> Norsk > Climate Encyclopaedia > Nedre atmosfære > innføring > 3. Ozon og nitrogenoksider > - ozon

Nedre atmosfære

Innføring

Troposfærisk ozon

Ozon er sannsynligvis den mest kjente gassen i klimavitenskapen. Hvorfor?

Ozon er en gass med mange ”roller” – noen ganger er den helt nødvendig, andre ganger skadelig. Noen klager over den skadelige ozonsmogen. I de verste tilfellene blir det vedtatt midlertidige forbud mot bruk av bil, for å hindre ytterligere ozondannelse.

På den andre siden bekymrer man seg over at ozonlaget blitt tynnere og sier at ozonet er helt nødvendig for å beskytte oss mot hudkreft. I tillegg kan forskere fortelle oss at ozon er en drivhusgass som bidrar til å varme opp jorda. Hvem tar feil?
Alle har faktisk rett.
Her skal vi se på hvordan ozon i nærheten av bakken er skadelig for planter og mennesker, og fungerer som en drivhusgass. Under emnet ”Øvre Atmosfære” skal vi se nærmere på ozonets rolle som et filter mot ultrafiolett stråling. Vi skal vise hvordan den samme gassen kan spille mange forskjellige roller.

1. a-e) Kroniske skader er typiske eksempler på den negative virkningen ozon har på blader. Her: Prunus serotina (romhegg) 0%, 4,4%, 7,8%, 12,3% og 24,5% skade. Kilde: Innes, Skelly, Schaub – Ozon, Laubholz- und Krautpflanzen, ISBN 3-258-06384-2, © Haupt Verlag AG / Sveits. Klikk på bildene for å forstørre!

Ozon finnes i forskjellige lag av atmosfæren: Ozonlaget befinner seg i stratosfæren. Mellom 25 og 40 km over bakken finner vi høye ozonkonsentrasjoner. Ozon i ozonlaget beskytter oss mot UV-stråling fra sola, og minsker på den måten risikoen for hudkreft hos mennesker. Men i dette kapittelet skal vi konsentrere oss om ozonet i troposfæren. Litt ozon i troposfæren er nødvendig for å starte kjemiske renseprosesser, men det må ikke være for mye. I løpet av de siste tiårene har ozonkonsentrasjonen i troposfæren hatt en jevn økning. Ved noen tilfeller av ozonforurensing har konsentrasjonen i enkelte områder vært så høy at det var skadelig for mennesker.

2. Ozonkonsentrasjonen i troposfæren har økt sammenhengende siden de første målingene i 1870. Diagrammet viser ozonnivåene målt i ozon per billion volumenheter luft – ppbv.
Diagram: Valérie Gros, MPI Mainz med utgangspunkt i Marenco et al., 1992 (Long term evolution of ozone at the mid-latitudes of the Northern Hemisphere, European Geophysical Society, XVII General Assembly, 6-10 April 1992, Edinburgh).

Skadelig for luftveissystemet

Ozon er en reaktiv og irriterende gass og fører i høye konsentrasjoner til luftveisproblemer. Det kan forårsake betennelser i lungene og bronkiene. Vanligvis går dette over av seg selv. Kroppen vår forsøker å beskytte lungeblærene (alveolene) fra ozon, ved å snevre inn luftveiene. Men hvis mindre ozon slipper inn i lungene, slipper også mindre oksygen inn. Oksygenforsyningen blir for lav og hjertet må jobbe mer. Noen mennesker, som allerede har helseproblemer (f.eks. astma), er i faresonen. I verste fall kan ozon være dødelig.

En type oksygen

Ozon er en spesiell type oksygenmolekyler. Normale oksygenmolekyler (O₂) består av to oksygenatomer. Ozon (O₃) består av tre oksygenatomer og er mer reaktivt enn normalt oksygen. Ozon kan ødelegge organisk materiale. Gassen er derfor skadelig for mennesker og vegetasjon. På figur 1 kan du se hvordan ozon virker på blader.

3. Tre typer oksygen, med helt forskjellig grad av stabilitet. Pilen viser økende reaktivitet.
Bilde: Elmar Uherek.

Tebell: oksygen i lufta

type oksygen

antall atomer

kjemisk stabilitet

mengde i lufta

atomært oksygen O

1 atom

ustabilt / svært reaktivt

svært små mengder

'normalt' oksygen O₂

2 atomer

stabilt

21% av lufta

ozon O₃

3 atomer

ganske stabilt / reaktivt

10 - 100 ppb

ppb = deler per milliard

Atomært oksygen

I likhet med karbondioksid (CO₂) og metan (CH₄), absorberer også troposfærisk ozon varmestrålingen fra jorda og bidrar til drivhuseffekten. Ozon er den tredje viktigste drivhusgassen. Strålingspådrivet (∆F) etter industrialiseringen (omkring 1750) er et mål på menneskeskapt global oppvarming. Diagrammet til høyre viser effekten til det troposfæriske ozonet sammenlignet med andre drivhusgasser.

Av alle disse grunnene vil vi ikke ha høye ozonkonsentrasjoner i troposfæren.

radiative forcing due to greenhouse gases since 1750

4. Noen av drivhusgassenes bidrag til stålingspådriv ∆F. Hvor høy global temperaturøkning har disse gassene forårsaket?.

Regn ut de forskjellige drivhusgassenes bidrag til global oppvarming

Diagrammet over viser hvor mye noen av drivhusgassene bidrar til å øke strålingspådrivet ∆F målt ved tropopausen i Watt per kvadratmeter (W/m² eller Wm^-2). I IPCC-rapporten (kapittel 6.2.1 TAR scientific basis) kan vi lese om den relaterte endringen i gjennomsnittstemperaturen ved jordoverflaten ∆T_S. Grovt regnet er forholdet:

T_S / F = 0,5 °C / Wm^-2

Kan du regne ut temperaturforandringene ∆T_S som skyldes karbondioksid, metan, ozon og lystgass?

Relaterte sider:

Stratosfærisk ozon og ozonlaget:
Øvre Atmosfære – Innføring – Hull i ozonlaget

Om denne siden:
forfatter: Dr. Elmar Uherek - Max Planck Institute for Chemistry, Mainz
vitenskapelig kvalitetssikring: Dr. Rolf von Kuhlmann, Max Planck Institute for Chemistry, Mainz
pedagogisk utprøving: Michael Seesing - Uni Duisburg - 2003-07-02
sist oppdatert: 2004-04-30
Oversatt og bearbeidet av Nicolai Steineger og Erik Steineger