Ozon ve Ozon Tabakası

Yer yüzeyi yakınlarında zehirli bir kirletici olan ozon (O₃), üç tane oksijen atomunun birleşmesinden oluşur ve stratosfer tabakasında yaşamsal önem taşır. Atmosferi oluşturan azot (%78), oksijen (%21) ve karbondioksit vb. gibi temel gazlara göre oldukça düşük oranda bulunan ozon, hem iklimi etkilemekte hem de yer yüzeyindeki canlıların korunmasında önemli rol oynamaktadır. Ozon özellikle, oksijenle birlikte güneşten gelen ultraviyole ışınlarının büyük kısmını stratosfer tabakası içerisinde emmekte ve bu ışınların yer yüzeyine kadar ulaşmasını önleyerek yakıcı etkisini de yok etmektedir.

Ozon molekülünün yapısı

Ozonun molekül kütlesi 47.998 gr, ozon tabakasının ağırlığı ise 3.29x10⁹ ton olarak belirlenmiştir.

Ozon molekülünün fiziksel görünümü
(http://disc.sci.gsfc.nasa.gov/ozone/additional/science-focus/about-ozone/bonds.shtml)

Atmosferdeki ozonun %90’ına yakını, yer yüzeyinden itibaren yaklaşık 10–50 km (32.000–164.000 feet) seviyeleri arasında bulunan stratosfer tabakası içinde yer alır. Geri kalan %10’luk ozon miktarı ise yerden yaklaşık 10–15 km’ye kadar uzanan troposfer tabakası içinde bulunmaktadır. (
http://www.ccpo.odu.edu/~lizsmith/SEES/ozone/class/Chap_1/index.htm)

Ozon bütün yıl boyunca ekvator kuşağı üzerindeki stratosfer tabakasında üretilmekte, hava hareketleri ile buradan kutuplara doğru taşınmaktadır. Ozonun en çok bulunduğu stratosfer tabakasının alt kısımları ise tropopoz yüksekliği ile belirlenebilmektedir. Dünya ortalaması 300 Dobson Birimi (Dobson Unit) civarında olup, coğrafik olarak 230 ile 500 Dobson Birimi arasında değişmektedir. Toplam ozon miktarı, ekvator kuşağı üzerinde 240 DU ile en düşük ortalamaya sahip olup, ekvatordan kutuplara doğru gidildikçe 400 DU’ya kadar artış göstermektedir.

Toplam ozon; standart basınç ve sıcaklık altında, tabanı 1 cm² olan düşey bir sütunun içerdiği ozon miktarına eşit miktar olarak ifade edilmektedir. Basınç birimi olarak ifade edilebilir tipik değeri ise 0.3 atmosfer santimetredir. Dobson birimi olarak daha sık bir şekilde mili-atmosfer-santimetre (m-atm-cm) kullanılmaktadır.

Bir Dobson birimi, ozon hacminin yaklaşık milyarda bir kısmının (1 ppbv), ortalama atmosferik konsantrasyonunu ifade eder. 1 DU = 10^-3 atm-cm = 0.01mm = 10^-5m’dir.

Dobson birimi
(http://ds9.ssl.berkeley.edu/LWS_GEMS/4/unozo1.htm)

Ozon kısmi basıncı, genellikle alt stratosferde 15 ile 25’inci kilometreler arasında en yüksek düzeyde olup, maksimum ozon yoğunluğuna (10 ppmv) yine bu mesafeler arasında ulaşılmaktadır. Bununla birlikte, farklı konsantrasyonlardaki ozon molekülleri yerden yaklaşık 50 km yüksekliğe kadar uzanan mesafede bulunmakta ve bu aralıktaki toplam ozon miktarı ise genellikle ozon tabakası olarak adlandırılmaktadır. Bu tabaka, yer yüzeyini güneş radyasyonunun zararlı bileşenlerinden korumaktadır.

Ozon tabakasının kalınlığı, normal atmosfer basınç ve sıcaklığına indirgenerek hesaplandığında 0.3 cm = 3 mm = 300 Dobson birimi (Dobson Unit) olarak bulunmuştur. 300 DU = 8.07 x 10²² molekül/m² veya 6.42 x 10^-3 kg/m²’ye eşittir. (http://www.atm.ch.cam.ac.uk/tour/dobson.html)