| PO Ozon | Metingen aan ozon | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inleiding
De atmosfeer |
Luchtverontreiniging kan gezondheidsproblemen veroorzaken. Met name ozon, koolwaterstoffen, koolmonoxide, fijn stof en roet zijn schadelijke stoffen voor de gezondheid. De concentratie worden voortdurend gemeten door talloze weerinstituten zoals het KNMI. Deze sturen vaak speciale apparatuur de lucht in om van alles te meten, waaronder de dikte van de ozonlaag. Het KNMI heeft samen met Sron apparatuur ontwikkeld voor de Europese milieusatelliet ENVISAT, met aan boord het instrument SCIAMACHY. Deze wordt gebruikt voor onderzoek naar klimaatsveranderingen, de ozonlaag en luchtverontreiniging. Gassen zoals methaan, koolmonoxide, ozon, stikstofoxiden, broomoxide, chlooroxiden, waterdamp, kooldioxide, lachgas en formaldehyde worden gemeten. Zoals te zien is, zijn vrijwel alle stoffen van belang bij de afbraak van ozon. Hieronder volgen enkele gegevens van de ENVISAT.
De ENVISAT is in de jaren negentig ontwikkeld door ESA. Hij is in 2002 gelanceerd en heeft een baan over de Noord- en Zuidpool op 800 kilometer hoogte. Een rondje om de aarde duurt ongeveer 100 minuten. SCIAMACHY is één van de tien meetinstrumenten aan boord. Andere meetinstrumenten meten eigenschappen van het land, de oceaantemperatuur en de zeespiegel. SCIAMACHY is een Grieks woord en betekent ‘schaduwgevecht’, maar het is ook de afkorting van SCanning Imaging Absorption SpectroMeterfor Atmospheric CartograpHY. De metingen worden namelijk met behulp van licht gedaan. Zoals bekend is, bestaat wit licht uit een spectrum van kleuren. Het zonlicht wordt deels teruggekaatst door de verschillende stoffen in de lucht. Dit wordt opgevangen en verwerkt. De kleuren, die door acht sensoren zijn gemeten (de acht kleuren: van UV naar IR) worden in kaart gebracht. Zo wordt de samenstelling van de lucht bepaald.Door de grote hoeveelheid straling en kosmische deeltjes in de ruimte moeten de sensoren vaak geijkt of vervangen worden. SRON, die de sensoren zelf gemaakt heeft, probeert dit zelf zo snel mogelijk te doen. Het is namelijk heel belangrijk dat de metingen aan methaan en kooldioxide doorgaan, omdat deze de belangrijkste broeikasgassen zijn. Wolken veroorzaken een fout in de metingen van sporengassen. Gelukkig zijn er voor SCIAMACHY methoden ontwikkeld om de hoeveelheid en hoogte van wolken te meten en zelfs om ijs- en waterwolken te onderscheiden. Uit metingen is gebleken dat in Nederland vaak een overschrijding van de ozonconcentratie is. Het daggemiddelde is door de EU gezet op 65 microgram per kubieke meter. De hoge concentraties worden vooral veroorzaakt door fotochemische vorming overdag en er is gemiddeld genomen een van noord naar zuidoost oplopende concentratie. Er is ook een duidelijk verschil tussen zomer en winter. Tijdens mooie zomers met veel licht wordt de norm vaker overschreden dan tijdens minder mooie zomers. Als de lucht niet goed mengt en er is veel luchtverontreiniging en bovendien veel zonlicht, dan kan er tijdelijk een piek gemeten worden van drie maal de toegestane hoeveelheid. Dit wordt zomersmog genoemd. Er zijn voor dit soort dagen speciale richtlijnen. De smog ontstaat doordat ozon wordt gevormd met de katalysatoren NOx en SO. Er worden ook ‘simpele metingen’ gedaan vanaf de grond. De ozonkolom, de hoeveelheid ozon tussen het aardoppervlak en de top van de atmosfeer, wordt in Nederland en België gemeten met een zogeheten Brewer spectrometer. Er wordt gebruik gemaakt van het feit dat zonlicht uit verschillende kleuren bestaat. Het verschil tussen de kleuren is alleen de golflengte ( en de daarbijbehorende frequentie). Omdat ozon het licht, dat een golflengte heeft van 310 tot 320 nanometer, absorbeert, wordt de intensiteit van het licht gemeten dat op aarde komt. Zo kan de hoeveelheid ozon worden berekend. Deze techniek wordt al gebruikt sinds de jaren tachtig en is nauwelijks gevoelig voor deeltjes in de lucht zoals stof, zout en zwavelzuur. Een voordeel van de Brewer is dat de metingen nauwkeuriger zijn dan de satellieten. Satellieten kunnen daarentegen de hele aardbol in de gaten houden. Voor het gebruik van de Brewer werd de Dobson spectrometer gebruikt. Deze manier berust op hetzelfde principe alleen gaat niet automatisch. Om de plekken te meten waar ozon zich precies bevindt moet op een andere manier metingen worden verricht. Het zogenoemde ozonprofiel wordt in Nederland in De Bilt en Ukkel gemeten. De belangrijkste bron van gegevens over de verticale verdeling van het ozon zijn van ozonsonderingen. Dit zijn ballonnen met daaraan hangende instrumenten. Het ozonprofiel in de troposfeer wordt met een LIDAR-instrument (Light Detection And Ranging) bepaald. Op deze manier kan een hoogte gemeten worden tot 35 kilometer. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||