ఓజోన్ పొర

ఓజోన్ పొర ఓజోన్ కవచం భూమి యొక్క స్ట్రాటో ఆవరణలోని ఒక ప్రాంతం, ఇది సూర్యుని యొక్క అతినీలలోహిత వికిరణాన్ని గ్రహిస్తుంది. స్ట్రాటో ఆవరణలోని ఇతర వాయువులకు సంబంధించి ఇది ఇప్పటికీ చిన్నది అయినప్పటికీ, వాతావరణంలోని ఇతర భాగాలకు సంబంధించి ఓజోన్ (O3) అధిక సాంద్రతను కలిగి ఉంటుంది. ఓజోన్ పొరలో ఓజోన్ మిలియన్‌కు 10 భాగాల కన్నా తక్కువ ఉంటుంది, మొత్తం భూమి యొక్క వాతావరణంలో ఓజోన్ గా సాంద్రత సగటున మిలియన్‌కు 0.3 భాగాలు. ఓజోన్ పొర ప్రధానంగా స్ట్రాటో ఆవరణ యొక్క దిగువ భాగంలో, భూమికి సుమారు 15 నుండి 35 కిలోమీటర్ల (9.3 నుండి 21.7 మైళ్ళు) వరకు కనిపిస్తుంది, అయినప్పటికీ దాని మందం కాలానుగుణంగా భౌగోళికంగా మారుతుంది.^[1]

భూ వాతావరణాన్ని ఐదు పొరలు

క్లోరోఫ్లోరోకార్బన్‌లను నిషేధించకపోతే స్ట్రాటో ఆవరణ ఓజోన్ సాంద్రతల నాసా అంచనాలు.

వాతావరణ శాస్త్ర అధ్యయనం ప్రకారం భూ వాతావరణాన్ని ఐదు ప్రధాన పొరలుగా విభజిస్తారు. నేల నుంచి సుమారు 20 కి.మీ. వరకు విస్తరించిన పొరను 'ట్రోపోస్ఫియర్‌' అంటాము. ట్రోపోస్ఫియర్‌ పైభాగాన సుమారు 30 కి.మీ. మందాన అంటే నేల నుంచి సుమారు 50 కి.మీ. ఎత్తు వరకు ఉన్న పొరను 'స్ట్రాటోస్ఫియర్‌' అంటారు. ఇదే ఓజోన్ పొర ఉండేదీ, సుమారు ఓజోన్‌ పొర మందం సూమారు 20 కి.మీ అన్నమాట ఆ తర్వాత 35 కి.మీ. మందాన అంటే భూమి నుంచి సుమారు 85 కి.మీ. వరకు విస్తరించి ఉన్న వాతావరణ పొరను 'మీసోస్ఫియర్‌' అంటారు. మీసోస్ఫియర్‌కు పైభాగాన సుమారు 600 కి.మీ. మందాన అంటే నేల నుంచి సుమారు 700 కి.మీ. వరకూ విస్తరించి ఉన్న పొరను 'థóర్మోస్ఫియర్‌' అంటాము. ఆ పైభాగాన దాదాపు 10 వేల కి.మీ. వరకూ విస్తరించిన వాతావరణ భాగాన్ని 'ఎక్సోస్ఫియర్‌' అంటాము. ఇక ఆ పైభాగాన ఉన్నదంతా 'అంతరిక్షం' (space).

