Ozon og drivhuseffekt.


Hei, litt flaut at jeg ikke har lært meg dette enda. Trenger sårt en oppklaring.
CO2 er en drivhusgass. Det er for mye CO2 i atmosfæren. Derfor blir kloden for varm. Derfor prøver vi å redusere utslipp av CO2. Ozon er også en drivhussgass. Ergo burde vi redusere det også. Og her kommer det jeg ikke skjønner. Hvorfor er det da negativt at ozonlaget blir for tynt? I tillegg leser jeg at det er negativt at det blir for mye ozon i troposfæren.
Replies

Ozon er giftig. Molekylet O3 er ekstremt reaktivt, og gjør skade ved å oksydere. Bidrar blant annet til smog, og kan skade planter.
Teknisk brukes ozon til desinfisering av for eksempel drikkevann, og som blekemiddel.

Ozon i den øvre atmosfæren er nyttig fordi det absorberer UV-stråler. På grunn av høyden utgjør ikke giftigheten noe problem. Økt UV-stråling kan føre til økt fare for hudkreft og andre "solskader". En mener at ozonlaget er en betingelse for livet på land. Før det ble dannet var strålingen for sterk på jordoverflaten. Ozon dannes fra oksygen ved at stråling eller andre faktorer splitter normalt oksygen i frie oksygenradikaler O2 >2 O Disse kan så reagere O + O2>O3
Finnes det noen enkel forklaring på hvorfor ozonet i troposfæren ikke bare diffunderer opp til ozonlaget? Har det noe å gjøre med at det blir forbrukt på veien opp? Og hvorfor er ozon-nedbrytning i ozonlaget en trussel når ozon og CO2 ser ut til å akkumulere i troposfæren? Den Uv-beskyttelsen vi får her nede vil vel kompensere for den tapte beskyttelsen i atmosfæren?
Finnes det noen enkel forklaring på hvorfor ozonet i troposfæren ikke bare diffunderer opp til ozonlaget? Har det noe å gjøre med at det blir forbrukt på veien opp? Og hvorfor er ozon-nedbrytning i ozonlaget en trussel når ozon og CO2 ser ut til å akkumulere i troposfæren? Den Uv-beskyttelsen vi får her nede vil vel kompensere for den tapte beskyttelsen i atmosfæren? Opprinnelig postet av dendrobates
For meg er det vanskeligere å skjønne, hvorfor ozonet holder seg oppe i ozonlaget. Ozon er en ganske så tung gass. Husk atmosfæren består av 78 % N2 (28 i molekylvekt (2×14 som er atomvekten til nitrogen)) og 21 % O2 (32 i molekylvekt (2×16 som er atomvekten til oksygen)). Ozon består av 3 oksygenatomer, så molekylvekten blir 48 (3×16). Resten er andre gasser slik som Ar (argon), CO2 og mye annet, bl.a. rester av O3. Og som Limnoan skriver, den er ekstremt reaktiv. Ellers så har du sikkert kjent den søtaktige duften i rom med kopimaskiner o.l. høyspentutstyr. Denne søtaktige duften er ozon. Du kjenner duften i utrolige lave konsentrasjoner, så at en merker duften er ikke så stor fare som en skulle tro.
Egentlig er alt besvart i det Limnoan skriver (pensum i naturfag). For å ta det kort, det er så lite og det er reaktivt. Og tyngre molekyler diffunderer saktere en lette.
Pkt 1
Man pleier å tenke seg alt samlet nede ved bakken. Da blir ozonlaget 3 mm tykt sies og skrives det. Du må altså ha 33,3 kvadratdesimeter for å få 1 L med standardtrykk og da har du tatt alt ozon ovenfor det arealet av atmosfæren.
Sammenlikn det med med ett metertykt lag av atmosfæren sjiktet på samme måte ved 1 Atm trykk. Da utgjør nitrogen 70,08 cm, oksygen 20,9 cm, argon 9,3 mm og karbondioksid 0,42 mm. Så allerede de 10 nedre metre av atmosfærens karbondioksid passerer ozon med god margin, 4,2 mm.
Pkt 2
Ozonet lages jo der oppe ved at et par bølgelengder UV splitter oksygen til enkeltatomer som så går sammen med O2 til ozon O3. Og dette ozonet splittes igjen av andre bølgelengder UV. Det blir som en kjemisk syklus som drives av for oss skadelige bølgelengder.
Pkt 3
Ja ozon er giftig, skadelig og reaktivt. Vi produserer så lite her nede at de har ikke en sjans til å rekke noe sted fordi de vil finne noe å reagere med hele tiden. Og dermed ikke så nyttig som UV-filter heller.
Og selv om de er tyngre enn mange andre partikler høyt der oppe så vil de altså heller ikke rekke ned fordi det blir utsatt for stråling og brytes ned (UV-filteret) , og i tillegg reaksjonene med de andre molekyler de kolliderer med.
Slik var det jo det ble for lite ozon, freoner som man trodde var stabile lite reaktive molekyler ble også spaltet av UV, noe som ga kloratomer som reagerte med oksygenatomer slik at det satte ned produksjonen av ozon og dermed etterhvert ozonhull. Derfor rekker de heller ikke hit ned.
Pkt 4
Går vi 5,6 km opp halveres trykket og halvparten av jordens atmosfære er altså under den grensa. Men fordelinga av gassene er temmelig lik. Samme om vi går ytterligere 5 km opp. Så man kan ikke bare bruke molekylvekta som et argument for at de helst skulle diffundere verken opp eller ned. Gassene vil fordele seg jevnt. Vel og merke om de eksisterer lenge nok. Husk at det var ganske tunge molekyler med både klor og fluor som skadet ozonlaget (freoner). De var stabile her nede, men ikke der oppe.
For å forstå dette er det en fordel å kjenne til noen grunnleggende trekk ved atmosfæren.
For det første har ikke molekylvekt noen betydning for konsentrasjonen (eller blandingsforholdet) i lufta, bortsett fra rett i nærheten av sterke punktutslipp (som ved lekkasje fra en propanbeholder).
For det andre er tropopausen, som ligger på ca 10 km høyde (der flyene flyr), et ganske effektiv lokk mellom troposfæren og stratosfæren pga den lave temperaturen. Dette fungerer på samme måte som et sperresjikt i vannet, som hindrer mye av utvekslingen mellom de to lagene.
For det tredje er ozonmengdene i troposfæren for lave til å kompensere for ozonlaget i stratosfæren når det gjelder UV. Her er et typisk vertikalprofil: https://www.researchgate.net/figure/The-measured-vertical-density-profile-of-ozone-at-the-Abu-Dhabi-International-airport-is_fig2_252760287
Utvekslingen av gasser mellom troposfæren og stratosfæren er bestemt av forholdet mellom to prosesser: kjemisk levetid og omrøring i atmosfæren. Gasser med lang nok levetid slipper igjennom sperresjiktet og kan derfor fraktes helt opp til stratosfæren. Og det skjer faktisk også en utveksling av ozon, som innebærer at en viss andel (25 - 50%) av det ozonet vi har i troposfæren skyldes vertikal nedblanding fra stratosfæren. I tillegg fører utslipp av forurensninger til at det dannes en god del ekstra ozon i troposfæren, og det bidrar til å øke drivhuseffekten, men dette har i praksis ingen betydning for absorpsjon av farlig UV-stråling.