Ozonda Görülen Değişimler

Atmosferdeki toplam ozon miktarının spektroskopik ölçümleri ilk kez 1920’li yıllarda Dobson ve meslektaşları tarafından yapılmış; ozonda görülen mevsime bağlı ve enlemsel değişimlerin ana özellikleri belirlenmiştir. Ancak, dünya genelinde düzenli ozon ölçümlerine 1950 yılında başlanmıştır. Bu tarihten sonra ozonun dikey dağılımı Kuzey Yarımkürede detaylı ölçümler yapabilen balonlu ölçüm aletleri kullanarak ölçülmeye başlanmıştır (Bojkov, D.R. 1995). Ozon ölçümü yapabilecek ilk uydular 1970’li yıllarda atmosfere fırlatılmıştır. Bu sayede ilk kez gerçek bilgiler elde edilmiştir. 1978 yılında fırlatılan Nimbus-7 uydusundaki TOMS (Total Ozone Mapping Spectrophotometer) aleti, 1993 yılına kadar ozon hakkında dünyaya devamlı bilgiler göndermiştir. Böylece, uydudan gelen ölçümler sayesinde, günlük olarak küresel ölçekte ozon miktarı hakkında bilgiler edinilmiştir.

Kuzey (Arktik) ve güney (Antarktik) kutbu üzerindeki ozonun durumu
(http://aura.gsfc.nasa.gov/science/ozone.html)

Antarktik ozon deliğinde görülen büyüme 1990’larda şiddetli düzeylerde meydana gelmesine rağmen, 1998’de görülen büyüme ise rekor sayılabilecek düzeye ulaşmıştır. Son birkaç yılda ozon tabakasındaki şiddetli incelme, kuzey kutbunun etrafında Avrupa kıtasının iki katı büyüklüğünde bir alanı kaplamaktadır. Ozon tabakasındaki tahripler aynı zamanda kuzey yarımkürenin orta enlemlerinde ve Arktik enlemlerde de gözlenmektedir

Yoğun ozon ölçümleri ve modelleme programları 1991’den beri sürdürülmektedir. EASOE (Avrupa Arktik Stratosferik Ozon Projesi) Kasım 1991-Mart 1992 tarihlerinde ve SESAME (II. Avrupa Stratosferik Arktik ve Orta Enlemler Projesi) Ocak 1994’te başlayan Avrupa’daki belli başlı çevre programlarıdır. Bu programların uygulanması esnasında binlerce meteorolojik balon ve uçak gözlemleri yapılmıştır. Sonuçlar göstermiştir ki, dünyada en düşük ozon konsantrasyonları Arktik bölge ve Sibirya üzerindedir (http://www.atm.ch.cam.ac.uk/tour/part4.html).

Günümüzde ozondaki azalma tehlikeli boyutlara ulaşmıştır. Özellikle 1970’li yılların başından beri her iki yarım kürenin orta ve kutup enlemlerinde, toplam ozon miktarının yıldan yıla giderek önemli derecede azaldığı belirlenmiştir. Buna göre yerden 15–20 km yükseklikteki azalma oranı %95’tir. Şiddetli ozon incelmesi olarak adlandırılan bu alanın büyüklüğü ABD’nin yüz ölçümüne yakındır (Bojkov,1990).

Son 15 yıl süresince küresel ozon miktarında görülen azalmanın %5 civarında olduğu tahmin edilmektedir. Bununla birlikte aynı zaman diliminde ekstra tropiklerdeki toplam ozon kaybı ise %6.5 (kuzey yarımküre) ile %9.5 (güney yarımküre) arasındadır. 1980 ve 1990’lı yıllarda ozonda görülen azalma eğilimi ise, 1970’li yıllardan daha büyük ve önemlidir.

1-Kuzey Yarımkürede Görülen Değişim

1970–1993 yılları boyunca kuzey yarımküredeki orta enlemlerde (40–60º Kuzey) ozon azalışı geçmiş her 10 yıl için %3 kadardır. Hatta bu oran kış-ilkbahar döneminde %4.5 iken, yaz aylarında %2’den biraz daha azdır. Kuzey kutbunda ise %1–2’den daha fazla bir azalma olduğu görülmüştür. Tropikal kuşakta da her 10 yılda %1 ozon kaybı olduğu belirlenmiştir (Bojkov, 1994).

1997 yılında kuzey yarımkürenin orta ve kuzey enlemlerinde, Ocak ayı başından Şubat ayı ortasına kadar geçen sürede ozon değerlerinin uzun yıllar ortalamasının %1–5 daha altında olduğu belirlenmiştir. Aynı zamanda, orta ve batı Avrupa ile Sibirya üzerinde görülen ozon miktarındaki azalmanın, uzun yıllar ortalamasından %10–20 daha az, kuzey kutbu üzerinde ise %30’dan biraz daha fazla olduğu görülmüştür.

