เคมบรรยากาศเคมบรรยากาศ

และการแตกตวของโอโซนและการแตกตวของโอโซน

ผชวยศาสตราจารย ดร. สมพร จนทระภาควชาเคม คณะวทยาศาสตร มหาวทยาลยเชยงใหม

วทยาศาสตรสงแวดลอมในโลกปจจบน (201114)

• เคมบรรยากาศเปนแนวทางการศกษาทคอนขางใหม เปนการศกษา

เกยวกบเคมของบรรยากาศโลก เคมบรรยากาศเปนวทยาศาสตรประยกต

ซงอาศยความรจากเคมพนฐานซงประกอบไปดวยสวนทเปนทฤษฎและ

ความรจากการทดลอง

• การเรยนเคมบรรยากาศตองใชพนฐานความรทางเคมเปนกญแจทจะไข

ไปสความรเกยวกบกระบวนการตาง ๆ ทเกดขนในบรรยากาศ ทงทเกด

จากกระบวนการทางธรรมชาต และการเกดมลภาวะจากการกระทาของ

มนษย ทงในระดบทองถน ระดบภมภาค และระดบโลก

ขอบเขตและลกษ

ณะของบ

รรยากาศขอบ

เขตและลกษณะของบ

รรยากาศ

โลก

IR, VIS และ UV (λ> 330 nm)

สองถงยงพนผวโลก

UV (λ 200-330 nm)

สองถงระยะประมาณ 50 ก.ม.

UV พลงงานสง (λ< 100 nm)

สองถงระยะประมาณ 250 ก.ม.

ปรบปรงจาก Manahan, 1994

ชนบรรยากาศชนบรรยากาศ

การแปรผนของอณหภมและความดนตามความสงการแปรผนของอณหภมและความดนตามความสง

(ทมา Manahan, 1994)

บรรยากาศชนโทรบรรยากาศชนโทรโพสเฟยรโพสเฟยร ( (tropospheretroposphere))

• บรรยากาศชนโทรโพสเฟยร เปนบรรยากาศชนทอยใกลโลกมากทสด

• มความสงตงแต 0 ถงประมาณ 10 – 15 กโลเมตร

• มวลอากาศรอยละ 80 อยในชนน

• อณหภมของอากาศในชนนจะลดลงเมอความสงเพมขน เนองจากผลของการดดกลนรงสคลนสนทผวโลกจากดวงอาทตย และแผรงสความรอน (Infrared; IR) ออกมา

• ทาใหการกระจายความรอนลดลงตามระดบความสง โดยลดตาลงในอตรา 6.5 องศาเซลเซยส ตอ 1 กโลเมตร

• ทงนเมออากาศรอนลงสพน จะเกดการผสมกนของอากาศในแนวดง ทา

ใหสปชสตาง ๆ ทถกปลอยจากพนผวโลก ลอยขนไปสโทรโพพอส

(tropopause) ซงเปนสวนทแยกบรรยากาศชนโทรโพสเฟยร ออกจาก

ชนสตราโตสเฟยร (stratosphere) ซงอาจใชเวลาประมาณ 2 – 3 วน หรอ

นอยกวานน ขนอยกบลกษณะทางอตนยมวทยา

• ในบรรยากาศชนโทรโพสเฟยรจะมการเกดไอนา เมฆ และการตกของ

ฝนและละอองตาง ๆ (precipitation) ซงเปนกลไกทสาคญในการกาจด

มลพษจากบรรยากาศ

บรรยากาศชนสตราบรรยากาศชนสตราโตสเฟยรโตสเฟยร ((stratospherestratosphere))

