Otsonia kartoitetaan avaruudesta

Sunnuntaina 19. helmikuuta Floridan Kennedyn avaruuskeskukselta laukaistiin SpaceX:n Falcon 9 –kantoraketin mukana SAGE III -mittalaite.

Keskiviikkona noin kello 13 Suomen aikaa SAGE III saapuu SpaceX:n Dragon-aluksen mukana kansainväliselle avaruusasemalle. Saapumista voi seurata osoitteesta https://www.nasa.gov/

SAGE III -mittalaitteen avulla on tarkoitus jatkaa aikaisempien otsonimittalaitteiden tekemiä mittauksia ja vahvistaa maapallolle elintärkeän otsonikerroksen toipuminen kloorikaasujen aiheuttamasta otsonikadosta. Seuraavan kahden viikon aika robottikäsi asentaa mittalaitteen paikoilleen. Kansainvälinen avaruusasema onkin kiertoratansa takia otollinen paikka SAGE III –mittalaitteelle. Auringon lisäksi SAGE III okkultoi myös kuuta.

Ilmatieteen laitos seuraa otsonipitoisuuksia

Viime viikolla, 14.2.2017, OMPS-instrumentin mittauksista prosessoitiin kuva Ilmatieteen laitoksella Sodankylässä. Siinä Suomen yllä on havaittavissa selkeä otsonipitoisuuden pienentyminen. Sen vaikutuksesta UV-säteilyyn ei tarvitse olla huolissaan, sillä helmikuussa UV-säteilyn määrä Suomessa on varsin vähäinen.

Otsoniaukko havaittiin 1980-luvulla

1980-luvulla tutkijat havaitsivat, että otsonin määrä ilmakehässä oli kääntynyt laskuun. Lisäksi tehtiin havainto, että eteläisellä pallonpuoliskolla syntyy syksyisin valtava otsonin ohenema eli otsoniaukko. Ensimmäisen karttakuvan otsoniaukosta piirsi NASAn tutkija P.K. Bhartia vuonna 1985. Kartta perustui amerikkalaisen TOMS-mittalaitteen tekemiin mittauksiin ja siitä pystyttiin ensikertaa näkemään otsoniaukon vakavuus. Noin kaksi vuotta tämän jälkeen saatiin aikaan Montrealin pöytäkirja, jonka tarkoituksena on vähentää CFC- ja muiden otsonia tuhoavien yhdisteiden käyttöä. Sitä pidetään ainoana aidosti globaalina ympäristösopimuksena.

Otsoni on edelleen aktiivinen tutkimuksen kohde, vaikka ympäristöongelmana sitä pidetäänkin jo ratkaistuna. Mm. suomalais-hollantilainen OMI-mittalaite ja amerikkalainen OMPS-mittalaite mittaavat jatkuvasti otsonin pitoisuutta ilmakehässä. Molemmat mittalaitteet hyödyntävät lisäksi nk. Direct Broadcast –tekniikkaa, jonka avulla instrumentin tehdessä mittauksia vastaanottoaseman läheisyydessä se voi samalla lähettää mittaamiaan tietoja maahan. Näin tieto otsonista saadaan nopeasti, noin 15 minuutissa tutkijoiden käyttöön. Yksi tällainen  vastaanottoasema sijaitsee Sodankylässä. Euroopan viimeisimmän otsonitilanteen voikin aina tarkistaa osoitteesta sampo.fmi.fi

Koska suurin osa otsonista sijaitsee keski-ilmakehässä, niin otsonin pystyprofiileja on myös hyvä kartoittaa. Parhaimmat pystyprofiilit hankitaan aurinko-okkultaation avulla. Tätä mittaustekniikkaa ovat käyttäneet mm. NASAn SAGE-perheen instrumentit.

Suomalais-ranskalainen GOMOS-mittalaite havaitsi otsonia kymmenen vuoden ajan osan Envisat-ympäristösatelliittia vuosina 2002-2012. Sen mittaustekniikka perustui tähtiokkultaation. Okkultaatiotekniikan etuna on nk. itsekalibroituvuus eli mittalaitetta ei tarvitse erikseen kalibroida. Se on erityisen hyödyllinen ominaisuus pitkissä aikasarjoissa.

Yhdistetyn GOMOS-SAGE II -aikasarjan avulla onkin pystytty havaitsemaan otsonipitoisuuden kääntyminen taas nousuun. Käänne tapahtui noin vuoden 1997 paikkeilla, mutta myös sen jälkeen tarvitaan luotettavia mittauksia. Sunnuntaina laukaistu SAGE III –mittalaite tulee jatkamaan tätä aikasarjaa.

Lisätiedot:Tutkija Janne Hakkarainen, janne.hakkarainen@fmi.fiTutkimusprofessori Erkki Kyrölä, erkki.kyrola@fmi.fi