Ülkemiz gibi orta enlem kuşağında bulunan İsviçre (Arosa)’nin toplam ozon miktarındaki değişim görülmektedir. Burada, 1926 yılından başlayarak 1970’li yıllara kadar geçen süreçte orta enlemlere ait toplam ozon miktarında çok belirgin bir değişikliğin (%0.1) olmadığı görülmektedir. Ancak, 1970’li yıllardan başlayarak 2000 yılına kadar geçen süreç içerisinde daha belirgin ve giderek artan oranda düşüşün meydana geldiği (%-2.9) görülmektedir.

Kuzey yarımkürede, 1998–1999 kış-ilkbahar periyodunda ozon iki farklı yapı göstermiştir. Kuzey kutbundaki ozon seviyesi son on yıldan beri ilk defa 1976 yılı öncesi değerlerine çok yakın veya biraz üstünde seyretmiştir. Bunun başlıca nedenleri, kuvvetli meridyenel sirkülasyonun aralık ayı ortalarından itibaren alçak stratosfer yüksekliğine ve zayıf polar vortekse neden olmasıdır. Ayrıca, sıcaklığın uzun yıllar ortalamalarına göre 6 ºC ile 12 ºC arasında yüksek seyretmesine de neden olmaktadır. Sadece mart ayında Kuzey Amerika sektöründe ve şubat ayında da Sibirya üzerinde kısa bir süre için, 60º Kuzey enleminden kutuplara doğru ozon seviyesinde %10’luk bir sapma olduğu gözlenmiştir.

İsviçre (Arosa)’de toplam ozon miktarında gözlenen değişim (1926–2000)
(http://www.ccpo.odu.edu/SEES/ozone/class/Chap_9/9_Js/9-01b.jpg)

Kuzey yarımkürede aylık ortalama toplam ozon değerlerine ait (1979–1998) TOMS uydu görüntüleri
(http://jwocky.gsfc.nasa.gov/multi/TOMSmarch79_98.gif)

Kuzey yarımkürenin orta enlemleri üzerindeki ozon seviyesi 1998 Aralık ayında 1976 yılı ortalama değerlerinden %4, 1999 yılı Ocak ve Mart ayları arasında ise %8 daha aşağıda gözlenmiştir. Bu seviyelere göre, 1970’li yılların ortalarından son yıllara kadar bir azalma eğilimi gözlendiği söylenebilir. Klorin ve Bromin gibi ozon tahrip edici bileşenlerin konsantrasyonlarının stratosfer içinde maksimum düzeye çıkması nedeniyle yıldan yıla faklılıkların gözlenmesi, özellikle stratosferik sirkülasyon içindeki farklı meteorolojik şartlarla açıklanabilir. Dünya Meteoroloji Teşkilatının son WMO Ozon Değerlendirme Raporu’nda (1998) bahsedildiği gibi stratosfer içindeki mevcut yüksek klorin nedeniyle stratosferik sıcaklığın düşük olması ve ilkbahar mevsimi süresince kuzey kutbu ve yukarı orta enlemlerde ozonda şiddetli tahribat beklenebilir.

2- Güney Yarımkürede Görülen Değişim

Güney yarımkürenin orta enlemlerindeki ozon azalışı, kuzey yarımküredekinden biraz daha kuvvetlidir. Özellikle güney kutup bölgesi üzerindeki azalma oldukça büyük boyuttadır. Öyle ki, bu azalma son 15 yılda yaz mevsimleri boyunca yaklaşık % 4 iken, ilkbahar aylarında geçmiş her 10 yıl için % 25’ten daha fazladır. Antarktika üzerinde toplam ozon miktarının ilkbahar mevsimleri süresince şiddetli azalışı, 1970’lerin sonlarından beri insan faaliyetlerinden kaynaklanan etkiler nedeniyle en tehlikeli boyuta ulaşmıştır.

Güney yarımkürede aylık ortalama toplam ozon değerlerine ait TOMS uydu görüntüleri (1980-1991)
(http://www.atm.ch.cam.ac.uk/tour/part2.html)

Stratosfer tabakasında ozon molekülleri arasındaki mevcut bağ, Antarktika’daki kutupsal vorteksin oluşması sonucunda ortaya çıkan çok düşük sıcaklıkların yardımıyla, Klor (Cl) ve Brom (Br) moleküllerinin Ozon (O₃) molekülü ile tepkimeye girmesi sonucunda parçalanmakta ve yok olmaktadır. Batıdan esen bu soğuk hava rüzgar sirkülasyonu, güney kutbunda ilkbaharın başlangıcı kabul edilen kasım ayı sonuna kadar bütün kış boyunca devam etmektedir. Vorteks ise, batılı rüzgârlarla orta enlemlerden kutuplara doğru gelen ozonca zengin havayı kutuplara taşımakta, bu da deliği doldurabilmektedir. Ozondaki azalmanın değişmeden devam etmesi nedeniyle, ilkbahara kadar süren kış dönemi, ozon deliğinin en fazla görüldüğü dönem olmaktadır

Laboratuarlardan toplanan gözlemsel veri analizinden ve modelleme çalışmalarından, ozon deliği oluşumunun nedeninin insan yapımı kimyasal bileşenler olan Kloroflorokarbonlar ve halonlar tarafından serbest bırakılan Klor ve Brom’un olduğu sonucuna varılmıştır.