Sirvides Autor "Rauk, Henri" järgi

Näitamisel1 - 1 1-st
  • Pisipilt
    NimetusPiiratud juurdepääs
    Atmosfääriosoon ja osoonikihi hõrenemine polaaralade kohal
    (Tallinna Tehnikakõrgkool, 2014) Rauk, Henri; Eensaar, Agu
    Osoonikiht kaitseb elusorganisme filtreerides maapinnale jõudva ultraviolettkiirguse kogust. Osoonimolekulid paiknevad kahes atmosfäärikihis: stratosfääris ja troposfääris. Suurimad osoonikogused (90% atmosfääriosooni kogumahust) asuvad stratosfääris 15-35 km kõrgusel, kus nad moodustavad osoonikihi. Ülejäänud 10% nimetatakse maapinnalähedaseks osooniks, mis asub troposfääris. Maapinnalähedast osooni käsitletakse kui reostusainet, mis avaldab kahjustavat mõju elusorganismidele. Osoonikontsentratsioonide kujunemine on mõjutatud osooni tekkimis- ja lagunemisreaktsioonide tasakaalust ning osoonimolekulide liikumisest. Osoonimolekul tekib UV-kiirguse mõjul poolitatud vaba hapniku aatomi ja hapniku molekuli reaktsiooni tulemusel. Tekkimisreaktsioonid kulgevad põhiliselt stratosfääri troopikavööndis, kuna sinna ulatub kõige enam osoonimolekulide loomiseks vajalikku UV-kiirgust. Lagunemisreaktsioonide mõju jagatakse kaheks: hapniku modifikatsioonide ja kiirguse toime ning katalüsaatorid. Hapniku modifikatsioonide mõjul toimub osoonimolekulide aeglane lagunemine UV-kiirguse filtreerimise juures, kui osoonimolekul reageerib vabanenud hapniku aatomiga. Katalüsaatorid võtavad osa keemilistest reaktsioonidest ning vabanevad reaktsiooni lõpus sellisel kujul, et neil on võimalik osaleda uuesti sarnases reaktsioonis. Osooni lagunemise pool on kuni 80% ulatuses põhjustatud katalüsaatoritest (vesinikuühendid, lämmastikuühendid, kloor ja broom). Osooni geograafiline jaotus on kujundatud laiaulatusliku Breweri-Dobsoni õhutsirkulatsiooni poolt, mille mõjul toimub õhu poolustesuunaline liikumine stratosfääris. Osoonikihi hõrenemist põhjustavad polaaralade kohal osoonikihti kahjustavate ainete ja poolustele omase kliima kombinatsioon. Osoonikihti kahjustavate ainete hulka loetakse inimtekke tagajärjel atmosfääri sattunud halogeeniühendeid (CFC, CCl4, HCFC, haloonid). Osoonikihti kahjustavad ained on inertsed ja pika elueaga, mille tõttu transporditakse nad atmosfääri õhuringlusega troposfäärist stratosfääri ja pooluste kohale. Antarktikas ja Arktikas moodustub talveperioodil polaaröö piirini ulatuv polaartsüklon, mis blokeerib troopikavööndist saabuva osoonirikka õhu segunemise tsükloni sees oleva õhuga. Polaartsükloni isoleeritus tugevneb talve jooksul ning temperatuuride langemisel stratosfääris alla -78°C moodustuvad polaarstratosfäärpilved. Polaarstratosfäärpilvede osakeste pinnal kulgevate heterogeensete keemiliste reaktsioonide käigus konverteeritakse polaartsükloni õhus sisalduvad halogeeniühendid aktiivsetesse vormidesse ning suur hulk lämmastikoksiide sadestub stratosfäärist välja. Tekkinud reaktiivsete halogeeniühendite ülekaal lämmastikoksiidide ees soodustab osooni katalüütilise hävimise reaktsioone päikesekiirguse naasmisel kevadel. Antarktika ja Arktika osoonikontsentratsioonide analüüsimise käigus selgusid põhjapoolkera tagasihoidlikuma osoonikihi hõrenemise põhjused. Põhjapoolkera laiaulatuslikud topograafilised tunnused kutsuvad esile intensiivsemat planetaarsete lainete aktiivsust, mille tagajärjel tugevneb osoonirikka õhu transportimine põhjapoolusele, esinevad kõrgemad temperatuurid ja nõrgeneb Arktilise polaartsükloni isoleeritus. Arktikas on stratosfääri temperatuuride kõikumise piirid laiad, kuid jäävad keskmiselt 10 kraadi võrra kõrgemaks kui Antarktikas. Kõrgemate temperatuuride tõttu jääb põhjapoolusel talveperiood lühemaks ning heterogeensete keemiliste protsesside mõju on tagasihoidlikum. Suurejooneline osoonikoguste langemine on leidnud aset Arktikas üksikutel aastatel (1997, 2011), kui temperatuurid langesid erakordselt madalale ning talveperiood kujunes tavapärasest pikemaks. Osoonikihi kaitsmise rahvusvaheline tegevus algas 1985. aastal Viini konventsiooni sõlmimisega. Kaks aastat hiljem anti välja Montreali protokoll, millega reguleeritakse osoonikihti kahjustavate ainete tootmis- ja kasutamistingimusi, lõppeesmärgiga kõrvaldada käibelt kõik osoonikihti kahjustavad ained. Montreali protokolli ja tema paranduste analüüsimise käigus selgitati välja osoonikihi kaitseks astutud sammude efektiivsus. Montreali protokollita oleksid klorofluorosüsinike ja teiste osoonikihti kahjustavate ainete kogused jätkanud järsku tõusu ning avaldanud üha suuremat negatiivset mõju polaaralade osoonikontsentratsioonidele. Protokolli esimene regulatsioon (1987) ja Londoni parandus (1990) pidurdasid osoonikihti kahjustavate ainete paiskamist atmosfääri ning alates Kopenhaageni parandusest (1992) prognoositakse klooriühendite langustrendi atmosfääris. Viimase paranduse (Montreal 2007) regulatsioonide järgimisel prognoositakse klooriühendite taastumist osooniaugu eelsele perioodile 21. sajandi keskpaigaks. Järgnevatel aastakümnetel avaldavad osoonikihile arvestatavat mõju olemasolevate kloori- ja broomiühendite aeglane eemaldumine, jätkuv kasutus arengumaades ning vanades seadmetes lukustunud halogeenid.