Ozon, een bijzonder zuurstof

De atmosfeer
Troposfeer
Stratosfeer
Mesosfeer
Thermosfeer
Exosfeer
Functies

De chemie in de stratosfeer

Metingen aan ozon

Oorzaken en gevolgen

Ozongat

Maatregelen

Toepassingen

Conclusie

Bronvermelding
Opmerkingen

De atmosfeer ofwel dampkring is de laag die bestaat uit gassen, water en stofdeeltjes. De laag heeft een hoogte van ruim 800 kilometer en wordt onderverdeeld in verschillende gebieden. De grens is niet duidelijk te zien, want des te hoger je komt, des te dunner de samenstelling van de lucht. De atmosfeer wordt onderverdeeld in dunne lagen op basis van de temperatuurveranderingen op de verschillende hoogtes. Er bestaan vijf lagen en de Ionosfeer, die zich in Thermosfeer bevindt.

Hieronder volgen ze in volgorde van laag naar hoog.

Troposfeer:

Deze bevat de lucht die wij inademen. Wolken, regen en sneeuw ontstaan in deze laag. Ze is slechts twaalf kilometer hoog, maar bevat wel meer dan 75% van alle gassen van de atmosfeer. Als de zon de aarde opwarmt, blijft deze grote massa in beweging, zodat het ‘weer’ ontstaat. Aan de bovenkant bevindt zich de tropopauze. Deze varieert in hoogte van achttien kilometer aan de evenaar tot zes kilometer aan de polen.

Stratosfeer:

Deze laag begint bij de tropopauze en eindigt bij de stratopauze, 50 kilometer boven het oppervlak van de aarde. 19% van de gassen bevinden zich hier. De laag is niet zo beweeglijk zoals de troposfeer en bevat ook minder waterdamp. Het is een belangrijke laag, want er bevindt zich veel ozon. Dit gebied van relatief veel ozon wordt daarom de ozonlaag genoemd. Met relatief wordt bedoeld dat er meer ozon aanwezig is dan in andere lagen, maar slechts drie op de miljoen moleculen is een ozonmolecuul. Dat is zeer weinig, maar voor ons zeer schadelijk. Naar mate je hoger komt, wordt de lucht in de Stratosfeer steeds warmer: van -60 graden Celsius tot 10 graden Celsius. De ozonlaag is te vinden op 20 kilometer hoogte, dus aan de onderkant van de stratosfeer.

Mesosfeer:

Dit is de plek waar de ‘vallende sterren’ ontstaan. Al hoewel de lucht erg ijl is om warmte op te nemen en daardoor de lucht op 80 kilometer hoogte -120 graden Celsius is, is de lucht dicht genoeg om meteorieten die de atmosfeer binnen komen te vertragen en zo te verbranden. De bovenkant heeft uiteraard de naam mesopauze.

Thermosfeer:

De lucht op deze plek is nog veel dunner dan de mesosfeer, maar kan daarentegen wel ultraviolette straling opnemen, waardoor de temperatuur op 700 kilometer hoogte kan oplopen tot 2000 graden Celsius.

Ionosfeer:

Deze laag is zoals al eerder gezegd een deel van de Thermosfeer. Het gebied valt op door zijn geladen deeltjes. Door de UV straling van de zon zijn de gasdeeltjes geïoniseerd. De laag is belangrijk voor de communicatie, want de radiosignalen worden via deze laag naar alle delen van de wereld gestraald.

Exosfeer:

Een laag zonder einde, want de lucht wordt steeds ijler en uiteindelijk verdwijnen de moleculen in de ruimte.

Functies

Hoewel alle lagen van essentieel belang zijn om op aarde te kunnen leven, heeft de ozonlaag een bijzondere functie: het filteren van het zonlicht. De laatste decennia is deze laag sterk beïnvloed door vele afvalstoffen die wij als mensen in de lucht hebben gebracht.

De ozonlaag bevat veel ozon. Deze stof wordt onder andere gemaakt onder invloed van UV-straling en wordt met dit licht ook weer afgebroken. Vandaar dat de meeste UV-straling hier uit het witte licht van de zon wordt gehaald. Dit heeft misschien als nadeel dat je minder snel bruin wordt, maar dat juist goed. Het bruin worden betekent dat cellen een ander pigment krijgen en sommige cellen verbranden door de straling. Door te veel straling kunnen ziektes ontstaan zoals huidkanker. Een beetje UV-straling is echter wel nodig voor het maken van vitamine D.

De UV-straling is in te delen in drie soorten. De vrijwel onschadelijke UV-A met golflengten tussen 315 nm en 380 nm, het UV-B tussen 280 nm en 315 nm en het UV-C met golflengten kleiner dan 280 nm. Hoe korter de golflengte, hoe energierijker de straling. UV-B en UV-C zijn zo energierijk dat ze voor de mens zeer schadelijk tot dodelijk kunnen zijn. UV-C wordt geheel geabsorbeerd door zuurstof bij de vorming van ozon.

De hoeveelheid ozon is vrij stabiel. Door stoffen zoals NOx en SO in de samenstelling van de ozonlaag is de laatste jaren wel veranderd, wat er toe heeft geleid dat het ozongat is ontstaan. Het meeste ozon wordt gevormd boven de tropen, omdat daar het licht loodrecht op de aarde valt. Door de stromingen van de lucht richting de polen is er enkele malen zo veel ozon bij beiden polen als de lucht boven de evenaar.

Jaarlijks stroomt ongeveer 5% van de troposferische luchtmassa door de tropopauze naar de stratosfeer. Dit gebeurt dus voornamelijk bij de tropen en andersom is er uitwisseling bij de polen. Dit gaat echter heel langzaam. De gevolgen zijn daarentegen veel groter. Stoffen blijven namelijk lang in de ozonlaag hangen, wat de afbraak van ozon tot gevolg kan hebben. De CFK uitwisseling is veelbetekenend voor de toekomst. Hier gaan we dan ook nader op in.

De neerwaartse bewegingen kunnen alleen ontstaan als de troposfeer een relatief lage vochtigheidconcentratie heeft. De ozonlaag is immers erg droog en bevat veel ozon. Ook moet er breuken in de tropopauze zitten.

    Grafiek van de temperatuur en concentratie t.o.v. de hoogte