Fagstoff

Ozon i atmosfæren

Publisert: 29.10.2009, Oppdatert: 03.03.2017
  • Innbygg
  • Enkel visning
  • Lytt til tekst
  • Skriv ut
Solnedgang

Etter et tordenvær, eller hvis vi skrur på et elektrisk apparat vi ikke har brukt på lenge, kan vi av og til kjenne en litt stikkende, ubehagelig lukt. Den skriver seg fra gassen ozon (av gresk ózein som betyr å lukte). Ozon dannes alltid når luft blir utsatt for kraftige elektriske utladninger.

Dannelse av ozon. Illustrasjon.Ozon dannes.  

 

Dannelse av ozon. Illustrasjon.Simulering: Slik dannes ozon. Den tunge partikkelen kan være en støvpartikkel eller et stort gassmolekyl som for eksempel nitrogengass.   

 

Dobson-enheter

Ozon måles ofte i Dobson-enheter (DU). 300 DU er en typisk verdi. Hva innebærer det? Hvis vi ser for oss at alle ozonmolekylene i atmosfæren blir konsentrert i en tynn hinne på bakken, ville denne hinnen vært omlag 3 mm (= 300 DU) tykk. 1 DU = 0,01 mm hinne med ren ozon på bakken.

 

 

Lys- og avstandsmåling med laser. Foto.Med LIDAR, som er en forkortelse for lys- og avstandsmåling med laser, kan man finne ut mye om gasser i atmosfæren.  

 

 

Ballong. Foto.Ballong for å sende opp instrumenter til ozonobservasjoner.  

Hva ozon er og hvordan det dannes

Ozonmolekylet består av tre O-atomer som er bundet sammen til en vinkel, og formelen er O3. Ozon er en svakt blåfarget og giftig gass som blir blå som blekk i flytende tilstand. Gassen blir brukt blant annet til sterilisering av drikkevann og som desinfeksjonsmiddel.

Både ultrafiolett lys og elektriske utladninger kan omdanne oksygenmolekylene (O2), i lufta til ozonmolekyler (O3): først O2 → O + O så O + O2 → O3 Molekylet er ustabilt og spaltes av seg selv til vanlig oksygen: 2 O3 → 3 O2 Det er oksygenet fra fotosyntesen og den ultrafiolette strålingen fra sola som har gitt oss det ozonet vi i dag har i atmosfæren. Dette ozonet filtrerer bort den skadelige delen av den elektromagnetiske strålingen fra sola.

Inndeling av atmosfæren

Jordas atmosfære blir delt inn i flere lag etter hvordan temperaturen endrer seg med høyden over bakken.

De ulike lagene i atmosfæren. Illustrasjon.Atmosfærens lag  

Etter hvert som vi beveger oss oppover fra jordoverflaten, avtar temperaturen, men ved en bestemt høyde begynner temperaturen å øke igjen. Trykket avtar gradvis hele veien oppover i atmosfæren.

Den nederste delen av atmosfæren kalles troposfæren. Det strekker seg fra jordoverflaten og ca. 11 km opp. Det er i troposfæren vi lever og puster, og det er her været er. I dette området er det varme og kalde bevegelige luftmasser som danner vind, skyer og nedbør. Temperaturen i troposfæren avtar med høyden, omtrent med 6,5 °C for hver kilometer. I det øverste laget av troposfæren kan temperaturen komme ned i ca. -55 °C. Passasjerfly flyr i troposfærens øverste lag.

Det neste området av atmosfæren er stratosfæren. Det strekker seg fra ca. 11 km og oppover til ca. 50 km. Etter hvert som vi går oppover gjennom dette området, holder temperaturen seg først noenlunde konstant, og deretter øker den litt. Det er i stratosfæren, mellom 25 km og 30 km over bakken, at vi finner mesteparten av ozonet. Årsaken til temperaturøkningen i stratosfæren er at ozonet absorberer energi i form av ultrafiolett stråling fra sola.

Konsentrasjonen av ozon i stratosfæren

Konsentrasjonen av ozon i stratosfæren er ganske beskjeden. I hvert kilogram stratosfæreluft er det bare 10 milligram ozon. Det skal altså ikke så mye ozon til for å beskytte livet nede på jordoverflaten.

Ozoninnholdet i stratosfæren kan måles på forskjellige måter. Det kan gjøres med måleinstrumenter som sendes opp med ballonger, raketter eller satellitter. Det kan også foretas fra bakken ved hjelp av kraftige lasersignaler som sendes opp i stratosfæren.

Stratosfæren med ozonet er ca. 40 km tykt. Men denne tykkelsen er uinteressant når vi skal oppgi hvor mye ozon den inneholder. Vi tenker oss isteden at vi tar alt ozon og presser det sammen slik at det får samme trykk som luften har ved bakken (1 atm), og en temperatur på 0 °C. Da blir ozonsjiktet bare 3-4 mm tykt. Denne tykkelsen forteller oss hvor mye ozon vi har i atmosfæren.

En tykkelse på 1,00 mm viser at det er tynt med ozon i stratosfæren. En tykkelse på 4,00 mm svarer til relativt mye ozon. Atmosfæreforskerne foretrekker imidlertid å bruke en enhet som er 100 ganger større enn antall millimeter. Enheten har symbolet DU (av engelsk Dobson Unit), der 100 DU svarer til 1,00 mm. Et ozonlag på 100 DU (altså 1,00 mm) har lite ozon, mens et ozonlag på 400 DU (4,00 mm) har mye ozon.

Relatert innhold