Luận án tiến sĩ quản lý tài nguyên thiên nhiên: Nghiên cứu tính biến động của tầng ôzôn khí quyển phục vụ cho việc sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên và bảo vệ môi trường ở Việt Nam

Cơ sở tài liệu của luận án Tài liệu để viết luận án được thu thập từ số liệu quan trac tại các trạm đo TLO và trong quá trình tác giả trực tiếp tham gia các đề tài, chuyên đề nghiên cứu

sấu ng 20s 0 aẽ nh ẽốẽẽ hs 4OST NI 0 CC .- số 662v ee Per eee 5

DANH MỤC CÁC KY HIỆU VÀ CHU VIET TAT cccccccsscsccssecssssssescsseecsssesesssessssvesssevees 8 DANH MỤC CAC BANG o sscsssssssssssssssseescessnssesecenssnseceesssnssceeesniessccessnnseceessnnesceenneeeetssne 9

DANH MỤC CAC HINH VE VÀ ĐỒ THI seseccccsssssseccsssssceccssssececssssiseecesssueeecessssesseenseeees 11 850/4 h ẽẽ .ốẽ ốốẽố.ẽ 14 CHUONG I TONG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU -222222222cveccceerrrrrrrrr 18

110 n1) ae OZ0N VU TNC B-O,s cxaxccssvtosblnaskidesiaosssee 18

1.1.1 Sự phát hiện ôzôn tầng Bình ÌưAt óc Sàn shirirrrerreereereeee 18 D7 2) Tink hinh do đức 6z6n-tang Bink hội trên he GIới oesiaiossoaeeee 18

1.1.3 Vai trò và đơn vi do của ôzôn trong khí QUYENiccecccccccecccecseseseseseseseneneesees 19

1.2 Những kết quả nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm về ôzôn tang Binh Tne Ver OL xi TC LIỊ LEM CHE ĐIỆN v -2 251.c202.2 ce22s6xravesovikesseeedecaabo-lk aế

1.2.1 Quá trình hình thành và phan huỷ ôzôn trong tự nhiên 22

1.2.2 Vận chuyển của ôzôn trong khí QUy€D cccccesecssvesssesesesssesessseccssessecnstssenee 24

Pee De WOO CHL OZON NEO li CƯO 2 00 ch sesh sustiesiaqet Di slubcre nees 25

1.2.4 Phân bố của ôzôn theo vĩ độ địa Ìý voeccccceccccccssceseessetsenseesessessnseeseensensenss 26

17.1 Rie ULE GO của PLO WEN AOR COW cn scvsssscopcsncessseusazgevaneossvheseqencuovenss 30 1.2.6.Su suy giảm của ôzôn tầng bình lưu và lô thủng ÔzÔn - 3]

1.2.7 Anh hưởng của bức xa cực tím và biến động của ôzôn tang Bình lưu tới hệ

BORE Q1 ACES TRC WEAVE TILE PE see X.Ãốớớnớố ốc taeeess 34

1.2.8 Anh hưởng của su gia tăng nông độ ôzôn trong tang Đối lưat 37

1.3 Tình hình đo đạc và nghiên cứu ôzôn ở Việt Nam 38

BP aT Be 00 ae son txevccdllilaseeskioeeyeeoeSSErrolls 36

1.3.2 Mot số kết quả nghiên cứu có tính khoa học ¿-¿ <5s5:c54 38

wn

1.3.3 Chương trình quốc gia của Việt Nam về bảo vệ tầng ôzôn 39

Te IN 0000/00/0770 TOMAS encom nciancesesonnedosonesanneatnzssvnsasonenencaversnecetesneenste 39 CHUONG II PHUONG PHAP NGHIEN CUU TINH BIEN DONG CUA OZON KHI m6 4]

2.1 Phuong pháp đo đạc phân tích ôzôn và bức xạ cực tím - 4]

2.1.1 Phương pháp do tổng WONG OZON eecececccccsecseeieseseetetetenseeeeeeetseseeseeeeeeees 4] 2.1.2 Phuong pháp do bức xa cực tím và thời gian phơi nắng cho phép 42

2.1.3 Phương pháp phân tích ôzôn mặt đấtt - 5 ccSccscseeeeererrerre 44 2.2 Ứng dụng cơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên để tính các đặc trưng biến GONE Của FILO Va UV Bi ccsessccsnesnncsesanssvevennenoivcsoncavenvealsabexsonssuassceaundendensendnane 44 5 000007007 4424 0l92662easiCOoaeese 44 2.2.2 Các đặc trưng thống kê cơ bản của hàm ngâu nhiÊH -: - 45

2.2.3 Phương pháp tính các đặc trưng biến động của TLO và UVB 5]

2.3 Phương pháp xây dung sơ đồ phan bố nồng độ ôzôn mat đất bằng hệ 378757786 0e.U/26/800 00 ẽố gree ssc eceees ance et vscetab hese nengassstansaons 33 2.4 Phương pháp bổ khuyết số liệu TO ¿+ 55s << sec 54 CHUONGIII KET QUA NGHIEN CUU VA THAO LUAN VE TINH BIEN DONG CUA OZON VA BUC XA CUC TIM Ở VIET NAMoeveccsccsssccscscvessessssssscssenessssusssestsncsnsenveneesnsenss 61 Deb tae time HIẾN Gone GUA TÌ Á) 0x0 eeee-riieeesiesserhssiesseeclessdEkSSS 61 3.1.1 Phân bố của ôzôn theo độ CAO 55535 1k3 33 VSsvEsrrkssrkerrks 61 lí 7 Hai DO Củ? 05 0N [PO Vì d -Snassg se roastEioSgiEeissasstsrasinaiie 63 DADS Hiển 171 HñữN Của TL coccsesscscessssvavarsasevscanvnenevasgsvasivardonnsanarsipad sesdotiasonnne 64 SPP R AV IIAI EGA CULT I ler ốc ố ốc 66 3.1.5 D6 lệch chuẩn, Hệ số biến động của TLÖ co 69 3.1.6 Hàm tương quan thời gian chuẩn hoá (r,) của TLO -: : 71

3.1.7 Ham cấu trúc thời gian chuẩn hoá (d,) của TLO -:-:-: 73

3.2 Kết quả sử dụng mô hình hoá thống kê để bổ khuyết số liệu TLO 7)

Os kế Gua nehien cứu 6700 mặt đất tại HA Nội 85

3.3.1 Khu vực và nội dung nghién Cutt cccccccccccccccessvessseeesesesssesesesesesesesessscsesesens 86 3.3.2 Biến động và phân bố của ôzôn mặt đất tại Hà Nội - 87

Ee CA V1 seanenennonbireeneoiiooiodidiinodaase oF

3.4.1 Biến trình năm của UVB ccccccccccccseeceesecseensesseeseeseesseseeneesaeessseeeteseseeseeseess 98

a Uy U74 Số aẽố ẽổ Gas on tein eancaserassercountvers 101

3.4.3 Độ lệch chuẩn, Hệ số biến động của UV B ¿5:55 5+ s+x+xssss2 104

3.4.4 Hàm tương quan thời gian chuẩn hoá (r,) của UVB -: 106 3.4.5 Hàm cấu trúc thời gian chuẩn hoá (d,) của UVB - -x=+: 108

3.5 Thời gian phơi nắng cho phép và ảnh hưởng của UVB tới sức khoẻ con

3.5.1 Thời gian phơi nắng cho phép môi lần tính với số liệu trung bình năm 111 3.5.2 Thời gian phơi nắng cho phép trong Hgày ccsccccScs+cecsssess2 113

3.5.3 Độ lệch chuẩn - Hệ số biến động của Thời gian phơi nắng cho phép 115

3.5.4 Mối quan hệ giữa TLO và UVB với sức khoể -««Scc5<£cccc+sc++ Ji

KET LIIÀN & KIẾMNNGHHI, 26, 0060 02101012116 10011 0012111040210 eL0.eererrre 124

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIÁ LIÊN QUAN ĐẾN

6i ốc ẽố ẽố enmintnlaeraterie 126

TY 0000 7S 0 0101 ốố.ố.ốốẽ.ẽ ctacd tesa ec teeneenttoessnecenuense 127

Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt

CTQG: Chương trình quốc gia

DU: Don vị Dobson đo tổng lượng 6z6n

DT: Thời gian phơi nang tối đa cho phép

ME: Quỹ đa phương về thi hành Nghị định thư Montreal

NGO: Tổ chức phi chính phủ

ODS: Các chất làm suy giảm ôzôn

TB: Trung bình

Tp: Thành phố

TLO: Tổng lượng ôzôn

UNDP: Chương trình Phát triển của Liên hợp quốc

UNEP: Chương trình Môi trường của Liên hợp quốc

Danh các hản anh muc g

Trang

Bane (i Daodeng nam Của 1LO theo vi dO (DỤ), ì.à e.eeeee 28

ates (hone 60 aac time Choise bien GOi TLO -u 1 1.eseoecssscsnsensonssssovertnen 29

Bang 1.3 Dao động năm của TLO tại các tram ở khu vực Dong Nam Á 29

Bảng 1.4 Giá trị trung bình tháng của TLO tại các trạm ở khu vực Đông Nam A 30

Bang 1.5 Xu hướng giảm ôzôn (%) trong thập kỷ 90 -cccccrsree 31 Bang 1.6 Tac động tới san lượng cây trồng của ôzôn Đối lưu - 37

Bảng 3.1 Giá trị của các tham số đặc trưng trong phương trình hồi qui 63

Bảng 3.2 TLO trung bình tháng ở các vùng Vi độ thấp - -: + ++-++ 63

Bảng 3.3 Biến trình năm của TLO theo số liệu của trạm quan trác ôzôn mặt đất tại Sa Pa, Hà Nội và Tp Hồ Chí Minh giai đoạn 1996-2000 64

Bảng 3.4 Biến trình ngày của TLO tại Sa Pa - ceeceeeeeeesceeecseeeeneeeeees 66 Dane.) B0 001001760 | LO tai Hà NVỘI óc 6n 66 Bảng 3.6 Biến trình ngày của TLO tai Tp Hồ Chi Minh -. - 66

Bang 3.7 Độ lệch chuẩn và Hệ số biến động của TLO tại Sa Pa 69

Bảng 3.8 Độ lệch chuẩn và Hệ số biến động của TLO tai Hà Nội - 69

Bảng 3.9 Độ lệch chuẩn và Hệ số biến động của TLO tại Tp Hồ Chí Minh 69

Bang 3.10 Hàm tương quan thời gian chuẩn hoá của TLO tại Sa Pa 7]

Bảng 3.11 Hàm tương quan thời gian chuẩn hoá của TLO tai Hà Nội 7]

Bang 3.12 Hàm tương quan thời gian chuẩn hoá của TLO tại Tp Hồ Chí Minh 71

Bảng 3.13 Hàm cấu trúc thời gian chuẩn hoá của TLO tại Sa Pa 73

Bang 3.14 Ham cấu trúc thời gian chuẩn hoá của TLO tại Hà Nội 73

Bang 3.15 Hàm cấu trúc thời gian chuẩn hoá của TLO tại Tp Hồ Chí Minh 73

Bảng 3.16 Các hệ số của ma trận tính nhân tử Œ -.¿- ¿5-5225 2cccvsevsrczrerve 77 Bảng 3.17 Các giá trị nhân tử œ của TLO tại Sa Pa .-5-55-5scsvccvccccei 79 Bang 3.18 Các giá trị nhân tử œ của TLO tại Hà Nội 2-5- 25555: 80 Bang 3.19 Các giá trị nhân tử œ của TLO tại Tp Hồ Chí Minh 2-5 81 Bang 3.20 Két quả kiểm định sai số của phương pháp bổ khuyết số liệu TLO bang BM ee dps o1 22222 0062seeesoemese 85 Bang 3.21 Vị trí các địa điểm quan trac ôzôn mat đất tại Hà Nội -¿ 87

Bang 3.22 Két quả do đạc và tính toán ôzôn mat đất vào dot quan trắc mùa Mua 88

Bảng 3.23.

Bảng 3.24.

Bảng 3.25.

Bảng 3.26.

Bảng 3.27.

Bảng 3.28.

Bảng 3.29.

Bảng 3.30.

| Bảng 3.31.

Bảng 3.32

Giá trị TB, Độ lệch chuẩn và Hệ số biến động của UVB tại Tp Hồ Chi

Bảng 3.34

Bảng 3.35

Bảng 3.36

Bảng 3.37

Bảng 3.38

Bảng 3.39

Bảng 3.40.

Bảng 3.41.

Bảng 3.42

Bảng 3.43.

Bảng 3.44.