• มวลอากาศในชนนมรอยละ 19.9 ของมวลอากาศทกาหนด เหนอระดบ

โทรโพพอสขนไป

• มการเปลยนแปลงของอณหภม โดยอณหภมจะเพมขนตามระดบความ

สงไปจนสดบรรยากาศชนสตราโตสเฟยร ในอตรา 2 องศาเซลเซยส ตอ

1 กโลเมตร เนองจากปฎกรยาเคมทางแสงทเกยวกบโอโซน (O3) และ

ออกซเจน (O2) ตามปฎกรยาของวฎจกรชาพแมน (Chapman Cycle) ซง

เกยวของกบความเขมขนโอโซน ในบรรยากาศสตารโทรโพสเฟยร

• ปฏกรยาทางแสง (photochemical reaction) ของโอโซนและ

ออกซเจน ดงสมการตอไปน

O2+ hν → 2O (1)

O + O2 → O3 (2)

O + O3 → 2O2 (3)

O3 + hν → O + O2 (4)

• สมการ (1) – (4) เรยกวา วฏจกรแชปแมน (Chapman’s cycle) ซง

แสดงใหเหนถงการกระตนการเกดและสลายตวของโอโซนในชน

สตราโตสเฟยร

• โอโซนในชนสตราโตสเฟยร (stratospheric ozone) มความสาคญตอ

สงมชวตบนโลกมาก

• เนองจากมนสามารถดดกลนแสงทมความยาวคลนตากวา 290 นาโน

เมตร

• ทาใหแสงทสองผานมายงบรรยากาศชนโทรโพสเฟยรเปนแสงคลนยาว

(λ > 290 นาโนเมตร) ซงเชอมโยงกบการเกดปฏกรยาเคมทางแสงใน

บรรยากาศชนโทรโพสเฟยร

• โอโซนมความสามารถในการดดกลนแสงทมความยาวคลนระหวาง 200

– 310 นาโนเมตร

• แตความสามารถในการดดกลนจะลดนอยลงไปเรอย ๆ จนถงชวงแสง

ขาว (visible)

• ปฏกรยาการแตกตวของโอโซน เปน ออกซเจน ดงสมการท (4) ตองใช

แสงทมพลงงานเทยบเทากบ 310 นาโนเมตร ดงนนพลงงานทเหลอจง

ถกปลอยออกมาในรปพลงงานความรอน

• นอกจากนปฏกรยาท (2) กมการปลดปลอยความรอนเชนเดยวกน

• ปฏกรยาทง 2 ปฏกรยา ทาใหอณหภมในชนสตราโตสเฟยรสงขน • นอกจากนบรรยากาศในชนนมการผสมของอากาศในแนวดงนอย และ

ไมมการตกของฝนและละออง ทาใหเกดการกระจายของอนภาคเปนจานวนมหาศาล ตวอยางเชน ภเขาไฟระเบดทาใหเกดการกระจายตวของอนภาคในสตราโตสเฟยรเปนเวลานาน

บรรยากาศชนเมบรรยากาศชนเมโซสเฟยรโซสเฟยร ((mesospheremesosphere))

• บรรยากาศชนเมโซสเฟยรมความสงจากระดบนาทะเลประมาณ 50 ถง 85 กโลเมตร

• อณหภมจะลดลงตามระดบความสงทเพมขน จนถง -90 องศาเซลเซยสทระยะความสง 80 กโลเมตร และเกดการผสมของอากาศในแนวดงอกครงหนง

• แนวโนมการเปลยนแปลงของอณหภมในชนนเนองมาจากการลดลงของความเขมขนของโอโซน ซงเปนแหลงความรอนเมอความสงเพมขน

• มวลอากาศในชนนมไมถงรอยละ 0.1 ของมวลอากาศทงหมด

บรรยากาศชนบรรยากาศชนเทอรโมสเฟยรเทอรโมสเฟยร ((thermospherethermosphere))

• ทความสงประมาณ 85 กโลเมตร อณหภมจะเพมขนอกครง

เพราะการเพมขนของการดดกลนรงสจากดวงอาทตยทมความ

ยาวคลนนอยกวา 200 นาโนเมตร โดย ออกซเจน และ

ไนโตรเจน (N2) เพมขนเชนเดยวกบอะตอมตาง ๆ บรรยากาศใน

ชนนมชอวา เทอรโมสเฟยร

• สวนเชอมตอ (transition zone) ระหวางบรรยากาศชนตาง ๆ ม

ชอวา

– โทรโพพอส (tropopause)

