Stratosferinis ozonas: tyrimų apžvalga ir perspektyvos

Kaip žinome, Žemės paviršių gaubianti atmosfera dalijama į tam tikras sritis, kurios skiriasi temperatūra ir dalelių koncentracija. Apatinė atmosferos dalis,esanti iki 10 km aukščio vadinama troposfera. Šioje dalyje yra daugiau nei 80% visos atmosferos dujų masės. Nuo 10 km iki 50 km tęsiasi stratosfera. Stratosfera prasideda tokiame aukštyje, kur temperatūra nustoja kritusi ir pradeda kilti. Stratosferoje, kylant aukštyn, dujų temperatūra taip pat kyla. O ši sritis baigiasi ten, kur temperatūra nustoja kilusi ir pradeda kristi. Toliau seka Mezosfera (50 km - 100 km), joje dujų temperatūra krinta nuo 0 oC iki -90 0C). Termosferoje (100 km - 500 km) tolstant nuo Žemės temperatūra vėl kyla. Dėl gravitacijos viršutinėje atmosferos dalyje oro dalelės pasiskirsto pagal mases ir tiktai pačios lengviausios gali ištrūkti į kosmosą [4].

Neužterštos atmosferos pagrindinės dujos: apie 78 % visų atmosferos molekulių yra azotas (N2), apie 21 % deguonis (O2) , maždaug 1 % sudaro argonas (Ar) , o apie 0,03 % anglies dioksidas (CO2). Dėl didėjančio energijos poreikio anglies dioksido kiekis atmosferoje nuolat kyla. Atmosferoje yra ir vandens garų. Didžioji dalis, maždaug 90 % ozono yra stratosferoje, o tik 10% - trroposferoje [4, 9].

Stratosferos ozonas yra pasiskirstęs visoje stratosferos sluoksnio storymėje, tačiau maksimali jo koncentracija randama stratosferos viduryje - apie 25 km aukštyje nuo Žemės paviršiaus. Ozono molekulės geba sugerti ultravioletinius spindulius ir ozono sluoksnis tarsi skydas saugo Žemę nuo gyvybei pavojingų ultravioletinių spindulių, o jo nykimas kelia tiesioginę grėsmę gyvybės egzistavimui Žemėje [4].

Kadangi ozonas stratosferoje pasiskirstęs netolygiai, anglų astrofizikas G. Dobsonas pasiūlė ozono kiekį stratosferoje matuoti savitais vienetais, kurie vėliau buvo pavadinti jo vardu. Jis sukonstravo specialų spektrometrą stratosferos ozono kiekiui nustatyti. Dobsono vienetui (D.v. arba DU) yra prilyginamas 0,01 mm storio gryno ozono sluoksnis, kuris susidarytų virš konkrečios teritorijos esantį ozoną suspaudus į vientisą sluoksnį, kai jo temperatūra 0 laipsnių C, o slėgis - 1 atmosfera. Lietuvos platumose ozono kiekis stratosferoje dažniausiai svyruoja nuo 300 iki 400 D.v. Tai reiškia, kad jei visą stratosferos ozoną sukoncentruotume į vientisą ozono sluoksnį, tai jo storis būtų viso labo 3-4 mm. Nors atrodytų tai nedidelis skaičius, tačiau šio sluoksnio vaidmuo yra be galo svarbus [7, 9].

Ozonas sugeria Saulės UV spinduliavimą ir yra tarsi savotiškas apsaugos skydas, saugantis gyvybę nuo žudančios trumpabangės radiacijos. Stratosferos ozono sluoksnio plonėjimas sudaro sąlygas didėti UV – B spinduliuotei, dėl kurios, kaip teigiama, vystosi odos vėžys. Pradžioje ozono retėjimo procesas buvo tik mokslinių stebėjimų objektas. Tačiau kai apie 1980 metus buvo nustatytas akivaizdus ozono sluoksnio sumažėjimas, ši problema sulaukė ir tinkamo politinio atgarsio bei susidomėjusios visuomenės reakcijos [1].

Ploniausias ozono sluoksnis (30 – 40 % įprastinio jo storio) kasmet yra stebimas virš Antarktidos. Didžiausia ozono skylė buvo stebėta 1998 m. ir siekė 27 mln. km2, o tai prilygsta visos Europos dydžiui. Nuo 1990 metų panašūs reiškiniai pastebėti virš Arktikos. Nors seniau buvo manyta, kad ozonas retėja tik Antarktidoje, stebėjimai parodė, jog ozono sluoksnio retėjimas būdingas visam pasauliui [2].

Darbo tikslas: išanalizuoti stratosferoje esančio ozono ypatybes, su juo susijusius tyrimus ir ateities perspektyvas.

Tikslui pasiekti keliami šie uždaviniai:

1. Aptarti stratosferoje esantį ozoną.
2. Išanalizuoti ozono susidarymo ir skilimo mechanizmus.
3. Pasidomėti apie ozono skylės susidarymą.
4. Apžvelgti atliekamus tyrimus, susijusius su ozonu.
5. Pasidomėti apie ateities ozono tyrimų perspektyvas.