• شكل 1 رسم توضيحي — النقطة 1: آلية الاحتباس الحراري والغازات الدفيئة
• في الشكل آلية الاحتباس الحراري، فتنفذ أشعة الشمس ذات الأطوال الموجية القصيرة إلى سطح الأرض، ثم تعيد الأرض إشعاعها على هيئة أشعة تحت حمراء طويلة الموجة.
• وتمتص غازات الدفيئة كثاني أكسيد الكربون والميثان وبخار الماء هذه الأشعة وتحتجزها، فترتفع حرارة الكوكب.

★ كتاب الشرح والتفصيل العلمي الشامل المعتمد ★

| | 2026/2027 |

• 🎯 أهداف التعلم والمخرجات التعليمية المقررة بالتفصيل:
• • تحديد الخصائص الفيزيائية والكيميائية لطبقات الغلاف الجوي الأربع وتغيرات الضغط والحرارة بها.
• • شرح آلية التوازن الإشعاعي والحراري لكوكب الأرض وكيفية حدوث ظاهرة الاحتباس الحراري الطبيعية والصناعية.
• • تحليل أثر الغازات الدفيئة (CO2, CH4, N2O, CFCs) في رفع متوسط درجات حرارة الغلاف الجوي والمحيطات.
• • تفسير ظاهرة تآكل طبقة الأوزون في الستراتوسفير والمخاطر البيولوجية المترتبة على نفاذ الأشعة فوق البنفسجية UV-B.
• ◄ أولاً التركيب الهيكلي والخصائص الفيزيائية لطبقات الغلاف الجوي

• ينقسم الغلاف الجوي رأسياً إلى أربع طبقات متباينة في خصائصها الحرارية والفيزيائية والحركية تفصل بينها حدود توقف حراري:

• يستقبل كوكب الأرض الإشعاع الشمسي على شكل موجات كهرومغناطيسية قصيرة تشمل الضوء المرئي وقسماً من الأشعة فوق البنفسجية، فتمتص الأرض قسماً منه وتدفأ، ثم تعيد إشعاعه نحو الفضاء الخارجي على هيئة إشعاع حراري تحت أحمر ذي أطوال موجية طويلة.

• في الحالة الطبيعية، تحافظ الغازات الدفيئة الطبيعية على بقاء متوسط حرارة الأرض عند 15 °م، ولولاها لانخفضت إلى -18 °م وتجمدت الحياة.
• ولكن مع الثورة الصناعية وحرق الوقود الأحفوري وقطع الغابات، ارتفعت تركيزات ثاني أكسيد الكربون CO2 والميثان CH4 وأكسيد النيتروز N2O بشكل حاد.
• تمتلك هذه الغازات روابط كيميائية قادرة على امتصاص الفوتونات تحت الحمراء والاهتزاز، مما يعيد بعث الحرارة نحو سطح الأرض محبوسة في التروبوسفير، وهو ما يعرف بظاهرة الاحتباس الحراري المتزايد (Global Warming).
• ◄ ثالثاً تآكل طبقة الأوزون والكيمياء الحفزية لمركبات الفريون (CFCs)

• يمثل غاز الأوزون O3 الدرع الواقي للأرض من الإشعاعات الكونية الضارة.
• غير أن الاستخدام المكثف لمركبات الكلوروفلوروكربون (CFCs – الفريونات) في أجهزة التبريد وعبوات الإيروسول، والهالونات المستخدمة في إطفاء الحرائق، أدى إلى حدوث استنزاف خطير لطبقة الأوزون وظهور "ثقب الأوزون" فوق القطب الجنوبي.

• تتفكك مركبات CFCs في الستراتوسفير بفعل الأشعة فوق البنفسجية منتجة ذرات كلور حرة نشطة جداً (Cl•).
• تعمل ذرة الكلور الواحدة كعامل حفاز يفكك أكثر من 100,000 جزيء أوزون قبل أن تخرج من السلسلة التفاعلية، وفق الآلية:

  CF₂Cl₂ —UV→ CF₂Cl· + Cl·

  Cl· + O₃ → ClO· + O₂

  ClO· + O → Cl· + O₂

  مما يعيد تحرير ذرة الكلور الحرة لمواصلة التدمير المتسلسل.

• ◄ رابعاً التداعيات البيئية والمناخية لارتفاع درجة حرارة الكوكب
• يؤدي استمرار ظاهرة الاحتباس الحراري إلى اضطرابات خطيرة في النظام المناخي العالمي، تشمل: ذوبان الكتل الجليدية الضخمة في القطبين وجبال الألب، مما يسبب ارتفاع مستوى أسطح البحار والمحيطات ويهدد بغرق الدلتاوات الساحلية والمدن الشاطئية كالإسكندرية ودمياط وبورسعيد وبندقية إيطاليا.

• كما يتسبب الاحترار في زيادة حدة وتكرار الظواهر المناخية المتطرفة، كالأعاصير المدارية المدمرة، وموجات الجفاف الطويلة التي تؤدي إلى التصحر ونقص المحاصيل الغذائية، واشتعال حرائق الغابات، وتغير مواسم الأمطار ونظم تدفق الأنهار، مما يهدد الاستقرار المائي والغذائي العالمي.
• 🧮 التطبيقات والمسائل النموذجية المحلولة بالخطوات (Step-by-Step Worked Examples):
• مثال نموذجي 1 تطبيق حسابي رقم 1 – حساب درجة الحرارة والضغط على قمة جبل