– สตราโทพอส (stratopause) และ

– เมโซพอส (mesopause

• หลกเขตของสวนเชอมตอตาง ๆ เหลานไมไดถกกาหนดตายตว

แตแปรเปลยนไปตามเสนรง (latitude) ฤดกาล และป

• ถาเปรยบเทยบความหนาของชนบรรยากาศกบขนาดของโลก ซงมเสนผานศนยกลาง 12,742 กโลเมตร จะพบวาขอบเขตของบรรยากาศชนสตราโทสเฟยรทประมาณ 50 กโลเมตร มขนาดเทยบกบเสนผานศนยกลางของโลกไดประมาณ 0.4 เปอรเซนต เทานน จงสรปไดวาบรรยากาศนนบางมาก

• นอกจากนคณภาพของอากาศยงขนกบกจกรรมตาง ๆ ของมนษยโลกดวย จงนบไดวาบรรยากาศนนเปนสงบอบบาง กาซตาง ๆ เปนสงจาเปนสาหรบสงมชวต บรรยากาศจงเปนสงสาคญททกคน บนโลกตองชวยกนดแลรกษา และปกปองจากการถกทาลาย

ขอมลทวไปเกยวกบโอโซนในบรรยากาศขอมลทวไปเกยวกบโอโซนในบรรยากาศ

• ในป ค.ศ. 1839 มการคนพบโอโซนโดย C.F. Schonbein ชอโอโซนมา

จากภาษากรก แปลวา “กลน" เนองจากมกลนฉนเปนพเศษเมอมความ

เขมขนมากๆ

• ในบรรยากาศทหอหมโลกนนบรรยากาศชนสตราโตสเฟยร นบวาเปน

ชนทมอทธพลตอสงมชวตบนพนโลกมากทสด เพราะความสามารถใน

การกรองรงสอลตราไวโอเลต (UV) ซงเปนอนตรายตอมนษยและ

สงมชวตอนๆ

• นอกจากนยงมสวนสาคญททาใหอณหภมของโลกอบอนขนอกดวย

ดงนนการศกษาสถานภาพของโอโซน และสารประกอบทสามารถ

ทาลายโอโซนในบรรยากาศชนสตราโตสเฟยร จงมความสาคญ

• โอโซนในบรรยากาศมปรมาณนอยมาก เฉลยประมาณ 3 ใน 10 ลานโมเลกลอากาศ แมวาจะมปรมาณเลกนอยแตมบทบาทสาคญมากในบรรยากาศ

• โดยปกตพบโอโซนปรมาณมากในสองบรเวณคอ

– รอยละ 90 พบในชนบรรยากาศสตราโตสเฟยร ทความสงประมาณ 15 - 35 กโลเมตร เรยกวา ชนโอโซน (ozone layer)

– สวนทเหลอรอยละ 10 พบทบรเวณบรรยากาศชนลาง คอชนโทรโพสเฟยร

• โมเลกลของโอโซนในสองบรเวณนมโครงสรางทางเคมเหมอนกน แตมผลกระทบตอความเปนอยของสงมชวตตางกน

• โอโซนในบรรยากาศสตราโตสเฟยร มบทบาทสาคญในการดดกลนรงส

อลตราไวโอเลตทเปนอนตรายทางชวภาพทเรยกวา UV-B ซงมเพยง

สวนนอยทสองถงพนโลก

• การดดกลนรงสอลตราไวโอเลตทาใหเกดความอบอนในบรรยากาศ

สตราโตสเฟยร ซงมลกษณะอณหภมสงขนตามความสง

• โอโซนจงมความสาคญตอระบบอณหภมในบรรยากาศโลก หาก

ปราศจากการกรองรงสอลตราไวโอเลตแลวจะมรงสสองถงพนโลกมาก

ขนและสงผลกระทบตอสงมชวตและระบบนเวศธรรมชาต

• ถาปรมาณของโทรโพสเฟยรกโอโซน (tropospheric ozone) ทผวพน

โลกมมาก กลบเปนอนตรายเพราะวามนทาปฏกรยากบโมเลกลอน

• และระดบโอโซนทสงจะเปนพษกบสงมชวต

• ซงเปนผลกระทบทตรงกนขามกบคณประโยชนในการชวยกรองรงส

UV-B ของโอโซนในชนสตราโตสเฟยร (stratospheric ozone)

