يعرف الأيروسول باسم الهباء الجوي، وهو عبارة عن جزيئات دقيقة تنبعث من المصانع وحرائق الغابات وعوادم السيارات معلقة في الغلاف الجوي، وعندما تكون هذه الجسيمات كبيرة بما يكفي يمكن أن نلاحظ وجودها لأنها تشتت وتمتص ضوء الشمس، والذي بدوره سوف يؤدي إلى إلى تقليل الرؤية (الضباب) واحمرار شروق الشمس وغروبها.
ومن الجدير بالذكر أن انتشار الهباء البركاني له تأثير كبير على الغلاف الجوي للأرض، حيث أنه بعد اندلاع البركان، تنفث كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكبريت (SO2) وحمض الهيدروكلوريك (HCL) والرماد في طبقة الستراتوسفير على الأرض، ومن ثم يتكثف حمض الهيدروكلوريك، في معظم الحالات ، مع بخار الماء ويمطر من تكوين السحب البركانية. ويتحول ثاني أكسيد الكبريت من السحابة إلى حمض الكبريتيك، H2SO4، والذي يتكثف بسرعة، وينتج عنه جزيئات aersol التي تبقى في الغلاف الجوي لفترات طويلة من الزمن.
ويعد تفاعل المواد الكيميائية على سطح الهباء الجوي، المعروف بالكيمياء غير المتجانسة، وميل الهباء الجوي لزيادة مستويات تفاعل غاز الكلور مع النيتروجين في طبقة الستراتوسفير، مساهمًا رئيسيًا في تدمير طبقة الأوزون الستراتوسفيرية. [1]
أنواع الأيروسول
هناك الكثير من الهباء الجوي في غلافنا الجوي، ومن أنواعه:
- الهباء الجوي الأساسي: هذه النوع يدخل في تركيب الغلاف الجوي وهو من المصادر الطبيعية، على سبيل المثال ، الدخان والسخام الناتج عن حرائق الغابات وغبار الصحراء وأمواج المحيط التي تضرب ملح البحر في الغلاف الجوي.
- الهباء الجوي الثانوي: هذا النوع من الهباء الجوي ينشأ عندما يتم تحويل المواد الغازية إلى مواد جسيمية في الغلاف الجوي، ومثال على ذلك هو غاز ثاني أكسيد الكبريت المنبعث من انفجار بركاني، وبمجرد ارتفاعه في الغلاف الجوي للأرض، يتم تحويل غاز ثاني أكسيد الكبريت في الواقع إلى قطرات من حمض الكبريتيك، وحوالي 90٪ من الهباء الجوي من أصل طبيعي، ومن الجدير بالذكر أن غازات الاحتباس الحراري مثل ثاني أكسيد الكربون والميثان وأكسيد النيتروز لها تأثير كبير على المناخ لأنها تحبس الحرارة في الغلاف الجوي وتسخن الكوكب.
نحن البشر نخلق الكثير من الهباء الجوي (حوالي 10٪ من الكمية الإجمالية الموجودة على الأرض)، هذا الهباء من صنع الإنسان يسمى الهباء الجوي البشري المنشأ، لأن كلمة بشرية المنشأ.
كيف يتكون الأيروسول
ويمكن تقسيم أنواع الهباء البركاني التي تؤثر على مناخ الأرض كالآتي:
- طبقة الهباء البركاني: وتتكون في الستراتوسفير بعد الانفجارات البركانية الكبرى مثل جبل بيناتوبو، وتتكون طبقة الهباء الجوي السائدة بالفعل من غاز ثاني أكسيد الكبريت الذي يتحول إلى قطرات من حامض الكبريتيك في الستراتوسفير على مدار أسبوع إلى عدة أشهر بعد الانفجار، وبمجرد تشكيل الهباء الجوي تبقى في الستراتوسفير لمدة عامين تقريبًا، ومن ثم تعكس ضوء الشمس، مما يقلل من كمية الطاقة التي تصل إلى الغلاف الجوي السفلي وسطح الأرض وتبريدها، ومن المعتقد أن البرودة النسبية في عام 1993 كانت استجابة لطبقة الهباء الجوي الستراتوسفير التي أنتجها ثوران بركان جبل بيناتوبو في عام 1995، وعلى الرغم من مرور عدة سنوات على ثوران بركان بيناتوبو، بقيت بقايا الطبقة في الغلاف الجوي.
