Week 13 · 2-4 The Atmosphere and the Role of Science in Its Sustainability (A): global warming and the greenhouse effect, ways to reduce emissions, air pollutants (carbon monoxide, sulphur and nitrogen oxides), formation of acid rain · 3 lessons
1
الغازات الدفيئة والاحتباس الحراري
Integrated Science Sec 1 Term 1, Unit 2: pp. 98–102
الهدفأشرح الاحتباس الحراري الطبيعي وظاهرة الاحترار العالمي، وأسمي الغازات والآثار.
كلمات جديدة
الاحترار العالمي · الارتفاع المستمر في درجة حرارة الهواء قرب سطح الأرضالوقود الأحفوري · الفحم والنفط والغاز الطبيعيالغاز الدفيء · غاز مثل CO₂ والميثان يحبس جزءًا من حرارة الأرض في الهواءالأشعة تحت الحمراء · إشعاع حراري طويل الموجة يصدر عن السطح الدافئ
الشرح
الاحترار العالمي هو الارتفاع المستمر في درجة حرارة الهواء قرب سطح الأرض. وهو ينتج عن حرق الوقود الأحفوري (الفحم والنفط والغاز) الذي يطلق غازات دفيئة: ثاني أكسيد الكربون CO₂ والميثان CH₄ وأكسيد النيتروز N₂O ومركبات الكلوروفلوروكربون (CFC) وبخار الماء. يمر ضوء الشمس، وهو قصير الموجة، عبر الهواء؛ ويمتصه السطح ويعيده على هيئة إشعاع حراري (تحت أحمر) طويل الموجة؛ وتحتفظ الغازات الدفيئة بجزء منه كالبطانية. وهذا التأثير الطبيعي ضروري: فبدونه سيبلغ متوسط حرارة سطح الأرض نحو −١٨ °C بدل نحو ١٥ °C (معلومة إضافية). والمشكلة هي الغازات الإضافية التي يضيفها الناس. والتشبيه بالبيت الزجاجي مجرد صورة. الآثار: ينصهر الجليد في القطبين وتنفصل منه كتل، مما يهدد بفيضانات ساحلية؛ وتفقد الأنواع القطبية موطنها؛ ويقل التنوع الحيوي ويختل توازن النظم البيئية؛ وتزداد احتمالات الأحداث المتطرفة كالأعاصير والفيضانات والجفاف. والاحترار العالمي ليس هو استنزاف الأوزون، والطقس ليس المناخ: فيوم حار واحد لا يدل على اتجاه.
ضوء الشمس يدخل→السطح يمتصه ويطلق أشعة تحت حمراء→الغازات الدفيئة تحبس جزءًا منها→الهواء السفلي أدفأ
أمثلة محلولة
اقرأ سلسلة CO₂ المتخيلة (ليست بيانات حقيقية): ٤٠٠ و٤٠٤ و٤٠٨ و٤١٣ و٤١٧ و٤٢١ ppm على مدى ست سنوات. الارتفاع ٤٢١ − ٤٠٠ = ٢١ ppm أي نحو ٤ ppm كل سنة. وارتفاع ثابت كهذا ناتج عن حرق الوقود يقوّي البطانية.
صنّف المصادر. حرق الفحم في محطة توليد ومحرك حافلة وغاز التدفئة تطلق CO₂. والغابة النامية تأخذ CO₂ بالبناء الضوئي. فمحطات التوليد والحافلات تضيف الغاز، بينما تزيل الغابات جزءًا منه.
هل هذه العبارة صحيحة؟ «كان الجو باردًا اليوم فالاحترار العالمي كذبة». لا. الطقس حالة الجو في يوم واحد، والمناخ نمط على مدى سنوات كثيرة، فيوم بارد واحد لا يلغي ارتفاعًا طويل المدى.
نشاط الفصل
مخطط البطانية على الورق. ارسم الشمس وسهمًا سميكًا لضوء الشمس يصل إلى الأرض، وسهمًا متموجًا أرق للأشعة تحت الحمراء صاعدًا، وطبقة من الغازات الدفيئة، وسهمًا أصغر عائدًا إلى أسفل. سمِّ كل جزء. ثم اكتب جملتين: لماذا التأثير الطبيعي ضروري، ولماذا تغيّر الغازات الإضافية التوازن. لا تستخدم أوعية زجاجية ولا موازين حرارة.
تدرّب
1
اذكر ثلاثة غازات دفيئة.
مثلًا: ثاني أكسيد الكربون والميثان وأكسيد النيتروز (وكذلك CFC وبخار الماء).
2
ماذا يرسل السطح بعد أن يمتص ضوء الشمس؟
إشعاعًا حراريًا (تحت أحمر) طويل الموجة.
3
هل التأثير الدفيء الطبيعي ضار؟ فسّر.
لا، فهو لازم لإبقاء الأرض دافئة بما يكفي للحياة؛ والمشكلة في الغازات الإضافية.
4
اذكر أثرين للاحترار العالمي.
مثلًا: ينصهر جليد القطبين مما يهدد بفيضانات ساحلية؛ وتزداد الظواهر الجوية المتطرفة كالفيضانات والجفاف.