• บทบาททงสองประการของโอโซนนาไปสเรองของสงแวดลอมทแยกประเดน

กนชดเจน คอ

1. ปรมาณโอโซนผวพนทเพมขนซงเปนสวนประกอบในหมอกโฟโตเคมคล

(photochemical smog) ทบรเวณผวพนในเขตเมอง และ

2. การสญเสยโอโซนในบรรยากาศสตราโตสเฟยร มการตรวจพบวามโอโซนลดลง

มากเหนอทวปแอนตารกตกถงรอยละ 60 ระหวางเดอนกนยายน ถง พฤศจกายน

ของทกป ปรากฏการณดงกลาวมชอเรยกวา “รรวโอโซนในทวปแอนตารกตก

(Antarctic Ozone Hole)” และเกดการลดลงทานองเดยวกนในขวโลกเหนอคอ

ทวปอารกตก ในชวงฤดหนาวถงฤดใบไมผล ชวงเดอนมกราคมถงมนาคม

• ในชวงเวลากวา 10 ปทผานมาอตราเฉลยของการลดลงของโอโซนมคา

รอยละ 20-25 และอาจมคาสงกวานในชวงสนๆ ขนอยกบปจจยทาง

อตนยมวทยา เชน การเกดของเมฆสตราโตสเฟยรบรเวณขวโลก (Polar

Stratospheric Clouds; PSC) ซงเปนตวการสาคญในการนาสารประกอบ

คลอโรฟลออโรคารบอน (CFCs) ไปสบรรยากาศชนสตราโตสเฟยร

• ถงแมอตราการลดลงของโอโซนในบรเวณขวโลกเหนอจะรนแรงนอย

กวาในขวโลกใต แตมความสาคญเพราะมประชากรจานวนมากอาศยอย

ในบรเวณดงกลาว

• ชนโอโซนมความเปราะบางตอสารประกอบสงเคราะหทถกปลอยส

บรรยากาศ

• โอโซนเกดในชนสตราโตสเฟยรโดยการแยกตวของโมเลกลออกซเจน

เนองจากรงสอลตราไวโอเลตจากดวงอาทตยจงเกดออกซเจนอะตอม

อสระ

O2 + UV → 2O (5)

O + O2 + M → O3 + M (6)

• โดยท M คอโมเลกล N2 หรอ O2

• นกฟสกสชาวองกฤษ Sidney Chapman ผคนพบทฤษฎโฟโตเคมคลและการสลายตวของโอโซนในชนบรรยากาศครงแรกในป ค.ศ. 1930 ไดเสนอทฤษฎทอธบายวา แสงอาทตยทาใหออกซเจนเปลยนรปเปนโมเลกลอนๆ

• และยงอธบายถงปรมาณโอโซนสงสดทระยะความสง 15 – 50 กโลเมตร

• การตรวจวดปรมาณโอโซนในภายหลง ไดแสดงวาทฤษฎของ Chapman นนมความคลาดเคลอนคอปรมาณโอโซนทคานวณไดนนสงกวาทตรวจพบในตอนหลง ทงนนาจะมปฏกรยาอนๆทนาไปสการลดลงของโอโซน

การเปลยนแปลงอณหภมและความเขมขนโอโซนในชนการเปลยนแปลงอณหภมและความเขมขนโอโซนในชน

บรรยากาศบรรยากาศ

Chapman

• หลายปตอมา Belgian Marcel Nicolet ไดสรางความเขาใจทสาคญมาก

วา

• การสลายตวของโอโซนเพมขน มสาเหตจากอนมล OH และ HO2

• ในป 1970 Prof. Crützen ได แสดงวา NO และ NO2 ทาปฏกรยาคะตาไล

ตกกบโอโซน (คอปฏกรยาทตวมนเองไมถกนามาใช) ซงไปกระตนการ

ลดลงของโอโซน ดงตอไปน

NO + O3 → NO2 + O2 (7)