Bảng 3.45

Bảng 3.46

Bảng 3.47

Bang 3.48

Kết qua do đạc và tinh toán ôzôn mặt đất vào đợt quan trac mùa Khô 88

Biến trình ngày của ôzôn mặt đất vào đợt quan trắc mùa Mưa 88

Biến trình ngày của ôzôn mat đất vào đợt quan trac mùa Khô 88

Biến trình năm của UVB tại Sa Pa, Hà Nội và Tp Hồ Chí Minh 98

Beinn neaycua UVB tal Sa ca ceBid0n2ci0nttE2.2sase 101 Biến trình ngày của UVB tại Hà N61 cece cteeeeeceeeeeeeeeeeeeneeeeaes 101 Bien dink ngay của UVB tai Tp Hồ Chi Minh: - - - -<< 101 Hệ số tương quan giữa TLO với UVB theo các mùa trong năm 104

Giá trị TB, Độ lệch chuẩn và Hệ số biến động của UVB tai Sa Pa 104

Giá trị TB, Độ lệch chuẩn và Hệ số biến động của UVB tai Ha Nội 104

zzzz ẽẽ.ẽ ốc 105 Hàm tương quan thời gian chuẩn hoá của UVB tại Sa Pa 106

Hàm tương quan thời gian chuẩn hoá của UVB tại Hà Nội 106

Hàm tương quan thời gian chuẩn hoá của UVB tại Tp HCM 106

Ham cấu trúc thời gian chuẩn hoá của UVB tại Sa Pa 108

Hàm cấu trúc thời gian chuẩn hoá của UVB tại Hà Nội 108

Hàm cấu trúc thời gian chuẩn hoá của UVB tại Tp Hồ Chí Minh 108

DT tinh vo so lieu tune DION HAT cry eeseresser nes esses 111 Thời gian phơi nang cho phép trong ngày tai Sa Pa 113

Thời gian phơi nang cho phép trong ngày tại Hà Nội 113

Thời gian phơi nang cho phép trong ngày tại Tp Hồ Chí Minh 113

Độ lệch chuẩn và Hệ số biến động của DT tại Sa Pa 5 sa 115 Độ lệch chuẩn và Hệ số biến động của DT tại Hà Nội 116

Độ lệch chuẩn va Hệ số biến động của DT tại Tp Hồ Chi Minh 116

Hệ số tương quan giữa UVB va DT - ¿55c 3223222 22x 22< << csz 117 Nguy cơ ảnh hưởng của bức xạ cực tím theo mau da - 119

10

Danh mục các hình ve và đô thị

Trang

Hình 1.1 Phân bố ôzôn và nhiệt độ khí quyển theo chiều cao -. - 20

Hình 1.2 Don vị do của ôzôn trong khí quyỂn -¿-¿- ¿525252252 Sz£+xzxzzvzvxerees 21 Hình 1.3 Quá trình vận chuyển của ôzôn 5-2252 St +v£+txrrrrrrrrerrree 25 r0 20000 C40 ằẶ SE ŸẰŸŸŸ-ŸỶŸỶŸ-aỶsayee 26 Hình 3.1 Phân bố của ôzôn theo độ cao tại Sa Pa -ccSĂSScsseiirirse 62 Hình 3.2 Phản bÕ của Ôz0n theo độ cao tại Hà NỘI e các ecie 62 Hình 3.3 Phân bố của ôzôn theo độ cao tai Tp Hồ Chí Minh - - 62

Hình 3.4 Biến trình năm của TLO tại Sa Pa - 5-5 S5 S2 ssnheeirrrrrrrre 65 Fine oer trey any C0311) Hồ NỘI ca aaaaaaaeaoeooaeoooeesesesien 65 Hinh 3.6 Biến trình năm của TLO tai Tp Hồ Chí Mimh 66

Hình 3.7 Biến trình ngày của TLO vào mùa Xuân - . - +55 ++cs++sese 67 Hình TÔ Hếi tanh neay của FEO Vào Mitta a eaaaacaeeeieaaioeeaoalsessee 67 Hình 3.9 Biến trình ngày của TLO vào mùa Thu - +5-<+++++cs+vxeerrea 67 Hình 3.10 Bien trình ngay Của TLO Vào THÙA DOGS eaioaaiaraareaaaeniadrondeee 68 Benn 3.11) Bién tinh neay của TLO tại Hà BỘI e.eeễễŸỶỶŸeỲeisi.e — 68 Hình 3.12 So sánh biến trình ngày của TLO giữa các trạm ‹ - 68

Pints 3.13 SOSánh TLO giữa các tram theo TDỦAsoaeiaiakeaaiidiisiiieeiiaes.xes 69 Hình 3.14 So sánh Độ lệch chuẩn của TLO giữa các trạm -+ ->+ 70 Hình 3.15 So sánh Hệ số biến động của TLO giữa các trạm -. a Hinh 3.16 Hinh 3.17 Hinh 3.18 Hinh 3.19 Hinh 3.20 Hinh 3.21 Hinh 3.22 Hinh 3.23 Hinh 3.24 Hinh 3.25. Hinh 3.26 Hinh 3.27 Hinh 3.28 Hinh 3.29 So sánh Hàm tương quan thời gian chuẩn hoá của TLO giữa các trạm 72

Hàm tương quan thời gian chuẩn hoá của TLO tai Sa Pa 12

Hàm tương quan thời gian chuẩn hoá của TLO tại Hà Nội 72

Hàm tương quan thời gian chuẩn hoá của TLO tại Tp Hồ Chí Minh 73

So sánh Hàm cấu trúc thời gian chuẩn hoá của TLO giữa các trạm 74

Hàm cấu trúc thời gian chuẩn hoá của TLO tại Sa Pa -.- 74

Hàm cấu trúc thời gian chuẩn hoá của TLO tại Hà Nội 74

Hàm cấu trúc thời gian chuẩn hoá của TLO tại Tp Hồ Chí Minh 75

Các đường cong a của TLO tại Sa Pa vào mùa Xuân 82

Các đường cong œ của TLO tại Sa Pa vào mùa Hạ 82

Các đường cong a của TLO tại Sa Pa vào mùa Thu 83

Các đường cong a của TLO tai Sa Pa vào mùa Đông 83

Các đường cong a của TLO tai Hà Nội vào mùa Xuân 83

Các đường cong a của TLO tai Hà Nội vào mùa Hạ 83

11

Hình 3.30.

Hình 3.31.

Hình 3.32.

Hình 3.33.

Hình 3.34.

Hình 3.35.

Hình 3.36.

Hình 3.37.

Hình 3.38

Hình 3.39

Hình 3.40

Hình 3.41

Hình 3.42.

Hình 3.43.

Hình 3.44.

Hình 3.45.

Hình 3.46.

Hình 3.47.

Hình 3.48.

Hình 3.49.

Hình 3.50.

Hình 3.51.

Hình 3.52.

Hình 3.53.

Hình 3.54.

Hình 3.55.

Hình 3.56.

Hình 3.57.

Hình 3.58.

Hình 3.59

Hình 3.60.

Hình 3.61

Hình 3.62

Hình 3.63.

Hình 3.64

Hình 3.65

Các đường cong a của TLO tại Hà Nội vào mùa Thu 84

Các đường cong œ của TLO tai Hà Nội vào mùa Dong - 84

Các đường cong a của TLO tại Tp Hồ Chí Minh vào mùa Xuân 84

Các đường cong a của TLO tại Tp Hồ Chí Minh vào mùa Hạ 84

Các đường cong a của TLO tại Tp Hồ Chí Minh vào mùa Thu 85

Các đường cong a của TLO tại Tp Hồ Chí Minh vào mùa Dong 85

Biến trình ngày của ôzôn mat đất vào mùa Mưa ¿+ ++ 89

Biến trình ngày của ôzôn mặt đất vào mùa Khô - -<- 89 Độ lệch chuẩn của ôzôn mặt đất vào đợt quan trac mùa Mưa 90

Độ lệch chuẩn của ôzôn mat đất vào đợt quan trac mùa Kho 90

Hệ số biến động của ôzôn mặt đất vào đợt quan trac mùa Mưa 9]

Hệ số biến động của ôzôn mat đất vào dot quan trac mùa Khô 91

Phân bố ôzôn mat dat tại Hà Nội vào đợt quan trac mùa Mưa 92

Phân bố ôzôn mat đất tại Hà Nội vào đợt quan trac mùa Khô 93

Phân bố ôzôn mat đất tại Hà Nội vào đợt quan trac mùa Mưa - 1h 93

Phân bố ôzôn mat đất tại Hà Nội vào dot quan trac mùa Mưa - 7h 94

Phan bố ôzôn mặt đất tại Hà Nội vào đợt quan trac mùa Mưa - 13h 94

Phân bố ôzôn mat đất tại Hà Nội vào đợt quan trac mùa Mưa - 19h 95

Phân bố ôzôn mat dat tại Hà Nội vào đợt quan trac mùa Khô - lh 95

Phân bố ôzôn mặt đất tại Ha Nội vào đợt quan trac mùa Khô - 7h 96

Phân bố ôzôn mat đất tại Ha Nội vào đợt quan trac mùa Khô - 13h 96

Phân bố ôzôn mặt đất tại Ha Nội vào đợt quan trac mùa Khô - 19h 97

Bien Irinii iy cua UV £8 Be PB codbrosulvcelbesiasakaeasttSste 98 Pies transi nam Cua U) WD tai Fk NOD essccx6sxapcssusliblosvepiobidosassdgrssaaksinssxee 99 Biến trình năm của UVB tại Tp Hồ Chí Minh - «++s«+- 99 So sánh biến trình nam của bức xa cực tím giữa các trạm 100

Biến trình ngày của UVB vào mùa Xuân . + +<<<<+<+2 102 Hiện tein neay cua VD VAO 1008 LQ v 2ccoxs66606660x666 36 102 Hiến Lính meay CHIA UVES VAO MUA THÚ c e.kieiiiALiiierdi.i 102 Biến trình ngày của UVB vào mùa Đông - «+ se 102 So sánh biến trình ngày TB năm của bức xạ cực tím giữa các trạm 103

So sank UV B giữa các tram theo HhÙa coi 104 So sánh Độ lệch chuẩn của UVB giữa các trạm - 55+ 105 So sánh Hệ số biến động của UVB giữa các tram - 106

So sánh Hàm tương quan thời gian chuẩn hoá của UVB giữa các trạm 107 Hàm tương quan thời gian chuẩn hoá của UVB tại Sa Pa 107

Hình 3.66.

Hình 3.67.

Hình 3.68.

Hình 3.69.

Hình 3.70.

Hình 3.71.

Hình 3.72.

Hình 3.73.

Hình 3.74.

Hình 3.75.

Hình 3.76

Hình 3.77.

Hình 3.78

Hình 3.79.

Hình 3.80.

Hình 3.81.

Hình 3.82.

Hình 3.83.

Hình 3.84.

Hình 3.85.

Hình 3.86.

Hàm tương quan thời gian chuẩn hoá của UVB tại Tp Hồ Chí Minh 108

Hàm tương quan thời gian chuẩn hoá của UVB tại Hà Nội So sánh Hàm cấu trúc thời gian chuẩn hoá của UVB giữa các trạm 109

Hàm cấu trúc thời gian chuẩn hoá của UVB tại Sa Pa 5s: 109 Hàm cấu trúc thời gian chuẩn hoá của UVB tại Hà Nội - 110

Hàm cấu trúc thời gian chuẩn hoá của UVB tại Tp Hồ Chi Minh 110

DT tính với số liệu trung bình năm tại Sa Pa - 75-2225 s +2 s++ 111 DT tính với số liệu trung bình nam tai Ha Nội - 5- 112

DT tính với số liệu trung bình năm tại Tp Hồ Chí Minh 112

So sánh DT tinh với số liệu trung bình năm giữa các trạm 112

Bier 001024 Cua IT VAC TAA THÀNH ad eeanaaaaoosee 114 Biến trình ngày của DT vào mùa Hạ - +55 s+x+veececes 114 Biến trình ngày của DT vào mùa “Thu - 2-5755 <S<cseeseeree 114 Deen tinh nesy cua DT Va0 Ma DODE, 2 n0isieasoaiee 115 So sánh DT trong ngày giữa các trạm -« «+ c+seesseees L2 Sarit ET Bikta CAC Tham PHO TU ecco 22 66226606260 006202246496 828666 115 So sánh Độ lệch chuẩn của DT giữa các tram - -:-: s525+2 116 So sánh Hệ số biến động của DT giữa các tram «+++ 117

Số lượng bệnh nhân ung thư da tại Bệnh viện K (1978-1992) 120

Phân loại bệnh nhân ung thu da theo lứa tuổi và nghề nghiệp 120

Phân loại bệnh nhân ung thư da theo nghề nghiệp (1998-2000) 121

13

Mo dau

u thay đổi môi trường toàn cầu như suy giảm tang ôzôn, hiệu ứng nha kính gia tăng mực nước biển cũng như các hiện tượng El-Nino và La-Nina đã va

đang gây ra những ảnh hưởng nghiêm trọng tới sự sống trên Trái Đất mà

nguyên nhân chủ yếu lại là do chính con người gây ra Vì thế đã đến lúc con người

cần phải tìm hiểu xem các hoạt động của mình đã gây ra những tác động như thế

nào lên môi trường xung quanh Như chúng ta đã biết, môi trường sống trên Trái

Đất là một hệ thống rất nhạy cảm bao gồm rất nhiều các thành phần có liên quan

mật thiết với nhau tạo thành như Khí quyển Sinh quyển Thạch quyên Thuỷ

quyển , trong đó ôzôn là một trong những thành phan của khí quyền Trái Dat Tuy

chỉ chiếm một phần rất nhỏ trong thành phần khí quyển nhưng nó lại là một thành

phần khá quan trọng và mang nhiều nghịch lý nhất.

