Ozonkonsentrasjon som funksjon av høyde og breddegrad (jfr. Fig 10.1 i boka)

Transkript

1 Ozonkonsentrasjon som funksjon av høyde og breddegrad (jfr. Fig 10.1 i boka) Størst produksjon i øvre stratosfære i tropene Høyest konsentrasjon lavere ned ved polene Fordeling skyldes Brewer-Dobson sirkulasjon i stratosfæren

2 One DU is ozone molecules per square centimetre Eller 0.01 mm ren ozon ved STP

3 Kilde: ftp://toms.gsfc.nasa.gov/pub/omi/images/global/fullday_glob.png

4

5 Ozonproduksjon i stratosfæren, λ < 242nm

6

7 Vertikalfordeling av ozonmolekyler og atomært oksygen

8 CHAPMAN MECHANISM vs. OBSERVATION shape determined by k 1 n O2-3 Chapman mechanism reproduces shape, but is too high by factor 2-3 e missing sink!

9 Hvor høyt er blandingsforholdet av vanndamp i troposfæren?

10 Endringer i vanndamp i stratosfæren

11

12 Time height plot of monthly-mean, zonalmean equatorial zonal wind (u) in m/s between about 20 and 35 km (22 mi) altitude above sea level over a ten-year period. Positive values denote westerly winds and the contour line is at 0 m/s. QBO: quasi-biennial oscillation is a quasiperiodic oscillation of the equatorial zonal wind between easterlies and westerlies in the tropical stratosphere with a mean period of 28 to 29 months.

13 NITROUS OXIDE IN THE STRATOSPHERE from CLAES satellite instrument

14 Nitrogen oxide (NO x )radicals (NO x = NO + NO 2 ) Initiation N 2 O + O( 1 D) 2NO Propagation NO + O 3 NO 2 + O 2 NO + O 3 NO 2 + O 2 NO 2 + h NO + O NO 2 + O NO + O 2 O + O 2 + M O 3 + M O 3 loss rate: Null cycle Net O 3 + O 2O 2 d[o 3] 2 k[no 2][O] dt Termination Recycling NO 2 + OH + M HNO 3 + M HNO 3 + h NO 2 + OH NO 2 + O 3 NO 3 + O 2 HNO 3 + OH NO 3 + H 2 O NO 3 + NO 2 + M N 2 O 5 + M NO 3 + h NO 2 + O N 2 O 5 + H 2 O 2HNO 3 N 2 O 5 + h NO 2 + NO 3

15 ATMOSPHERIC CYCLING OF NOx AND NOy

16

17 Recent changes in CO 2,N 2 O, CFCs and CH 4

18 N 2 O utslipp i USA missions/gases/n2o.html

19 Ozone loss catalyzed by chlorine (ClO x = Cl + ClO) radicals Initiation: Cl radical generation from non-radical precursors (e.g., CFC-12) CF 2 Cl 2 + h g CF 2 Cl + Cl λ<346 nm Propagation: Cl + O 3 g ClO + O 2 ClO + O g Cl + O 2 Net: O 3 + O g 2O 2 O 3 loss rate: d[o 3] 2 k[clo][o] dt Termination: Recycling (gas-phase): Cl + CH 4 g HCl + CH 3 HCl + OH gcl + H 2 O ClO + NO 2 + M g ClNO 3 + M ClNO 3 + h gcl + NO 3

20 Tilsvarende katalystisk ozonnebrytning med brom (Br og BrO)

21 Halogener

22

23 Pyle, J. A., S. Solomon, D. Wuebbles, and S. Zvenigorodsky Ozone depletion and chlorine loading potentials. Chapter 6 in Scientific assessment of ozone depletion: World Meteorological Organization Global Ozone Research and Monitoring Project--Report no. 25. Geneva: World Meteorological Organization.

24 STRATOSPHERIC OZONE BUDGET FOR MIDLATITUDES CONSTRAINED FROM 1980s SPACE SHUTTLE OBSERVATIONS Gas-phase chemistry only

25 e/2014/chapters/2014ozoneassessment.pdf

26

27 Målingene gitt i blandingsforhold (VMR) og konsentrasjon (nd) er fra to ulike satellittinstrumenter apters/2014ozoneassessment.pdf

28 Bidrag fra utslipp av gasser som bryter ned ozon og fra klimaendringer (kaldere i stratosfæren)

29 Trend i ozonkolonnen 60S-60N

30

31 ATMOSPHERIC CYCLING OF ClOx AND Cly

32 CHLORINE PARTITIONING IN STRATOSPHERE

33

34

35 Ozonhullet nå (30. oktober 2015)

36

37

38 Kilde: NASA ozonewatch

39

40

41 Perlemorskyer en form for polare stratosfæriske skyer. Ikke uvanlig over Oslo om vinteren.

42

43

44 NASA AURA satellitten : Microwave Limb Sounder (MLS) MLS makes measurements of atmospheric composition, temperature, humidity and cloud ice that are needed to (1) track stability of the stratospheric ozone layer, (2) help improve predictions of climate change and variability, and (3) help improve understanding of global air quality. MLS observes thermal microwave emission from Earth's 'limb' (the edge of the atmosphere) viewing forward along the Aura spacecraft flight direction, scanning its view from the ground to ~90 km every ~25 seconds. Aura is in a near-polar 705 km altitude orbit. As Earth rotates underneath it, the Aura orbit stays fixed relative to the sun; to give daily global coverage with ~13 orbits per day. Aura is part of NASA's A-train group of Earth observing satellites. These satellites fly in formation with the different satellites making measurements within a short time of each other. The MLS measurements are made globally day and night. A feature of the MLS technique is that its measurements can be obtained in the presence of ice clouds and aerosol that prevent measurements by shorterwavelength infrared, visible and ultraviolet techniques.

45

46 Temperaturer i stratosfæren over Antarktis

47 PSC-er i Antarktis 2015

48

49

50

51 Ozon i Arktis Også polar virvel i Arktis, lave temperaturer, PSC dannelse og ozonnedbrytning Men, større dynamisk aktivitet: Blander inn luft med høyere temperatur og mer ozon

52

53 Sammenlikning Antarktis med Arktis i mars 2011 Grå områder er gjennomsnitt. Mørk grå: Antarktis Lys grå: Arktis Manney et al., Nature, 2012

54

55 Hva har skjedd og hva skjer videre med utslippene? Løsningen av ozonproblemet Økt utslipp av HFC viktige drivhusgasser GWP 100 HFC-134a:1400 GWP 100 HFC-152: 124

56

57

58

59