NO2 + O → NO + O2 (8)

O3 + UV → O2 + O (9)

2O3 → 3O2 (10)

• ไนโตรเจนออกไซดเหลานเกดขนในบรรยากาศ โดยการสลายตวของไน

ตรสออกไซด (N2O) ทคอนขางเสถยรทางเคม ซงเกดจากการเปลยนรป

ของจลชพทพนดน

• ความเกยวของของจลชพในดนกบความหนาของชนโอโซน คอ

ความกาวหนาของงานวจยทเกยวของกบวฏจกร biogeochemical ในโลก

การทาลายชนโอโซนการทาลายชนโอโซน

• ป ค.ศ. 1974 Mario Molina และ Sherwood Rowland ตพมพบทความ

ใน “Nature” เรองการคกคามชนโอโซนอนเนองจากสารประกอบคลอ

โรฟลออโรคารบอน (chlorofluorocarbon; CFC) หรอกาซฟรออน ทใช

ในกระปองสเปรย สารทาความเยนในตเยน และโฟมพลาสตก โดยใช

ขอสรปของนกวจยตาง ๆ ดงตอไปนคอ

• James Lovelock ซงไดพฒนาอปกรณความไวสงเพอวดกาซอนทรย

ปรมาณตาสดในบรรยากาศไดเพอเปนตวจบอเลกตรอน

• การใชเครองมอนทาใหทราบวาสารประกอบคลอโรฟลออโรคารบอน ท

เปนสารสงเคราะหและมความเฉอยทางเคม ไดแผขยายไปในบรรยากาศ

ทวโลก

• Richard Stolarski และ Ralph Cicerone ซงแสดงใหเหนวาอะตอมคลอรนอสระในบรรยากาศสามารถสลายโอโซนในทานองเดยวกนกบไนโตรเจนออกไซดโดยขบวนการคะตาไลตก

• Molina และ Rowland พบวา สารประกอบคลอโรฟลออโรคารบอนสามารถเคลอนทขนไปยงชนโอโซนอยางชาๆ และประกอบกบมรงสอลตราไวโอเลตทสามารถทาใหมการแตกตวออกเปนอะตอมตางๆ โดยเฉพาะคลอรน

• จากการคานวณพบวา ถามนษยใชสารประกอบคลอโรฟลออโรคารบอนอยางตอเนองในอตราสวนทไมเปลยนแปลงแลวชนโอโซนจะลดลงไปมากในชวงหลายสบปทผานมา

• สารประกอบคลอโรฟลออโรคารบอน เปนสารทเสถยรทางเคม

และไมเปนพษ แตสามารถสงผลกระทบตอชนบรรยากาศโลก

ไดอยางคาดไมถง ซงเปนประเดนททกฝายหนมาใหความสนใจ

และพยายามทจะแกปญหารวมกน เพอลดผลกระทบดงกลาว

การลดลงของชนโอโซนการลดลงของชนโอโซน

• ในเดอนตลาคม ค.ศ.1987 ความเขมขนของโอโซนเหนอทวปแอนตารกตกตากวาครงของระดบปกตทวดไดในระหวางปค.ศ. 1957-1978

• จากนนมาแนวโนมการลดลงทวความรนแรงขนเรอยๆ โดยทคาโอโซนตาสดทผานมาวดไดนอยกวา 100 หนวยมลลบรรยากาศเซนตเมตร หรอ ลดลงรอยละ 70 เปนเวลาหลายวน

• รรวโอโซนคดเปนพนทไดถง 24 ลานตารางกโลเมตร และโอโซนทลดลงตลอดฤดใบไมผลนนมากกวารอยละ 40

• สวนการสญเสยโอโซนในชนสตราโตสเฟยรตอนลางรนแรงมาก โดยเฉพาะทบรเวณเหนอทวปแอนตารกตก ทความสงระหวาง 13-20 กโลเมตร ระหวางเดอนกนยายนถงตลาคม

