Ozona slānis

 

Atrašanās vieta

Ozona slānis jeb stratosfēras ozons ir ozona molekulu augsta koncentrācija 30 līdz 50 km augstumā (stratosfērā). Ozona slānī atrodas gandrīz 90 % no visa pasaulē sastopamā ozona, un maksimālais ozona molekulu daudzums šajā reģionā ir aptuveni 12 000 ozona molekulu uz katrām 1 000 000 000 gaisa (t.sk., skābekļa un slāpekļa) molekulām.

Funkcijas

Galvenā ozona slāņa funkcija ir Saules ultravioletā (UV) starojuma absorbēšana, tādējādi pasargājot Zemi (t.sk., cilvēkus, dzīvniekus un augus) no tā kaitīgās ietekmes. Taču ozons uzskatāms arī par nozīmīgu atmosfēras piesārņojuma likvidētāju, t.i., tā atomi piesaista atmosfērā esošās kaitīgās ķīmiskās vielas (piemēram, metānu, slāpekļa oksīdus, oglekļa monoksīdu u.c.) un, iesaistoties ar tām ķīmiskajās reakcijās, nodrošina jaunu, videi nekaitīgu savienojumu rašanos.

Veidošanās

Ozona slānis veidojas Saules gaismas ietekmē. Saules ultravioletais (UV) starojums stratosfērā sašķeļ skābekļa (O2) molekulu, atbrīvojot divus skābekļa atomus (O + O), kas vēlāk, savienojoties ar citām skābekļa molekulām, izveido ozona molekulu (O +O2 =O3).

Stratosfērā esošo ozona daudzumu līdzsvaro galvenokārt ozona noārdīšanās ķīmiskās reakcijas, kuru pamatā ir dažādu ķīmisku vielu spēja piesaistīt kādu no ozona molekulas trim skābekļa atomiem. Taču daļa stratosfēriskā ozona molekulu var arī pārvietoties uz atmosfēras zemākajiem slāņiem un tādējādi palielināt t.s. piezemes ozona koncentrācijas (it īpaši Zemeslodes salīdzinoši nepiesārņotajos reģionos).

Mērīšana

Ozona slāņa „biezumu” mēra tiešajos mērījumos un attālajos mērījumos. Tiešo ozona mērījumu laikā nepieciešams iepumpēt gaisu tieši mērinstrumentā, savukārt ar attālo mērījumu palīdzību ozonu nosaka lielos attālumos no mērinstrumenta, balstoties galvenokārt uz ozona spēju absorbēt ultravioleto (UV) starojumu.

Viens no attālo mērījumu veidiem ir ozona slāņa „biezuma” mērīšana vertikālā kolonnā skatījumā no Zemes uz augšu. Šādā veidā ozona slāņa “biezumu” mēra Nacionālās Aeronautikas un kosmosa administrācijas (NASA) un Godarda Kosmosa lidojumu centra (GSFC) mākslīgais zemes pavadonis “TOMS” (Vispārējais ozona attēlošanas spektrometrs).

Mērvienība, kādā izsaka ozona slāņa „biezumu”, ir Dobsona vienība jeb DU. 100 DU = 1 mm (100 Dobsona vienības norāda uz to, ka ozona molekulu slānis ir 1 mm biezs).

„Biezums” pasaulē

Ozona slāņa normālais biezums ir ~ 3 mm (300 DU), taču dēļ ozona slāņa veidošanās un noārdīšanās procesiem, kā arī vējiem, atkarībā no gadalaika un ģeogrāfiskajām koordinātēm tā daudzums pasaulē ievērojami variē. Pastāvīgi plāns ozona slānis ir tropu joslā, taču ziemā un pavasarī krass ozona molekulu daudzuma samazinājums novērojams arī Zemes arktiskajos apgabalos.

Aktuālos datus par ozona slāņa biezumu jebkurā zemeslodes vietā var apskatīt Apvienoto Nāciju Organizācijas Vides Programmas mājas lapā: http://woudc.ec.gc.ca/ozone/images/graphs/gl/current.gif.

 „Biezums” virs Latvijas

Ozona slāņa vidējais „biezums” virs Latvijas gada laikā ir normāls (virs 300 DU), taču gada garumā tas svārstās no aptuveni 200 līdz 500 DU. Ņemot vērā Latvijas ģeogrāfiskās koordinātes un klimatiskos apstākļus, „visplānākais” ozona slānis virs Latvijas ir rudenī un ziemā (200 līdz 270 DU), bet „visbiezākais” – pavasarī un vasarā (300 līdz 500 DU).

Analizējot datus par ozona slāņa biezumu virs Rīgas laika posmā no 1996. līdz 2005. gadam, Latvijas Universitātes Fizikas un matemātikas fakultātes speciālisti ir atklājuši, ka ozona slāņa „biezums” pakāpeniski ir samazinājies – 1996. gadā vidējais ozona slāņa „biezums” virs Rīgas bija aptuveni 340 DU, bet 2004. gadā 330 DU.

Aktuālos datus par ozona slāņa biezumu virs Latvijas, ievadot attiecīgās vietas ģeogrāfiskās koordinātes var apskatīt TOMS mājas lapā (piemēram, Rīgas ģeogrāfiskās koordinātes: platums 57,00o; garums 24,00o): http://toms.gsfc.nasa.gov/ozone/ozone_v8.html.