Araştırma Çalışmaları

• Ozon ve UV
  • Güneş ve Spektrumu
  • Ultraviyole Radyasyon
  • Ozon ve Ultraviyole Radyasyon Ölçümleri
  • Tübitak Proje Bilgileri
  • Değerlendirmeler
  • İletişim
• Orman Yangınları ve Meteoroloji
• Hava Kirliliği
• Doğal Afetler ve Uzaktan Algılama
• Yeni ve Yenilenebilir Enerji
• Tarımsal Çalışmalar
• İlgili Bağlantılar
• Diğer Çalışmalar

Atmosferin Yapısı

Atmosferin Oluşumu

Atmosfer, dünyamızı çevreleyen, güneşten gelen enerjinin hızlı bir şekilde uzaya geri dönmesini önleyen ve canlılar için yaşamsal önem taşıyan gaz kütlesine denir. Bilim adamları, dünyamızın yaklaşık 5 milyar yıl önce oluştuğuna inanmaktadırlar. Dünyanın oluşumundan sonraki ilk 500 milyonlu yıllarda atmosferin su buharı ve gazlardan oluştuğu düşünülmektedir. 3.5 milyar yıl öncesinde ise, atmosferin muhtemelen karbondioksit (CO₂), karbonmonoksit (CO), su buharı (H₂O), azot (N₂) ve hidrojen (H₂) gibi gazlardan oluştuğu varsayılmaktadır.

Atmosferi Oluşturan Tabakalar

Atmosfer birbirinden farklı kimyasal özelliklere ve değişik sıcaklık profiline sahip çeşitli tabakalardan oluşmaktadır. Atmosferi oluşturan gazlar ise deniz seviyesinden itibaren yaklaşık 1.000 km yukarıya kadar uzanmaktadır. Atmosferdeki toplam gaz konsantrasyonunun % 99’undan daha fazlası yer yüzeyinden itibaren ilk 40 km’lik tabakada bulunmaktadır.

Sıcaklığa göre atmosferi oluşturan tabakalar

Yer yüzeyinden itibaren yaklaşık 15 km’ye kadar uzanan, sıcaklığın hızlı ve düzgün bir şekilde azaldığı tabakaya troposfer denilmektedir. Bu tabakada sıcaklık, yerden itibaren yükseldikçe her kilometrede yaklaşık 6 ºC azalarak üst sınırda -50 ºC ile -60 ºC’ye kadar ulaşmaktadır. Atmosferdeki su buharının % 99’u bu tabakada bulunmakta, miktarı ise enlemlere göre değişiklik göstermektedir. Yer yüzeyini etkileyen ve atmosferde oluşan bütün hava olayları troposfer tabakasında meydana gelmekte, bazen stratosferin alt kısımlarında da bu tür olaylar oluşabilmektedir. Kuvvetli konvektif hava akımlarının görülmesi nedeniyle troposfer tabakası karışma bölgesi olarak da adlandırılmaktadır.

Troposfer tabakası

Troposfer ile stratosfer tabakalarını birbirinden ayıran ve kalınlığı çok ince olan ara tabakaya ise tropopoz denilmektedir. Bu tabakanın yüksekliği kutuplarda 8 km, ekvator üzerinde ise 18 km’ye kadar ulaşabilmektedir. Bu yükseklik mevsimlere göre değişmekle birlikte, yaz aylarında en yüksek, kış aylarında da en düşük seviyesine ulaşmaktadır.

Tropopoz’un atmosferdeki yer değişimi

Atmosferde, troposfer tabakasından hemen sonra gelen ve yaklaşık olarak 15 ile 50’nci km’ler arasında uzanan tabakaya da stratosfer denilmektedir. Bu tabakada sıcaklık, troposferin tersine yükseldikçe yavaş yavaş artış göstermekte ve -45 ºC’ye kadar ulaşmaktadır.

Stratosfer tabakasının üzerinde, yaklaşık olarak 50 ile 80’inci km’ler arasında sıcaklığın tekrar azaldığı mezosfer tabakası bulunmaktadır. Bu tabakada ozon ve önemsiz miktarda su buharı bulunmaktadır. Bu nedenle sıcaklık troposfer ve stratosfer tabakalarına göre burada daha düşüktür.