การตรวจวดและการกระจายโอโซนการตรวจวดและการกระจายโอโซน

• การตรวจวดโอโซนผวพนเรมขนในป ค.ศ. 1860

• ตอมาในป ค.ศ. 1880 มการทดลองทแสดงวาโอโซนดดกลนรงสอลตราไวโอเลตในชวงสเปคตรมแสงอาทตย

• ป ค.ศ. 1913 มขอพสจนวาโอโซนสวนมากอยในชนบรรยากาศสตราโตสเฟยรทความสง 19-23 กโลเมตร

• ป ค.ศ. 1920 มการตรวจวดโอโซนรวมในแนวดงโดย G.M.B. Dobson นกวทยาศาสตรชาวองกฤษ แหงมหาวทยาลยออกซฟอรด โดยเครองมอทชอ ดอบสน สเปคโตรโฟโตมเตอร (Dobson Spectrophotometer)

• ตอมาเครองมอนไดกลายเปนมาตรฐาน และใชตรวจวดโดยระบบการตรวจโอโซนทวโลก (Global Ozone Observation System; GO3OS) ตอเนองมาจนปจจบนใชตรวจกวา 100 สถาน รวมทงประเทศไทยโดยกรมอตนยมวทยา นบแตป พ.ศ.2522

• การรายงานปรมาณโอโซนใชความหนาของโอโซนรวมในแนวดงท

เรยกกนวา หนวยดอบสน (Dobson Unit)

• การตรวจวดภาคพนดนไดขยายออกไปเปนระบบดาวเทยมพเศษ เชน

Total Ozone Mapping Spectrometer (TOMS)

• การตรวจวดฝนละอองในบรรยากาศ (Stratospheric Aerosol) และ การ

ตรวจหากาซอนๆ

• Solar Backscatter Ultraviolet (SBUV) Spectrometer ไดรบการ

พฒนาขน เพอตรวจวดรงสอลตราไวโอเลต

• ป ค.ศ.1929 มการคนพบวธทเรยกวา อมแคร เอฟเฟค (Umkehr Effect) เพอใชหาโอโซนในแนวดง โดยการพฒนาทฤษฎโฟโตเคมคลของการรวมตวโอโซนของ Chapman

• ตอมามการตรวจวดดวยบอลลน ซงใหขอมลโอโซนตามความสง

• ไดมการจดตงเครอขายการตรวจโอโซนทวโลกในป ค.ศ. 1957 ซงเปนปภมฟสกสสากล

• โดยมกจกรรมคอ GO3OS และปจจบนเปนสวนหนงของโครงการเฝาตดตามบรรยากาศโลก หรอ World Meteorological Organization-Global Atmospheric Watch (WMO-GAW)

• คาเฉลยและการกระจายโอโซน มคาตาในเขตศนยสตร และมคาสงใน

ละตจดกลางและขวโลก

• สาหรบประเทศไทยมคาเฉลยรายป 240-280 หนวยดอบสน

โอโซนรวมโอโซนรวม ( (total ozone)total ozone)

• โอโซนรวม (total ozone) คอปรมาณโอโซนทงหมดในแนวดงตอพนท 1 ตารางเซนตเมตร

• ทความกดอากาศและอณหภมมาตรฐาน สามารถแสดงในหนวยของความดนโดยปกตประมาณ 0.3 เซนตเมตรบรรยากาศ ถาเปนมลลบรรยากาศเซนตเมตร (matmcm) มกเรยก หนวยดอบสน (Dobson Unit) เพอเปนเกยรตแด G.M.B. Dobson ผบกเบกงานดานการตรวจวดโอโซน โดยมคาสอดคลองกบความเขมบรรยากาศเฉลย 1 สวนตอพนลานสวนโดยปรมาตร (ppbv)

• โอโซนจะไมกระจายสมาเสมอตลอดแนวดง โดยมคาเฉลยทวโลกคอ 300 หนวย ดอบสน แปรตามทตงทางภมศาสตร จากประมาณ 230-500 หนวยดอบสน