Ở tảng Đối lưu nơi chúng ta sống và hít thở, thì ôzôn được xem như là một khí

vết có hại nghiêm trọng cho động và thực vật như kích thích hệ hô hấp giảm năng

suất cay trồng nếu như nồng độ của nó vượt quá mức cho phép Ngược lại ở tang Bình lưu ôzôn lại đóng một vai trò quan trọng trong việc hấp thu phần lớn bức xa tử

ngoại của Mặt Trời chiếu xuống Trái Đất, xác định nên cấu trúc nhiệt độ của tâng

Bình lưu Với vai trò đó nó bảo vệ cuộc sống trên Trái Dat khỏi UVB, phan nguy hại

nhất của phổ bức xạ Mặt Trời Do vậy mà ôzôn có thể xem là có lợi hay có hại tuỳ

theo vi trí mà nó xuất hiện.

Thực tế cho thấy trong hơn một nửa thế kỷ qua tình hình đang tiến triển theo

chiều hướng xấu đi do các hoạt động của con người đã và đang tạo ra các hoá chất

làm phá huỷ lớp ôzôn ở tầng Binh lưu, nơi nó có lợi, trong khi đó lại làm gia tang

lượng ôzôn ở tầng Đối lưu, nơi nó có hai cho su sống trên Trái Dat.

1 Tính cấp thiết của đề tài.

Tháng 1 năm 1994, Việt Nam chính thức phê chuẩn hai hiệp ước quốc tế liên

quan đến vấn đề bảo vệ tầng ôzôn khí quyển, đó là: Công ước Vienna (1985) và Nghị định thư Montreal về các chất làm suy giảm tầng ôzôn (1987) Việt Nam cũng

đã tiến hành lắp dat và đưa vào sử dụng các máy quan trac TLO ở Hà Nội, thành phố

Hồ Chí Minh và Sa Pa Ngày 10/6/1995 Thủ tướng chính phủ đã phê duyệt và cho

triển khai Chương trình Quốc gia của Việt Nam nhàm loại trừ dần các chất làm

Suy giảm tầng ôzôn.

14

Tuy hiện nay trên thế giới việc nghiên cứu về tầng ôzôn đã được tiến hành

tương đối nhiều, các tài liệu nghiên cứu về ôzôn đã tương đối phong phú, song 6 nước ta các tài liệu và số liệu về ôzôn còn hạn chế (do chúng ta mới chỉ tiến hành

lắp đặt các trạm đo TLO vào giữa những năm 90) Vì vậy việc nghiên cứu những

vấn đề liên quan tới việc bảo vệ tầng ôzôn là có tính cấp thiết, ý nghĩa khoa học và

thực tiền cao.

Luận án được tiến hành sẽ góp phần bổ sung vào mảng tư liệu còn trống nói

trén, giúp cho các nhà quan lý trong việc xây dựng chương trình nghiên cứu bảo vệ tang ôzôn nói riêng và tài nguyên khí hậu ở nước ta nói chung, đồng thời góp phan

thiết thực vào việc thực hiện Chương trình Quốc gia của Việt Nam về bảo vệ tầng

ozon.

2 Mục đích nghiên cứu.

e Nghiên cứu, đánh giá tính biến động va mối tương quan của TLO với UVB ở

Việt Nam.

e Đánh giá hiện trạng ôzôn trong tang Đối lưu (lớp sát mặt đất) hiện trạng tiêu thu

và sử dụng các chất gây suy giảm tầng ôzôn (ODS) ở nước ta.

e Đánh giá độ tin cậy và khả năng áp dụng của phương pháp nội ngoại suy, bổ

khuyết số liệu TLO ở nước ta bang mô hình thống kê.

e anh giá những ảnh hưởng do biến động TLO và UVB tới sức khoẻ con người.

3 Phạm vi nghiên cứu.

Phạm vi nghiên cứu của đề tài luận án là các khu vực có đặt trạm quan trác

TLO và UVB ở Việt Nam, cụ thể là tại 3 địa điểm:

e Sa Pa: vi độ 22°21’ Bac, kinh độ 103°49' Dong

e Hà Nội (tram Láng): vi độ 21°01' Bác, kinh độ 105°48' Đông

® Tp Hồ Chí Minh (trạm Tân Sơn Hoà): vi độ 10°49’ Bắc, kinh độ 106°40' Dong

Việc nghiên cứu ôzôn mat đất ở Hà Nội được tiến hành tại các khu công

nghiệp: Mai Động, Văn Điển, Pháp Vân, Cầu Diễn, Chèm, Đức Giang và Sài Đồng.

4 Các luận điểm bảo vệ.

e Tinh biến động của TLO va UVB tại các khu vực nghiên cứu (Sa Pa, Hà

Nội và Tp Hồ Chí Minh)

® Phuong pháp nội, ngoại suy, bổ khuyết số liệu TLO.

15

e Phương pháp quan trac, phân tích, đánh giá tính biến động và xây dựng sơ

đồ phân bố ôzôn mat đất (thử nghiệm đánh giá hiện trạng ôzôn mặt đất tại

Hà Nội).

e Tính toán thời gian phơi nang cho phép sẽ giúp bố tri được thời gian lao

động hợp lý đối với những người lao động phải làm việc ngoài trời.

5 Những đóng góp mới của luận án.

e Nghiên cứu áp dụng co sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên để tính toán các đặc trưng

biến động của TLO và UVB cũng như mối tương quan giữa chúng tại các khu

vực có đặt trạm quan trắc.

e Thiết lập bài toán nội, ngoại suy số liệu TLO theo mô hình thống kê.

e Xây dựng sơ đồ phân bố của nồng độ ôzôn mặt đất tai Ha Nội.

e Tính toán thời gian phơi nang | lần cho phép cũng như thời gian làm việc ngoài

trời phù hợp cho người lao động theo các mùa trong nam

6 Phương pháp nghiên cứu

e Su dụng lý thuyết hàm ngẫu nhiên nghiên cứu tính biến động của TLO va UVB

e Sử dung lý thuyết rối thống kê để thiết lập mô hình nội ngoại suy bổ khuyết số

liệu TLO

e Sử dụng phương pháp Iodua để phân tích ôzôn mặt đất.

e Sử dụng phần mềm ArcView và Mapinfo để xây dựng sơ đồ phân bố nồng độ

ôzôn mat đất.

7 Ý nghĩa khoa học và thực tiên của đề tài.

¢ Gop phan tìm hiểu tính biến động của TLO va UVB, các qui luật biến đổi của

chúng cũng như các yếu tố gây ra sự biến đổi đó, giúp cho công tác nghiên cứu ôzôn

và kiểm soát các chất gây suy giảm tầng ôzôn, góp phần phục vụ CTGQ về bảo vệ

tang ôzôn cũng như việc Bảo vệ Môi trường va Phát triển bền vững ở nước ta.

® C6 thể ứng dụng phương pháp quan trac và xây dựng sơ đồ hiện trạng phân bố

nồng độ ôzôn mat đất tại Hà Nội cho các khu vực khác trên phạm vi cả nước.

® Sử dụng mô hình nội, ngoại suy, bổ khuyết cho chuỗi số liệu TLO tại các trạm

quan trắc khi có sự cố không thu được số liệu.

16

e Góp phần nâng cao nhận thức về tác dong của bức xa cực tím tới thời gian làm

việc ngoài trời của người lao động.

8 Cơ sở tài liệu của luận án

Tài liệu để viết luận án được thu thập từ số liệu quan trac tại các trạm đo TLO

và trong quá trình tác giả trực tiếp tham gia các đề tài, chuyên đề nghiên cứu khoa

hoc cấp Bộ và cấp Dai học Quốc gia từ năm 1998 đến nay như các đề tài vé môi

trường không khí và ôzôn khí quyển: “Nghién cứu hiệu chỉnh và tham số hoá mô

hình du báo sự lan truyền chất ô nhiém trong môi trường không khí trên cơ sở số

liệu của các trạm quan trắc và phân tích chất lượng không khí cố định tự động tại

Ha Noi” đặc biệt là đề tài “Nghiên cứu tính biến động của tổng lượng 6z6n (TLO)

phục vụ cho việc đánh giá và dự báo sự suy giảm 6z6n khí quyển ở Việt Nam”

Trong quá trình nghiên cứu, tác giả đã tiến hành thu thập và sử dụng nguồn số liệu của 3 trạm quan trac mặt đất tại Việt Nam trong 5 nam (1996-2000), số liệu 25 năm

(1979-2003) của hệ thống vệ tinh TOMS, phân tích 252 mau ôzôn mat đất tai Hà

Nội vào mùa Mưa và mùa Khô năm 2001

- Ngoài ra, tác giả còn tham khảo một số công trình nghiên cứu khoa học và báo cáo về ôzôn đã được công bố và giảng day trong hệ thống các trường đại học Ở

trong nước và ngoài nước (Anh Mỹ Úc ) cũng như các tổ chức quốc tế (WMO,

UNEP, ).

9 Bố cục cua luận án.

Để giải quyết những mục tiêu đề ra, luận án được trình bày theo thứ tự sau:

phan Mo dau, 3 chương, Kết luận, Tài liệu tham khảo va Phụ lục Trong đó: Chương

| trình bày Tổng quan vấn dé nghiên cứu (23 trang): Chương 2 trình bay Phương

pháp nghiên cứu (20 trang); Chương 3 (63 trang) trình bày các kết quả nghiên cứu.

Toàn bộ luận án kể cả bìa, lời cam đoan, bảng các chữ viết tat, kí hiệu dày 135

trang (trong đó có 54 bảng, 90 hình vẽ, đồ thị và 63 tài liệu tham khảo).

_————————m—m~m——>ese

| ĐÀN HOC OUCH Gia HÀ NỘI

| TRING TAM 7) { IÔN THN THU VIÊN

= =Tae

17

Chương |

Tổng quan vấn dé nghiên cứu

1.1 TÌNH HÌNH ĐO ĐẠC ÔZÔN TRÊN THẾ GIỚI

1.1.1 Sự phát hiên ôzôn tang Bình lưu

A zôn được C.F.Schobein tìm ra năm 1839, đến nam 1850 ôzôn được xác định

là một thành phần trong khí quyển Trái Đất nhưng chưa được quan trac một

cách thường xuyên Năm 1880, bang các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm

và với ánh sáng Mat Trời Hartley đã chứng minh được ôzôn hấp thụ mạnh bức xa tu

ngoại ở dải quang phổ 280-300 nm Năm 1913 đã khám phá ra ôzôn tập trung nhiều

ở tang Bình lưu với nồng độ cực đại phân bố ở lớp có độ cao 20-25 km Năm 1920

G.M.B Dobson đã phát minh ra phổ quang kế dé đo Tong lượng ôzôn (TLO) trong

khí quyển, phổ quang kế này sau đó được mang tên của ông và gọi là phô quang kế

Dobson [34] Sự ra đời của dụng cụ này đánh dấu một bước quan trọng trong lịch sử quan trac ôzôn Đến nam 1926 trên thế giới đã có 6 pho quang kế Dobson đặt ở các

vị trí khác nhau Cho đến nay dung cụ đó van là phương tiện do chủ yếu của Hệ

thống quan trắc ôzôn toàn cầu GO:OS và trên 100 trạm quan trac trên kháp thế giới

sử dụng Đầu những nam 50 của thế ky 20, Gusin ở Liên Xô cũ đã chế tạo ra được

ôzôn kế M-83 về sau cải tiến thành ôzôn kế M-124 để đo TLO Với việc phát minh

ra phố quang kế, việc đo đạc ôzôn bat đầu được phát triển từ đó.

1.1.2 Tình hình ảo đạc ôzôn tầng bình lưu trên thế giới

Ngày nay khi loài người đã phát hiện ra vai trò cực ky quan trọng của ôzôn

trên toàn cau đã có sự phối hợp trong việc theo dõi, đo đạc và nghiên cứu tính biến

động của ôzôn trên diện rộng [52] Số liệu quan trac hang tháng được chuyển về một

trung tâm quốc tế để tiến hành chỉnh lý, phân tích và trao đổi với các trung tâm quốcgia Trung tâm quốc tế này đặt tại Toronto (Canada)

Hiện nay công việc này vẫn còn nhiều hạn chế bởi mật độ trạm quan trác trên

thế giới còn thưa thớt so với yêu cầu: khoảng trên 300 trạm và phân bố lại không

đồng đều Tại Liên Xô cũ có 44 trạm [34] Khu vực Đông và Đông Nam Á mạng

lưới trạm quá thưa thớt: Trung Quốc có 4 trạm các nước Thái lan, Inđônêxia,

Malaixia mỗi nước có một đến hai trạm Đặc biệt ở Châu Phi mật độ trạm còn thưa

hơn nhiều.

18

Để đo đạc ôzôn người ta chủ yếu sử dụng 3 phương pháp:

- Su dụng vệ tinh nhân tạo

- Sử dụng máy thám khong

- Do tổng lượng tại mặt đất.