Mezosfer tabakasının hemen üzerinde, yerden yaklaşık 100 ile 200’üncü km’ler arasında, sıcaklığın yaklaşık 1.100 ºC ile 1.650 ºC arasında değiştiği termosfer tabakası bulunmaktadır. Güneşten dünyamıza gelen ışınların bu tabakada emilmesinden dolayı bu tabakada sıcaklık hızla artmaktadır.

Atmosferin sıcaklık dağılımı

Ekzosfer tabakasının konumu

Yer yüzeyinden yaklaşık 960 ile 1.000 km yükseklikte ve atmosferin en dış bölümünü oluşturan tabakaya da ekzosfer denilmektedir Bu tabaka, dünya atmosferi ile uzay arasındaki geçiş bölgesini oluşturmaktadır.

Atmosferin Yapısı [PDF] (328 Kb)

Ozon ve Ozon Tabakası

Yer yüzeyi yakınlarında zehirli bir kirletici olan ozon (O₃), üç tane oksijen atomunun birleşmesinden oluşur ve stratosfer tabakasında yaşamsal önem taşır. Atmosferi oluşturan azot (%78), oksijen (%21) ve karbondioksit vb. gibi temel gazlara göre oldukça düşük oranda bulunan ozon, hem iklimi etkilemekte hem de yer yüzeyindeki canlıların korunmasında önemli rol oynamaktadır. Ozon özellikle, oksijenle birlikte güneşten gelen ultraviyole ışınlarının büyük kısmını stratosfer tabakası içerisinde emmekte ve bu ışınların yer yüzeyine kadar ulaşmasını önleyerek yakıcı etkisini de yok etmektedir.

Ozon molekülünün yapısı
(http://www.srh.noaa.gov/ohx/ozone/ozone_formation.html)

Ozonun molekül kütlesi 47.998 gr, ozon tabakasının ağırlığı ise 3.29x10⁹ ton olarak belirlenmiştir.

Ozon molekülünün fiziksel görünümü
(http://www.dep.state.fl.us/AIR/pollutants/ozone.htm)

Atmosferdeki ozonun %90’ına yakını, yer yüzeyinden itibaren yaklaşık 10–50 km (32.000–164.000 feet) seviyeleri arasında bulunan stratosfer tabakası içinde yer alır. Geri kalan %10’luk ozon miktarı ise yerden yaklaşık 10–15 km’ye kadar uzanan troposfer tabakası içinde bulunmaktadır.

Ozon bütün yıl boyunca ekvator kuşağı üzerindeki stratosfer tabakasında üretilmekte, hava hareketleri ile buradan kutuplara doğru taşınmaktadır. Ozonun en çok bulunduğu stratosfer tabakasının alt kısımları ise tropopoz yüksekliği ile belirlenebilmektedir. Dünya ortalaması 300 Dobson Birimi (Dobson Unit) civarında olup, coğrafik olarak 230 ile 500 Dobson Birimi arasında değişmektedir. Toplam ozon miktarı, ekvator kuşağı üzerinde 240 DU ile en düşük ortalamaya sahip olup, ekvatordan kutuplara doğru gidildikçe 400 DU’ya kadar artış göstermektedir.

Toplam ozon; standart basınç ve sıcaklık altında, tabanı 1 cm² olan düşey bir sütunun içerdiği ozon miktarına eşit miktar olarak ifade edilmektedir. Basınç birimi olarak ifade edilebilir tipik değeri ise 0.3 atmosfer santimetredir. Dobson birimi olarak daha sık bir şekilde mili-atmosfer-santimetre (m-atm-cm) kullanılmaktadır.

Bir Dobson birimi, ozon hacminin yaklaşık milyarda bir kısmının (1 ppbv), ortalama atmosferik konsantrasyonunu ifade eder. 1 DU = 10^-3 atm-cm = 0.01mm = 10^-5m’dir.

Dobson birimi
(http://ds9.ssl.berkeley.edu/LWS_GEMS/4/unozo1.htm)

Ozon kısmi basıncı, genellikle alt stratosferde 15 ile 25’inci kilometreler arasında en yüksek düzeyde olup, maksimum ozon yoğunluğuna (10 ppmv) yine bu mesafeler arasında ulaşılmaktadır. Bununla birlikte, farklı konsantrasyonlardaki ozon molekülleri yerden yaklaşık 50 km yüksekliğe kadar uzanan mesafede bulunmakta ve bu aralıktaki toplam ozon miktarı ise genellikle ozon tabakası olarak adlandırılmaktadır. Bu tabaka, yer yüzeyini güneş radyasyonunun zararlı bileşenlerinden korumaktadır.