- غبار الصحراء: النوع الثاني من الهباء الجوي الذي قد يكون له تأثير كبير على المناخ هو غبار الصحراء، وغالبًا ما تكشف الصور المأخوذة من الأقمار الصناعية الخاصة بالطقس عن حواجز من الغبار تتدفق فوق المحيط الأطلسي من صحراء شمال إفريقيا، وقد لوحظ تداعيات هذه الطبقات في مواقع مختلفة في القارة الأمريكية، وقد تم قياس كميات كبيرة من غبار الصحراء في الغلاف الجوي السفلي فوق إفريقيا، وهذه الجسيمات الموجودة في أعمدة الغبار عبارة عن حبيبات دقيقة من الأوساخ تتطاير من سطح الصحراء، ولأن الغبار يتكون من معادن، فإن الجزيئات تمتص ضوء الشمس وكذلك تشتتها، ومن خلال امتصاص أشعة الشمس تقوم جزيئات الغبار بتسخين طبقة الغلاف الجوي حيث توجد، ويعتقد أن هذا الهواء الدافئ يمنع تكون السحب العاصفة، وذلك من خلال قمع غيوم العواصف والمطر الناتج عنها، ويُعتقد أن حجاب الغبار يزيد من توسع الصحراء، ومن الجدير بالذكر أن الملاحظات الأخيرة لبعض السحب أشارت إلى أنها ربما تمتص ضوء الشمس أكثر مما كان يعتقد، وذك بسبب قدرتها على امتصاص ضوء الشمس ونقلها لمسافات كبيرة ، ومن الممكن أيضا أن يكون الهباء الصحراوي هو السبب في هذا الامتصاص الإضافي لأشعة الشمس بواسطة بعض السحب.
- الهباء الجوي من صنع الإنسان: النوع الثالث من الهباء الجوي يأتي من الأنشطة البشرية، بينما يأتي جزء كبير من الهباء الجوي من صنع الإنسان في شكل دخان من حرق الغابات الاستوائية، فإن المكون الرئيسي يأتي في شكل رذاذ كبريتات ناتج عن حرق الفحم والنفط، ويعتقد أنه من يفوق هباء الكبريتات المنتج بشكل طبيعي، وتكون نسبته أعلى في نصف الكرة الشمالي حيث يتركز النشاط الصناعي، لا تمتص رذاذات الكبريتات أي ضوء من الشمس ولكنها تقوم بعكسه، مما يقلل من كمية ضوء الشمس التي تصل إلى سطح الأرض، ومن الجدير بالذكر أن موزع تخزين بخاخات الهباء الجوي لغرض الإطفاء بجسم الألمونيوم لا تحل محل أنواع طفايات الحريق.
يُعتقد أيضًا أن الهباء الجوي الإضافي يتسبب في استمرار الغيوم الملوثة لفترة أطول وتعكس ضوء الشمس أكثر من السحب غير الملوثة.
توليد الهباء الجوي
هناك العديد من الأمراض التي انتشرت بشكل كبير بسبب الهباء الجوي، وكان يعتقد أنه سببا في مرض السارس ومتلازمة الشرق الأوسط ، حيث كانت التهوية غير الكافية في أجنحة المستشفى أحد العوامل الخمسة الرئيسية التي زادت من خطر انتقال السارس، ولكن الأدلة ليست قاطعة على ذلك.
يُعتقد أن تفشي مرض السارس الذي أصاب أكثر من 300 شخص في مجمع شقق أموي جاردن في هونغ كونغ نتج عن انتشار الهباء الجوي عبر نظام الصرف الصحي.
من الواضح أيضًا أن هذه الفيروسات قد انتشرت نتيجة لإجراءات توليد الهباء الجوي، وكان هناك ارتباط قوي بين إجراءات توليد الهباء الجوي المتعددة وانتقال السارس إلى العاملين في مجال الرعاية الصحية في (تران 2012). [2]
أما عن وباء COVID-19، فهناك ما يشير إلى احتمالية انتشار الفيروس بسبب توليد الهباء الجوي، وهناك بالتأكيد نقاش حول هذه النقطة، وصرحت بعض المنظمات بشدة أن SARS-CoV-2 لا ينتشر عن طريق الطريق الجوي، ومع ذلك، يقول آخرون عكس ذلك. في هذه المرحلة، يكون الاستنتاج الآمن الوحيد هو أن النقل الجوي للأمراض ممكن، حيث تحتوي القطرات الكبيرة على ما يصل إلى 99.9٪ من الجزيئات الفيروسية التي يتم إخراجها من الزفير، وعلى الرغم من أن الهباء الجوي قد يحمل كميات صغيرة من الفيروسات، إلا أنها تصبح منتشرة للغاية كلما ابتعدت عن المريض، ويجب الاعتراف بأن القطيرات والاتصال الوثيق بالمرضى يمثلان خطرًا أكبر بكثير.
إزالة الأيروسول
من المعتقد أن الكثير من الهباء الجوي يحدث بالقرب من أنظمة الطقس الكبيرة والتيارات النفاثة عالية الارتفاع، حيث يتشابك الستراتوسفير والغلاف الجوي السفلي معا ويتبادلان الهواء مع بعضهما البعض، وفي مثل هذه المناطق، يمكن حقن العديد من الغازات الملوثة في طبقة التروبوسفير والستراتوسفير، مما يؤثر على كيمياء الستراتوسفير، وبالمثل، في مثل هذه المناطق، ينزل الأوزون الموجود في الستراتوسفير إلى الغلاف الجوي السفلي حيث يتفاعل مع الهواء الغني بالملوثات، مما قد يشكل أنواعًا جديدة من الهباء الجوي الملوث. [3]