Hai phương pháp đầu tốn kém và khá phức tạp chỉ dùng hạn chê hay dé khảo

sát Còn phương pháp đo tổng lượng ôzôn (TLO) tại mặt đất được sử dụng phô biến

ở hầu hết mạng lưới quan trắc ôzôn toàn cầu Việt Nam cũng sử dụng phương pháp

đo TLO tại mặt đất Trong thực tế phương pháp đo bằng vệ tinh, tên lửa cũng cần có

số liệu ở mặt đất để so sánh.

Để đo đạc TLO trên mặt đất người ta sử dụng hai loại thiết bị:

- Phổ quang kế Dobson - có trọng lượng 120 kg đây là phố quang kế dạng

hẹp đo TLO với độ chính xác + 3% so với phổ quang kế chuẩn (dat tại

Colorado Mỹ).

- Ôzôn kế M-124 - đây là loại phố quang kế dải rộng có trọng lượng 5.5 kg.

đo TLO với độ chính xác + (5-7)% so với phổ quang kế chuẩn.

1.1.3 Vai trò và đơn vị do của ôzôn trong khí quyển

- Vai tro của Ôzôn:

Ôzôn là mot phân tử khí gồm có 3 nguyên tử Oxy, nó là một khí hiếm của khí

quyển Trái Đất, cứ 10 triệu phân tử khí thì mới có được 3 phân tử ôzôn Có đến 90%

Ôzôn nam trong tầng Bình lưu và tập trung chủ yếu ở độ cao 25 km với nồng độ

thường lớn hơn | ppm [52] Ở độ cao mặt biển (trong tang Đối lưu) 6z6n có nồng độ

khoảng 0.05ppm trị số trung bình trong mùa Dong là 0.02ppm mùa Ha là 0.07ppm.

Ôzôn hấp thụ bức xa cực tím của Mat Trời do đó nó giữ vai trò quan trọng đối

với khí hậu và các hệ sinh thái trên Trái Dat Với kha năng ngăn chan UVB mà khi

cường độ lớn sẽ gây ra các ảnh hưởng bất lợi cho đời sống tự nhiên [21] [34] [35],

[52], tang ôzôn thường được gọi là “Lá chắn của Trái Đất" bảo vệ loài người Sự

hấp thụ UVB của ôzôn bình lưu cũng tạo ra nguồn nhiệt, do đó nó đóng vai trò chủ

yếu trong hình thành nên cấu trúc nhiệt của tầng Bình lưu (10-50km) nơi mà nhiệt

độ tang theo độ cao (hình 1.1.) Nếu tầng ôzôn bình lưu bị suy giảm thì lượng bức xa

UVB của Mat Trời tới bề mặt Trái Dat sẽ tăng lên và din đến các ảnh hưởng về khí

hậu toàn cầu cũng như các ảnh hưởng sinh học như [1S]:

19

- Lam gia tăng các bệnh về da, mát.

- Lam rối loạn hệ miễn dịch của co thể (cơ thể mất tính đề kháng).

- Anh hưởng đến mùa man: ( ‘am năng suất cây trồng).

- Lam giảm tuổi tho của vật liệu xây dựng

- Lam mất can bang hệ sinh thái biển (gay chết quan thể phytoplankton có khả

nang hấp thụ CO, cho quá trình sinh trưởng va là nguồn tiêu thu CO, lớn nhất ở

đại dương), gây đột biến gien làm cho động vat bị di dạng (ếch).

Hình 1.1 Phan bố 6z6n và nhiệt độ khí quyển theo chiều cao ¡341

Ngược lại ở tầng Đối lưu nếu như nồng độ ôzôn gia tăng vượt quá tiêu chuẩn

cho phép thì môi trường khí bị xem là ô nhiềm và gây ra các tác hại cho sức khoẻ

con người như: kích thích hệ hô hấp (mũi và họng bị tay rat), mệt mỏi, bai hoài gayton hại cho phổi Ôzôn cũng bị coi là thủ phạm chịu 3/4 trách nhiệm vé các thảm

hoạ chết người do khói quang hoá gây ra nó còn gây ảnh hưởng cho thực vật như

làm lá cây bị vàng, làm mầm không phát triển

Ở mức 0.2 ppm ôzôn gây nguy hại cho cây thuốc lá, cà chua, đậu Hà Lan và

rất nhiều loại cây khác Nó kìm hãm quá trình sinh trưởng và sản lượng cây trồng Ở

nồng độ 15-20 ppm, ôzôn gây bệnh đốm lá, làm khô héo mầm non [10] Ôzôn còn

gay tác hại cho các vật liệu sợi đặc biệt là sợi bông, nilon, sợi nhân tạo va màu thuốc nhuộm Nó làm cứng cao su với thời gian tác dụng như sau:

Nông độ ôzôn (ppm) Thời gian làm cứng cao su

Ngoài ra ôzôn còn được coi là một chất “khi nhà kính” có tác động làm “nóng

lên toàn cầu”, làm biến đổi khí hậu Theo tính toán lý thuyết thì cứ tăng nồng độ

özôn trong tang Đối lưu lên hai lần thi có thé làm tang nhiệt độ bề mat Trái Đất lên

1"C Người ta còn dự đoán rang với hoạt động của con người như hiện nay thì có thể

đưa đến tang lượng ôzôn ở tang Đối lưu lên gap đôi vào cuối thế ky này.

Chính phủ các nước đang nô lực làm giảm mức độ ảnh hưởng của ôzón đối lưu

thông qua các công cụ điều chỉnh, hạn chế các nguồn phát sinh ôzôn đối lưu.

Một nghịch lý trong tang ôzôn đặt ra những thách thức lớn trong việc bao vệ

moi trường đó là trong khi ôzôn ở tang Bình lưu (mà chúng ta phải có trách nhiệm

bao vệ) đang giảm xuống (3%/thập kỷ) thì ôzôn ở tang Đối lưu là chất khí 6 nhiễm

có hai (ma chúng ta cần hạn chế sự phát sinh của no), lại tang lên khoảng 10%/thap

ky (ít ra là ở Bắc Bán cầu) Tuy nhiên su tăng lên của ôzôn trong tang Đối lưu không

thể bù dap được sự giảm sút nghiêm trong của nó trong tang Bình lưu.

- Don vi do của ôzôn trong khí quyển:

Tổng lượng ôzôn (TLO) được định nghĩa là lượng khí ôzôn trong một cột thang

đứng tiết diện 1 cm? với áp suất và nhiệt độ tiêu chuẩn (hình 1.2) TLO có thể biểu

diễn bằng don vi của áp suất, khoảng 0.3 at.cm.

Dien tích cua cot không

khi tren be mat trai dat

Toàn bỏ lượng 6z0n trong cot

khong khí được đưa vẻ 0C, lat,

sé tao thành mot lợp ozon day

khoang 3mm, tương đương với

300DU

Hình 1.2 Đơn vi do của ôzôn trong khí quyển (55]

TLO trong khí quyển Trái Đất được đo bằng centimet atmotphe Centimet

atmotphe là độ dày do bằng centimet theo phương thang đứng của toàn bộ lớp ôzôn

trong khí quyển tai địa điểm quan trac trong điều kiện chuẩn, ký hiệu là Q (hoặc X).

Trong những năm gần đây người ta thống nhất chuyển đơn vị đo TLO từ

Centimet atmotphe sang Dobson (DU) theo đó: 1 DU = 103 Centimet atmotphe, ứng

với nồng độ trung bình trong khí quyển của ôzôn, xấp xi | phần tỉ về thể tích (1

ppbv)

Vi thế lượng ôzôn được thông báo trên các phuong tiện thông tin đại chúng

chính là độ dày của cột ôzôn trong khí quyển với đơn vị đo là Dobson (DU)

-Ôzôn phân bố không đồng đều theo chiều thẳng đứng và dao động theo vị trí

dia ly, từ 230 đến 500 đơn vị Dobson Tính trung bình thì TLO thấp nhất ở vành dai

xích đạo và tang dan theo vi độ.

12 NHỮNG KET QUA NGHIÊN CỨU LÝ THUYET VÀ THUC

NGHIEM VỀ OZON TANG BÌNH LƯU VÀ BUC XA CUC TIM TREN

THE GIOI

1.2.1 Quá trình hình thành và phan huỷ ôzôn trong tự nhiên

Ôzôn được tạo thành một cách tự nhiên trong lớp khí quyển trên cao do tácđộng của bức xạ cực tim UVR (Ultra Violet Radiation) của Mat Trời đối với Oxy

Tác động của bức xạ UVR ở dải sóng 180 - 240 nm (một phần của dải bức xạ C) có nguồn nang lượng bang 5,115 ev làm phá vỡ phân tử Oxy tạo thành các Oxy

UV-nguyên tử theo phương trình:

O;+hv=O+O (1.1)

Trong do hv là nang lượng phô-tông có trong bức xa Mat Trời

Sau đó ôxy nguyên tử kết hợp với ôxy phân tử để tạo thành ôzôn theo phản

ứng: O+O;+M=O;+M (1.2)

Trong đó M có thể là nguyên tử Nitơ hoặc nguyên tử bất kỳ nào đó có khả

nang mang theo nguồn nang lượng thoát ra khi tạo thành ôzôn.

Đồng thời với quá trình tạo thành ôzôn là quá trình phân huỷ ôzôn do hấp thụ

bức xạ Mặt Trời ở dải sóng 280-320 nm và do sự va chạm với ôxy nguyên tử theo

các phản ứng sau:

(Trong đó hv > 1,09 ev)

Gọi: -n¡,nạ,n;, n„ tương ứng là mật độ của O, O,, O; và M trong lcmỶ

- k; và k, là hệ số của các phản ứng (1.2) và (1.4)

k= 9.107" (cms) (1.5)

k, = 8.10°7'7.e°2RT (cm3/s) (1.6)

với R = 1,9865 cal/’K.mol.

- lạ va 1, là số lượng các lượng tu của các mức nang lượng Mat Troi (hv 2

5,115 ev va hv > 1,09 ev) do một nguyên tử O, và O; hấp thu trong thời gian | giây

ở độ cao tính toán hay còn được gọi là tốc độ phân huỷ của O; và O; ở các phản ứng

Cộng hai phương trình (1.9) va (1.10) ta được:

21;.n; - 2k¿.n¡.nạ = 0 (1,1)

= nị =l¿.n;/k¿,.n; C132)Thay (1.12) vào (1.10) ta được:

13.3 ot lạ.nạ = kin,” tf ky.n; CL 13)

O độ cao dưới 25 km thi i, giảm rất nhanh và số nguyên tử Oxy cũng giảm

mạnh, hơn nữa ở độ cao dưới 40 km đại lượng i;.n; << i;.n;, phương trình (1.13) sẽ

có dạng:

nà = kộ im na kạ-‹h : (1.14)

Do đó theo phương trình (1.14) ta thấy ở những độ cao trên 25 km mật độ n; và

N, giảm do khí quyển loãng nên n; giảm Còn ở những độ cao thấp dưới 20 km thì

do i, giảm nhanh nên n; giảm đáng kể Điều đó chỉ ra rằng mật độ ôzôn n, tập trung

nhiều nhất ở tầng Bình lưu và đạt cực đại ở độ cao khoảng 20 -25 km [37, 38]

1.2.2 Vận chuyển của ôzôn trong khí quyển

Trong tự nhiên, do sự vận chuyển của khí quyển nên phân bố của ôzôn bị thay

đổi cùng với sự phá vỡ trạng thái cân bằng quang hoá, do đó đại lượng dn,/dt va

dn,/dt sẽ khác không

Sự vận chuyển ôzôn cùng với các dòng chảy không khí có thể xảy ra thông qua

một dãy các quá trình như chuyển động hỗn loạn của hoàn lưu chung, xoáy

Phương trình tổng quát “vận chuyển ôzôn” dựa vào phương trình liên tục được biểu diễn như sau:

dp, _ Op; up, _ OP; | OwPs _

dt Ot ox oy oz

Trong do:

e D,, Dy, D,: là các hệ số khuếch tán rối theo X, Y, Z trong hệ toa độ khong gian 3

chiều, trục X hướng về phía Nam, trục Y về phía Đông và trục Z hướng lên trên

® u,v, w: là các thành phần của gió theo X, Y, Z.

® O;,Pp;o: là mật độ và mật độ trong điều kiện cân bằng quang hoá của ôzôn.

Dựa và phương trình tổng quát này có thể lập mô hình để mô phỏng sự phân bố

6z6n trong khí quyển khi tham số hoá các điều kiện ban đầu và các chuyển động

trong khí quyển Tuy nhiên, khi nghiên cứu quá trình quang hoá ở đây đã bỏ qua

không nói đến khí nhân tạo có tiềm nang phá huỷ ôzôn rất lớn như các chất CFC nói

riêng và các chất ODS nói chung

Để xác định mối liên quan giữa hướng chuyển động của khí quyển với tầng

Ôzôn, chúng ta phải dựa vào việc phân tích phương trình vận chuyển ôzôn Các

trường hợp vận chuyển cụ thể, vận chuyển ôzôn như thế nào trong khí quyển đã

được đề cập chi tiết trong [26].