స్ట్రాటోస్ఫియర్‌ పొరలో గాలిలోని ఆక్సిజన్‌(O2) అణువులు ఓజోన్‌(O3) అణువులుగా మారుతుంటాయి. అయితే ఆక్సిజన్‌ అణువులు ఓజోన్‌ అణువులుగా మారాలంటే అతి నీలలోహిత కిరణాలు (ultraviolet rays) కావాలి. సూర్యకాంతిలో దృశ్యకాంతి (visible light)తో పాటు ఎంతో తీవ్రతతో అతినీలలోహిత కాంతి, పరారుణ కాంతి (infrared light) కూడా కలిసి ఉంటుంది. అయితే అందులో అతి నీలలోహిత కాంతి బాగా శక్తివంతమైంది. కాబట్టి జీవజాతులకు ప్రమాదకరమైంది కూడా. అలాంటి ప్రమాదకర అతినీలలోహిత కాంతిని ఆక్సిజన్‌ అణువులు శోషించుకోవడం ద్వారా ఓజోన్‌ అణువులుగా మారతాయి. అంటే ఓజోన్‌ ఏర్పడ్డం వల్ల అతినీలలోహిత కాంతి భూమి వైపు చేరే మోతాదు గణనీయంగా తగ్గిపోతుంది. అదే సమయంలో ఓజోన్‌ కూడా తిరిగి ఆక్సిజన్‌గా వియోగం చెందుతుంది. అందుకోసం కూడా తన ఉద్దీపన (activation) కొరకై అతి నీలలోహిత కాంతి అవసరం అంటే ఓజోన్‌ తయారీలోలాగానే దాని విఘటనం (dissociation) లో కూడా అతి నీలలోహిత కాంతి ఖర్చవుతుంది. అంటే సూర్యుని కాంతిలోని ప్రమాదకర అతినీలలోహిత కాంతిని ఓజోన్‌ తన ఉత్పత్తి ప్రక్రియలోనూ, తన విఘటన ప్రక్రియలోనూ ఉపయోగించుకుంటోందన్నమాట. మరో మాటలో చెప్పాలంటే ఓజోన్‌ ఉనికి భూమి మీద ఉన్న జీవ జాలానికి డాలు (shield) కవచంలాగా ఉపయోగపడ్తుంది. అయితే ఓజోన్‌ తయారీ కన్నా నికర విఘటన వేగం తక్కువ ఉండడం వల్ల ఎప్పుడూ కొంత ఓజోన్‌ స్ట్రాటోస్ఫియర్‌లో ఉంటుంది. అంటే అధిక మోతాదులో అతినీలలోహిత కాంతి సూర్యుని నుంచి వచ్చినా బఫర్‌లాగా అది అదనపు సాయం చేస్తుందన్నమాట. అటువంటి ఓజోన్‌ పొరను గతిక ఓజోన్‌పొర (dynamic ozone layer) అంటారు. అనగా సూర్యప్రతాపం వలన ఓజోన్‌ పొర మందం పైనుండి(సూర్యుని వైపు) ఖర్చు అవుతుంటే కింది(భూమి వైపు) ఓజోన్‌ పొర మందం భూ వాతావరణ బాగుండి ఆక్సిజన్‌ శాతం పెరిగినచో “ఓజోన్ పొర“ మందం 20 కి.