2009 01 01 1458

<A W wLaoo. $ i l

ISBN 97UU4M5J240. C by W PW ZOirt

3.1. Problemy z ozonem stratosferycznym    51

ność absorbowania wykorzystuje się do określania stężenia ozonu w atmosferze. Kilka przykładów i proste opisy niektórych z obecnie stosowanych układów przedstawiamy dalej.

Układy stosowane do pomiaru stężenia ozonu z powierzchni Ziemi

Zestawy stosowane do pomiaru stężenia ozonu z powierzchni Ziemi zazwyczaj składają się ze źródła światła laserowego i teleskopu służącego do obserwacji. Przykładem może być ruchomy czujnik ozonu stratosferycznego (STROZ-LITR. ang. Stratospheric Ozonc Udar Trailer Experiment), stosowany od 1988 roku. Jest to ruchomy laserowy czujnik promieniowania o nazwie I.idar (ang. Ught Detection and Rangi ng), montowany w przyczepie o długości ok. 17 m. Za pomocą tego układu można uzyskać informacje dotyczące pionowego profilu stężenia ozonu, wartości temperatury i stężenia aerozoli. Gdy światło o odpowiedniej długości fali (308 nm) jest przepuszczane pionowo przez atmosferę, wówczas ulega ono częściowej absorpcji przez ozon, przy czym stopień osłabienia światła jest proporcjonalny do całkowite j ilości ozonu w kolumnie pow ietrza. Zawiesina cząstek materii w tej kolumnie powietrza będzie również zatrzymywać promieniowanie. ale nie wskutek absorpcji, lecz w wyniku jego rozpraszania. W celu eliminacji tego problemu dokonuje się również pomiaru przy drugiej długości fali (351 nm). przy której ozon nic absorbuje. W tym przypadku ilość ozonu jest proporcjonalna do różnicy wyznaczonych wartości absorbancji. Ta metoda wyznaczania stężenia ozonu znana jest jako DIAL (ang. Differential Absorplion Udar — różnicowa absorpcja I.idar).

Na podobnych zasadach działa spektrometr ozonu Dobsona służący od 1920 roku do badania całkowitej zawartości ozonu w kolumnie powietrza. Urządzenie to traktowane jest jako wzorzec, z którym porównuje się inne układy. Za pomocą spektrometru Dobsona mierzymy natężenie słonecznego promieniowania UV przy czterech długościach fali. Promieniowanie o dwu długościach fali jest absorbowane przez ozon. pozostałe nie jest przez niego absorbowane. Z różnicy absorbancji określa się całkowitą ilość ozonu w kolumnie powietrza, wyrażając ją w „jednostkach Dobsona”.

Jednostkę Dobsona (DU, ang. Dobson Unit) definiuje się za pomocą grubości warstwy czystego ozonu. Kolumna powietrza wykazująca wartość 300 DU (wartość bliska średniej globalnej) odpowiada 3-mm warstwie czystego ozonu w temp. 0 C i przy p . Przez zastosowanie równania stanu gazu doskonałego możemy obliczyć, że kolumna czystego gazowego ozonu, o polu przekroju poprzecznego 1 nr i grubości 3 mm. zawiera

101 325 Pa ■ 0,00300 m³ = n - 8.315 J - mol- K^_l • 273 K n =0.134 mol. czyli

0,134 mol • 6.024 - 10‘^; cząsteczek • mol ¹ = 8,07 • I0²² cząsteczek ozonu

Dlatego też w miejscu, gdzie dokonano pomiaru stężenia ozonu odpowiadającego 300 DU. w kolumnie powietrza o przekroju poprzecznym I nr znajduje się 8,07 • 10²² jego cząsteczek. Cząsteczki te są nierów nomiernie rozmieszczone w kolumnie powietrza atmosferycznego, przy czym ich największe zagęszczenie obserwuje się na wysokości około 25 km (rys. 3.1).