با وارونگی دما چه کنیم؟

وقتی وارونگی دما رخ می‌دهد آلاینده‌ها وارد هوای سرد سنگین مجاور زمین می‌گردند و چون جابه‌جایی هوا وجود ندارد میزان آلاینده‌ها در هوای ساکن مجاور زمین به حداکثر می‌رسد

تعریف و ماهیت وارونگی دما چیست؟ علت این پدیده کدام است؟ چرا در شرایط وارونگی، آلودگی هوا به اوج می‌رسد؟ آیا وارونگی دما فقط در شهرهای بزرگ و صنعتی رخ می‌دهد؟ چرا این پدیده زمستان‌ها اتفاق می‌افتد؟ چه راهکارهایی برای کاهش اثرات این پدیده خطرناک وجود دارد؟ در این گزارش سعی شده است تا به سوالات فوق و سوالاتی که احتمالا پیرامون پدیده وارونگی دما در ذهن شما وجود دارد پاسخ داده شود.
به گزارش پایگاه خبری فریادگر، پوشش گازی اطراف زمین یا همان جو یا اتمسفر براساس تغییرات دما به چهار لایه تقسیم می‌شود: لایه اول تروپوسفر است که از سطح زمین شروع می‌شود تا ارتفاع ده- دوازده کیلومتری زمین را شامل می‌شود و بیشتر فعل و انفعالات جوی و از جمله وارونگی دما در این لایه اتفاق می‌افتد. اما تعریف وارونگی دما به این شرح است: در شرایط عادی در لایه تروپوسفر یعنی اولین لایه مجاور زمین هر چه از سطح زمین فاصله بگیریم و به طرف بالا پیش برویم هوا سردتر می‌شود (علت این قضیه را در پایان این نوشتار خواهیم گفت). حال اگر وضعیت توزیع عمودی دما در این لایه برعکس بشود به آن وارونگی دما می‌گویند به عبارت ساده در لایه تروپوسفر همیشه و همه جا و در شرایط عادی هوای مجاور زمین گرم‌تر و هوای لایه‌های بالاتر سردتر است و اما وارونگی دما زمانی است که این شرایط وارونه یا برعکس بشود یعنی وارونگی دما دلالت دارد بر اینکه هوای مجاور زمین سردتر از هوای لایه‌های بالاتر باشد.
وقوع وارونگی دما به خودی خود یک پدیده کاملا طبیعی است و هیچ خطری را متوجه انسان و جانداران نمی‌کند اما امروزه و به خصوص در شهرهای بزرگ و صنعتی رخ دادن این پدیده موجب تراکم و افزایش آلودگی می‌گردد. علت این قضیه هم روشن است. در شرایط عادی همواره هوای سرد لایه‌های بالا به علت سنگینی به سمت پایین حرکت می‌کند و هوای گرم مجاور زمین به علت سبکی به سمت بالا می‌رود یعنی در شرایط عادی همواره یک نوع جابه‌جایی عمودی هوا وجود دارد. بنابراین آلاینده‌هایی که از طرق مختلف وارد هوا می‌گردند در همان هوای مجاور زمین باقی نمی‌مانند بلکه از طریق جابه‌جا شدن صعودی هوا در لایه‌های مختلف جو پراکنده می‌شوند اما وقتی وارونگی دما رخ می‌دهد آلاینده‌ها وارد هوای سرد سنگین مجاور زمین می‌گردند و چون جابه‌جایی هوا وجود ندارد میزان این آلاینده‌ها در هوای ساکن و راکد مجاور زمین به حداکثر ممکن می‌رسد و بدین‌ ترتیب وارونگی موجب افزایش شدید آلاینده‌ها در آن بخش از اتمسفر می‌گردد که مردم لحظه‌به‌لحظه برای ادامه حیات خود به اکسیژن آن نیاز دارند و البته در چنین شرایطی مجبور می‌شوند که با هر دم و بازدمی مقادیری از گازهای خطرناک و ذرات سرب را هم استنشاق و وارد ریه‌های خود کنند.
