علاقة عناصر المناخ في تلوث هواء

 تعد العناصر المناخية من العوامل الرئيسة التي تسهم في تركز وانتشار الملوثات الغازية والجسيمية في الهواء لمالها من دور كبير في نقل وترسيب الملوثات ،وان تباين واختلاف العناصر المناخية يسهم في تباين كميات الملوثات الغازية والجسيمية، فضلا عن الروائح والألياف التي ترافقها. وسيتم هنا دراسته وتحليل العناصر ودورها المناخية في تركز وانتشار الملوثات في الهواء الجوي.

درجات الحرارة وحالات الانقلاب الجوي (Temperature): تعد درجات الحرارة من أهم عناصر المناخ المؤثرة على درجة تركيز الملوثات طالما لها تأثيرا فعالا على جميع عناصر المناخ الأخرى، إذ تؤثر وبشكل مباشر على الضغط الجوي، وتبعا لذلك تتأثر سرع وحركة الرياح واتجاهاتها، حيث تتحرك من مناطق الضغط العالي نحو منطقة الضغط الواطئ بسرعة تحددها شدة انحدار

الضغط الجوي، لذا تهب الرياح باتجاهات مختلفة وبسرع متباينة، تتراوح حسب شدتها من رياح خفيفة إلى أعاصير مدمرة. يعد الارتفاع الشديد لدرجة حرارة سطح الأرض في ساعات النهار وما يرافقه من تسخين لسطح الأرض يؤدي إلى حدوث حركة للهواء صاعدة تعمل على نشر الملوثات شاقوليه على أكبر مدى ممكن، في حين ينجم من التبريد الليلي لسطح الأرض والهواء القريب منه سيطرة حركات هوائية هابطة والاستقرار الجوي، ويتولد عن ذلك تمركز معظم الملوثات الجوية قريبة من سطح الأرض وانتشارها الشاقولي يكون محدودة مما يرفع من كثافة الملوثات بالقرب من سطح الأرض وهذا ما نلاحظه في مدينة بغداد، إذ نرى جوها نقية نسبية في ساعات النهار مقارنة بساعات الليل أو حتى ساعات الصباح الباكر، فقد تبدو المدينة مغلفة بغشاوة من الملوثات. . أو قد يؤدي دفء الهواء فوق المدينة إلى إحلال هواء من الريف المجاور ابرد وأكثف مكونا انقلابا حراريا يتسبب في زيادة تركيز الملوثات في المدينة وتعرف هذه الظاهرة ب(نسيم المدن تسهم في تلوث هوائها . اما في حالة الانقلاب الحراري الذي هو عبارة عن ظاهرة مناخية جوية مستقرة تزداد فيها درجة الحرارة بالارتفاع، فيبقى الهواء البارد الثقيل بالقرب من سطح الأرض، وفي حالة حدوث تلوث فان الملوثات تبقي بالقرب من سطح الأرض فيزداد بذلك تركيز الملوثات مما ينعكس في ظهور مشاكل صحية قد تصاحبها حالة وفاة كما حصل في بريطانيا عام 1952وقد سجلت أكثر من (4000) حالة وفاة بسبب حدوث الانقلاب الحراري ،وتعد مناطق الأحواض التضاريسية والوديان مناسبة لتشكل الانقلابات الحرارية السطحية، وفي ظل ظروف سيادة ضغط جوي مرتفع واذا كانت تلك الأحواض والوديان تحتوي على منشآت صناعية ومراكز تجمعات سكنية ومراكز لعقد طرق النقل، فأن الملوثات ستتركز بكثافة شديدة، ان الذي يحدد الانتشار الشاقولي للملوثات الجوية هو درجة استقرار الهواء. والتي تتعلق بالدرجة الأولى بالاختلاف الشاقولي لدرجة الحرارة، اذ يكون الهواء في حالة عدم استقرار، عندما يرتفع نحو الأعلى بحركة صاعدة، ويكون معدل تناقص حرارته اكبر من معدل تناقص حرارة الوسط المحيط، كما يحدث في ساعات النهار، إذ تنتشر الملوثات شاقوليا مع الهواء المتصاعد، بينما يكون الهواء في حالة استقرار، عندما يكون معدل تناقص حرارة الهواء المتصاعد اقل من معدل تناقص حرارة الوسط، كما يحدث في ساعات الليل. ترافق هذه الظاهرة حالات الاستقرار الجوي بصورة عامة، عندما تكون المنطقة خاضعة لسيطرة ضغط جوي مرتفع، إذ تكون عندئذ حركة الهواء السائدة هابطة في حين تترافق حالات عدم الاستقرار الجوي مع سيادة ضغوط جوية منخفضة وحركات هوائية صاعدة في درجة الحرارة مع الارتفاع بدلا من تناقصها كما هو معروف وقد يكون الانقلاب قريبة من السطح، أو بعيدة عنه مئات الأمتار، كما في الانقلاب الهابط، ومما يميز طبقة الانقلاب الحراري أن سقفها يشكل حاجزا مانعا لا يسمح للهواء المرتفع إلى أعلى من تجازوه، لذا فأنه يعيق بل يمنع، انتشار الملوثات شاقوليا ليبقيها متركزة ضمن طبقة الانقلاب لاسيما عند سقفها محددة السماكة التي قد لا تزيد سماكتها على (۲۰۰) م.

ففي ساعات الليل، إذ تسود ظروف ضغط جوي مرتفع، فأن التبريد الليلي الشديد لسطح الأرض يجعل الهواء الاقرب الى السطح ابرد من الهواء، الأبعد قليلا من السطح نتيجة لضعف ناقليه الهواء للبرودة، وانخفاض عملية النقل الحراري بالتماس، لتسود عندئذ ظاهرة تعرف بالانقلاب الحراري. وتتميز مناطق الانقلابات الحرارية السطحية بأنها ذات تركيز تلوثي شديد، وإذا ما أمكن القضاء على الانقلاب الحراري في ساعات الصباح الأولى، فأن الملوثات ستنتشر عندئذ في طبقة من الهواء اكثر سماكة. مما يخفف من حدة التلوث ويجعله أقل تأثير على البيئة المحلية، أما إذا مرت عدة أيام متتالية وكانت فيها أشعة الشمس ضعيفة وغير قادرة على القضاء على الانقلاب الحراري فأن تراكم الملوثات في الطبقة السطحية من الهواء سيرفع من شدة تركيزها لتبلغ درجة الخطورة.

كما حدث في مدينة لندن في شهر كانون الأول عام (1952م) عندما ساعت ظروف جوية (سيطرة ضغط جوي مرتفع) على استقرار الهواء وتشكل انقلاب حراري دام حوالي أسبوع، وأيضا ما حدث في وادي ماس (Meuse) قرب مدينة ليه (Liege) البلجيكية عام (۱۹۳۰م) و في وادي مونونغالا (Monongahela) قرب مدينة دوتورا في الولايات المتحدة الامريكية عام(1948م) وكلما كانت ظروف المنطقة أكثر ملائمة لحدوث الانقلاب الحراري كانت أكثر تعرضا لتركز الملوثات الجوية.