Anakara Üzerindeki Stratosferik Ozon Ve Değişimi

Abstract

Stratosferik ozon dünya-atmosfer sisteminin radyatif dengesi üzerinde önemli bir rol oynamaktadır. Stratosfer içerisinde yer alan ve yer yüzeyinden 12 – 27 km yükseklikte bulunan ozon tabakası, yeryüzeyini ultraviyole ışınların zararlı etkilerinden korumaktadır. Ancak atmosfere salınan, kloroflorokarbon (CFC) gibi bazı antropojenik gazlar stratosferik ozona zarar vererek ozonun azalmasına yol açmaktadır. Yukarı stratosferde ozonun karışma oranı, fotokimyasal etkiler tarafından, aşağı stratosferde ise dinamik etkiler tarafından kontrol edilir. Bunun yanı sıra atmosfer sütunu içerisindeki toplam ozon değişken bir özelliğe sahiptir. Toplam ozon büyük ölçekli termik ve dinamik hareketlerden etkilenir. Sonuç olarak aşağı stratosferik ve yukarı troposferik sıcaklıklar ve jeopotansiyel yükseklikler gibi meteorolojik parametreler toplam ozonun değişimi üzerinde etkili olmaktadır. Türkiye’de toplam ozon ölçümleri Ankara’da (40oN; 33oE), Ocak 1994’ten itibaren ECC ozonsonde ile ayda 2-4 kez yapılmaktadır. Bu çalışmada, Ankara üzerindeki toplam ozon değişimlerini araştırmak üzere Ocak 1994 – Ekim 2001 dönemindeki, ozonsonde ile ölçülmüş 143 ozon verisi kullanılmıştır. Bu dönem içerisinde toplam ozonun ortalama değeri 320 DU, standart sapması ise  43 DU olarak bulunmuştur. En düşük ve en yüksek toplam ozon değerleri ise sırasıyla 243 ve 434 DU olarak hesaplanmıştır. Sözkonusu periyotta ozonsonde değerleri TOMS verileri ile kıyaslanmıştır. Her iki ölçüm arasındaki ortalama fark 23 DU’dir. Toplam ozon miktarı ile yukarı seviye meteorolojik parametreleri arasındaki ilişkileri anlayabilmek için çeşitli basınç seviyelerine ait sıcaklıklar, jeopotansiyel yükseklikler ve kalınlıklarla toplam ozon arasındaki ilişki araştırılmıştır. Toplam ozon ile en yüksek korelasyonlar 300mb sıcaklığı ve 300mb jeopotansiyel yüksekliği arasında bulunmuştur. Ozonsonde ile toplam ozon ölçümlerinin haftada bir veya iki kez yapılmasından dolayı, Ankara üzerindeki toplam ozonun trend analizi 1981-2001 yılları arasındaki günlük TOMS verisi kullanılarak yapılmıştır. TOMS verilerinden Ankara için bulunan yıllık trend % -0,59’dur.

Stratospheric ozone plays an important role on the radiative balance of the earth-atmosphere system and the life on the earth. The layer, which lies about 12-27 km above the ground, shields the earth’s surface from damaging UV rays. Stratospheric ozone is threatened by some of the anthropogenic gases that have been released into the atmosphere, including those known as chlorofluorocarbons (CFCs). It is known that ozone mixing ratio in the upper stratosphere is essentially under photochemical control, whereas in the lower stratosphere it is under dynamic influence. Additionally, the total ozone in the atmospheric column at any place is variable and is mainly determined by large-scale atmospheric dynamics. As a consequence, meteorological conditions such as lower stratospheric and upper tropospheric temperatures, geopotantial heights could affect the ozone changes. Total ozone has been measured in Ankara (40oN; 33oE) using electrochemical concentration cell (ECC) ozonesonde carried by balloons since January 1994. In this thesis, 143 total ozone amounts from ozonesonde observations in the period of January 1994-October 2001 were used to explain the total ozone changes over Ankara. The average value of total column ozone amount was found as 320 DU with standard deviation  43 DU in this period. The minimum value and the maximum values are 243 and 461 DU respectively. The measurements were also compared to the corresponding measurements of the TOMS. Mean value of the differences for both measurements and RMSE are 23 DU and 18 DU respectively. Additionally, the total ozone column amounts have been subjected to statistical analysis to understand the relationships between upper-air temperatures, geopotantial heights over Ankara. The maximum correlation coefficient has been found for 300 mb level temperatures and 300 mb heights. In connection with the possible anthropogenic influence on the ozone layer over mid-latitudes, there is particular interest in the ozone trends. In calculating the short-term ozone trends for total column ozone amounts from ozonesonde, a problem arose due to the inadequate data. For this purpose the trend was calculated for two decades from 1981 to 2001. Since there are no data for TOMS in the time interval of 1994-1996, the trend was calculated from 1981 to 2001. The trend was found as –0,59 % per year. Stratopheric ozone in mid-latitudes is strongly influenced by meteorological variability. Total ozone in the atmospheric column of any place is variable and mainly determined by large-scale atmospheric dynamics.