وارونگی دما در چه مواقعی رخ می دهد؟
زمان وقوع پدیده وارونگی دما زمستان است آن هم در شب‌ها و روزهایی که هوا صاف و بدون ابر باشد. در واقع زمستان‌ها به دو دلیل میزان انرژی دریافتی زمین از خورشید کاهش می‌یابد. اولا در فصول پاییز و زمستان زاویه تابش خورشید نسبت به کشور ما که در نیمکره شمالی قرار دارد خیلی مایل می‌شود. ثانیا در این فصول طول روزها که زمین انرژی گرمایی دریافت می‌کند کوتاه می‌شود و در مقابل طول شب‌ها که زمین گرمای دریافت شده را از دست می‌دهد بلندتر می‌شود وانگهی در شب‌های بدون ابر همان میزان انرژی کمی که روز دریافت شده با سرعت زیاد از سطح زمین خارج می‌شود حتی زمین از انرژی ذخیره شده خودش هم روی انرژی دریافت کرده می‌گذارد و بازتابش می‌دهد یعنی میزان انرژی‌ای که زمین در طول شب از دست می‌دهد بیش از میزان انرژی‌ای است که در طول روز به دست می‌آورد و این قضیه موجب می‌شود که سطح زمین به یک سطح بسیار سرد تبدیل شود و به تبع آن هوای مجاور سطح زمین اینقدر سرد می‌شود که از هوای لایه‌های بالاتر سردتر است. اما اینکه چرا این پدیده در شب‌های بدون ابر اتفاق می‌افتد به این دلیل است که رطوبت و ابرهای موجود در جو برای موجودات زنده روی زمین همانند لایه پلاستیکی یا شیشه‌ای گلخانه عمل می‌کنند (خاصیت پلاستیک یا شیشه گلخانه این است که نور خورشید با طول موج کوتاه از آن عبور می‌کند و هنگامی که به سطح زمین رسید به طول موج بلند تبدیل می‌شود و از آن خارج نمی‌شود در نتیجه گرمای خورشیدی در فضای داخل گلخانه حبس می‌گردد) اثر گلخانه‌ای جو زمین هم به این صورت است که بخار آب موجود در جو با جلوگیری از بازتابش تشعشعات خورشیدی از سردشدن مضاعف و زودهنگام زمین در طول شب جلوگیری می‌کند. اما موضوع آخر در ارتباط با وارونگی دما به راهکارهایی اختصاص دارد که به کارگیری آنها می‌تواند میزان خسارات و تبعات ناشی از این مخاطره طبیعی را به حداقل ممکن برساند. در مبحث راهکارها ابتدا ممکن است این سوال در ذهن مخاطب شکل بگیرد که آیا اساسا راهکاری به منظور جلوگیری از پدیده وارونگی وجود دارد؟ در جواب این سوال باید گفت از آنجا که ماهیت وارونگی، دلالت بر استیلای هوای سرد دارد بنابراین چنانچه سطح علم و تکنولوژی بشری در آینده به حدی برسد که به هنگام فراهم شدن شرایط و زمینه وقوع وارونگی در مقیاس وسیعی از یک منبع انرژی حرارتی گسترده مثل انرژی زمین گرمایی استفاده شود آن‌گاه تزریق این چنین میزانی از انرژی در هوای مجاور زمین می‌تواند دمای آن را بالا ببرد و بدین ترتیب از وقوع وارونگی جلوگیری گردد اما به هر حال در حال حاضر چنین زمینه‌ای وجود ندارد و یقینا تنها و بهترین رهیافت در مقوله وارونگی همانا کنترل میزان ورودی‌ آلاینده‌ها به داخل جو است.
راهکارهای راهگشا
۱- انتقال منابع آلاینده به نقاط دور از شهرها؛ بدون تردید یکی از منابع مهم آلودگی هوا مجموعه‌های صنعتی و کارخانجات هستند کما اینکه در آلودگی اخیر هوا شاهد بودیم که بین میزان صنایع داخل و نزدیک شهرها و میزان آلودگی آنها ارتباط کاملا مستقیمی وجود داشت. مثلا در شهری مثل تهران که ۳۷ درصد از صنایع مصرفی کشور را در اطراف خود جای داده یقینا یکی از عوامل اصلی آلودگی همین مورد است و البته یکی از کاربردی‌ترین راهکارها می‌تواند اتخاذ تصمیماتی باشد که تا حد امکان زمینه انتقال این کارخانجات به نقاط دورتر را فراهم آورد؛ نکته دیگر در زمینه آلودگی ناشی از صنایع این است که به کارگیری آخرین دستاوردهای تکنولوژیکی در سیستم‌های مختلف و از جمله نصب فیلترهای استاندارد و پیشرفته در مسیر دودکش‌ها می‌تواند تاثیرگذار باشد.
۲-گسترش شبکه حمل‌ونقل عمومی؛ مسلما را‌ه‌اندازی و گسترش یک شبکه حمل ونقل عمومی اعم از شبکه‌های مترو یا سیستم اتوبوسرانی و تاکسی‌رانی منطبق با استانداردهای روز دنیا و مبتنی بر ویژگی های فرهنگی و اجتماعی جامعه عامل بسیار مهمی است که مي‌تواند تا حجم زیادی از تراکم و انبوهی اتومبیل‌های موجود در معابر شهری جلوگیری کند.
۳- علاوه بر این دو عامل راهکارهای دیگری نیز وجود دارند برنامه‌ریزی و اقدام جهت تولید بنزین و گازوئیل با کیفیت بهتر و آلایندگی کمتر، وضع قوانین محکم با پشتوانه اجرایی جدی در ارتباط با مدیریت سیستم حمل‌ونقل، فرهنگ‌سازی عمومی به وسیله رسانه‌های ارتباط جمعی. اما قول دادیم که در پایان به این سوال هم جواب بدهیم که چرا در لایه تروپوسفر همیشه با افزایش ارتفاع هوا سردتر می‌‌شود؟ (به استثنای شرایط وارونگی) آنچه این سوال را جالب‌تر می‌کند این است که حتی در یک ظهر تابستانی که خورشید بالای سر ماست هر چه از زمین دورتر شویم و به سمت خورشید پیش برویم باز هم هوا سردتر می‌شود.
در جواب این سوال باید گفت گرچه منبع تمام انرژی‌های موجود در زمین خورشید است اما واقعیت این است که تشعشعات خورشیدی از طرف خورشید با طول موج کوتاه به سمت زمین گسیل می‌شوند و به هنگام برخورد با زمین به طول موج بلند تبدیل می‌گردند و در این مرحله است که گرما تولید می‌کنند و سطح زمین را به یک منبع گرم تبدیل می‌کنند و بدین ترتیب ما هر چه از این منبع گرم دورتر می‌شویم شاهد سردتر شدن هوا خواهیم بود. 
گزارش : محمد سرکامیان