Start satelity AURA wyznaczono na 15 lipca i tego dnia wzniosła się na orbitę. Sonda ma szczegółowo badać atmosferę Ziemi, wykorzystując przy tym zaawansowane urządzenia umieszczone na pokładzie. Misja niewątpliwie poszerzy naszą wiedzę o procesach w atmosferze. Gorącym tematem jest ozon stratosferyczny i dziury ozonowe, o których wiemy zadziwiająco mało…

Co każdy o ozonie wiedzieć powinien

Czy ozon znajduje się tylko wysoko w atmosferze Ziemi? Nie. 90% tego gazu w atmosferze znajduje się wysoko w stratosferze. Jednak można go znaleźć też w troposferze, czyli części atmosfery w której żyjemy.

Ozon to cząsteczka, składająca się z trzech związanych atomów tlenu. Powstaje w wyniku naturalnych reakcji chemicznych w górnych warstwach atmosfery. Przy powierzchni Ziemi też powstaje, na skutek oddziaływania chemikaliów przemysłowych z ciepłem.

Reakcje powstawania i rozpadu ozonu

Grafika ilustruje reakcje chemiczne odpowiedzialne za powstawanie i rozpad ozonu w stratosferze. Jeśli dwuatomowej cząsteczce tlenu dostarczyć odpowiednią dawkę energii (“h razy greckie ni” symbolizuje tę energię), rozpadnie się. Swobodne atomy tlenu teraz mogą stosunkowo łatwo się łączyć z cząsteczkami dwuatomowymi. Powstają trójatomowe cząsteczki ozonu. Rozpad cząsteczki ozonu może przebiegać analogicznie, w drugą stronę. Katalizatorem w tej reakcji, dostarczycielem energii potrzebnej by ja przeprowadzić, jest ultrafioletowe światło Słońca. Istnieją też związki katalizujące te reakcje – przyczyniają się one do ubytku ozonu w stratosferze.

Czy obecność ozonu jest zawsze dobra dla życia na Ziemi? Nie! Ozon w stratosferze, znany jako warstwa ozonowa, chroni nas przed niepożądanym promieniowaniem ultrafioletowym Słońca (powodującym raka skóry, choroby oczu, zabijanie kluczowych mikroorganizmów morskich, niszczącym produkty rolnicze). Ale ozon w niższych częściach atmosfery, szczególnie przy powierzchni, jest zanieczyszczeniem.

“Dziura” w warstwie ozonowej nie jest dziurą dosłownie. Warstwa ochronna ozonu w stratosferze jest w niektórych miejscach grubsza, w innych cieńsza. Naukowcy zauważyli po raz pierwszy w latach osiemdziesiątych, że warstwa ta nad Antarktydą jest wyjątkowo cienka podczas zimy. Od tego czasu obserwuje się “dziurę ozonową” nad Antarktydą każdą zimą i, mniejszą, wczesną wiosną.

Warstwa ozonowa przerzedza się nie tylko nad Antarktydą. Dziury ozonowe powstają też nad drugim biegunem Ziemi, oraz w innych miejscach globu.

Odkryto, że ozon atmosferyczny jest niszczony przez związki znane jako chloroflorowęgle, które są używane w aerozolach i gospodarczych urządzeniach chłodzących. Gdy wzniosą się do stratosfery, rozpadają się na różne pierwiastki, w tym chlor, który niszczy ozon. Od 1987 roku, wiele krajów zaprzestało lub zmniejszyło produkcję tych chemikaliów.

Jeśli teraz produkuje się mniej chloroflorowęgli, to czy warstwa ozonowa wraca do normy? Nie wiadomo. Naprawdę nie wiadomo czy ozon atmosferyczny wraca do normy, ale misja satelity AURA może pomóc się tego dowiedzieć. Emitujemy mniej chemikaliów zabójczych dla ozonu, ale one mogą pozostać tam przez długi czas. Poza tym, stan warstwy ozonowej zależy też od innych czynników, takich jak zmiany klimatu czy procesy geofizyczne.

Można rozwiązać dwa problemy naraz, transportując jakoś ozon z powierzchni Ziemi, gdzie jest szkodliwy, do stratosfery, gdzie jest potrzebny? Nie. Ozon jest za mało stabilny. Zresztą nie starczyłoby tego ozonu by uzupełnić ubytek w stratosferze.

Satelita AURA

To nowy satelita orbitujący Ziemię. Wystartował 15 lipca. Będzie prowadził różne badania atmosfery Ziemi, przede wszystkim chemiczne. Głównym tematem jest ozon w dolnych i górnych warstwach atmosfery oraz gazy biorące udział w jego rozkładzie. Więcej o misji można przeczytać we wcześniejszym Przygotowania do startu Aury“>newsie.

Satelita AURA wystrzelony 15 lipca 2004 roku. Na jego pokładzie umieszczono urządzenia służące do badania atmosfery Ziemi: HIRDLS (High Resolution Dynamics Limb Sounder), MLS (Microwave Limb Sounder), OMI (Ozone Monitoring Instrument), oraz TES (Tropospheric Emission Spectrometer).

Na pokładzie satelity AURA są cztery specjalistyczne urządzenia badawcze.

Spektrometr OMI (Ozone Monitoring Instrument) jest głównym urządzeniem przeznaczonym do śledzenia globalnych zmian w koncentracji ozonu stratosferycznego. Obserwacje są przedłużeniem badań rozpoczętych ponad 30 lat temu przez misję Nimbus-4. Spektrometr ten, podarowany przez Holandię i Finlandię, będzie codziennie informował o stanie oświetlonej części atmosfery.

Spektrometr emisyjny troposferyczny (TES, ang. Tropospheric Emission Spectrometer), zbudowany przez JPL, działa w podczerwieni i będzie mierzył poziom ozonu i innych zanieczyszczeń w niższych partiach atmosfery, od powierzchni Ziemi do środkowej stratosfery.

Urządzenie MLS (Microwave Limb Sounder) będzie mierzyło poziom chloru i kilku innych chemikaliów niszczących ozon w górnej troposferze i dolnej stratosferze. Instrument ten ma trzy komponenty, dla różnych części widma.

Urządzenie HRDLS (High Resolution Dynamics Limb Sounder) zarejestruje, między innymi, przekroje dolnej stratosfery o dużej rozdzielczości pionowej. Profile będą informowały o poziomie ozonu w obszarach biegunowych, podczas dnia i nocy. Urządzenie zmierzy też poziom gazów odpowiedzialnych za ubytek ozonu atmosferycznego, w tym też chloroflorowęgli.

Bardziej szczegółowe informacje na temat urządzeń na pokładzie satelity AURA można znaleźć na stronie misji.

Autor

Karol Langner

Komentarze

  1. Redakcja AstroNETu    

    Wiadomość usunięto — Wypowiedź naruszała zasady AstroFORUM i została usunięta przez Redakcję.

Komentarze są zablokowane.