• คาโอโซนเฉลยตาสดทบรเวณเสนศนยสตรและสงขนตามละตจดทเพมขน

ปรมาณโอโซนในแนวดงปรมาณโอโซนในแนวดง และและหนวยดหนวยดอบสนอบสน

Credit: Original graphic designed by NASAทมา www.tmd.go.th/~ozone

รปแบบการทาลายโอโซนเหนอรปแบบการทาลายโอโซนเหนอ

ทวปแอนทวปแอนตารกตกตารกตก

www.tmd.go.th/~ozone

การลดลงของชนโอโซนการลดลงของชนโอโซน

• ในเดอนตลาคม ค.ศ.1987 ความเขมขนของโอโซนเหนอทวปแอนตารกตกตากวาครงของระดบปกตทวดไดในระหวางป ค.ศ. 1957-1978

• จากนนมาแนวโนมการลดลงทวความรนแรงขนเรอยๆ โดยทคาโอโซนตาสดทผานมาวดไดนอยกวา 100 หนวยมลลบรรยากาศเซนตเมตร หรอ ลดลงรอยละ 70 เปนเวลาหลายวน

• รรวโอโซนคดเปนพนทไดถง 24 ลานตารางกโลเมตร และโอโซนทลดลงตลอดฤดใบไมผลนนมากกวารอยละ 40

• สวนการสญเสยโอโซนในชนสตราโตสเฟยรตอนลางรนแรงมาก โดยเฉพาะทบรเวณเหนอทวปแอนตารกตก ทความสงระหวาง 13-20 กโลเมตร ระหวางเดอนกนยายนถงตลาคม

โอโซนตามความสงทโอโซนตามความสงท สถานไซโยวาสถานไซโยวา ( (Syowa) Syowa) ละตจดละตจด 69 69 องศาใตองศาใต

ในเดอนตลาคมในเดอนตลาคม 19921992

ทมาทมา www.tmd.go.th/~ozonewww.tmd.go.th/~ozone

• จากรายงานขององคการอตนยมวทยาโลก ป ค.ศ. 1988 ไดขอเทจจรงวา ระดบ

โอโซนลดลงหลายหลายเปอรเซนตระหวาง 17 ปทผานมา ในระหวางฤดหนาวถง

ใบไมผลเหนอละตจดกลางและขวโลก

• ขบวนการธรรมชาตไมสามารถอธบายสาเหตททาใหทาใหโอโซนลดลงไดทงหมด

แตสาเหตทเดนชดคอสารประกอบฮาโลคารบอนทสงเคราะหขน

• จากรายงานการประเมนโอโซนในป ค.ศ. 1991 พบคาโอโซนตาลงในฤดรอนดวย

• และเมอผคนอยกลางแจงจะไดรบแสงอลตราไวโอเลตสงสดในฤดรอนเนองจาก

โอโซนสญเสยไปในเวลาเดยวกน และในปหลงๆ พบวามปญหาสขภาพมากขน

• การลดลงของโอโซนทวโลกอยางตอเนองทกปนบจากป ค.ศ. 1970

ยกเวนเขตศนยสตร (รวมทงประเทศไทย) แสดงใหเหนวาโอโซนลดลง

ประมาณ รอยละ 10 เหนอละตจดกลางและขวโลก

• นบความรนแรงในฤดหนาวถงฤดใบไมผลเปนรอยละ 6-7 ตอ 10 ป และ

เปลยนไปประมาณรอยละ 3.0-3.5 ในฤดรอนถงฤดใบไมรวง

• การศกษาอยางละเอยดแสดงความเปลยนแปลงทชดเจนประมาณรอยละ

1.5-2.0 ในชวง ป ค.ศ. 1981-1991

ปรมาณโอโซนทบรรยากาศชนสตราปรมาณโอโซนทบรรยากาศชนสตราโตสเฟยรโตสเฟยร เฉลยรายเดอนทวเฉลยรายเดอนทว