మీ (సుమారు) మారకుండా ఉంటుంది. ఈ విధంగా పాత ఓజోన్‌ పోతుంటే కొత్త ఓజోన్‌ ఏర్పడుతూ ఉంటుంది. ఎల్లప్పుడూ కొంత ఓజోన్‌ ఉంటుంది. దీన్నే మనం ఓజోన్‌పొర అంటాము. ఈ ఓజోన్‌ పొర తనకున్న సహజ మందాన్ని ఏదైనా కారణం వల్ల పోగొట్టుకొన్నా, పూర్తిగా వినాశనం చెందినా ఓజోన్‌ పొరకు చిల్లు (hole) ఏర్పడింది అంటాము. ఓజోన్‌ తరిగిపోయే క్రమంలో ఏర్పడేది ఆక్సిజన్‌(O2) అణువులు, ఆక్సిజన్‌ నవజాత(O) పరమాణువులు. ఇవి తిరిగి ఓజోన్‌గా మారగలవు. అయితే ఓజోన్‌ విఘటనం ఈ విధంగా కాకుండా ఇతర మార్గాల్లో ధ్వంసం అయితే O2 అణువులు, O పరమాణువులు ఏర్పడవు. అలాగే ఓజోన్‌ను ఇతర మార్గాల ద్వారా ఖర్చుచేస్తే తిరిగి అది ఓజోన్‌గా మారే దారుల్ని మూసేసినట్టే! ఆ ఇతర మార్గాలే ఇప్పుడు మనల్ని, ప్రపంచ వాతావరణ శ్రేయోభిలాషుల్ని ఆందోళనకు గురిచేస్తున్నాయి. మనం మితిమీరిన స్థాయిలో ఇంధనాల్ని వాడడం వల్ల నత్రజని ఆక్సైడ్‌లు వాతావరణంలో పేరుకుపోతాయి. మితిమీరిన మోతాదులో ఎయిర్‌కండిషనర్లు, రిఫ్రిజిరేటర్లు వాడితే అందులో ఉపయోగించే ఫ్రి˜యాన్‌ వంటి ఫ్లోరీన్‌ సంబంధిత వాయువుల పరిమాణం గాలిలో ఎక్కువ అవుతుంది. టైర్లు, రబ్బర్లు, ఇతర ఆధునిక ప్లాస్టిక్కుల వాడడం వల్లనూ, వాటిని కాల్చినపుడు క్లోరీన్‌ సంబంధిత సేంద్రియ పదార్థాలు వాతావరణంలో పెరుగుతాయి. ఇలా నత్రజని, సల్ఫర్‌ ఆక్సైడ్‌లు, క్లోరోఫ్లోరో కార్బన్‌ పదార్థాలు ఎక్కువయితే వాతావరణంలో మునుపెన్నడూ జరగని విధంగా రసాయనిక చర్యలు జరుగుతాయి. అందులో ప్రధానమైనవి స్వేచ్ఛా ప్రాతిపదికలు (free radicals) అనబడే రసాయనిక శకలాలు. వీటిలో ఒంటరి ఎలక్ట్రాన్లు ఉండడం వల్ల చాలా తీవ్రమైన రసాయనిక క్రియాశీలత (chemical reactivity) తో ఉంటాయి. పైగా వీటికి అయ స్కాంతతత్వం ఉంటుంది. భూమి ధృవాల దగ్గర ఎక్కువ అయస్కాంత క్షేత్రం ఉండడం వల్ల కాలంగడిచే కొద్దీ అవి అక్కడికి వెళ్లి తిష్టవేస్తాయి. వీటికి ఓజోన్‌తో చర్య జరిపే లక్షణం ఉంది. ఆక్సిజన్నుంచి ఏర్పడుతూ, మళ్లీ ఆక్సిజన్‌ను ఇస్తూ ఉన్న ఓజోన్‌ మీద ఈ అవాంఛనీయ కాలుష్య పదార్థాలు పక్కదారి పట్టి స్తాయి. దీంతో ఇక బయటపడని పరిస్థితి వస్తుంది. అంటే ఓజోన్‌ పొర పలచనవుతుంది. ఇక అతి నీలలోహిత కాంతి సరాసరి భూమిని చేరడం వల్ల విపత్తులు సంభవిస్తాయి. అతి నీలలోహిత కాంతి వల్ల పంటలు దెబ్బతింటాయి.

