرایطی، آلودگی‌های جوی به شدت افزایش می‌یابد و نگرانی‌هایی را برای سلامت عمومی مردم ساکن کلان شهرها ایجاد می‌کند.
آلودگی هوا در مراکز شهری
بی‌شک ترافیک وسایل نقلیه موتوری و سیستم‌های گرمایشی خانگی بزرگترین عوامل آلودگی هوا در شهرها به شمار می‌روند. به خصوص، وسایل نقلیه به سبب سطح بالای انتشار مواد آلاینده آنها در محیط‌های با ترافیک سنگین نقش مرکزی در وضعیت نامناسب هوای شهرهای بزرگ ایفا می‌کنند.
به ویژه در دوره زمستان اغلب به دلیل پدیده‌های وارونگی گرمایی که موجب می‌شود هوای سرد در سطوح پایین انباشته شده و مانع رقیق شدن گازهای سمی شود ترافیک سنگین می‌تواند کیفیت هوا را به شدت در معرض خطر قرار دهد.
سطح آلودگی هوا در مراکز شهری می‌تواند هم با نوسانات فصلی و هم با نوسانات روزانه مورد بررسی قرار گیرد. برای مثال SO2 با گرمای ساختمان‌ها ارتباط دارد. از آنجا که حداکثر پیک سیستم‌های گرمایشی در دوره زمستان است بنابراین سطح این گاز در اتمسفر در دوره فصلی زمستان افزایش می‌یابد.
درحالی که اوزن با «مه دود فتوشیمیایی» ارتباط دارد و بنابراین تمرکز این گاز در فصل تابستان و در ساعات میانی روز به حداکثر میزان خود می‌رسد.این درحالی است که گازهای منوکسید کربن و منوکسید نیتروژن با پیک فصلی ارتباطی ندارند بلکه به تغییرات روزانه وابسته‌اند که یکی از مهمترین دلایل این تغییرات روزانه، سطح ترافیک وسایل نقلیه در ساعات مختلف روز است.
اثرات آلودگی هوا بر روی سلامت شهروندان
نتایج نامطلوب آلودگی هوا بر روی سلامت شهروندان پس از چند موردی که در نیمه اول قرن گذشته به ثبت رسیدند به شدت مورد ملاحظه قرار گرفتند. از این موارد می‌توان به آلودگی بسیار وخیم سال ۱۹۵۲ لندن اشاره کرد که در ادامه آن بیش از ۴۰۰۰ مورد مرگ و بیش از ۲۰۰۰ مورد بستری در بیمارستان به دلیل بیماری‌های دستگاه تنفسی به ثبت رسید.
در این آلودگی بزرگ، ذرات گرد و غبار و اکسید گوگرد مهمترین مواد آلاینده بودند، اما امروز تمرکز این مواد در جو بسیار پایین آمده است. اما این مواد همچنان می‌توانند برای سلامت جمعیت نگران‌کننده باشند.
در دو فصل تابستان و زمستان گازهایی که از اگزوز خودروها منتشر می‌شوند (منوکسیدکربن، دی‌اکسید نیتروژن، سرب، بنزن، ذرات گرد و غباری که از خودروها روی آسفالت را می‌پوشانند) همراه با آلاینده‌هایی که از رسوبات صنعتی تولید می‌شوند به شدت سلامت عمومی را به خطر می‌اندازند.
کودکان، سالمندان، بیماران قلبی، بیماران تنفسی و زنان باردار در مقولات با فاکتورهای خطر قرار می‌گیرند و بنابراین در روزهایی که سطح مواد آلاینده جوی از استاندارد بالاتر می‌رود باید از تردد در مراکز شهری خودداری کنند.
در شهرها
مشکل آلودگی باید و می‌تواند از طریق سیاست‌های درست حمل و نقل حل شود. برای مثال، با سرمایه‌گذاری‌های صحیح در بخش حمل و نقل عمومی می‌توان به طور کامل از تردد خودروهای شخصی در طول روز برای رفتن به محل کار جلوگیری کرد. از دیگر راهکارهایی که می‌توانند از آلودگی هوا در روزهای بحرانی بکاهند می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
۱ـ اجتناب از سفرهای غیرضروری در طول روزها و ساعات پر ترافیک
۲ـ انتخاب مسیرهای با حداقل سطح ترافیک به طوری که حرکت در مسیر مورد نظر روان باشد
۳ـ انتخاب مسیرهایی که از میان پارک‌ها و باغ‌های عمومی عبور می‌کند و رسیدن به مقصد به صورت پیاده یا سوار بر دوچرخه
۴ـ اجتناب از فعالیت‌های ورزشی (برای مثال دویدن) در مناطق با ترافیک سنگین
۵ـ اجتناب از بردن کودکان کم سن، به ویژه پیاده یا با کالسکه در خیابان‌هایی که ترافیک سنگین است
۶ـ خاموش کردن موتور خودرو و بالاکشیدن شیشه پنجره‌ها در زمانی که خیابان در اثر ترافیک سنگین مسدود شده است
۷ـ اجتناب از خروج از منزل در ساعات بحرانی(۱۲ تا ۱۷) به ویژه برای افراد دارای فاکتورهای خطر
رژیم غذایی
۱ـ در روزهایی که سطح آلودگی هوا به مرحله بحرانی می‌رسد خوردن میوه و سبزی‌های تازه که محتوی ویتامین‌های مختلف هستند توصیه می‌شود. ویتامین‌ها با رادیکال‌های آزاد مقابله می‌کنند. مواد آلاینده قادرند سطح رادیکال‌های آزاد را افزایش دهند.