Ozon tabakasının kalınlığı, normal atmosfer basınç ve sıcaklığına indirgenerek hesaplandığında 0.3 cm = 3 mm = 300 Dobson birimi (Dobson Unit) olarak bulunmuştur. 300 DU = 8.07 x 10²² molekül/m² veya 6.42 x 10^-3 kg/m²’ye eşittir. (http://www.atm.ch.cam.ac.uk/tour/dobson.html

Ozonun Keşfi ve Tarihçesi

1839 yılında C. F. Schönben tarafından ozonun keşfedilmesinden sonra, 1860 yılından itibaren birçok yerde yüzey ozon ölçümlerine başlanmıştır. 1913 yılında, ultraviyole ölçümleri sonucunda ozonun en fazla stratosfer tabakası içinde olduğunun belirlenmesinin ardından, ilk atmosferik ozon gözlemleri 1920’li yıllarda gerçekleşmiştir. 1934 yılından itibaren 20 km civarındaki maksimum ozon konsantrasyonunun balonlu ölçüm cihazları ile ölçümüne başlanılmasından sonra, 1950’li yılların sonuna doğru düzenli ozon gözlemlerine başlanılmıştır.

Dünya Meteoroloji Teşkilatı (World Meteorological Organization-WMO), zaman içerisinde ozon tabakasının yok olması ile ilgili açıklama ve tartışmalarda lider bir rol üstlenmiştir. Ozon tabakasındaki tahribatın önlenmesi için tedbirler alınmasına yönelik gereken çalışmaları gündeme getirmek amacıyla, ilk defa 1975 yılında hükümetler arası ozon tabakası genel değerlendirme raporu yayınlanmıştır. O zamandan beri Dünya Meteoroloji Teşkilatı 7 büyük ozon değerlendirme çalışmasının hazırlıklarını organize etmiştir. En son yapılan değerlendirme çalışması 2002’de yayınlanmıştır. Bu değerlendirme çalışmalarına dayalı olarak, dünya ülkeleri 1985’te “Ozon Tabakasının Korunmasına İlişkin Viyana Sözleşmesi”ni ve 1987’de de “Ozon Tabakasının Korunmasına Dair Montreal Protokolü”nü imzalamışlardır. Bütün bu sözleşme ve protokoller, Birleşmiş Milletler şemsiyesi altında küresel çevre sorunlarının çözümüne yönelik yapılan çalışmaların başlangıcını oluşturmuştur.

Ozon ve Ozon Tabakası [PDF] (220 Kb)

Ozonun Oluşumu ve Yokedilmesi

1- Ozonun Oluşum Mekanizması

Atmosferde stratosfer tabakası içerisinde bulunan ozon, ultraviyole radyasyonunun etkisiyle bir taraftan oluşurken, öbür taraftan da yok edilmektedir. Stratosfer tabakasındaki hava kütlesi, sürekli olarak güneşten gelen ultraviyole radyasyon tarafından şiddetli olarak etkilenmektedir. Bu aşamada, yer yüzeyindeki canlılar için büyük bir tehlike oluşturan Ultraviyole-B (UV-B) ışınlarının tamamına yakını stratosfer tabakasındaki ozon tarafından emilmektedir.

Bu işlem,

O₃ + h υ ------> O₂ + O reaksiyonu şeklinde oluşmaktadır. (λ = Dalga boyu < 243 nm) Bu reaksiyon sonucunda, ozon molekülü parçalanarak bir oksijen molekülü ve bir oksijen atomu açığa çıkmaktadır. Burada h, Plank sabiti; υ, UV-B ışınlarının frekansıdır.

Ozon molekülünün oluşum mekanizması
(http://www.ccpo.odu.edu/SEES/ozone/class/Chap_3/3_Js/3-01.jpg)

Yukarıdaki reaksiyon sonucu oluşan yeni serbest oksijen molekülü, ozon tabakası içerisindeki oksijen atomu ile reaksiyona girerek tekrar ozon molekülünü (O₃) oluşturmaktadır.

O₂ + O + M ---------> O₃ + M

Burada M, reaksiyon esnasında açığa çıkan enerjiyi taşıyan üçüncü bir moleküldür

2- Ozonun Yok Edilme Mekanizması

Bir ozon molekülü (O₃), ultraviyole radyasyona maruz kaldığında O₂ ve O olarak parçalanır. Parçalanma esnasında atomik ve moleküler oksijen kinetik enerji kazanarak ısıyı arttırır ve bu durum atmosfer sıcaklığının yükselmesine neden olur.