Khi kết hợp lý thuyết quang hoá với quá trình vận chuyển toàn cầu của ôzôn,

Dutch H.U va Dobson G.M.B [37], [3§], khang định rằng, ôzôn được hình thành

quanh nam 6 tầng Bình lưu vùng xích đạo và từ đó ôzôn được di chuyển về phía cực

nhờ chuyển động của các dòng không khí, sau đó được vận chuyển xuống vùng dưới

của tâng Bình lưu của các vĩ độ cao Tại đó ôzôn được bảo vệ gần như chắc chán

tránh khỏi sự phá huỷ quang hoá và có thể được tích luỹ thành số lượng lớn (Hình

Hinh 1.3 Qué trinh van chuyén cua 6z6n

Nhu vậy su tích luỹ ôzôn đối với các vi độ cao không xảy ra ở vùng trên của

tang Bình lưu mà chỉ hạn chế ở vùng giữa và dưới của tang Bình lưu Sau đó từ tầng

Bình lưu ôzôn được vận chuyển xuống tầng Đối lưu và ở đó ôzôn bị phân huỷ.

Ở mỗi bán cầu, sự vận chuyển ôzôn về phía cực xảy ra tập trung vào mùa

Đông khi dòng gió Tây khống chế tang Bình lưu nhiệt đới và yếu đi vào mùa Hè khi dòng gió Đông thịnh hành thay thế dòng gió Tây.

1.2.3 Phân bố của ôzôn theo độ cao

Vì ôzôn bình lưu đóng vai trò quan trọng trong việc hấp thụ bức xạ tử ngoại

Mặt Trời nên nhiều người thường quan niệm rằng có một lớp ôzôn tồn tại ở tầng Bình lưu và chỉ có ở tầng này mà thôi Quan niệm này càng tăng khi dựa vào nồng

độ ppm của ôzôn so với các thành phần khác của khí quyển Giống như tỉ lệ phần

trăm, cách tính này có thể dẫn đến một hình ảnh sai lệch về sự phân bố của ôzôn.

Hình 1.4 chỉ ra nồng độ tương đối của ôzôn tính theo ppm so với các thành

phần khác của khí quyển (hình 1.4.a) và nồng độ tuyệt đối của 6z6n tính theo

mol/cm' (hình 1.4.b) tại các độ cao khác nhau Do ôzôn tự nhiên chỉ được tao ra 6

tang Bình lưu nhờ tác động của bức xa UVR nên nồng độ tương đối của ôzôn dat giá trị cao nhất tại độ cao 30-40 km so với bề mặt đất Tuy nhiên do tính chất hoá học không bền vững của ôzôn nên thời gian tồn tại của nó trong khí quyển ngắn và cũng

vì vậy mà nồng độ tương đối của nó giảm khi độ cao giảm Ở tầng Đối iưu thấp

ôzôn không được tao ra nhờ bức xạ cực tim, ti lệ tương đối của các khí Oxy và nito

tăng lên và tỉ lệ tương đối của ôzôn giảm xuống [34] [46].

Hình 1.4 Phan bố cua ôzôn theo độ cao (nguồn (46))

Nồng độ tuyệt đối của ôzôn tính theo mol/mỶ cho chúng ta một bức tranh hoàn

toàn khác Nồng độ ôzôn dat giá trị cực đại ở độ cao 20-25 km Ở độ cao lớn hon

chúng giảm rất nhanh giống như các thành phần khác của khí quyển, còn ở các độ

cao nhỏ hơn nồng độ ôzôn không giảm một cách nhanh chóng như nồng độ tương

đối mà vẫn duy trì ở một nồng độ tương đối lớn Do vậy khi nghiên cứu sự thay đổi

phân bố ôzôn cần phải lưu ý đến vấn đề này

1.2.4 Phân bố của ôzôn theo vĩ độ địa lý

Những kết quả nghiên cứu trong khoảng 10 năm gần đây chứng to rang độ day

dan xuất ôzôn phân bố theo không gian và theo thời gian Theo kết quả nghiên cứu của các nhà nghiên cứu Liên xô cũ đã đo đạc ôzôn trên 9 địa phương khác nhau của

Liên xô cũ đã lập được biến trình năm, ta có thể thấy được độ dày dẫn xuất ôzôn tại

tất cả các vĩ độ (ứng với 9 khu vực khác nhau) [26]:

- Lượng ôzôn tang vào mùa Xuân, giảm vào mùa Thu và mùa Dong.

26

- Các cực đại trong các đường cong trên xảy ra vào thời gian khác nhau, vĩ độ

càng cao thì thời gian xảy ra càng muộn, chẳng hạn ở các thành phố miền nam như Abaxtuman và Amanata cực đại thường vào tháng hai, trong khi đó ở Vicikov (gần Lêningrat) lại vào tháng ba còn ở đảo Dicxon là vào tháng nam.

Ngoài ra trong dao động biến trình năm của toàn bộ TLO cho thấy: càng ở vĩ

độ cao thì TLO càng lớn Chúng ta có thể giải thích một cách định tính qui luật trên

như sau:

Vào mùa Thu và mùa Đông, lượng ôzôn ở các vĩ độ cao rất ít do không có bức

xa Mat Trời Tuy nhiên lượng ôzôn không hoàn toàn bằng không nhờ có sự trao doi,

loạn lưu vĩ mô giữa các vùng có vĩ độ thấp và các vùng có vĩ độ cao.

Vào mùa Xuân, khi các tia nắng Mặt Trời chiếu đến, nhiệt độ không khí ở các

vùng này còn thấp, lượng ôzôn tăng rất nhanh, sau đó cùng với sự tăng nhiệt độ theo

thời gian lượng ôzôn bat đầu giảm dần và đạt cực tiểu vào cuối mùa Thu và cả mùa

Đông Vào cùng thời điểm trong năm lượng ôzôn ở xích đạo nhỏ còn càng về cực thì

lượng ôzôn càng cao.

Như vậy tại một vùng nào đó trên Trái Đất, lượng ôzôn sẽ tăng nếu ở điểm này

có dòng không khí thổi từ vĩ độ cao xuống trong lớp từ mặt đất đến 16 km, trường

hợp ngược lại lượng ôzôn sẽ giảm Ngoài sự phụ thuộc của ôzôn theo vĩ độ và thời gian, người ta còn tìm được sự liên hệ của ôzôn với các yếu tố khí tượng cũng như

các hiện tượng khác của ôzôn xảy ra trong khí quyển

TLO phụ thuộc rất lớn vào vị trí quan trắc, theo mùa và các quá trình động lực

trong khí quyển Nghia là TLO phân bố theo không gian và theo thời gian: TLO rất

lớn ở cực và vùng có vĩ độ cao ở hai bán cầu và giảm dần (mặc dù không đồng đều)

ở vùng vĩ độ thấp (nhiệt đới và xích đạo) Biên độ dao động của TLO ở cực và vùng

VI độ cao so với vùng vĩ độ thấp cũng rất lớn.

Theo số liệu thống kê thu được:

- "6 vùng ôn đới của Bac Bán cầu, cực đại năm của TLO tương đối cao và thường

xuất hiện vào cuối mùa Đông và hoặc bát đầu mùa Xuân (cuối tháng 3, đầutháng 4), ở 55-60” vĩ bắc cực đại xuất hiện sớm hơn một ít, từ ngày 10-15 tháng

3 hang năm Cực tiểu xảy ra vào cuối hè (tháng 9-10).

- Ở vùng nhiệt đới (00-300 vi bac), giá trị lớn nhất của TLO xuất hiện vào tháng 5,

nghĩa là chậm hơn gần hai tháng so với vùng vĩ độ cao Cực tiểu xảy ra vào tháng

11 và 12, ở xích đạo kéo dài đến tháng 1.

27

Qua số liệu trung bình nhiều năm về TLO theo vĩ độ, sử dụng công thức tính

cực trị của Grigori Newton, Khrogian A.Kh đã tính được thời gian va các giá trị cực

trị phân bố TLO trung bình năm như trong Bảng 1.1 Dao động hàng năm của TLO

theo vĩ độ [26].

Như vậy phân bố TLO theo thời gian có thể biểu diễn dưới dạng:

X= X, + C,.cos(a.t - @¡) (1.16)

Trong do:

- X,: được xác định như là giá trị trung bình nam của X

- (C,: là biên độ dao động của X (1/2 giá trị dao động giữa cực đại max và min)

- ,: là độ lệch pha của dao động nam X được tính từ thời điểm 15/4.

- @: là tan số được tính theo công thức: o = 27T (T: là chu kỳ năm bang 12

tháng)

- t: là thời gian tinh bang tháng

Bang 1.1 Dao động năm của TLO theo vĩ độ (DU) (nguồn (26})

Vĩ độ TLO tháng | Thời gian | TLO tháng | Tháng cực | Biên độ dao

cực dai cực đại cực tiểu tiểu động

Tuy nhiên A.Kh.Khrogian đã khám phá ra rằng, trong vùng vành đai nhiệt đớigan xích đạo (00-20), chu kỳ năm của của TLO còn có thêm đại lượng tuần hoàn

thứ hai là: C;.cos(2ø.t - @,) Như vậy trong vùng này TLO được biểu diễn dưới

dạng: X = Xo +C¡.coš(Ø.t - @¡) + C,.cos(2B.t - (03) (1.17)

Trong đó các giá trị đặc trưng Xo, @, @;, C¡, C; đối với các vi độ khác nhau

được đưa ra ở Bảng 1.2 [26]

28

Tóm lại, cực đại của 'TLO ở vĩ độ 40-60 độ Bắc thường xuất hiện vào giữa

tháng 3 (11-24/3) Ở vùng cực chậm hơn một chút, vào cuối tháng 3 Điều đó nói

lên rằng ôzôn vận chuyển trong suốt mùa Đông từ Bình lưu nhiệt đới ra phía vĩ độ

cao, do đó ở vùng cực, giá trị cực đại của TLO chỉ xuất hiện muộn hơn một thời

gian Còn ở vùng nhiệt đới, cực đại của TLO xuất hiện muộn hơn rõ rệt (đầu đến

giữa tháng 5) Hoạt động của hoàn lưu mùa hè ở tang Bình lưu bat đầu can trở qua

trình vận chuyển ôzôn từ vùng nhiệt đới ra cực và TLO ở vùng nhiệt đới nhờ đó

được tang lên chút ít Việc xuất hiện thành phan dao động thứ hai trong công thức

tính TLO ở đới 00-200 phan ánh vai trò trực tiếp của quá trình quang hoá đối với

phân bố ôzôn, liên quan đến hai thời điểm hoạt động tích cực nhất của bức xạ Mặt

Trời tại vùng nhiệt đới (vào tháng 3 và tháng 9 hàng năm) [26]

Số liệu về TLO tại các trạm trong khu vực Đông Nam Á cho thấy: TLO có giá

trị cực đại cao hơn và thời điểm đạt cực đại muộn hơn so với trung bình ở vùng nhiệt

đới TLO trung bình nhìn chung giảm trong các tháng mùa Đông đến cực tiểu với

Trong đó: - Xu: là giá trị trung bình nhiều năm của TLO

- max: là gid tri cực đại của TLO

- Xmin: là giá trị cực tiểu của TLO

Bang 1.4 Giá trị trung bình tháng của TLO tại các trạm ở khu vực Đông Nam

1.2.5 Xu thế biến đổi của TLO trên toàn cầu

Song song với những bang chứng về sự giảm ôzôn ở vùng cực, các nhà khoa

học đã bát đầu cuộc nghiên cứu về sự suy giảm ôzôn trên toàn cầu Từ 1987-1988 tổ

chuyên gia về xu thế ôzôn đã xem xét kỹ các kết quả nghiên cứu mới cùng với các

số liệu từ vệ tinh và máy móc trên toàn cầu Ban báo cáo về ôzôn của Tổ chức Khí

tượng Thế giới (WMO) số 18 năm 1988 nhận định rang:

- Luong ôzôn toàn cầu đã giảm đi vài phần trăm suốt 17 năm qua-chủ yếu là thời

gian Đông-Xuân trên vùng cực và vi độ trung bình.

- Khong thể giải thích sự mất ôzôn bang quá trình tự nhiên.

- Bằng chứng Haloncarbon là nguyên nhân.

Ban báo cáo đánh giá về ôzôn phát hành năm 1991 cho thấy: mức độ ôzôn

giảm không chỉ vào thời gian mùa Đông, mùa Xuân mà còn vào cả thời gian mùa

Hạ Vì mọi người thường ở ngoài trời và UVB mạnh nhất vào mùa hè, sự suy giảm

ÔzZôn trong thời gian này gây ra nguy hại lớn cho sức khoẻ con người.

Sự suy giảm TLO từ những năm 70 là đáng kể trong thời gian cả năm trên tất

cả các vùng, ngoại trừ vùng xích đạo Số liệu đã được kiểm tra chất lượng của Hệ

thống quan trắc ôzôn toàn cầu, gồm cả số liệu vệ tỉnh, chỉ ra rằng lượng ôzôn suy

giam tích luỹ trên vùng cực và vĩ độ trung bình tới nay là gần 10% Xem xét cả sự

biến động tự nhiên ở hai bán cầu, sự giảm sút đặc biệt mạnh vào thời gian

Dong-Xuân (trên 6-7% trong 1 thập kỷ); trong thời gian Hạ-Thu thì con số này chỉ bằng

1/2 so với Đông-Xuân Các nghiên cứu chỉ tiết chỉ ra rằng có sự gia tăng đáng kể tốc

độ giảm sút ôzôn xấp xi 1,5-2,0% trong thời kỳ 1970-1980 Số liệu về xu hướng

giảm ôzôn được ghi trong Bảng 1.5.

