يحتوي مناخ الأرض خلال تطوره على العديد من المكونات. وقد أظهر بحث جديد مدى أهمية طبقة الأوزون بالنسبة إلى حرارة سطح الأرض. فبدونها، سيكون كوكبنا أكثر برودة بمقدار 3.5 كلفن.

ويلعب العديد من آليات التأثير الارتدادي لأشعة الشمس المعكوسة دورا في تثبيت متوسط درجة حرارة الأرض الإجمالية وتحديدها.

يمكن القول إننا في أبسط صورة نتلقى إشعاعا من الشمس. ويرتد بعض هذا الإشعاع عن الغلاف الجوي العلوي بينما ينتقل الباقي إلى الأسفل. ويمتص الهواء والأرض بعضا من هذا الإشعاع.

وينعكس ما يتبقى من الإشعاع على سطح الأرض. ويهرب معظم ذلك مرة أخرى إلى الفضاء، لكن بعضا منه يعاد امتصاصه بواسطة الغلاف الجوي مما يخلق تأثير الاحتباس الحراري الذي يسخن سطحنا إلى درجات حرارة أعلى مما يمكن تحقيقه بدونه.

لكن هذه صورة شديدة التبسيط. في الواقع، تعتمد درجة حرارتنا ومناخنا على كل شيء من وفرة الجزيئات المختلفة في الغلاف الجوي إلى أنظمة دوران المحيطات والغلاف الجوي.

وفي حين أن طبقة الأوزون في الغلاف الجوي العلوي للأرض ضرورية لمنع مرور كل الأشعة فوق البنفسجية الآتية من الشمس، فقد تجاهلت معظم النماذج المناخية دور الأوزون في دراسة مناخ الأرض.

ومع ذلك، درس الباحثون تأثير طبقة الأوزون في ورقة بحثية جديدة ظهرت في مجلة ما قبل الطباعة والنشر arXiv.

لم تكن للأرض دائما طبقة أوزون. فقبل ظهور الحياة، كان الأوزون أساسا غير موجود في غلافنا الجوي. وأمضت الأرض مليارات السنين تعيش مع وجود طبقة أوزون ضئيلة السماكة للغاية.

ولم يستقر الوضع إلا في الآونة الأخيرة نسبيا عند مستويات السماكة التي نراها في الوقت الحاضر. وبينما يلعب الأكسجين الجزيئي الذي يشكل جزءا جيدا من الغلاف الجوي للأرض دورا ضئيلا في صنع المناخ، فإن طبقة الأوزون تقوم بدور ما.

ولدراسة تأثير طبقة الأوزون، استخدم الباحثون مجموعة من عمليات محاكاة مناخ الأرض. فقاموا بتغيير كمية الأوزون في الغلاف الجوي العلوي وسمحوا لدرجة حرارة الأرض بالوصول إلى حالة توازن.

فوجدوا أن وجود الأوزون له تأثير احترارٍ إضافي على درجات حرارة سطحنا، حيث يؤدي في المتوسط إلى زيادة درجة حرارة سطح الأرض بنحو 3.5 كلفن. وإذا ما اختفت طبقة الأوزون، سواء من خلال الإنسان أو بوسائل أخرى، فسيكون لذلك تأثير كارثي على مناخنا. والتأثير الأساسي لنقص الأوزون هو تبريد الطبقة العليا من الستراتوسفير. ولا يمكن للهواء البارد الاحتفاظ بقدر كبير من الرطوبة، وبالتالي تصبح طبقة الستراتوسفير أكثر جفافا.

ويعد بخار الماء من غازات الدفيئة المهمة، وبالتالي بدونه سيتضاءل تأثير الاحتباس الحراري على الأرض.

وإلى جانب التغيرات في درجة حرارة الأرض، سيكون لنقص الأوزون تأثيرات كبيرة على مناخنا عموما.

كما أن نقص الأوزون وما ينتج عنه من تبريد لطبقة الستراتوسفير من شأنه أن يزعزع استقرار تلك الطبقة من الغلاف الجوي مما يمنع تكون السحب. وهذا من شأنه أن يجبر الغيوم على الظهور فقط على ارتفاعات منخفضة.

أيضا، ستتم تقوية بعض التيارات النفاثة بالقرب من خط الاستواء، بينما سيضعف البعض الآخر بالقرب من القطبين. وسيكون لذلك عواقب وخيمة على أنماط الطقس الموسمية في جميع خطوط العرض.