Ozon üretimi 240 nm’den daha kısa dalga boylu ultraviyole radyasyon tarafından sağlanır. Ozonun parçalanması ise 320 nm’den yüksek uzun dalga boylu ve 400 ile 700 nm aralığındaki kısa dalga boylu ultraviyole radyasyona maruz kaldığında meydana gelir. Ozon üretim ve parçalanma bölgesinin oluşturulmasında, daha uzun dalga boylu fotonlar atmosferin içine daha kolay işlemektedir. Bir ozon molekülü düşük enerjili ultraviyole radyasyonu emse bile, parçalanarak oksijen molekülüne ve serbest oksijen atomuna dönüşebilmektedir (http://daac.gsfc.nasa.gov/upperatm/ozone_cycle.html).

Ozonu yok eden başlıca kimyasal maddeler hidrojen, azot, klor ve brom içeren bileşiklerdir. X olarak HO_x, ClO_x, NO_x veya BrO_x, köklerinden biri alınırsa ozonu tahrip eden genel reaksiyon

X + O₃ -------> XO + O₂
XO + O -------> X + O₂
-----------------------
O + O₃ -------> O₂ + O₂

olarak gösterilebilir (http://vortex.nsstc.uah.edu/atmchem/classes/ats620/stratosphere. doc).

Burada bir tek katalizörün binlerce ozonu yok edebileceğine dikkat edilmelidir. Özellikle ClO_x ve BrO_x’in birlikte katalitik etkisi aşağı stratosferde ozonun tahrip edilmesinde temel rolü oynar.

BrO + ClO -------> Br + Cl + O₂
Br + O₃ -------> BrO + O₂
Cl + O₃ -------> ClO + O₂
-----------------------
2O₃ --------------> 3O₂

Klor (Cl) atomunun ozon molekülünü parçalama ve yok etme mekanizması
(http://earthobservatory.nasa.gov/Library/Ozone/ozone_2.html).

3- Ozonu Yok Eden Başlıca Kimyasal Bileşikler ve Özellikleri

Ozonu tahrip eden başlıca kimyasal bileşikler kloroflorokarbonlar (CFC₂), karbon tetraklorür, metil kloroform, metan ve azot oksit gibi sanayide bolca kullanılan maddelerdir (Çizelge 2). Bunların kullanım yerleri, toplam içindeki payı ve atmosfer içindeki ömürleri aşağıdaki çizelgede verilmiştir.

Çizelge: Ozonu yok eden başlıca kimyasal bileşikler.
İsmi	Formülü	Kullanım Yeri	Yüzde (%) Payı	Ömrü (Yıl)
Halon-1301	CBrF3	Yangın Söndürücüler	4	110
Metil kloroform	CH3CCl33	Solventler	5	8
Karbon tetraklorür	CCl4	Solventler	8	67
CFC-113	C2Cl3F3	Solventler	12	90
CFC-11	CCl3F	Aerosoller, Köpükler, Soğutucular	26	74
CFC-12	CCl2F2	Aerosoller, Köpükler, Soğutucular, Klimalar	45	111

Ozon tabakasının incelmesi, daha fazla UV radyasyonunun yer yüzeyine ulaşması anlamına gelmektedir. Bu nedenle ozon UV-B radyasyonunun çoğunu emerek biyosferi korur ve yaşadığımız çevrede yaşamsal rol oynar. Bütün teorik ve deneysel çalışmalar göstermektedir ki, CFCs ve halonlar’ın atmosfere salınması, özellikle ilkbahar döneminde ozon tabakasının daha fazla yok olmasına ve Antarktik ozon deliğinin daha belirgin olarak ortaya çıkmasına neden olmaktadır.

Kloroflorokarbon (CFC) molekülü
(http://daac.gsfc.nasa.gov/upperatm/image_index.html)

Kloroksit ve ozon arasındaki ilişki
(http://daac.gsfc.nasa.gov/upperatm/ image_index.html)

Ozonun Oluşumu ve Yokedilmesi [PDF] (596 Kb)

Troposferik ve Stratosterik Ozon

Yer yüzeyinden itibaren yaklaşık 15. km’ye kadar uzanan troposfer tabakasının yere yakın alt kısımlarında bulunan ozon troposferik ozon olarak adlandırılır.