ఓజోన్ను కొలవడానికి స్పెక్ట్రోఫోటోమీటర్

ఉపగ్రహంచే కొలిచే వాతావరణ ఓజోన్ స్థాయిలు స్పష్టమైన కాలానుగుణ వైవిధ్యాలను చూపుతాయి, కాలక్రమేణా వాటి క్షీణతను ధృవీకరిస్తాయి.

ఓజోన్ పొరను 1913 లో ఫ్రెంచ్ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు చార్లెస్ ఫాబ్రీ, హెన్రీ బ్యూసన్ కనుగొన్నారు. సూర్యుని యొక్క కొలతలు దాని ఉపరితలం నుండి పంపబడిన భూమిపై భూమికి చేరుకోవడం సాధారణంగా 5,500–6,000 K (5,227 నుండి 5,727 ° C) పరిధిలో ఉష్ణోగ్రత కలిగిన నల్ల శరీరం యొక్క వర్ణపటానికి అనుగుణంగా ఉంటుందని తేలింది. స్పెక్ట్రం యొక్క అతినీలలోహిత చివరలో 310 nm తరంగదైర్ఘ్యం కంటే తక్కువ రేడియేషన్ లేదు. తప్పిపోయిన రేడియేషన్ వాతావరణంలో ఏదో గ్రహించబడుతుందని ed హించబడింది. చివరికి తప్పిపోయిన రేడియేషన్ యొక్క స్పెక్ట్రం ఓజోన్ అనే ఒక రసాయనంతో మాత్రమే సరిపోతుంది.^[2] దాని లక్షణాలను బ్రిటిష్ వాతావరణ శాస్త్రవేత్త జి. ఎం. బి. డాబ్సన్ వివరంగా అన్వేషించారు, అతను భూమి నుండి స్ట్రాటో ఆవరణ ఓజోన్ను కొలవడానికి ఉపయోగపడే ఒక సాధారణ స్పెక్ట్రోఫోటోమీటర్ (డాబ్‌సోన్మీటర్) ను అభివృద్ధి చేశాడు. 1928 1958 మధ్య, డాబ్సన్ ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఓజోన్ పర్యవేక్షణ కేంద్రాల నెట్‌వర్క్‌ను స్థాపించారు, ఇవి నేటికీ కొనసాగుతున్నాయి. అతని గౌరవార్థం ఓజోన్ ఓవర్ హెడ్ మొత్తానికి అనుకూలమైన కొలత "డాబ్సన్ యూనిట్".

స్థానం, ఉత్పత్తి

అనేక ఎత్తులలో UV-B శక్తి స్థాయిలు. బ్లూ లైన్ DNA సున్నితత్వాన్ని చూపిస్తుంది. రెడ్ లైన్ ఓజోన్లో 10 శాతం తగ్గడంతో ఉపరితల శక్తి స్థాయిని చూపిస్తుంది.

వాతావరణంలో ఓజోన్ యొక్క అత్యధిక స్థాయిలు స్ట్రాటో ఆవరణలో ఉన్నాయి, ఓజోన్ పొర అని కూడా పిలువబడే ఈ ప్రాంతం ఉపరితలం నుండి 10 కి.మీ 50 కి.మీ మధ్య ( సుమారు 6 31 మైళ్ళ మధ్య) ఉంటుంది. ఏదేమైనా, ఈ "పొర" లో కూడా, ఓజోన్ సాంద్రతలు మిలియన్‌కు రెండు నుండి ఎనిమిది భాగాలు మాత్రమే, కాబట్టి ఆక్సిజన్‌లో ఎక్కువ భాగం డయాక్సిజన్, O2, వాల్యూమ్ ప్రకారం మిలియన్‌కు 210,000 భాగాలు. స్ట్రాటో ఆవరణలోని ఓజోన్ ఎక్కువగా 240 160 ఎన్ఎమ్ల మధ్య స్వల్ప-తరంగ అతినీలలోహిత కిరణాల నుండి ఉత్పత్తి అవుతుంది. హెర్జ్‌బెర్గ్ బ్యాండ్లలో ఆక్సిజన్ 240 nm వద్ద బలహీనంగా గ్రహించడం ప్రారంభిస్తుంది, అయితే ఓజోన్ గ్రహించని 200 160 nm మధ్య బలమైన షూమాన్-రన్జ్ బ్యాండ్లలో శోషణ ద్వారా ఆక్సిజన్ చాలా వరకు విడదీయబడుతుంది. తక్కువ-తరంగదైర్ఘ్యం కాంతి, ఎక్స్-రే పరిమితికి కూడా విస్తరించి, పరమాణు ప్రాణవాయువును విడదీయడానికి తగినంత శక్తినిస్తుంది, దానిలో చాలా తక్కువ ఉంది, లైమన్-ఆల్ఫా వద్ద బలమైన సౌర ఉద్గారం, 121 ఎన్ఎమ్, పరమాణు ఆక్సిజన్ ఉన్న చోట వస్తుంది శోషణ కనిష్టమైనది.