Trong vòng 10 năm (1984-1993) mức độ ôzôn trung bình trên toàn cầu giảm

xuống mức 297 DU so với mức 306 DU vào thời kỳ 1964-1980 (khoảng 3%).

Bang 1.5 Xu hướng giảm ôzôn (%) trong thập kỷ 90 + øơ (nguồn (267)

~ đô Tháng

Vùng vĩ đỏ

35°-65° Bac

Tuy nhiên nếu vùng xích đạo, noi không có su thay đổi đáng kể về ôzôn.

không được tính đến thì sự giảm sút ôzôn ở các vùng cực và vĩ độ trung bình cao gấp

2 lần con số trên Tại một số khu vực khác sự giảm sút còn lớn hơn Theo chiều cao,

sự suy giảm ôzôn mạnh nhất ở tang Bình lưu thấp Tham không ôzôn tại

Hohenpeissenberg chỉ ra rằng: áp suất cục bộ của ôzôn trong tầng khí quyển từ

19-21 km đã giảm khoảng 20% trong 25 năm qua

Trong khi ôzôn ở tang Bình lưu đang giảm xuống thì ôzôn ở tang Đối lưu tại

Bác Bán cầu lại tăng lên 10% trong thập kỷ vừa qua Sự gia tăng của ôzôn ở tầng

Đối lưu phần lớn là do tác động của bức xạ Mat Trời lên một số chất khí 6 nhiễm

đặc biệt là ôxít nitơ do phát thải từ bề mặt qua các hoạt động giao thông vận tải,

công nghiệp như ôtô, máy bay, kết hợp với su tang lên của nồng độ các chất khí khác (mêtan, ôxít carbon) Trong 100 năm qua, nồng độ ôzôn gần mặt đất ở vùng vĩ

độ trung bình phía Bac đã tăng lên hai lần Một vài nguồn tư liệu minh chứng cho sự

gia tăng trên 1%/năm của nồng độ ôzôn trong tang Đối iuu thấp kể từ cuối thập ky

90 Sự tăng lên của ôzôn ở gần mặt đất gây ra một số ảnh hưởng đối với sức khoẻ con người và sản lượng cây trồng Hơn nữa ôzôn phản ứng mạnh với các phân tử

khác, ôxy hoá chúng và gây nguy hại cho các tổ chức sống của động vật Ôzôn gần

mặt đất là thành phần chính của sương mù xảy ra trong những ngày hè không mây

tại những thành phố lớn.

1.2.6.Sự suy giảm của ôzôn tầng bình lưu và lỗ thủng ôzôn

Vấn đề tầng ôzôn bình lưu bị suy giảm đã được đề cập đến vào Năm Địa Vật

lý quốc tế 1957 với việc thiết lập một mạng lưới các trạm quan trắc TLO theo

phương pháp được Dobson đưa ra Một trong những trạm quan trắc đó được các nhà

nghiên cứu Nam cực người Anh đặt tại vịnh Halley, trạm này sau đó đã đóng một

31

vai trò quan trọng trong việc phát hiện ra tầng ôzôn bình lưu Nam cực suy giảm và

phát hiện ra lỗ thủng ôzôn vào mùa Xuân ở Nam cực.

Sau hơn 30 năm kể từ khi được thiết lập, trạm quan trác Halley đã tính toán

được biến trình mùa của TLO Nam cực và thấy rõ TLO Nam cực dat giá trị nhỏ nhất

vào mùa Xuân.

Nhưng vào đầu những năm 80, số liệu quan trac tại trạm cho thấy TLO tại khu

vực giảm một cách đáng kể và kéo dai trong một thời gian lớn Thường thì TLO chi bát đầu giảm vào cuối tháng 8 và giảm mạnh nhất vào khoảng giữa tháng 10 (40%

TLO Nam cực bị phá huỷ) cho đến tháng 11 thì tang ôzôn được phục hoi, nhưng trong những nam 80 hiện tượng này kéo dài cho tới tận tháng 12.

Hiện tượng này sau đó cũng được vệ tinh viễn thám quỹ đạo cực Nimbus-7 và

các tram quan trac mặt đất khác khang định Khi đó người ta cho rằng các chất CFC

mà con người sử dụng lan tràn trong những năm 70 chính là nguyên nhân trực tiếp

gây nên hiện tượng này Các đo đạc tổng lượng các khí CFC tai Nam cực cho thấy

các chất này gia tăng với tốc độ 5%/năm càng làm cho mọi người tin vào gia thuyết

trên.

Một số các nhà khoa học khác lại cho rằng các chất NO,, CIO,, BrO, mới là

thủ phạm gây nên hiện tượng tầng ôzôn Nam cực bị suy giảm Tuy nhiên sau này khi những nghiên cứu về tầng ôzôn Nam cực được tang lên ở một trình độ cao hơn, kết quả cho thấy rằng các quá trình hoá học ở vùng Bình lưu cực phức tạp hơn nhiều.

Mặc dù tang Bình lưu rất khô nhưng nó sẽ bão hoà khi nhiệt độ hạ xuống rất thấp

đạc biệt là vào những tháng mùa Dong và mây ở tang Bình lưu được hình thành Cac

hạt axít HNO;, HCl trong các đám mây bình lưu cực này sẽ tham gia vào một loạt

các chuỗi phản ứng phức tạp như các phản ứng loại nitơ, loại hydro, dan đến việc

tạo ra Cl tự do Cl tự do này ở dưới dạng ClO sẽ tấn công và phá huỷ các phân tử

ôzôn Vào mùa Xuân, nhiệt độ tang dan sẽ càng gia tăng mạnh quá trình phá huỷ

Ôzôn Khi mây bình lưu cực bốc hơi hết và xoáy vòng cực tan rã các phan ứng trên

kết thúc và tầng ôzôn Nam cực được phục hồi [36], [43] [52]

Các phản ứng hoá học gây suy giảm lượng ôzôn do sự hình thành của mây

Đình lưu cực diễn ra trên bề mặt của các hạt băng trong các đám mây này Các phản ứng hoá học hỗn tạp khác trên bề mặt của các hat sol khí sulphate cũng đóng vai trò

trong việc làm suy giảm tầng ôzôn Nam cực Sự phát tán một khối lượng lớn

Sunphate vào trong tang Bình lưu thấp do sự phun trào của các núi lửa Pinatubo va

Hudson làm cho tầng ôzôn ở độ cao 9-13 km bị phá huỷ rất nhanh Chỉ riêng trong

tháng 9 năm 1991 hầu như toàn bộ 50% TLO bình lưu thấp bị phá huỷ hoàn toàn.

Ww tN

Khi các sol khí của các núi lửa Pinatubo và Hudson tràn đến Nam cực, chúng đã

không thể vượt qua được quá độ cao 14-15 km do các dòng xoáy vùng cực ngăn cản.

Vì thế mà TLO ở tầng Bình lưu trên vẫn được duy trì ở mức như bình thường.

Tuy nhiên vào cuối năm 1992 các sol khí này đã tràn được vào vùng cực, các

kết qua quan trac cho thấy TLO đã giảm xuống mức ky lục ở Nam cực miền nam

Argentina và Chile, cùng lúc đó thì lượng ôzôn ở Bac bán cầu cũng giảm xuông mức

thấp nhất và TLO toàn cầu đã giảm xuống 4% so với mức trung bình [36].

Ngoài cách giải thích theo các quá trình hoá học ở tang Bình lưu, người ta còn

đưa ra các giả thuyết khác để giải thích sự biến động của TLO, đó là các giả thuyết

động lực Các giả thuyết này tìm cách giải thích sự biến đổi của TLO dựa trên các

đặc tính vòng của khí quyển.

Các quan sát thực tế đã củng cố cho giả thuyết này, chẳng hạn như khi TLO ở

lỗ thủng có giá trị thấp nhất thì xuất hiện một vòng ôzôn có nồng độ cao hơn ở xung quanh 16 thủng này giữa vi độ 40° và 50° Nam Vào tháng 11, lỗ thủng được phục hồi có thể là nhờ lượng ôzôn cao của vòng ôzôn kể trên Cơ chế này có thể có liên

quan đến các vòng gió xoáy vùng cực Các vòng gió xoáy Nam cực là một hệ thống

gió tự hình thành va rất chặt chẽ, nó có cường độ mạnh nhất vào mùa Dong va không cho các dòng năng lượng và các dòng vật chất vượt qua Vì thế nó ngăn không cho các dòng ôzôn, được hình thành chủ yếu ở vùng vĩ độ thấp đi vào vùng cực, đồng thời không cho các chất xúc tác phá huỷ ôzôn thoát khỏi vùng cực làm

cho chúng bị tích luy lại và phá huỷ ôzôn mạnh hơn Khi các vòng xoáy này mất đi

vào mùa Xuân thì ôzôn ở vùng vĩ độ thấp tràn vào và phục hồi tầng ôzôn Các quan

sát cho thấy khi các vòng xoáy này càng tồn tại lâu thì TLO càng giảm và khi chúng

mất đi sớm thì lỗ thủng ôzôn nhanh chóng được phục hồi

Một số tác giả khác kết hợp hai giả thuyết trên lại để đưa ra giả thuyết tổng hợp hơn: điều kiện cần và đủ làm cho tầng ôzôn Nam cực suy giảm phải kể đến là

do các quá trình hoá học mà thủ phạm chính là các chất CEC và sau đó là các quá

trình động lực của các vòng xoáy vùng cực.

Một số tác giả khác lại cho rằng hiện tượng tầng ôzôn Nam cực suy giảm là

một hiện tượng tự nhiên vì sự gia tăng của các khí NO, trong khí quyển trong các

giai đoạn hoạt động mạnh của Mặt Trời Hoạt động mạnh nhất của Mặt Trời theo

chu kỳ là vào năm 1979 và kéo dài cho tới năm 1980 Nhưng các kết quả nghiên cứu

cho thấy tổng lượng các khí NO, ở trong tang Bình lưu thấp tại Nam cực quá nhỏ và không đủ để gây ra các hiện tượng tầng ôzôn suy giảm mạnh như vậy [36].

33

Tình trạng tâng ôzôn ở Bắc cực cũng củng cố cho giả thuyết về ảnh hưởng của

các vòng Xoáy vùng cực Các vòng xoáy vùng cực ở Bắc Bán cầu thường có cường

độ nhỏ hon ở Nam Bán cầu do đó mà không thấy sự xuất hiện của lỗ thủng ôzôn Bac

cực.

Tuy vậy vào cuối những năm 1980 một lỗ thủng nhỏ và thường xuyên di

chuyển cũng đã xuất hiện ở Bác Bán cầu Mùa Dong năm 1991 và 1992, các nha

khoa học của Mỹ, Canada, Nhật, New Zealand và Nga trong cuộc Thử nghiệm về

Ôzôn Bình lưu của Châu Âu (EASOE) đã sử dụng các đo đạc tại mặt đất, các khinh

khí cầu, máy bay và các phương tiện kỹ thuật hiện đại khác để nghiên cứu bản chất

và mức độ suy giảm của tầng ôzôn bình lưu vùng Bac cực Kết quả sơ bộ ban đầu

cho thấy chưa có lỗ thủng ôzôn Bác cực nhưng lượng ôzôn Bac cực đang bị suy giảm

ở mức độ lớn hơn bình thường so với độ suy giảm ở các vùng vĩ độ trung bình

Sở di như vay là vì tang Binh lưu Bac cực thường có nhiệt độ cao hơn tang Bình

lưu ở Nam cực, do vậy mây bình lưu cực khó có thể hình thành được và ít có cơ hội

phá huỷ ôzôn đồng thời các vòng xoáy yếu vùng cực cho phép ôzôn ở các vùng vĩ

độ thấp hơn tràn qua và phục hồi lượng ôzôn bị suy giảm Các hoá chất không có

khả năng phá huỷ ôzôn do không đủ năng lượng cần thiết vào mùa Đông ở Bắc cực

sẽ được cung cấp năng lượng khi di chuyển đến các vùng vĩ độ trung bình, nơi có

nhiều ánh nắng Mặt Trời hơn và gây phá huỷ ôzôn ở các vùng này nhiều hơn là ở

vùng cực EASOE đã phát hiện ra tang ôzôn bình lưu ở Bác cực bị suy giảm

10-20%, ít hơn con số dự tính là 40%.

1.2.7 Anh hưởng của bức xạ cực tím và biến động của ôzôn tầng bình lưu

tới hệ sinh thái, động thực vật và khí hậu

- Ảnh hưởng đến sinh học

Ở cường độ thấp vừa đủ, bức xạ tử ngoại có những tác dụng có lợi cho sự sống

trên Trái Dat Nó có tác dụng diệt khuẩn rất cao và là tác nhân kích thích việc tổng

hợp Vitamin D của cơ thể sống Vitamin D cho phép cơ thể cố định lượng can-xi

cần thiết cho sự phát triển đầy đủ của xương, tránh bệnh còi xương ở trẻ em [36].

