Ozon Tabakası

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

Ozonun molekül kütlesi 47998 gr, ozon tabakasının ağırlığı ise 329x109 ton olarak belirlenmiştir

Ozon molekülünün fiziksel görünümü
Atmosferdeki ozonun %90’ına yakını, yer yüzeyinden itibaren yaklaşık 10–50 km (32000–164000 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

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 03 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 = 001mm = 10-5m’dir

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 03 cm = 3 mm = 300 Dobson birimi (Dobson Unit) olarak bulunmuştur 300 DU = 807 x 1022 molekül/m2 veya 642 x 10-3 kg/m2’ye eşittir

Ozonun Keşfi ve Tarihçesi
1839 yılında C F Schönben tarafından ozonun keşfedilmesinden sonra, 1860 yılından itibaren birçok yerde yüzey ozon ölçümlerine başlanmıştır 1913 yılında, ultraviyole ölçümleri sonucunda ozonun en fazla stratosfer tabakası içinde olduğunun belirlenmesinin ardından, ilk atmosferik ozon gözlemleri 1920’li yıllarda gerçekleşmiştir 1934 yılından itibaren 20 km civarındaki maksimum ozon konsantrasyonunun balonlu ölçüm cihazları ile ölçümüne başlanılmasından sonra, 1950’li yılların sonuna doğru düzenli ozon gözlemlerine başlanılmıştır

Dünya Meteoroloji Teşkilatı (World Meteorological Organization-WMO), zaman içerisinde ozon tabakasının yok olması ile ilgili açıklama ve tartışmalarda lider bir rol üstlenmiştir Ozon tabakasındaki tahribatın önlenmesi için tedbirler alınmasına yönelik gereken çalışmaları gündeme getirmek amacıyla, ilk defa 1975 yılında hükümetler arası ozon tabakası genel değerlendirme raporu yayınlanmıştır O zamandan beri Dünya Meteoroloji Teşkilatı 7 büyük ozon değerlendirme çalışmasının hazırlıklarını organize etmiştir En son yapılan değerlendirme çalışması 2002’de yayınlanmıştır Bu değerlendirme çalışmalarına dayalı olarak, dünya ülkeleri 1985’te “Ozon Tabakasının Korunmasına İlişkin Viyana Sözleşmesi”ni ve 1987’de de “Ozon Tabakasının Korunmasına Dair Montreal Protokolü”nü imzalamışlardır Bütün bu sözleşme ve protokoller, Birleşmiş Milletler şemsiyesi altında küresel çevre sorunlarının çözümüne yönelik yapılan çalışmaların başlangıcını oluşturmuştur

OZON DELİĞİ;
Çeşitli amaçlar için üretilen kloroflorokarbonlar (CFC) ozon tabakasını inceltmekte, bunun sonucunda çevre ve insan sağlığı olumsuz etkilenmektedir

Ozon molekülleri atmosferde bulundukları yere göre farklı karakteristik özellikler gösterirler Stratosfer tabakasındaki ozon canlılar için yararlı olup, buna karşılık dünya yüzeyine yakın atmosfer tabakasında (troposferde) bulunan %10 oranındaki ozonun yıkıcı etkisi bulunmaktadır

Atmosferdeki diğer moleküllerle reaksiyona giren ozonun, bitki ve hayvanların canlı dokularına çeşitli zararları bulunmaktadır Atmosferdeki ozonun yaklaşık %90'ı yeryüzünden itibaren 10-40 km arası yükseklikte ve stratosfer tabakasında bulunur Bu bölgedeki ozonun özelliği; tüm canlı varlıkları, doğal kaynakları ve tarımsal ürünleri olumsuz yönde etkileyen ultraviole (UV) ışınlarını absorbe etmesidir Ozon yoğunluğunun ultraviole ışınlarını tutma görevini yapamayacak kadar azalması, "ozon tabakasının delinmesi" olarak adlandırılmaktadır Ozon tabakasının incelmesi sonucunda; UV-b radyasyonu artmakta ve insanların bağışıklık sistemleri zarar görmekte, görme bozukluğuna ve deri kanserine yol açmaktadır

Ozon tabakasının incelmesine sebep olan ve kloroflorokarbon ihtiva eden maddelerin başında klor türevleri, plastik köpükler (strafor), spreyler, aerasoller ve yangın söndürücüler gelmektedir

Bilim adamlarınca, geçtiğimiz yıllarda insan faaliyetlerindeki artışa paralel olarak, küresel ölçekte çevre değişiminde ve problemlerde artış olduğu ifade edilmiştir En belirgin örnekler ise; fosil artıklarından oluşan petrol ürünlerinin yakılmasıyla atmosferdeki CO2 miktarının artışı, sürekli artan sera etkisinin dünyanın ortalama sıcaklığını arttırması ve klorin ihtiva eden kimyasal maddelerin ozon tabakasına zarar vererek şiddetli ozon incelmesine neden olmasıdır İnsanoğlu tarafından üretilen kloroflorokarbon (CFC) gazı, stratosferik ozon tabakasındaki tahribatı inceleyen bilimsel çalışmaların yapılmasına ve bu konudaki uluslararası işbirliğinin bir ürünü olarak, çeşitli düzenleyici politikaların üretilmesine neden olmuştur

Atmosferdeki toplam ozon miktarı günden güne, mevsime ve bulunulan yere göre değişir Değişimler; stratosferik rüzgarlara, kimyasal üretime ve ozonun bozulması nedenlerine bağlıdır

Ozon bütün yıl boyunca ekvator kuşağı üzerindeki stratosfer tabakasında üretilmektedir Stratosferdeki hava hareketleriyle (mevsimsel rüzgarlar) kutuplara doğru taşınmakta ve kutba yakın bölgelerde de toplam ozon en yüksek seviyelere ulaşmaktadır Dünya ortalaması 300 Dobson Birimi (0,3 cm = 3 mm) civarında olup, coğrafik olarak 230 ile 500 Dobson Birimi arasında değişmektedir(1)

Ozon tabakasında şiddetli incelmenin oluşumuna neden olan mekanizmalar çok karmaşıktır Bu mekanizmalar, Dünya’ya daha çok zarar veren ve özellikle de bu alan üzerinde oluşan fiziko-kimyasal tepkimelere bağlıdır

Ozon (O3) Gazı
Ozon, 3 oksijen atomundan oluşan molekülleriyle zehirli, renksiz bir gazdır ve atmosferin üst katmanlarında yer alır Gökyüzünün mavi renkte görünmesi bu gaz sayesinde olmaktadır Sıvı halde lacivert renge dönüşen ozon gazı, dünyayı güneşten gelen morötesi radyasyona karşı korumaktadır Ancak bu gaz aynı zamanda canlılar için çok tehlikelidir Maruz kalındığında gözleri, burnu ve boğazı tahriş ederek solunum sistemini tahrip eder Çok az insan ozonun ne kadar öldürücü olduğunun farkındadır Bir gramın iki yüzde biri miktarda ozon almak öldürücü olabilir Bir saç spreyi kutusuna saf ozon konduğu düşünülecek olursa, bu kutunun tam 14000 kişiyi öldürebileceği söylenmektedir