నియంత్రణ

ఓజోన్‌ పొరకు ఏర్పడిన రంధ్రం కారణంగా కలిగే నష్టాల గురించి ప్రజల్లో అవగాహన కల్పించేందుకు ఐక్యరాజ్యసమితి ఈ దినోత్సవాన్ని ఏర్పాటుచేసింది. 1978 లో, యునైటెడ్ స్టేట్స్, కెనడా నార్వే ఓజోన్ పొరను దెబ్బతీసే CFC కలిగిన ఏరోసోల్ స్ప్రేలపై నిషేధం విధించాయి. యూరోపియన్ కమ్యూనిటీ అదే విధమైన సారూప్య ప్రతిపాదనను తిరస్కరించింది. యుఎస్‌లో, 1985 లో అంటార్కిటిక్ ఓజోన్ రంధ్రం కనుగొనబడిన తరువాత, శీతలీకరణ పారిశ్రామిక శుభ్రపరచడం వంటి ఇతర అనువర్తనాలలో క్లోరోఫ్లోరోకార్బన్‌లను ఉపయోగించడం కొనసాగించారు. అంతర్జాతీయ ఒప్పందం (మాంట్రియల్ ప్రోటోకాల్) యొక్క చర్చల తరువాత, CFC ఉత్పత్తి 1986 లో పరిమితం చేయబడింది దీర్ఘకాలిక తగ్గింపులకు కట్టుబాట్లు ఉన్న స్థాయిలు. ఇది అభివృద్ధి చెందుతున్న దేశాలకు పదేళ్ల దశ-దశకు అనుమతించింది. (ప్రోటోకాల్ యొక్క ఆర్టికల్ 5 లో గుర్తించబడింది). అప్పటి నుండి, అభివృద్ధి చెందిన దేశాలలో అభివృద్ధి చెందుతున్న దేశాలలో 1995 తరువాత CFC ఉత్పత్తిని నిషేధించడానికి ఈ ఒప్పందం సవరించబడింది. నేడు, ప్రపంచంలోని 197 దేశాలన్నీ ఈ ఒప్పందంపై సంతకం చేశాయి. జనవరి 1, 1996 నుండి, యుఎస్ వంటి అభివృద్ధి చెందిన దేశాలలో ఉపయోగం కోసం రీసైకిల్ నిల్వ చేసిన సిఎఫ్‌సిలు మాత్రమే అందుబాటులో ఉన్నాయి. అన్ని ODS ఉపయోగాలకు ప్రత్యామ్నాయ రసాయనాలు సాంకేతికతలు ఉన్నాయని నిర్ధారించే ప్రయత్నాల వల్ల ఈ ఉత్పత్తి దశ సాధ్యమైంది. ఆగష్టు 2, 2003 న, ఓజోన్-క్షీణించే పదార్థాల యొక్క అంతర్జాతీయ నియంత్రణ కారణంగా ఓజోన్ పొర యొక్క ప్రపంచ క్షీణత మందగించవచ్చని శాస్త్రవేత్తలు ప్రకటించారు. అమెరికన్ జియోఫిజికల్ యూనియన్ నిర్వహించిన ఒక అధ్యయనంలో, మూడు ఉపగ్రహాలు మూడు గ్రౌండ్ స్టేషన్లు మునుపటి దశాబ్దంలో ఎగువ-వాతావరణ ఓజోన్-క్షీణత రేటు గణనీయంగా తగ్గిందని నిర్ధారించింది. దేశాలు నిషేధించని ODS లు ఇప్పటికే స్ట్రాటో ఆవరణలో ఉన్న వాయువుల కారణంగా కొన్ని విచ్ఛిన్నం కొనసాగుతుందని ఆశించవచ్చు. CFC లతో సహా కొన్ని ODS లు వాతావరణ జీవితకాలం 50 నుండి 100 సంవత్సరాల వరకు ఉంటాయి. 21 వ శతాబ్దం మధ్యలో ఓజోన్ పొర 1980 స్థాయిలకు చేరుకుంటుందని అంచనా వేయబడింది. "వైద్యం" వైపు క్రమంగా ధోరణి 2016 లో నివేదించబడింది. సి-హెచ్ బాండ్లను కలిగి ఉన్న సమ్మేళనాలు (హైడ్రోక్లోరోఫ్లోరోకార్బన్లు హెచ్‌సిఎఫ్‌సిలు వంటివి) కొన్ని అనువర్తనాల్లో సిఎఫ్‌సిలను భర్తీ చేయడానికి రూపొందించబడ్డాయి. ఈ పున comp స్థాపన సమ్మేళనాలు మరింత రియాక్టివ్‌గా ఉంటాయి ఓజోన్ పొరను ప్రభావితం చేసే స్ట్రాటో ఆవరణకు చేరుకోవడానికి వాతావరణంలో ఎక్కువ కాలం జీవించే అవకాశం తక్కువ. CFC ల కంటే తక్కువ నష్టపరిచేటప్పుడు, HCFC లు ఓజోన్ పొరపై ప్రతికూల ప్రభావాన్ని చూపుతాయి, కాబట్టి అవి కూడా దశలవారీగా తొలగించబడుతున్నాయి. వీటిని హైడ్రోఫ్లోరోకార్బన్లు (హెచ్‌ఎఫ్‌సి) స్ట్రాటో ఆవరణ ఓజోన్‌ను నాశనం చేయని ఇతర సమ్మేళనాలు భర్తీ చేస్తున్నాయి. CFC ల యొక్క అవశేష ప్రభావాలు వాతావరణంలో పేరుకుపోవడం వాతావరణం సముద్రం మధ్య ఏకాగ్రత ప్రవణతకు దారితీస్తుంది. ఈ ఆర్గానోహాలజెన్ సమ్మేళనం సముద్రపు ఉపరితల జలాల్లో కరగగలదు సమయ-ఆధారిత ట్రేసర్‌గా పనిచేయగలదు. జీవ, భౌతిక రసాయన మార్గాలను గుర్తించడం ద్వారా సముద్ర ప్రసరణను అధ్యయనం చేయడానికి శాస్త్రవేత్తలకు ఈ ట్రేసర్ సహాయపడుతుంది.