Nhưng ở một cường độ lớn thì bức xạ tử ngoại lại gây hại cho các hệ sinh thái trên Trái Đất Tác hại nghiêm trọng nhất phải kể đến là bức xạ tử ngoại gây ra các đột

biến, làm thay đổi thành phần cơ bản cấu thành nên sự sống, đó là ADN và rất nhiều

các protein khác.

- Anh hưởng đối với thực vật

Khi tầng ôzôn bị suy giảm, lượng bức xa cực tím tới Trái Dat tăng sẽ ngăn can

quá trình quang hợp, quá trình trao đổi chất, làm chậm tốc độ tăng trưởng của cây

trồng như: cà chua, rau diếp, đậu Hà Lan Kết quả thực nghiệm theo báo cáo của

UNDP cho thấy bức xạ cực tím gia tăng sẽ gây ra rất nhiều các đột biến cho cây

trồng còn khi TLO giảm 25% sẽ làm cho sản lượng đậu tương giảm 25% [18].

- Anh hưởng đối với động vật thuỷ sinh

Quá trình cố định carbon bằng quang hợp của quần thể phytoplankton tạo ra

nang suất sơ cấp, làm tang sinh khối và sản lượng hải sản toàn cầu vì CO; có thể kết

hợp với các trầm tích trong đáy biển Ngoài ra quần thể phytoplankton còn đóng một

vai trò quan trọng trong quá trình phân huỷ các chất hữu cơ hoà tan Do vậy khi

lượng UVB tang lên ở mức lớn hơn 0,3 W.m” sé làm chậm hoặc ngừng hoạt động

của các động vật thuỷ sinh dẫn đến giảm lượng CO; khí quyển hoà tan vào nước

biển cũng như hạn chế quá trình phân huỷ các chất hữu cơ hoà tan [46].

- Anh hưởng đối với con người

Vấn đề đang được dư luận quan tâm nhiều nhất hiện nay là các tác động của

lượng bức xa cực tim gia tang do suy giảm tang ôzôn gay ra cho con người Các tác:

động phải kể đến đó là làm da bị cháy nang, gây lão hoá da, làm dày biểu bì Tuy

nhiên các tác động trên không đáng kể gi khi so sánh với các bệnh ung thư da, đục

thuỷ tinh thể do bức xạ cực tím gia tăng gây nên Trong thập kỷ vừa qua số người

mắc bệnh ung thư da ác tính ở những nước nhiệt đới đã tăng lên gấp đôi.

Tính toán cho thấy khi TLO giảm 1% sẽ làm cho lượng UVB tang lên 1-2% và

làm cho số lượng người mắc bệnh ung thư da phi hắc tố tăng lên 2-4% (khoảng 10.000 người/năm) Cục bảo vệ Môi trường Mỹ (EPA) dự đoán rằng trong thế kỷ tới

sé có thêm 39 triệu người mắc bệnh ung thu da và làm tang số ca tử vong do can

bệnh này lên đến con số 800.000 người Các nước phương Tây thường có thói quen

tắm nắng trong các kỳ nghỉ, điều này dẫn đến khả năng mắc bệnh càng cao, do đó

nhiều nước đã tiến hành các chiến dịch vận động thay đổi thói quen này và tránhtiếp xúc với ánh nắng Mặt Trời vào buổi trưa, lúc bức xạ có giá trị cực đại [18] [46]

Ngoài ra bức xạ cực tím gia tăng còn gây nên đục thuỷ tinh thể, gây mù Gần

đây còn có một số chứng cứ cho thấy bức xạ cực tím còn có khả năng kích thích

virus HIV gây nguy hiểm cho hệ thống miễn dịch của cơ thể Do đó cần phải tiến

hành nghiên cứu nhiều hơn nữa các tác động do suy giảm tầng ôzôn cho con người,

động thực vật và khí hậu Các tác động này có thể không phải là trực tiếp nhưng

không phải là hoàn toàn vô hại

- Ảnh hưởng đến khí hậu

Vai trò quan trọng nhất của ôzôn đối với hệ thống khí hậu toàn cầu là hình

thành nên cấu trúc nhiệt của khí quyển Nó có ảnh hưởng trực tiếp đến nhiệt độ của

tầng Bình lưu nhờ khả năng hấp thụ bức xạ sóng ngắn Mặt Trời và có ảnh hưởng

gián tiếp đến tang Đối lưu do bức xạ hồng ngoại có được từ việc hấp thụ các sóng

ngăn.

Công ước Vienna về bảo vệ tầng ôzôn (phụ lục 1 trang 26) khẳng định: “Sự

thay đổi phương đứng của ôzôn có thể làm thay đổi cấu trúc nhiệt của khí quyển vàtac động mạnh tới thời tiết và khí haw’

TLO tầng Bình lưu giảm sẽ làm cho lượng bức xạ cực tím dược hấp thụ ở tầng

trên của khí quyển giảm và làm cho nhiệt độ của tầng Bình lưu giảm Lượng bức xạ

cực tím tới bề mặt Trái Đất tăng làm cho nhiệt độ trên mặt đất tăng

Tuy nhiên hiện tượng không chỉ đơn giản như vậy mà có phức tạp hơn ở chỗ

khi nhiệt độ của tang Bình lưu giảm thì lượng bức xa hồng ngoại của tang Bình lưutới tầng Đối lưu giảm và làm cho nhiệt độ của tầng Đối lưu giảm theo Sự giảm nhiệt

độ của tang Đối lưu này lớn hơn lượng nhiệt gia tang do lượng bức xạ cực tím tới

Trái Đất tăng và tác động tổng cộng của việc tầng ôzôn bị suy giảm là làm cho nhiệt

độ trên mặt đất giảm Nếu TLO giảm 20% thì nhiệt độ giảm 0.25°C [43]

Ta biết rằng ôzôn bình lưu tập trung chủ yếu ở độ cao 25 km trên mặt đất Quá

trình suy giảm ôzôn không xảy ra đồng đều trên toàn bộ tầng ôzôn nên độ cao của

lớp ôzôn có nồng độ cực đại có thể thay đổi Nếu độ cao này giảm thì sẽ làm cho

nhiệt độ bề mặt đất tăng lên còn ngược lại nếu độ cao này tăng thì sẽ làm nhiệt độ

bề mặt đất giảm Vì các chất CFC có khả năng phá huỷ ôzôn ở độ cao 25 km so với

mặt đất nên độ cao của tầng ôzôn có nồng độ cực đại giảm và làm nhiệt độ bề mặt

đất tăng lên [43].

Do vậy việc dự đoán các tác động đối với khí hậu của ôzôn cần phải được xem

xét cẩn thận, không chỉ dựa vào TLO mà còn phải dựa vào độ cao của lớp ôzôn có

nồng độ lớn nhất như đã được đề cập trong [46] [52].

36

1.2.8 Ảnh hưởng của sự gia tăng nồng độ ôzôn trong tầng đối lưu

Trong khi phan lớn mọi người quan tâm đến sự biến động của tầng 6z6n Binh

lưu, vai trò của ôzôn Bình lưu trong việc hấp thụ bức xa cực tím va ảnh hưởng của

bức xạ cực tím đối với các hệ sinh thái trên Trái Dat, thì lượng ôzôn trong tang Đối

lưu cũng đang gia tăng ở mức báo động và cũng có những vai trò quan trọng không

kém.

TLO Bình lưu giảm chủ yếu do tác động của các chất CFC còn TLO Đối lưu

tang do sự gia tang của các ôxít nito trong khí thải của các động cơ và của các khu

công nghiệp Các đo đạc cho thấy lượng ôzôn trung bình ở tâng Đối lưu đã gia tăng gấp đôi so với thế kỷ trước Kết quả quan sát các tác động do gia tăng ôzôn đối lưu

từ 25 ppm đến 40 ppm và 50 ppm với thời gian 7 giờ/ngày gây giảm sản lượng cây

trồng tính theo % được cho trong Bang 1.6.

Bảng 1.6 Tác động tới sản lương cây trong của ôzôn trong tang Đối lưu ((467)

Loại cây trồng Nong độ ôzôn trung bình trong 7 giờ

2 PM }iệU Ly Lúa mì _

Lac

Đó là các tác động đối với cây trồng, còn đối với con người nếu nồng độ ôzôn gia tăng vượt quá nồng độ bình thường thì môi trường không khí bị xem là 6 nhiễm

va gây ra các tác hai cho sức khoẻ con người như: kích thích hệ hô hấp (mũi và họng

bị tay rat), mệt mỏi, bai hoải, gây tổn hại cho phổi

Do vậy cần phải có những nghiên cứu về các tác động tổng hợp của ôzôn vớinhiệt độ và CO; đối với sự thay đổi khí hậu toàn cầu và sự ảnh hưởng đến các hệ

sinh thái trên Trái Đất Các tác động đối với các hệ sinh thái trên Trái Đất do ôzôn

tầng Đối lưu gia tăng cũng không kém phần quan trọng so với những tác động do

ĐỨc xa tử ngoại tăng từ việc suy giảm tầng ôzôn Bình lưu gây nên

aT,

13 TINH HÌNH ĐO DAC VÀ NGHIÊN CỨU ÔZÔN Ở VIỆT NAM

1.3.1 Tình hình ảo đạc

Trong vài thập kỷ gần đây, hiện tượng xuất hiện lỗ thủng ôzôn ở Nam cực

ngày một lớn [34], [39], [43], [52], [55], [56] [57] cùng với những ảnh hưởng ngày

một rõ do hiện tượng này gây ra [32] đã và đang gây ra những mối quan tâm lớn của

cộng đồng Nước ta có diện tích lục địa trải dài từ sơn nguyên Đồng Văn, Hà Giang (23°22'B) tới mũi Cà Mau (08930) tức là kéo dài tới 15” vĩ tuyến, tuy không thuộc

khu vực ôzôn biến động mạnh nhưng lại thuộc vành đai có TLO thấp nên việc xuất

hiện những "/6 thing ôzôn mini di động", theo như các nhà khoa học đã phát hiện tại một vài nơi khác trên thế giới [48] cũng cần phải được quan tâm nghiên cứu ở nước

ta.

Ở Việt Nam, thực hiện sự hợp tác Viét-X6, tháng 5 năm 1992 chuyên gia Vật

lý địa cầu Trung ương (GGO) Liên Xô cũ đã đưa máy sang lắp đặt, đào tạo cán bộ

và kỹ thuật viên cho nước ta Đài Khí tượng Cao không đã tiếp nhận và triển khai lap

đặt trạm đo TLO đầu tiên tại Hà Nội Tháng 10/1994 các cán bộ Đài Khí tượng Cao không lap dat và đưa trạm quan trac TLO ở Sa Pa vào hoạt dong, đến thang 12/1994

tiếp tục lắp dat và đưa vào hoạt động trạm quan trắc TLO ở Tan Sơn Hoa - Thanh

phố Hồ Chí Minh.

Cho đến nay Việt Nam đã có 3 trạm đo TLO Trạm ôzôn Hà Nội đã được đưa

vào danh sách của mạng lưới đo đạc ôzôn toàn cầu với mã số 330 và chính thức phát

báo từ tháng 1 nam 1994 [25].

Thiết bị đo đạc của cả 3 trạm nói trên đều sử dụng loại phổ quang kế dải rộng

M-124 do Liên Xô cũ sản xuất, sai số so với phổ quang kế chuẩn từ (5-7)%.

1.3.2 Một số kết qua nghiên cứu có tính khoa hoc

Hiện nay trên thế giới các tài liệu công bố nghiên cứu về ôzôn đã tương đối

phong phú, song ở nước ta tài liệu và số liệu về ôzôn còn hạn chế (do chúng ta mới chỉ tiến hành lắp đặt các trạm đo TLO tại 3 khu vực: Hà Nội, thành phố Hồ Chí

Minh và Sa Pa vào giữa những năm 90), việc nghiên cứu về ôzôn còn ít Có thể kể ra

một số công trình nghiên cứu về ôzôn của một số tác giả như: Phạm Ngọc Hồ [7],

[8], Vũ Văn Mạnh [23], Nguyễn Van Thắng, Lê Dinh Vinh [25], [26], [28] Nguyễn

Đức Ngữ, Đào Đức Tuấn [22] Có thể khái quát một số kết quả chính như sau:

38

Tính toán đặc trưng cấu trúc của TLO khí quyển theo phổ bức xạ Mặt Trời [7].

Đánh giá sự biến đổi của TLO khu vực Đông Nam Á và Việt Nam [26].

- Tính khả biến của TLO tại Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh [23].

1.3.3 Chương trình quốc gia của Việt Nam về bảo vệ tâng ôzôn

Tháng 1/1994, Việt Nam chính thức gia nhập công ước Vienna và Nghị định

thư Montreal Sau đó chính phủ đã giao cho Tổng cục Khí tượng Thuỷ Văn (nay là

Trung tâm Khí tượng Thuỷ văn Quốc gia) phối hợp với các Bộ ngành, địa phương

liên quan xây dung và triển khai thực hiện “Chương trình quốc gia cua Việt Nam

nhằm loại trừ dân các chất làm suy giảm tầng 6z6n” (CTQG) CTQG cung cấp dữ

liệu về tình hình tiêu thụ và sử dụng các chất bị kiểm soát bởi Nghị định thư ở nước

ta dé xuất kế hoạch hành động để tiến tới loại bỏ các chất bị kiểm soát theo hạn

định của Nghị định thư Đồng thời CTQG vạch ra kế hoạch giám sát, kiểm soát việc tiêu thụ các chất bị kiểm soát và phân công Bộ ngành theo dõi, thực hiện.

