Warstwa ozonowa , nazywany również ozonosfera , region górnych warstw atmosfery , od około 15 do 35 km (9 do 22 mil) nad powierzchnią Ziemi, zawierający stosunkowo wysokie stężenia cząsteczek ozonu (O3). Około 90 procent ozonu w atmosferze występuje w stratosferze, regionie rozciągającym się od 10-18 km (6-11 mil) do około 50 km (około 30 mil) nad powierzchnią Ziemi. W stratosferze temperatura atmosfery wznosi się wraz ze wzrostem wysokości, co jest efektem pochłaniania promieniowania słonecznego przez warstwę ozonową. Warstwa ozonowa skutecznie blokuje prawie całe promieniowanie słoneczne długości fal mniej niż 290 nanometrów od dotarcia do powierzchni Ziemi, w tym niektóre rodzaje promieniowania ultrafioletowego (UV) i inne formy promieniowania, które mogą zranić lub zabić większość żywych istot.
który utworzy wiązanie jonowe
warstwy atmosfery ziemskiej Warstwy atmosfery ziemskiej z żółtą linią pokazującą temperaturę powietrza na różnych wysokościach. Encyklopedia Britannica, Inc.
W średnich szerokościach geograficznych szczytowe stężenia ozonu występują na wysokościach od 20 do 25 km (około 12 do 16 mil). Stężenia szczytowe występują na wysokościach od 26 do 28 km (około 16 do 17 mil) w tropikach i od około 12 do 20 km (około 7 do 12 mil) w kierunku biegunów. Niższa wysokość rejonu koncentracji szczytowej na wysokich szerokościach geograficznych w dużej mierze wynika z procesów transportu atmosferycznego w kierunku bieguna i w dół, które zachodzą na średnich i wysokich szerokościach geograficznych oraz zmniejszonej wysokości tropopauzy (obszar przejściowy między troposferą a stratosferą).
Większość pozostałego ozonu występuje w troposferze, warstwie atmosfery rozciągającej się od powierzchni Ziemi do stratosfery. Ozon przypowierzchniowy często wynika z interakcji między niektórymi zanieczyszczeniami (takimi jak tlenki azotu i lotne związki organiczne), silne światło słoneczne , i gorący pogoda . Jest jednym z głównych składników fotochemicznego smogu, zjawiska, które nęka wiele obszarów miejskich i podmiejskich na całym świecie, zwłaszcza w miesiącach letnich.
uszkodzenie ozonu na liściu Uszkodzenie ozonu na liściu orzecha angielskiego ( Juglans regia ). F.K. Anderson/Encyklopedia Britannica, Inc.
co wymyślił George Stephenson?
Produkcja ozonu w stratosferze wynika przede wszystkim z zerwania wiązań chemicznych w cząsteczkach tlenu (Odwa) przez wysokoenergetyczne fotony słoneczne . Proces ten, zwany fotodysocjacją, powoduje uwolnienie pojedynczych atomów tlenu, które później łączą się z nienaruszonymi cząsteczkami tlenu, tworząc ozon. Rosnące stężenie tlenu atmosferycznego około dwóch miliardów lat temu umożliwiło gromadzenie się ozonu w ziemskiej atmosferze, proces, który stopniowo doprowadził do powstania stratosfery. Naukowcy uważają, że tworzenie się warstwy ozonowej odegrało ważną rolę w rozwoju życia na Ziemi poprzez badanie śmiertelnego poziomu promieniowania UVB (promieniowanie ultrafioletowe o długości fali od 315 do 280 nanometrów), a tym samym ułatwianie migracja form życia z oceanów na ląd.
ozon: dziura Zmiany wielkości dziury ozonowej od października 1979 do października 1990. Photos.com/Thinkstock
Ilość ozonu w stratosferze zmienia się naturalnie w ciągu roku w wyniku procesów chemicznych, które tworzą i niszczą cząsteczki ozonu oraz w wyniku wiatrów i innych procesów transportowych, które przemieszczają cząsteczki ozonu wokół planety. Jednak w ciągu kilkudziesięciu lat działalność człowieka znacząco zmieniła warstwę ozonową. Ubytek ozonu, globalny spadek ozonu stratosferycznego obserwowany od lat 70. XX wieku, jest najbardziej wyraźny w regionach polarnych i jest dobrze skorelowany ze wzrostem zawartości chloru i brom w stratosferze. Te chemikalia, raz uwolnione przez promieniowanie UV z chlorofluorowęglowodory (CFC) i inne fluorowęglowodory (związki węgiel-halogen), które je zawierają, niszczą ozon, usuwając pojedyncze atomy tlenu z cząsteczek ozonu. Zubożenie jest tak rozległe, że tak zwane dziury ozonowe (regiony o znacznie obniżonym pokryciu ozonem) tworzą się nad biegunami podczas nadejścia odpowiednich sezonów wiosennych. Największa taka dziura – która nieprzerwanie od 1992 roku zajmuje ponad 20,7 mln km2 (8 mln mil kwadratowych) – pojawia się corocznie ponad Antarktyda od września do listopada.
ubytek warstwy ozonowej Antarktyczna dziura ozonowa, 17 września 2001 r. NASA/Goddard Space Flight Center
Dziura ozonowa na półkuli południowej Dwa wykresy słupkowe przedstawiające maksymalny rozmiar dziury ozonowej i minimalne pokrycie ozonem (w jednostkach Dobsona) dziury ozonowej na półkuli południowej, 1979–2014. Encyklopedia Britannica, Inc.
Wraz ze spadkiem ilości ozonu stratosferycznego do powierzchni Ziemi dociera więcej promieniowania UV, a naukowcy obawiają się, że taki wzrost może mieć znaczący wpływ na ekosystemy i zdrowie ludzkie . Obawy związane z narażeniem na biologicznie szkodliwe poziomy promieniowania UV były głównym motorem tworzenia międzynarodowych traktatów, takich jak Protokół montrealski w sprawie substancji zubożających warstwę ozonową i jej poprawki , zaprojektowany w celu ochrony warstwy ozonowej Ziemi. Montreal Protokół odniósł sukces, ponieważ około 99 procent substancji chemicznych niszczących warstwę ozonową regulowanych przez traktat zostało wycofanych od czasu jego przyjęcia w 1987 roku. Spełnienie z międzynarodowymi traktatami, które wycofały produkcję i dostarczanie wielu chemikaliów niszczących warstwę ozonową, w połączeniu z chłodzeniem górnej warstwy stratosfery z powodu zwiększonego poziomu dwutlenku węgla, uważa się, że przyczyniły się do zmniejszenia dziur ozonowych nad biegunami i do nieco wyższego poziomu ozonu w stratosferze ogólnie. Oczekuje się, że dalsze zmniejszanie ładunku chloru spowoduje powstanie mniejszych dziur ozonowych nad Antarktydą po 2040 r. Jednak niektórzy naukowcy zauważyli, że wzrost poziomu ozonu w stratosferze wystąpił tylko w górnej stratosferze, przy czym spadek stężenia ozonu w dolnej stratosferze wyprzedził wzrost w stratosferze. górna stratosfera.
kto był w I wojnie światowej?
ozonesonde Naukowcy wystrzeliwują balon z ozonesondą, instrumentem mierzącym poziom ozonu w atmosferze, w stacji Amundsen-Scott na biegunie południowym na Antarktydzie. NOAA