ఖగోళ శాస్త్రానికి చిక్కులు

2006 సెప్టెంబరులో దక్షిణ ధ్రువంపై అతిపెద్ద అంటార్కిటిక్ ఓజోన్ రంధ్రపు చిత్రం

వాతావరణంలోని ఓజోన్ చాలా శక్తివంతమైన అతినీలలోహిత వికిరణం భూమి యొక్క ఉపరితలంపైకి రాకుండా చేస్తుంది కాబట్టి, ఈ తరంగదైర్ఘ్యాలలోని ఖగోళ డేటాను వాతావరణం ఓజోన్ పొర పైన కక్ష్యలో ఉన్న ఉపగ్రహాల నుండి సేకరించాలి. యువ వేడి నక్షత్రాల నుండి వచ్చే కాంతి చాలా అతినీలలోహితంలో ఉంటుంది కాబట్టి గెలాక్సీల మూలాన్ని అధ్యయనం చేయడానికి ఈ తరంగదైర్ఘ్యాల అధ్యయనం ముఖ్యం. గెలాక్సీ ఎవల్యూషన్ ఎక్స్‌ప్లోరర్, గెలెక్స్, ఏప్రిల్ 28, 2003 న ప్రయోగించబడిన అతినీలలోహిత అంతరిక్ష టెలిస్కోప్, ఇది 2012 ప్రారంభం వరకు పనిచేసింది.

సిగ్నస్ లూప్ నిహారిక ఈ GALEX చిత్రం భూమి ఉపరితలం నుండి తీసుకోబడలేదు ఎందుకంటే ఓజోన్ పొర నిహారిక ద్వారా విడుదలయ్యే అల్ట్రా వైలెట్ రేడియేషన్‌ను అడ్డుకుంటుంది.

ఇవి కూడ చూడండి

సంబంధించిన వ్యాసాలు

బాహ్య లింకులు

మూలాలు

↑ "Ozone Basics". NOAA. 2008-03-20. Archived from the original on 2017-11-21. Retrieved 2007-01-29.
↑ McElroy, C.T.; Fogal, P.F. (2008). "Ozone: From discovery to protection". Atmosphere-Ocean. 46: 1–13. doi:10.3137/ao.460101.

[1] "Ozone Basics". NOAA. 2008-03-20. Archived from the original on 2017-11-21. Retrieved 2007-01-29.

[2] McElroy, C.T.; Fogal, P.F. (2008). "Ozone: From discovery to protection". Atmosphere-Ocean. 46: 1–13. doi:10.3137/ao.460101.

[1]

[2]