الهواء خليط من الغازات، أبرزها النيتروجين والأكسجين والأرجون. تُعرض نسب المكونات الرئيسة عادة للهواء الجاف، أي بعد استبعاد بخار الماء؛ وتختلف النسب عند إدراجه.[1][2]
الخلاصة السريعة
الهواء خليط من الغازات، أبرزها النيتروجين والأكسجين والأرجون. تُعرض نسب المكونات الرئيسة عادة للهواء الجاف، أي بعد استبعاد بخار الماء؛ وتختلف النسب عند إدراجه.[1][2]
- تقريبًا: نيتروجين 78.084%، وأكسجين 20.946%، وأرجون 0.934% في الهواء الجاف قرب سطح الأرض.[1]
- إضافة بخار الماء تغيّر أساس المقارنة؛ فالنسب الجافة لا تُجمع ببساطة مع نسبة الماء دون إعادة الحساب.[2]
- ppm تعني جزءًا في المليون. قيمة ثاني أكسيد الكربون يجب ربطها بتاريخ القياس ومكانه، وليست ثابتة لكل الهواء.[2]
ما الغازات الموجودة في الهواء الجاف؟
يتصدر النيتروجين الخليط، يليه الأكسجين ثم الأرجون، ويرمز للأرجون بـ Ar. وتوجد كميات أصغر من غازات مثل النيون والهيليوم والميثان.[1]
الجدول التالي يركز على المكونات الثلاثة الكبرى، ولا يدّعي حصر كل مادة موجودة في عينة هواء. النسب تقريبية وعلى الأساس الجاف نفسه.[1]
| المكوّن | النسبة التقريبية في الهواء الجاف |
|---|---|
| النيتروجين | 78.084% |
| الأكسجين | 20.946% |
| الأرجون | 0.934% |
جمع الأرقام المعروضة يعطي 78.084+20.946+0.934=99.964%؛ وتبقى 0.036 نقطة مئوية حسابيًا. لكن تقريب الجدول ليس تحليلًا دقيقًا لكل الغازات النزرة، ولا وسيلة لاستخراج قيمة حديثة لغاز بعينه.
كيف يغيّر بخار الماء النسب؟
تعرض NOAA مقارنة بين هواء جاف وهواء يحتوي 3% من بخار الماء: تنخفض فيه حصة بقية الغازات لأن مجموع الخليط يضم الماء أيضًا.[2]
في مثال حسابي نحتفظ بتناسب الغازات الجافة، ونخصص لها 97% من الخليط الرطب. تصبح حصة النيتروجين 78.084×0.97=75.74148%، وحصة الأكسجين 20.946×0.97=20.31762%. هذه حالة افتراضية عند نسبة ماء محددة، وليست قياسًا لرطوبة مكان معين.
إذن لا يصح إبقاء النسب الجافة كاملة ثم إضافة 3% إليها؛ فالنتيجة ستتجاوز 100%. ويبين الرسم هذا التغير في أساس المقارنة بدل تصوير بخار الماء كطبقة منفصلة عن الغازات.
ماذا تعني ppm لثاني أكسيد الكربون؟
تستخدم قياسات NOAA الكسر المولي في الهواء الجاف: نسبة عدد مولات الغاز إلى مجموع مولات العينة بعد استبعاد الماء. وتعرض الصفحة 413 ppm لثاني أكسيد الكربون بوصفها قيمة تقريبية لمنتصف 2020، لا قيمة حالية ثابتة.[2]
حسابيًا، 413÷1000000×100=0.0413%. أي أن «جزءًا في المليون» وحدة لقراءة النسبة، وليست نسبة مئوية جاهزة. ولا ينبغي الخلط بين كسر مولي ونسبة كتلية؛ فهما أساسان مختلفان.[2]
عند مقارنة رقمين لثاني أكسيد الكربون، نقرأ تاريخ كل قياس وأساسه قبل الحكم بأنهما متناقضان. بهذه الطريقة يُستعمل جدول مكونات الهواء لفهم الخليط، دون تحويل رقم قديم إلى وصف دائم لكل عينة.
المصادر ومتابعة القراءة
- NOAA: مكونات الغلاف الجوي (يفتح في نافذة جديدة)noaa.gov
- NOAA GML: كيف نقيس ثاني أكسيد الكربون؟ (يفتح في نافذة جديدة)gml.noaa.gov
أُعدّ هذا المقال بصياغة عربية أصلية بالاستناد إلى المصادر أعلاه، وهو مدخل تمهيدي إلى الموضوع. اقرأ منهجية المحتوى وحدوده.