โลกโลก ระหวางประหวางป คค..ศศ.. 19641964--1980 1980 และและ 19841984--1993 1993

ทมา www.tmd.go.th/~ozone

• การลดลงอยางรวดเรวของชนโอโซนเหนอทวปแอนตารกตคไมสามารถอธบายไดโดยขบวนการขนสงทางอากาศหรอปฏกรยาเคมในสถานะกาซ ทาใหเกดสมมตฐานวานาจะมกลไกอนทเรงการสลายตวของโอโซน

• Crutzen และเพอนรวมงาน ไดชวยพสจนกลไกนวาเปนปฏกรยาทางเคมบนผวอนภาคในเมฆชนสตราโตสเฟยร

• ทงนจะเกดขนเมออณหภมตาถงขดสด ซงทาใหมการกลนตวของหยดนาและกรดไนตรก เกดเปนเมฆสตราโตสเฟยรทขวโลก ปฏกรยาเคมทสลายโอโซนจะเกดมากตามอนภาคเมฆทมอย

โอโซนผวพนโอโซนผวพน ((TroposphericTropospheric OzoneOzone))

• ในขณะทโอโซนในสตราโตสเฟยรกาลงลดลงนน โอโซนในโทรโพสเฟยรกลบเพมขนถงรอยละ 10 ตอ 10 ป

• ในซกโลกเหนอ โอโซนทเพมขนตรวจพบในบรเวณไฟใหมในทงหญาสะวนนา (Savannah)

• ในเขตรอน การทโอโซนเพมขนในบรเวณโทรโพสเฟยรเพราะมรงสดวงอาทตยกระทบกบมลพษบางชนด

• โดยเฉพาะออกไซดของไนโตรเจน (NOx) ซงเกดจากการปลดปลอยบรเวณพนผว จากไอเสยเครองบนและรถยนต

• รวมทงการเพมขนของสารกระตนหรอสารเรมตนของปฏกรยา (precursors) เชน มเธน (CH4) และคารบอนมอนอกไซด (CO) ซงเพมขนประมาณ 2 เทา เทยบกบเมอรอยปทผานมา

• โอโซนจดเปนกาซเรอนกระจกซงทาใหอณหภมทผวโลกสงขน

• การทานายโดยแบบจาลองแสดงใหเหนวาโอโซนในชนโทรโพสเฟยร

เพมขนจนเปนทสงเกตไดชดในระหวางศตวรรษทผานมา เนองจากการ

ปลอย ไนโตเจนมอนนอกไซด (NO), คารบอนมอนอกไซด และ

ไฮโดรคารบอน (HC) จากยานพาหนะ และอตสาหกรรม และการ

สนดาปมวลชวภาพในเขตรอน

• ระดบโอโซนทเพมขนในบรรยากาศชนลาง จงเปนปญหาทาง

สงแวดลอม ซงมผลกระทบตอพช และสขภาพมนษย

• ในชวงระยะเวลาไมกสบปทผานมา มปรมาณโอโซนเพมขนมากบรเวณ

เหนอผวพนในโทรโพสเฟยรตอนกลางและตอนบน

• แตอยางไรกตามโอโซนทเพมขนนไมสามารถชดเชยโอโซนทลดลงใน

สตราโตสเฟยรได

• โอโซนทเพมขนบรเวณผวพนมผลกระทบตอสขภาพมนษย เชน ทาให

แสบตา เกดการระคายเคองตอหลอดลมเมอสดดม

• โอโซนผวพนเปนสวนประกอบทสาคญของการเกด สมอก (smog) ใน

เขตเมองในวนทรอนอบอาว และปราศจากเมฆ

เอกสารอางองเอกสารอางอง

• Information about ozone hole. Available at www.tmd.go.th/ozone

• World Meteorological Organization (UN): Regular bulletins on the

current Antarctic ozone hole, links to data for northern hemisphere

depletions.

– www.wmo.ch/web/arep/ozobull.html and

…/nho3.html

• NASA: Ozone contour images (both poles)

– www.jwocky.gsfc.nasa.gov/