Absorptioun vun der
UV-Stralung
duerch d'Ozonschicht (37
DU
/km = 10
13
Molekulle/cm
3
)
Ofhangegkeet vun der Ozonkonzentratioun vun der geographescher Breet an Heicht
D'
Ozonschicht
ass e Beraich vun heijer Konzentratioun vum Spueregas
Ozon
(O
3
) an der
Aerdatmosphar
, haaptsachlech an der enneschter
Stratosphar
. Et entsteet do aus dem Loftsauerstoff, an deem hir Molekulle O
2
duerch den energieraichsten Deel vum Sonneliicht (
UV-C
) zu Sauerstoffatome
gespleckt
ginn. D'Atome verbanne sech dann direkt mat jee engem weideren O
2
zu O
3
.
Ozon selwer ass vill mei liichtempfindlech wei O
2
. Et absorbeiert UV-C an UV-B a schetzt domat Planzen, Organismen, Deieren a Mensche viru Stralenschied. Wann en Ozon-Molekul en UV-
Photon
absorbeiert, gett et zwar gespleckt, awer an den allermeeschte Fall mecht dat fraigesaten O-Atom glaich nees Ozon. Nemmen d'Ausnamen, haaptsachlech O + O
3
→ 2 O
2
, bedeiten e Verloscht vun Ozon.
Ozon huet groussen Afloss op d'Temperatur vun der Stratosphar, engersaits iwwer d'UV-Absorptioun, anerersaits ass et als gewenkelt Molekul IR-aktiv a straalt Waermt of.
Als Entdecker vun der Ozonschicht gellen dei franseisch Physiker
Charles Fabry
an
Henri Buisson
. Si haten
1913
duerch UV-spektroskopesch Miessungen Ozon an heijen Atmospharschichten nogewisen.
Dei effektiv Liewensdauer vum Ozon ass grouss genuch, datt et vun de luese Streimunge vun der Stratosphar global transporteiert gett: Obwuel dat meeschten Ozon am Beraich vum Equator entsteet, ass de greissten Deel vum Ozon an den tempereierten an heije
Breeten
, am Heichteberaich tescht 15 a 25 Kilometer. D'Sailenheicht, gemooss an
Dobson-Eenheeten
(DU), ass an den tempereierte Breeten tescht 300 a 400 DU, an heijere Breeten am Freisummer deels iwwer 500 DU, woubai 100 DU enger Staerkt vun 1 mm entspriechen. An den Trope gett d'Ozonschicht vum Opstroum aus der
Troposphar
op 20 bis 30 km Heicht ugehuewen an op 200 bis 300 DU ausgedennt. Dei global gerengste Sailenheicht ass am sougenannten
Ozonlach
, dat sech reegelmeisseg am Freijoer vun der
Antarktis
opdeet, munchmol wait enner 200 DU.
[1]
Genesis vun Ozon duerch Photolys vu Loftsauerstoff
D'
Photolys
vun engem Sauerstoffmolekul (O
2
) bei
Wellelangten
enner 240 nm liwwert zwein Sauerstoffatome, dei sech jeeweils un e weidere Sauerstoffmolekul bannen, sou datt zwein Ozonmolekullen entstinn:
- 3 O
2
→ 2 O
3
(Wellelangt < 240 nm)
Ozon absorbeiert laangwellegt UV-Liicht, bis ongefeier 300 nm, woubai d'Ozonmolekulle jee e Sauerstoffatom ofsplecke. Deen Atom fennt an den allermeeschte Fall glaich nees Uschloss un e Sauerstoffmolekul, sou datt d'Ozonunheefung kaum ofhellt:
- O
3
+ O
2
→ O
2
+ O
3
(Wellelangt < 300 nm)
An enger propperer Stratosphar ass den heefegste Verloschtprozess d'Reaktioun vun engem Sauerstoffatom mat engem Ozonmolekul. Dobai entstinn zwee geweinlech Sauerstoffmolekullen:
- O + O
3
→ 2 O
2
Dat ass dee sougenannte
Ozon-Sauerstoff-Zyklus
, bei deem d'Mengt vum Ozon bal konstant bleift.
Trotz der klenger Zuel vun Ozonmolekulle an 15 bis 30 km Heicht mecht sech d'Ozonschicht bei zwein atmospharesche Phenomeener warend der Dammerung bemierkbar, dei alle beid op d'
Chappuis-Absorptioun
zereckzefeiere sinn:
[2]
:
- Direkt no Sonnenennergank resp. viru Sonnenopgankass d'Blofierwung vum Himmel haaptsachlech op d'Absorptiounswierkung vum Ozon zereckzefeieren an net ? wei soss um Dageshimmel ? op d'
Rayleigh-Streeung
. Datt d'Chappuis-Absorptioun Ursaach vun der Fierwung ass, gouf ereischt
1952
vum amerikanesche Geophysiker
Edward Hulburt
(1890?1982) erkannt.
