مناطق وجود غاز الأوزون في الغلاف الجوي
يعرّف الأوزون بأنّه غاز شديد التفاعل يتكوّن من اتّحاد ثلاث ذرات أكسجين (O3)، ويتواجد في الغلاف الجوي للأرض في أكثر من طبقة، إذ يختلف تأثيره على الحياة على الكوكب اعتماداً على مكان وجوده، فهناك الأوزون النافع الموجود في الغلاف الجوي العلوي، والأوزون الضارّ الذي يتكوّن في الغلاف الجوي السفلي.
الأوزون في طبقة الستراتوسفير
طبقة الستراتوسفير (Stratosphere) هي الطبقة التي تعلو طبقة التروبوسفير في الغلاف الجوي للأرض، ويتواجد فيها الأوزون النافع الذي يحمي الحياة على الكوكب من الأشعة الضارّة، إذ يشكّل الأوزون طبقة يتمثّل عملها في تصفية أشعة الشمس ، ومنع الأشعة فوق البنفسجية (UV) من الوصول إلى سطح الأرض، ويساهم امتصاص الأوزون الستراتوسفيري لهذه الأشعة في تنظيم درجة حرارة الغلاف الجوي للأرض، إلّا أنّ بعض المواد الكيميائية التي صنعها الإنسان - والتي تعرّف باسم المواد المستنفذة للأوزون (Ozone-Depleting Substances) - تتسبّب بتدمير طبقة الأوزون ، ممّا يسمح بوصول المزيد من الإشعاعات الضارّة إلى الأرض، وقد تبيّن أنّ التعرّض المفرط للأشعة فوق البنفسجية يسبّب آثاراً ضارّة على الإنسان، والنباتات، والحيوانات.
يتكوّن الأوزون الستراتوسفيري - الذي يشكّل 21% من الغلاف الجوي - بشكل طبيعي من خلال تفاعلات كيميائية تحدث بين الأشعة فوق البنفسجية المنبعثة من ضوء الشمس وجزيئات الأكسجين، إذ تبدأ العملية عندما تفصل الأشعة فوق البنفسجية جزيء الأكسجين (O2) إلى ذرتين منفردتين، فتتّحد هذه الذرّات شديدة التفاعل مع جزيء أكسجين لتنتج جزيء الأوزون (O3)، ويجدر بالذكر أنّ هذه التفاعلات تحدث بشكل مستمرّ عندما يكون الإشعاع الشمسي فوق البنفسجي موجوداً في طبقة الستراتوسفير، ولذلك يحدث أكبر إنتاج للأوزون فوق المناطق الاستوائية التي تتعرّض لأكبر إشعاع شمسي.
الأوزون في طبقة التروبوسفير
يعدّ الأوزون المتكوّن في طبقة التروبوسفير (Troposphere) القريبة من سطح الأرض ملوّثاً مناخياً قصير الأجل، إذ يمتدّ وجوده في الغلاف الجوي لفترات قصيرة تتراوح من ساعات إلى أسابيع، وهو غاز ثانوي يتكوّن بشكل رئيسي من تفاعل أشعة الشمس مع بعض المركّبات الهيدروكربونية ؛ مثل الميثان، وأكاسيد النيتروجين، والتي تنبعث من عدّة مصادر؛ كعوادم المركبات، وانبعاثات المصانع، ومحطّات توليد الطاقة بالوقود الأحفوري، فالأوزون في التروبوسفير لا يُطلق مباشرة في الهواء كما في معظم ملوّثات الهواء الأخرى، وإلى جانب ذلك فقد تطلق النباتات والتربة على سطح الأرض بعض الأوزون بشكل طبيعي، كما يمكن أن ينتقل بعض الأوزون من الستراتوسفير إلى التروبوسفير، ولكنّها كميات ضئيلة لا تُحدث ضرراً، ولا تعدّ تهديداً على البيئة أو صحّة الإنسان مقارنة بالكميات المتكوّنة نتيجة التفاعل السابق ذكره، فقد زادت كمية الأوزون القريب من سطح الأرض منذ عام 1900م إلى أكثر من الضعف، وذلك بسبب زيادة عدد المركبات والأنشطة الصناعية، ويعدّ وجود الأوزون بالقرب من سطح الأرض بتراكيز عالية سامّاً للإنسان، والحيوانات، والنباتات.
تُسجّل عادة مستويات عالية من الأوزون التروبوسفيري فوق المناطق الحضرية خلال أشهر الصيف الدافئة، وتصل مستويات الأوزون فيها إلى ذروتها في منتصف الظهيرة، إذ تكوّن أبخرة عوادم المركبات التي انبعثت في ساعات الذروة الصباحية قد تفاعلت مع ضوء الشمس، فالطقس المشمس الحارّ هو البيئة المثالية لتكوّن الأوزون الملوّث الذي يحتاج حتى يتشكّل إلى أشعة الشمس لحدوث التفاعل الكيميائي، وعندما تبدأ الشمس بالغروب في نهاية اليوم، يبدأ تكوّن الأوزون بالانخفاض، وقد بيّنت وكالة حماية البيئة خطورة التعرّض لمستويات عالية من الأوزون لمدّة طويلة، وخاصّة خلال الفترات التي يكون فيها الجو دافئاً في المدن أو بالقرب منها، وذلك لتجنّب الآثار الضارّة التي تشمل؛ تهيّج الحلق، وأمراض الربو، وانتفاخ الرئتين.
