Η Σχετική Συνεισφορά Ανώτερης Τροπόσφαιρας /

Κατώτερης Στρατόσφαιράς και του Οριακού Στρώματος

Ανάμειξης στις Ελβετικές Άλπεις με την χρήση των

Ραδιοϊσοτόπων 7Be, 210Pb

Επιμέλεια: Γκαντού Ανθία

Υπεύθυνος Καθηγητής:κ. Ζάνης Πρόδρομος

19/04/23 Γκαντου Ανθία

ΣΚΟΠΟΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ

Στην παρούσα εργασία επιδιώκεται η διασαφήνιση των πηγών και καταβόθρων του όζοντος συγκρίνοντας τη συγκέντρωση του όζοντος με τη συγκέντρωση ραδιονουλεϊδίων γνωστής πηγής.

19/04/23 Γκαντου Ανθία

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Το όζον παράγεται στο ατμοσφαιρικό οριακό στρώμα και στην ανώτερη τροπόσφαιρα˙ και από αντιδράσεις με ανθρωπογενή συστατικά και από φυσικές διεργασίες, συμπεριλαμβανομένων των αστραπών, καύση βιομάζας και φωτόλυσής. Κύρια πηγή όζοντος στην στρατόσφαιρα είναι η φωτόλυση του οξυγόνου. Η συγκέντρωση όζοντος, σε περιοχές της τροπόσφαιρας απομακρυσμένες από το ατμοσφαιρικό οριακό στρώμα, καθορίζεται από την μεταφερόμενη ποσότητα από αυτές τις πηγές και την παραγωγή και καταστροφή που λαμβάνει χώρα κατά την μεταφορά.

19/04/23 Γκαντου Ανθία

Τα φυσικά ραδιονουκλεϊδια 7Be, 210Pb

Τα φυσικά ραδιονουκλεϊδια 7Be, 210Pb δημιουργούνται από αέρια στην ατμόσφαιρα μέσω πυρηνικών διαδικασιών και γρήγορα συνδέονται με τα αερολυμάτων.

Πηγή του 210Pb είναι η ραδιενεργή αποσύνθεση του 222Rn και εκπέμπεται στην ατμόσφαιρα από το έδαφος.

Το 7Be προέρχεται από τον βομβαρδισμό πρωτονίων του ατμοσφαιρικού αζώτου και οξυγόνου που προκαλείται από την κοσμική ακτινοβολία.

19/04/23 Γκαντου Ανθία

Τα δεδομένα, που χρησιμοποιηθηκαν προέρχονται από μετρήσεις που έλαβαν χώρα,

στο όρος Jungfrauqoch της Ελβετίας κατά τα έτη 2000 και 2001 και περιλαμβάνουν, μεταξύ

άλλων, μετρήσεις όζοντος και ραδιονουκλεϊδίων(7Be, 210Pb)

19/04/23 Γκαντου Ανθία

0

5

10

15

20

25B

e7-P

b210

0,000

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

70,000

80,000

ozone

Be-7 (mBq/m3) Pb-210 (mBq/m3) ozone

19/04/23 Γκαντου Ανθία

Be7-Pb210

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

9,00

Ιαν-00

Φεβ-00

Μαρ-00

Απρ-00

Μαϊ-00

Ιουν-00

Ιουλ-00

Αυγ-00

Σεπ-00

Οκτ-00

Νοε-00

Δεκ-00

Ιαν-01

Φεβ-01

Μαρ-01

Απρ-01

Μαϊ-01

Ιουν-01

Ιουλ-01

Αυγ-01

Σεπ-01

Οκτ-01

Νοε-01

Δεκ-01

Be7

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

pb21

0

be7 pb210

Παρατηρείται εμφανής συμμεταβλητότητα στις χρονοσειρές των 7Be, 210Pb

19/04/23 Γκαντου Ανθία

Απόπλυση 7Be, 210Pb

Λόγω του ότι τα 7Be, 210Pb μεταφέρονται μέσω αερολυμάτων , υπόκεινται σε απόπλυση λόγω κατακρημνίσεων. Η κατανομή μεγεθών των αεροζόλ που μεταφέρουν τα 7Be, 210Pb, αντίστοιχα, είναι παρόμοια και για αυτό αφαιρούνται με την ίδια απόδοση από τη διεργασία της απόπλυσης. Για τον παραπάνω λόγο παρατηρείται εμφανής συμμεταβλητότητα στις χρονοσειρές των 7Be, 210Pb

Προκειμένου να απαλειφθεί ο παράγοντας της απόπλυσης εισάγεται μία γραμμική συνάρτηση που εκφράζει την αναλογία ανάμειξης των

συστατικών

PbnBe

BePbBef

2107

72107 ),(

19/04/23 Γκαντου Ανθία

ozone-f(Be,Pb)

0,000

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

70,000

80,000

0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90

f(be,pb)

ozo

ne

ozone

19/04/23 Γκαντου Ανθία

ozone-f

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

f(B

e7,p

b)

0,000

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

70,000

80,000

ozo

ne

f(be,pb) ozone

19/04/23 Γκαντου Ανθία

-0,600

-0,400

-0,200

0,000

0,200

0,400

0,600

0,800

Ιαν Φεβ Μαρ Απρ Μαϊ Ιουν Ιουλ Αυγ Σεπτ Οκτ Νοε Δεκ

correlation 2000 correlation 2001 correlation 2000-2001

Συμπεράσματα Διαγράμματος Συσχέτισης

Κατά τους ψυχρούς μήνες του έτους, ως επί το πλείστον, παρατηρούνται αρνητικές τιμές, με εξαίρεση τον Νοέμβριο του 2000 και τον Οκτώβριο του 2001.

Σε γενικές γραμμές, δηλαδή, κατά τους ψυχρούς μήνες παρατηρείται εισβολή στρατοσφαιρικού όζοντος, ενώ τους θερμούς μήνες πηγή του όζοντος αποτελεί το ατμοσφαιρικό οριακό στρώμα.

Η εισβολή στρατοσφαιρικού όζοντος οφείλεται σε αναδιπλώσεις της τροπόπαυσης που προκαλούν γεωστροφική κυκλοφορία και εξαναγκάζουν τον στρατοσφαιρικό αέρα να εισέλθει στην τροπόσφαιρα, συμπαρασύροντας και κοσμογενή ραδιονουκλείδια όπως το 7Be.

19/04/23 Γκαντου Ανθία

Συμπεράσματα

Συμπερασματικά, σε ετήσια βάση τα υπάρχοντα δεδομένα δείχνουν ότι, δεν υπάρχει καλή συσχέτιση της συνάρτησης f(be,pb) με το όζον καθώς διαφορετικές διεργασίες δρουν προς διαφορετικές κατευθύνσεις.

Σε μηνιαία βάση όμως διαφαίνονται κάποιες συσχετίσεις με ενδιαφέροντα αποτελέσματα.

19/04/23 Γκαντου Ανθία

Συμπεράσματα

Κατά τους ζεστούς μήνες, παρατηρείται, με εξαίρεση τον Ιούλιο του 2000, μια τάση το όζον να προέρχεται από το ατμοσφαιρικό οριακό στρώμα.

Κατά τις ψυχρές περιόδους διαφαίνεται πώς το όζον προέρχεται από την στρατόσφαιρα, με εξαίρεση τον Νοέμβριο του 2000 και τον Οκτώβριο του 2001.