- Kuerz viru Sonnenop- respektiv no Sonnenennergank ass de sougenannte
Aerdschiedbou
ze gesinn. Dobai handelt et sech em eng horizontno blogro Straif a Geigepositioun zu der Sonn. De franseische Meteorolog
Jean Dubois
hat erausfonnt, datt Faarf och op d'Absorptiounswierkung vum Ozon zereckzefeieren ass.
Viru ronn 3,5 Milliarde Joer hat d'
Aerdatmosphar
nach kee fraie Sauerstoff (O
2
). Mam Optriede vun der eischter
oxygen-phototrophen
(bei der Photosynthes O
2
fraisetzenden) Mikroorganismen, warscheinlech
Cyanobakterien
, huet d'Fraisetzung vu Sauerstoff aus Waasser ugefaangen (O
2
). De fraigesate Sauerstoff (O
2
) koum awer am Ufank net an d'Atmosphar, ma gouf bei der
Oxidatioun
vun der am Waasser geleisten oneedele
Metall-
Ionen
, virun allem Fe
2+
, an dem och am Waasser geleiste
Sulfid
verbraucht. Ereischt wou no ganz laanger Zait dei Oxidatiounen ofgeschloss waren, konnt sech fraie Sauerstoff an der
Aerdatmosphar
usammelen. Dei Phas vun der
Entwecklung vun der Aerdatmosphar
gett als
grouss Sauerstoffkatastroph
bezeechent. Duerch Konvektioun an Diffusioun koum Sauerstoff bis an d'Stratosphar, wou dann duerch den
Ozon-Sauerstoff-Zyklus
d'Ozonschicht entstoung.
Haaptartikel zu desem Theema:
Ozonlach
Am Joer
1981
hat den
Veerabhadran Ramanathan
beschriwwen, datt eleng de ganz staarken
Dreifhauseffet
vun der Fluorchlorkuelewaasserstoffe d'
Aerdatmosphar
bis an d'Joer
2000
em e ganze Grad opwierme geif, wann d'Emissiounevun deem Gas net dramatesch reduzeiert gett.
[3]
Als Bestanddeel bestemmter Gase, besonnesch duerch
Fluorchlorkuelewaasserstoffer
(FCKW), komme
Chlor
a
Brom
an d'Stratosphar, dei als
Radikal
katalytesch
zum Ofbau vum Ozon baidroen. An der Polarnuecht iwwer der Antarktis komme Wolleken an d'Spill, fir dei et soss an der drechener Stratosphar ze waarm ass. Op deene Partikelen parken d'Schuedstoffer a gi bei Sonnenopgank am Freijoer massiv frai. Am enneschten Deel vun der Stratosphar gett doduerch den Ozon bannen e puer Woche bal vollstanneg ofgebaut. Ereischt wann de
Polarwirbel
instabil gett, drenge mei ozonraich Loftmassen an d'Ozonlach eran a maachen et zou, warend ozonaarm Loft munchmol bis Sudamerika an Australien virstoussen an do zu heijen UV-B-Waerter feieren. Auswierkunge sinn z'erwaarden, awer schweier z'erfaassen.
Dei stratospharesch Ozonschicht steet net a Verbindung mam buedemno heefeg optriedendem Ozon bai
Summersmog
.
Bedeitend Wessenschaftler bei der Erfuerschung vun der Ozonschicht
[
anneren
|
Quelltext anneren
]
- Alfred Cornu
(1841?1902) hat entdeckt, datt d'Sonnespektrum enner 300 nm ofbrecht.
- Carl Dorno
(1865?1942), Begrenner vun der Stralungsklimatologie.
- Gordon Dobson
(1889?1976) hat als Eischten dei joreszaitlech Schwankunge vun der Ozonschichtdeckt erkannt.
- Hans-Karl Paetzold
(1916?2002) hat
1971
d'Verletzungsgefor vun der Ozonschicht duerch heichfleiend zivil Iwwerschallfliger gewarnt.
- Erich Regener
(1881?1955) hat d'Sauerstoff-Ozon-Glaichgewiicht an der Atmosphar erfuerscht.
- Paul Crutzen
(1933) gouf am Joer
1995
- zesumme mam
Mario J. Molina
an dem
Frank Sherwood Rowland
- "fir seng Aarbechten iwwer d'Chimie vun der
Aerdatmosphar
, besonnesch iwwer d'Bildung an Ofbau vum Ozon" mam Nobelprais fir Chimie ausgezeechent.
- ↑
Antje Dethof:
Assimilation of ozone data in the ECMWF model
(PDF; 5,9 MB),
ECMWF
,
2005
.
- ↑
Gotz Hoeppe:
Himmelslicht, Spiegelbild des Erdklimas
, Freie Universitat Berlin
- ↑
Spencer Weart:
The Discovery of Global Warming: Other Greenhouse Gases
. Center of History am
American Institute of Physics
,
aip.org