Việt Nam không sản xuất và không xuất khẩu các chất bị kiểm soát bởi Nghị

định thư Montreal, chỉ nhập khẩu với số lượng đủ cho nhu cầu thiết yếu của mình.

Tổng lượng tiêu thụ năm 1993 là 493 tấn Các lĩnh vực sử dung ODS chủ yếu là sol

khí (40%), làm lạnh (24%) nông nghiệp (17%), điều hoà không khí (12%) tạo bọt

(4%), chữa cháy (2%), tẩy rửa (1%).

Cho đến nay với sự tài trợ của Quỹ đa phương về ôzôn, CTQG của Việt Nam

đã triển khai được 19 dự án lớn nhỏ với tổng kinh phí 2.995.170 USD Các dự ánnày sau khi hoàn thành có khả năng loại trừ hàng năm khoảng 232 tấn CFC [29]

Song song với việc xây dựng và triển khai các dự án nói trên CTQG về ODS đã

phối hợp với các ngành đẩy mạnh việc tuyên truyền nâng cao nhận thức về bảo vệ

tầng ôzôn, tổ chức giới thiệu các công nghệ và sản phẩm mới thay thế các công nghệ

cũ và các chất CFC, xây dựng các văn bản pháp quy về kiểm soát nhập khẩu các

chất ODS, tiếp tục điều tra thu thập số liệu Cape sử "es chat ODS và xây

dựng các dự án mới nhằm loại trừ việc sử dung cấc&8&§t na,» - -= hoạch đã đề ra.

1.3.4 Những vấn đề còn tồn tại.

- Những nghiên cứu trên mới ở mức ban đầu do hạn chế về số liệu nghiên cứu,

giới hạn về nội dung nghiên cứu và với cách tiếp cận khác so với phương pháp luận

trình bày trong luận án

39

Tính toán đặc trưng cấu trúc của TLO khí quyển theo phổ bức xa Mat Trời [7].

anh giá sự biến đổi của TLO khu vực Đông Nam Á và Việt Nam [26].

- Tinh khả biến của TLO tại Hà Nội va Thành phố Hồ Chí Minh [23].

1.3.3 Chương trình quốc gia của Việt Nam về bảo vệ tâng ôzôn

Tháng 1/1994, Việt Nam chính thức gia nhập công ước Vienna và Nghị định

thư Montreal Sau đó chính phủ đã giao cho Tổng cục Khí tượng Thuỷ Văn (nay là Trung tâm Khí tượng Thuỷ văn Quốc gia) phối hợp với các Bộ ngành, địa phương

liên quan xây dựng và triển khai thực hiện “Chương trình quốc gia cua Việt Nam

nhằm loại trừ dân các chất làm suy giảm tầng ôzôn” (CTQG) CTQG cung cấp dữ

liệu về tình hình tiêu thụ và sử dụng các chất bị kiểm soát bởi Nghị định thư ở nước

ta, dé xuất kế hoạch hành động để tiến tới loại bỏ các chất bị kiểm soát theo han

định của Nghị định thư Đồng thời CTQG vạch ra kế hoạch giám sát, kiểm soát việc

tiêu thụ các chất bị kiểm soát và phân công Bộ ngành theo dõi, thực hiện.

Việt Nam không sản xuất và không xuất khẩu các chất bị kiểm soát bởi Nghị

định thư Montreal, chỉ nhập khẩu với số lượng đủ cho nhu cầu thiết yếu của mình.

Tổng lượng tiêu thụ năm 1993 là 493 tấn Các lĩnh vực sử dụng ODS chủ yếu là sol

khí (40%) làm lạnh (24%), nông nghiệp (17%) điều hoà không khí (12%), tạo bọt

(4%), chữa cháy (2%), tay rửa (1%)

Cho đến nay với sự tài trợ của Quỹ đa phương về ôzôn, CTQG của Việt Nam

đã triển khai được 19 dự án lớn nhỏ với tổng kinh phí 2.995.170 USD Các dự án

này sau khi hoàn thành có khả năng loại trừ hàng năm khoảng 232 tấn CFC [29].

Song song với việc xây dựng và triển khai các dự án nói trên CTQG về ODS đã

phối hợp với các ngành đẩy mạnh việc tuyên truyền nâng cao nhận thức về bảo vệ

tảng ôzôn, tổ chức giới thiệu các công nghệ và sản phẩm mới thay thế các công nghệ

cũ và các chất CFC, xây dựng các văn bản pháp quy về kiểm soát nhập khẩu các chất ODS, tiếp tục điều tra thu thập số liệu cập nhật về sử dụng các chất ODS và xây

dựng các dự án mới nhằm loại trừ việc sử dụng các chất này theo kế hoạch đã đề ra.

1.3.4 Những van dé còn tồn tại

- Những nghiên cứu trên mới ở mức ban đầu do hạn chế về số liệu nghiên cứu,

giới hạn về nội dung nghiên cứu và với cách tiếp cận khác so với phương pháp luậntrình bày trong luận án

39

- Mac dù đã có nghiên cứu về đặc trưng cấu trúc của TLO [7] nhưng tính biến

động của nó vẫn chưa được đề cập tới một cách toàn diện Các nghiên cứu đối

với UVB và đặc biệt là thời gian phơi nang cho phép (DT) chưa được đề cập tới.

- Nghiên cứu vẻ tính biến động của TLO tai Việt Nam [26] mới chi tập trung vào

các quá trình thành tạo và vận chuyển ôzôn có liên quan tới gió mùa hè khu vực

Đông Nam Á, dựa trên số liệu đo đạc ôzôn ở Hà Nội trong một thời gian còn hạn

chế (do thời điểm đó chúng ta mới bat đầu lắp dat trạm quan trắc TLO tại trạm

Láng (Hà Nội), chưa có số liệu quan trắc tại trạm Tân Sơn Hoà (thành phố Hồ

Chí Minh) và Sa Pa Vì thế chúng ta chưa có được một bức tranh toàn diện để có thể so sánh sự phân bố ôzôn và bức xạ cực tím theo vĩ độ giữa các khu vực khác

nhau ở nước ta

- Ching ta mới chỉ có số liệu về TLO tầng Bình lưu [25] còn số liệu quan trac

riêng đối với nồng độ ôzôn lớp sát đất và tang Đối lưu còn chưa có Vì thế chưa

có những nghiên cứu đánh giá hiện trạng ôzôn trong tang Đối lưu nói chung và

trong lớp không khí sát đất nói riêng.

Dé góp phần khắc phục những tồn tại nêu trên luận án tiến hành nghiên cứu

nhằm đạt được các mục đích nghiên cứu đã trình bày ở trang 14.

2.1.1 Phuong pháp do tổng lượng ôzôn

Để đo TLO người ta lợi dụng tính chất hấp thu tia cực tim của ôzôn trong dai quang phổ 280-300 nm.

Vì các sol khí của khí quyển cũng làm giảm bức xa cực tím nên để loại trừ anh hưởng này ta phải đo cường độ bức xạ cực tím ở hai dải phổ mà một trong hai dải đó năm trong miền hấp thụ của ôzôn còn dải kia nằm ngay bên cạnh dải thứ nhất.

2.1.1.1 Phương pháp quan trắc TLO bang 6z6n kế M-124

Việc quan trac TLO được thực hiện theo hai phương pháp:

- Quan trac theo ánh sáng Mặt Trời trời trực tiếp

- Quan trac theo ánh sáng tán xa của vùng trời thiên đỉnh

2.1.1.2 Chế độ quan trắc

Quan trắc gồm 7 ốp được thực hiện vào các giờ tròn: 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15

giờ (giờ Hà Nội) với khoảng linh hoạt là 15 phút.

2.1.1.3 Phương pháp tính TLO trung bình ngày

TLO trung bình ngày được tính riêng cho từng loại quan trac Kết quả tính

TLO trung bình ngày được ghi vào dong cuối cùng của ngày quan trắc theo dạng:

(n,)X, = N, và (n,)X, = N,

Trong do:

- X,, X,: là ký hiệu TLO quan trắc được theo ánh sáng Mặt Trời trực tiếp và theo

ánh sáng tán xạ của vùng trời thiên đỉnh

4]

- nạ nạ: là số lượng kỳ quan trắc theo ánh sáng Mat Trời và theo ánh sáng tán xa

vùng trời thiên đỉnh trong ngày.

- N,, N,: là giá trị TLO trung bình ngày quan trac được theo ánh sáng Mat Trời

trực tiếp và theo ánh sáng tán xa của vùng trời thiên đỉnh.

Nếu số trường hợp quan trắc theo Mat Trời nhỏ hơn 3 thì TLO trung bình ngày

được tính như sau: Xp = (No-Xo + n;.X,)/ (n+n;)

Nếu số trường hợp quan trắc theo Mặt Trời lớn hơn 3 thì TLO trung bình ngày

là TLO trung bình ngày quan trac được theo ánh sáng trực tiếp của Mat Trời.

Hiệu chỉnh theo độ cao Mặt Trời (hiệu chỉnh biến trình ngày của ôzôn kế):

Mục đích của việc hiệu chỉnh theo độ cao Mặt Trời là khử các sai số hệ thống

của dụng cụ Sai số này được thể hiện trong biến trình ngày của TLO Trường hợp

không phát hiện có sai số trong biến trình ngày của TLO thì không phải thực hiện

bước hiệu chỉnh này Nội dung hiệu chỉnh ôzôn kế theo độ cao Mặt Trời gồm các

bước:

- Chon những ngày trời quang mây, thực hiện quan trắc bô sung theo ánh sáng

Mặt Trời trực tiếp (cứ 15-20 phút quan trác một lần) bát đầu từ độ cao Mặt Trời

„= 20° đến h, = 90° Ghi các kết quả quan trac bố sung vào bang quan trac hiệu

chỉnh

- St dụng toán đồ Mat Trời để tính TLO và phân tích kết quả Nếu phát hiện thấy

sự biến thiên theo quy luật (TLO tăng hay giảm theo chiều tang của độ cao Mat

Trời khoảng (1-2)% dẫn đến kết luận ôzôn kế có biến đổi biến trình ngày tức là

dụng cụ có sai số hệ thống.

2.1.2 Phương pháp do bức xạ cực tím và thời gian phơi nang cho phép

2.1.2.1 Phương pháp do và tính toán giá trị bức xạ cực tim

Chế độ đo đạc Bức xạ được thực hiện theo một quy phạm thống nhất với các

đại lượng được quan trac 11 lần trong một ngày vào các giờ tròn bat đầu từ 7 giờ đến

17 giờ (giờ Hà Nội) Công việc đo chỉ thực hiện ứng với độ cao Mặt Trời hạ > 5° và

_ thời tiết không có mưa, tuyết

Nguyên lý đo bức xạ cực tím là sử dụng kính lọc sóng Hệ thống thứ nhất có

thé cho bức xạ của dai sóng 280- 315 nm đi qua (bức xa cực tím của dai B) Hệ

thống lọc thứ 2 có thể cho bức xa của dai sóng 315- 400 nm đi qua (bức xạ cực tím

của dải A).

Các trạm ở Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh và Sa Pa đang thực hiện do bức xa cực tím ở dải phổ đó.

Việc quy toán số liệu quan trắc được thực hiện theo các công thức sau:

Đối với kênh I: O, =K,, Ro, Jat) [ w/m’] (2.1)

O,, = K, Roeb J, qb) [Eg/ m7] (2.2)

Đối với kênh lI: — Q, = K,, Ro3, Js, qT°3 [w/ m7] (2.3)

Q.,= Ky, Roeb J; 4.73107 [Eg/m'] (2.4)

Trong do:

Q, - Nang lượng bức xa trong miền tử ngoại B (UVB)

Q,- Năng lượng bức xa trong miền tử ngoại A (UVA)

Q., - Năng lượng bức xa Eriten (bức xa làm sém da) trong miền tử ngoại B (UVB).

Q., - Năng lượng bức xạ Eriten (bức xạ làm sém da) trong miền tử ngoại A (UVA).

K,¿ và K;¿ - Các hệ số kiểm định ứng với các dải phổ A, B của miền tử ngoại.

Ro, ; và Ro,, - Các hệ số suy giảm của nang lượng trong miền tử ngoại B và A.

qT’, và qT°; Hệ số nhiệt của dụng cụ phụ thuộc vào loại Fil ánh sáng

J,, J; - Số do của micrô ampeké

DT - Thời gian tối đa mà da của cơ thể người có thể chịu đựng được với lượng bức

xạ tử ngoại hiện có mỗi lần phơi nắng bất động ngoài trời.

-.2.1.2.2 Phương pháp do đạc và tính toán thời gian phơi nắng tối đa cho phép

Phổ quang kế M-124 cho phép xác định mức độ tối đa của bức xạ làm sém da

Eriten ở thời điểm đo tại một địa điểm Ngoài ra còn xác định được khoảng thời gian

DT (phút) mà trong khoảng đó trên mặt phang nằm ngang thu được một nửa mức

ngưỡng trung bình của năng lượng Eriten.

43