Čudoviti biserni oblaki in nastanek ozonske luknje

Ozon je plin, ki nastaja s spajanjem enoatomnega kisika z dvoatomnim. Največ tega plina se nahaja v stratosferi, na višini med 15 in 50 kilometri nad površjem Zemlje. Kljub temu da je njegova koncentracija tudi tu majhna, je ozon zelo pomemben, saj vpije več kot 90 odstotkov škodljivega ultravijoličnega sevanja, ki k nam prihaja od Sonca.

Kako nas ozon ščiti pred nevarnim ultravijoličnim sevanjem?

Glede na valovno dolžino ultravijolično sevanje delimo na UVA, UVB in UVC žarke. UVC žarki, ki imajo največjo energijo, v stratosferi povzročijo razpad dvoatomnega kisika v dva samostojna atoma. Ta se nato s preostalimi dvoatomnimi molekulami kisika vežeta v triatomno molekulo ozona. Medtem ko UVC žarki pripomorejo k nastajanju ozona, ga UVB žarki uničujejo. Ko UVB žarek doseže molekulo ozona, se na njej absorbira, molekula pa razpade. Ozon tako v stratosferi nastaja in izgineva po naravni poti. Procesa nastanka in razpadanja ozona sta v popolnem ravnovesju, kar pomeni, da količina ozona v stratosferi brez človeškega vpliva ostaja bolj ali manj enaka.

Zaradi opisanih kemijskih reakcij se pri prehodu skozi ozračje UVC žarki absorbirajo v celoti, UVB žarki pa v 95 odstotkih. Ozračje je skoraj povsem prepustno za UVA žarke, ki povzročajo porjavelost kože, površje Zemlje pa doseže tudi manjši del UVB žarkov, ki so nam precej bolj nevarni in povzročajo kožnega raka.

Ker je za kemijsko reakcijo nastanka ozona potrebna Sončeva svetloba, največ ozona nastane nad tropskimi območji. Kljub temu njegova koncentracija tu ni najvišja, saj ga stratosferski vetrovi raznesejo po vsej Zemlji. Najvišje koncentracije ozona najdemo v zmernih geografskih širinah. Od maksimumov se koncentracije proti poloma zmanjšujejo, še posebej občutno zmanjšanje je nad Antarktiko v zimskem času. Prav tako koncentracija ozona niha z letnimi časi, na tanjšanje ozonske plasti pa vpliva tudi človek. Spomladi je ozonska plast tanjša, jeseni pa debelejša. Nad Evropo se spomladi ozonska plast stanjša za petino, do poletja pa se zapolni. Čeprav je delež ozona manjši od tisočinke, brez njega življenje na Zemlji ne bi bilo mogoče.

Zakaj se pojavi ozonska luknja?

V času zime na južni polobli, ki traja med junijem in septembrom, se nad Antarktiko oblikuje polarni vrtinec, v katerem temperatura lahko pade pod -80 stopinj Celzija. Tako mrzel zrak omogoči nastanek bisernih oblakov. Na ledenih kristalčkih teh oblakov se sicer pri običajnih pogojih zelo stabilne spojine klora in floura iz neaktivnih oblik spremenijo v aktivne molekule, občutljive na Sončevo svetlobo. Slednje so nekoč uporabljali v hladilnih sistemih in klimatskih napravah, danes pa so v skladu z Montrealskim protokolom prepovedane.

Septembra, ko prvi ultravijolični žarki posijejo na ledene kristale stratosferskih oblakov, se v ozračju nad Antarktiko iz tako imenovanih freonov začne sproščati klor in sproži se kemična reakcija uničevanja ozona, ki traja nekaj tednov. Tako nastane ozonska luknja, ki se pojavi vsako leto.

Kakšno je stanje letos?

Površina in trajanje ozonske luknje nad Antarktiko nista odvisni le od količine ozonu škodljivih snovi visoko v ozračju, ampak tudi od meteoroloških razmer. Te so vzrok za medletne razlike v velikosti ozonske luknje. Običajno se ozonska luknja nad Antarktiko začne oblikovati vsako leto sredi avgusta, največjo površino doseže v oktobru in izgine decembra. Čeprav se je letos ozonska luknja začela razvijati zgodaj, je kasnejše nenadno segrevanje stratosfere za več kot 40 stopinj Celzija motilo polarni vrtinec, zato je trenutno ozonska luknja ena najmanjših v zadnjih štiridesetih letih.

Segrevanje stratosfere zmanjša število bisernih oblakov. To pomeni, da je polarni vrtinec manj stabilen, zato je več mešanja z ozonom bogatejšim zrakom zunaj vrtinca. Posledično je tudi ozonska luknja manjša.

Ko so leta 1985 odkrili ozonsko luknjo, se je svet zavezal k zmanjšanju uporabe ozonu nevarnih sestavin. Montrealski protokol za prepoved uporabe glavnih kemikalij, ki uničujejo ozonsko plast je bil podpisan leta 1987. Ker se je vsebnost ozonu škodljivih snovi močno zmanjšala, znanstveniki pričakujejo, da si bo ozonski plašč v naslednjih desetletjih povsem opomogel. Dokončno naj bi ozonska luknja nad Antarktiko izginila leta 2070.