az ózonok meteorológiája

Az ózon Meteorológiája
a troposzféra és a sztratoszféra a légkör két legalacsonyabb rétege. A troposzféra a Föld felszíne melletti réteg. Átlagosan 11 km-re húzódik a troposzféra tetejéig, amelyet tropopauzának hívnak.

a troposzférában a hőmérséklet általában a magassággal csökken. Ennek oka az, hogy a troposzféra Gázai nagyon keveset szívnak fel a bejövő napsugárzásból. Ehelyett a föld elnyeli ezt a sugárzást, majd vezetéssel és konvekcióval felmelegíti a troposzférikus levegőt. Mivel ez a fűtés a leghatékonyabb a talaj közelében, a troposzféra hőmérséklete fokozatosan csökken a magasság növekedésével, amíg el nem éri a tropopauzát. Ez a sztratoszféra kezdete. A sztratoszférában a hőmérséklet körülbelül 20 km-ig izotermikus marad. Aztán egy furcsa dolog történik-a hőmérséklet valójában emelkedni kezd a magassággal. Körülbelül -56,5 C hőmérsékletről 20 km-en -2,5 C-ra emelkedik 50 km-en.

ennek a hőmérséklet-ingadozásnak az az oka, hogy az ózon elnyeli az UVB sugárzást az alsó légkörben. A légkörben magasabb, azonban a normál diatomi oxigén elnyeli az uvc sugárzást. Miután felszívódott, különböző hullámhosszokon sugározzák újra, ezáltal felmelegítve a sztratoszférát. A sztratoszféra tetején (körülbelül 50 km, a sztratopauza) a hőmérséklet a magasság növekedésével ismét csökkenni kezd. A sztratopauza felett, a mezoszférában, a termoszférában és az exoszférában káros gamma-és röntgensugarak szívódnak fel. Táblázat: NASA légköri ózon diagram.

a légkör keringése nagyon összetett és számos okozati tényezővel rendelkezik. A Földet elérő napsugárzás mennyisége a szélesség, az évszak és a felhőtakaró miatt változik. A különböző felületi anyagok fajlagos hőkapacitása nagymértékben változik.

ezenkívül a Coriolis-erő, amely a Föld forgásából származik, befolyásolja a levegő mozgását. Ezeknek a tényezőknek a nettó hatása az ózon szállítása a trópusokról, ahol a legtöbb ózon képződik, a középső és a magasabb szélességi fokokra. Természetesen a Föld körüli eltérések miatt az ózon mozgása nem egyenletes, és egy adott szélességi fokon a koncentrációkban eltérések lesznek.

mivel az ózon keletkezik és szállítódik a sztratoszférában, szükség van a sztratoszféra szerkezetének és keringésének némi megértésére. A meridionális keringés vagy a hosszúsági vonalak mentén keringő keringés a trópusokon emelkedő sztratoszférikus levegőt mutat, amely középső és magasabb szélességi fokon ereszkedik le. Az ózont ez az áramlás szállítja.

jobbra: az ózon szállítása ívelt kék vonallal ábrázolva. A Jetstream helyét J. “12.5 ábra” jelzi a dinamikus meteorológia bevezetéséből. Harmadik kiadás (Dr. James Holton, 1992. vol. 48 a Nemzetközi Geofizikai sorozatban, 412. oldal.)

a sztratoszféra másik fontos jellemzője a hideg levegő medence, amely télen magas szélességi fokon alakul ki. Ez a hideg levegő az alsó sztratoszférában van, körülbelül 25 km-re. A déli féltekén a téli levegő elérheti a-90C-nál hidegebb hőmérsékletet a déli pólus közelében. Az északi féltekén a legalacsonyabb hőmérséklet körülbelül-65C. Claes hőmérsékleti adatok

ennek eredményeként erős nyugati szél (vagy örvény) zóna alakul ki, amely körülveszi az egyes pólusokat. Mivel a hőmérsékleti kontraszt a déli pólus közelében a legnagyobb, a déli félteke télen ott kialakuló örvény lényegesen erősebb, mint az északi félteke télen kialakuló örvény.

a sztratoszféra nagyon hideg hőmérsékletének egyik következménye a déli pólus közelében kétféle poláris sztratoszférikus felhő (PSC) kialakulása. Az egyik tiszta vízjégből áll. Bár a levegő nagyon kevés nedvességet tartalmaz, nagyon alacsony hőmérsékleten még ezek a kis mennyiségek is jégkristályt tartalmazó felhőket hozhatnak létre a szublimáció (lerakódás) folyamatán keresztül. A másik és gyakoribb típus a salétromsav (HNO3) hidratált formájából áll: a salétromsav molekulák vízmolekulákhoz kapcsolódnak. Ezekben a felhőkben a reakciók a klór stabil formáit cl2-vé alakítják, amely a napfény hatására könnyen disszociál és elpusztítja az ózont. Ezek a reakciók eltávolítják a gáznemű HNO3-t is. Az eredmény az ózon szinte teljes megsemmisítése az alsó sztratoszférában körülbelül 14-19 km magasságban. Napsütéses körülmények között a HNO3 fotolízisen megy keresztül, és no2-t szabadít fel. Az NO2 ezután reagál a ClO-val, eltávolítva az ózonnal való reakciókból.

a PSC-k kialakulásához szükséges nagyon hideg hőmérséklet miatt az északi féltekén a csúcs valószínűsége február elején csak körülbelül 10%. A déli féltekén évente fordulnak elő, bár térbeli kiterjedésük és időbeli időtartamuk változó.

Ez az ábra azt mutatja, hogy a PSC-K Hol várhatók. Gyakran a légköri függőleges helyzetekre hivatkoznak légköri nyomás. A hektopascal a szokásos egység. A legnagyobb előfordulás 68 hPa (hektopascal) nyomáson, valamivel kevesebb, mint 19 km magasságban történik. A legkisebb nyomás 14 hPa, körülbelül 29 km.