۲ـ محدود کردن مصرف نمک
۳ـ عادت دادن کودکان به خوردن سیر، پیاز و تره فرنگی. هرچند ممکن است بوی این مواد آزاردهنده باشد اما این سبزی‌ها محتوی میزان زیادی گوگرد هستند و بنابراین می‌توانند از موکوس (مخاط) دستگاه تنفسی محافظت کنند.
۴ـ نوشیدن زیاد آب که به کلیه‌ها کمک می‌کند املاح اضافی از بدن خارج شود.
۵ـ اجتناب از خرید میوه و سبزی‌های تازه از فروشندگانی که در کنار خیابان‌ها محصولات خود را به فروش می‌رسانند یا مغازه‌هایی که سبزی‌های خود را در بیرون از مغازه و در مسیر عبور خودروها می‌گذارند.
نشانه‌های آلودگی هوا
آلودگی جوی می‌تواند موجب سوزش چشم‌ها، گلو و ریه‌ها شود. قرمز شدن چشم‌ها، سرفه و احساس تنگی قفسه سینه از علائم شایع در زمان افزایش سطح آلودگی هوا به شمار می‌روند.
روش پکن در مقابله با آلودگی هوا
پکن از ابتدای سال ۲۰۰۶ با هدف کاهش آلودگی هوا در این شهر تصمیم گرفت ۱۳ هزار تاکسی فرسوده را از رده خارج کند و به جای آنها خودروهایی را وارد سیستم تاکسیرانی کند که به استانداردهای انتشار «یوروـ ۳» احترام می‌گذارند. همچنین دو هزار اتوبوس را بازنشسته کرد. درحقیقت گازهایی که از اگزوز وسایل حمل و نقل عمومی خارج می‌شوند اولین دلیل آلودگی شدید شهری هستند. در نیمه اول سال ۲۰۰۶ انتشار دی اکسید کربن در چین ۲/۴ درصد نسبت به دوره مشابه در ۲۰۰۵ رشد داشت. این استانداردهای جدید توانستند ۳۰ درصد از مواد آلاینده ناشی از وسایط نقلیه موتوری را کاهش دهند.
توسعه آلودگی جوی
آلودگی جوی از دیدگاه رسانه‌ها و افکار عمومی همچنان یکی از خطرناکترین موضوعات هم برای محیط زیست و هم برای سلامت انسان بشمار می‌رود.
در این راستا، آژانس فضایی اروپا (اسا) بر روی ماهواره Envisat یک حسگر کنترل شاخص گازهای آلاینده به نام Sciamachy را نصب کرد. اطلاعات جمع آوری شده توسط این حسگر نشان می‌دهد که بین سال‌های ۲۰۰۳ تا ۲۰۰۹ سطح دی‌اکسیدکربن در اتمسفر حدود دو قسمت در میلیون (ppm) افزایش داشته است.
محققان دانشگاه برمن آلمان با استفاده از این اطلاعات موفق شدند نقشه‌ای از جزئیات آلودگی جوی زمین و توزیع گازهای گلخانه‌ای در سطح جهانی را ارائه کنند.
همچنین نتایج یک تحقیق جدید در دانمارک نشان می‌دهد که آلودگی جوی حاصل از اگزوز خودروها می‌تواند منجر به بروز سکته مغزی و بیماری‌های ریوی چون برونشیت و آسم شود.
۵ راهکار ضروری
انجمن ریه آمریکا در گزارشی نشان داد که با ایجاد ۵ تغییر اساسی در سیاستگذاری‌های دولت‌ها می‌توان هوایی را که در آن تنفس می‌کنیم پاک‌تر و سالم‌تر کرد. این ۵ راهکار عبارتند از:
۱ـ تمیز کردن نیروگاه‌های ترموالکتریک از کربن
۲ـ تقویت مقررات کنترل اوزن هوا
۳ـ تمیز کردن کشتی‌ها. کشتی‌ها و ناوهای باری و تمامی وسایط موتوری که در آب‌های دریاهای دنیا در ترددند میزان بسیار زیادی مه دود منتشر می‌کنند. این مه دودها از اکسید نیتروژن، دی‌اکسید گوگرد، دی‌اکسیدکربن و فلزات سنگین و ذرات معلق تشکیل شده‌اند.
۴ـ بهبود شبکه کنترل آلودگی هوا
۵ـ به کارگیری مقرارت مناسب موجود که اغلب مورد استفاده قرار نمی‌گیرند. در حقیقت در اجرای بسیاری از این مقررات، تصمیم‌گیری‌های سیاسی و اقتصادی جای تصمیم گیری‌های علمی را گرفته‌اند و بنابراین به مقرراتی که برپایه دستاوردهای علمی برای مقابله با آلودگی هوا تنظیم شده‌اند احترام گذاشته نمی‌شود.
بسته آب و هوایی ۲۰ـ۲۰ـ۲۰
اروپا به منظور مقابله با گرمای جهانی اصطلاح «بسته آب و هوایی ۲۰ـ۲۰ـ۲۰» را ارائه کرد. این بسته برای تمام کشورهای اروپایی افزایش ۲۰ درصدی میزان اثربخشی انرژی، کاهش ۲۰ درصدی انتشار گازهای گلخانه‌ای و افزایش ۲۰ درصدی میزان انرژی‌های تجدیدپذیر زیستی را تا سال ۲۰۲۰ پیش‌بینی می‌کند. در راستای اجرایی شدن این پروژه، توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر زیستی و توسعه خودروهای الکترونیکی نه تنها منجر به کاهش گرمای جهانی می‌شوند بلکه می‌توانند شهرهایی با هوای پاک را به ارمغان آورند.
منبع： مهر