Genel olarak motorlu araçların, endüstriyel aktivitelerin ve güç santrallerinin salımlarından; kısaca insan kaynaklı aktivitelerden ortaya çıkan bu ozon kötü huylu ozon olarak bilinir. Çünkü bu ozon, özellikle çocuklarda bir takım solunum rahatsızlıklarına neden olmaktadır. Aynı zamanda bitkiler ve ormanlar üzerinde de birçok olumsuz etkiye sahiptir. Örneğin, troposferik ozonun her yıl Amerika Birleşik Devletleri’nde 500 milyon dolarlık ürün kaybına neden olduğu tespit edilmiştir. Kötü huylu ozon kirleticilerden atmosfere doğrudan salınmaz. Temel kaynağı hidrokarbon ve azot oksitlerdir. Kötü huylu ozon, hidrokarbon ve azot oksit türevlerinin güneş ışığı ile birlikte girdikleri tepkime sonucunda ortaya çıkar.

Kötü huylu ozon kaynaklarından biri olan azot oksitler (NO_X), büyük çoğunlukla motorlu araçlardan (%49), enerji santrallerinden (%28), endüstriyel faaliyetlerden (%13) ve ticari aktivitelerden (%5) oluşmaktadırlar. Anılan bu salım kaynakları denetlendiğinde veya kontrol altında tutulduğunda, kötü huylu ozonun insan yaşamındaki olumsuz etkileri de ortadan kaldırılmış olacaktır.

Ozon, oksijenin karmaşık formudur. Yukarı atmosferdeki ozon tabakası derimizi ultraviyole ışınlarının zararlı etkilerinden korur. Ozon bizim için yararlı olmakla birlikte, ozon kirliliği sağlık açısından zararlıdır. Ozonun sağlık açısından güvenlik sınırı 124 ppbv (hacimde milyarda kısım-part per billion)’dir. Ozon seviyesindeki kirlilik hava şartlarıyla doğrudan ilişkilidir. Sıcaklığın fazla olması, güneşlilik, havadaki hareketsizlik ozon kirliliği için uygun koşullardır. Ozon kirliliği bazı yerlerde lokal olarak da oluşabilir. Kırsal ve şehirsel bölgelerin her ikisi de yüksek ozon seviyesine sahip olabilir. Bu seviyeler rüzgâr hızı, yönü ve yeryüzü şekillerine bağlıdır. Eğer hava durgun ise ozon büyük bölgeleri etkileyebilir.

Ozonun her ne kadar dünyanın üzerinde koruyucu etkisi varsa da, ozon kirliliği nefes almak için zararlı olabilir. Bu kirlilik zamanla genç ve yaşlılarda sağlık problemlerine neden olabilir. Yüksek ozon seviyesine bir saat maruz kalmak nefes darlığı, öksürük, baş ağrısı, mide bulantısı ve solunumla ilgili rahatsızlıklara sebep olabilir. Ozon, insan derisini güneş yanığındaki gibi etkileyebilmekte ve solunum yollarını tahriş ederek akciğerde kalıcı zararlara neden olabilmektedir.

Ozonun stratosferdeki dağılımı
(http:// ds9.ssl.berkeley.edu/LWS_GEMS/4/unozo1.htm)

Diğer ozon ise yüksek atmosferde, stratosfer tabakasında (atmosferin yaklaşık 15–50 km’leri arasındaki tabakası) bulunduğundan, stratosferik ozon olarak adlandırılır ve iyi huylu ozon olarak da bilinir. Çünkü, stratosferik ozon güneşten gelen zararlı ultraviyole ışınlarını emerek, bu ışınların olumsuz etkilerini ortadan kaldırır.

İyi huylu ve kötü huylu ozon

Troposferik ve Stratosterik Ozon [PDF] (168 Kb)

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.

Kutuplardaki Ozon İncelmesi (909 Kb)

Ozon Tabakasını İncelten Maddelere Dair Montreal Protokolu

Bu Protokol, 6 Haziran 1990 tarihli ve 3656 sayılı Kanunla onaylanarak, 8 Eylül 1990 tarih ve 20629 sayılı Resmî Gazete’de yayınlanmıştır.

• MONTREAL PROTOKOLÜ TAM METNİ (222 Kb)

Ozonda Görülen Değişimler [PDF] (344 Kb)