Trang
LỒIGÄMIGN, sex Sẽ 3
NON 0 1100)00)0) SN SẺ 0ĩ 1 cà 2c se o2 0a su-2 4
PRU) SIO TT CC 17170270 6 220 02 c2 eysAe 5
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT -:22222222222222222122111111 6 §
IAWIELINIUIG GA BANG cổ CƠ ca co ese 9
DANH MỤC CÁC HÌNH VE VA DO THỊ -:222222211122121111111111111111Ee xe 11
Pe nu ennansogceoovnkdoeokrfoleeseieDeaelekee 14
CHUONG I TONG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CÚU 2212222222222 18
lpigetinhshinh do dae OzOm trem the SiOle tes cet cee sete ese 18
MIB eSIGPRAENICNOZON 1đ DỊNH JHH4 (1 1/1/2.1.11 1/1 L1 1 2 2 122 2 52110 i2 0010052552 18 1.1.2 Tinh hinh ảo đạc ơzơn tầng Bình lưu trên thế giới .-. «¿ 18 1.1.3 Vai trị và đơn vị đo của ơzơn trong khí quyểh ccc:sccccscsrve 19
1.2 Những kết quả nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm về ơzơn tang Binh JMWY24DITCTXofoifG Tirm:treritthe giới 7 ốc Ổ 22
1.2.1 Quá trình hình thành và phân huỷ ơzơn trong tự nhiên 22 1.2.2 Ván chiên Củ Ơ2Ơï: trong Khí QHVSH -c c s s1 0213512411xErertiglixkrssssEtSEsssrke 24 HE 8 2nrrTDOIcicriOøOTnitieolJ0iodo 00000000 ƠƠƠ 0Ơ ốc 25 1.2.4 Phân bố của ơzơn theo vĩ độ địa lý .-cccccscscstssssssrsrrrrres 26
1.2.5 Xu thế biến đổi của TLO trên tồn CÂM ¿c:5c55c52S2Sc+c+xvzvztzxsxvet 30 1.2.6.Sự suy giảm của ơzơn tầng bình lưu và lỗ thủng ơzƠn Sỹ
1.2.7 Ảnh hưởng của bức xạ cực tím và biến động của ơzơn tầng Bình lưu tới hệ
32/0101, (21019100720 0011214700071, 610 00 56 34
Trang 21.3.3 Chương trình quốc gia của Việt Nam về bảo vệ tâng ơzơn 39
PSI AMIIN HILT ay ALG GOTHIC INE! 7.77.1/01),-:171.7710101/11:-)07177111102101101)0011540111719001: 39
CHUONG II PHUONG PHAP NGHIEN CUU TINH BIẾN ĐỘNG CỦA ƠZƠN KHÍ
øœm, sẽ r Ơ,Ơ 41
2.1 Phương pháp đo đạc phân tích ơzơn và bức xạ cực tím - 41 2.1.1 Phương pháp ảo tổng lượng ƠZƠ con HH2 ve, 41
2.1.2 Phương pháp đo bức xạ cực tím và thời gian phơi nắng cho phép 42 2.1 3 Phương pháp phân tích ơzơn mặt đất chi, 44
2.2 Ứng dụng cơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên để tính các đặc trưng biến HỘIEICUaWIEG)vA)U0 VD 4 .6.40 L 05 20000095 44 DD lle, BEE giifnicrrl 0 0006 ốc acc EOE 44 2.2.2 Các đặc trưng thống kê cơ bản của hàm ngẫu nhiên .-. : - 45
2.2.3 Phương pháp tính các đặc trưng biến động của TLO và UVB SĨ
2.3 Phương pháp xây dựng sơ đồ phân bố nồng độ ơzơn mặt đất bằng hệ PhOnD1PHOHPTĐiTNCHaTly G1907 7 5.7 .0.2.0 000007 53 2.4 Phương pháp bổ khuyết số liệu TLO - - + 52 ©s+s+++<+s+e+2 54 CHƯƠNG Il KET QUA NGHIEN CỨU VÀ THẢO LUẬN VỀ TÍNH BIẾN ĐỘNG CỦA (ĨJZ2Q1N) \ZVJ)510,69)650/G10.9)1)00/(9)9/442117M 20/0001 61
55I7)ãoLrne DicnTclOrIE cuall G07 6 61
3.1.1 Phân bố của ơzơn theo độ CO 5 22c 2c‡E‡k‡c‡t2t‡SvzvEtzvrrerrrrerves 6]
y1 2 nhd7n(DO1GW1020T00TRG0 V740) 000000000 co ca tenes 63
SSO BIEN (inh NGM CUA TILO c2 0, 1 Cu 001010 221112 54153,5-3 4axe4156511335< 162L 64 ĐI eBIOn Trinh nenTcwdtliiU Cố co 66 3.1.5 Độ lệch chuẩn, Hệ số biến động của TLO 5 -<++++>+++ 69
3.1.6 Hàm tương quan thời gian chuẩn hố (r;) của TLO - -: : Fl 3.1.7 Hàm cấu trúc thời gian chuẩn hố (d,) của TÙO . - 73
3.2 Kết quả sử dụng mơ hình hố thống kê để bổ khuyết số liệu TLO 75 55k cu nia nchien Ciru 02011 rất đất tại Hà NỘI >= 85
Trang 3seme) ACHUMUIT LEMON ECLA WIVES ans snes veceswensessascsesvecusasesrssucassesssesnetsacteses 97 3.4.1 Biến trình năm CUA UVB vcececececcecessececes estes eeveeseeeesesesseseeesesieeeeesiesesesseeeeets 98 l1 ND.011717///071c09ï73/4011U0 V100) 2 1 /21/0 1 2011.1/7210 00.00702110 1-2 17023012722 r 101
3.4.3 Độ lệch chuẩn, Hệ số biến động của UVB -. -<+s++c+xcs+sc+2 104 3.4.4 Hàm tương quan thời gian chuẩn hố (r,) của UVB - 106
3.4.5 Hàm cấu trúc thời gian chuẩn hố (d,) của UVB -. - 108 3.5 Thời gian phơi nắng cho phép và ảnh hưởng của UVB tới sức khoẻ con
#967 zxxzxzz 7 110
3.5.2 Thời gian phơi nắng cho phép IFOH8 Hgày -cccS<csccscssre2 113 3.5.3 Độ lệch chuẩn - Hệ số biến động của Thời gian phơi nắng cho phép I]Š 3.5.4 Mối quan hệ giữa TLO và UVB với sức khoể e+cc5c++++++s+2 117
KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ, -2222221221222222212012011111111111111121111211222222ee 124
DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN
IBIMIANIAOOITTSS Sẽ Cố cee reetreyeeefireeesecseseteete 126
IÀ1015120/41H-AWVIK.ELXOE.ẼẼốốốốẽốẽốẽẽố c6 127
Trang 4Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt
CTQG: Chương trình quốc gia
DU: Đơn vị Dobson đo tổng lượng 6z6n DT: Thời gian phơi nắng 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 ơzơn TB: Trung bình
Tp: Thành phố
TLO: Tổng lượng ơzơn
UNDP: Chương trình Phát triển của Liên hợp quốc
UNEP: Chuong trình Mơi trường của Liên hợp quốc UVB: Bitc xa cuc tim dai B
UYVR: Bức xạ cực tím
Trang 5Danh muc cac ban Ụ g
Trang
Bang 1.1 Dao dong nam ctla TLO theo vi dQ (DU) sssesseceeseeeeeereeseeneeteneeneeenes 28
E1 21ac thong số đạc trưng Cho sự Điền dỊILL(O 29
Bảng 1.3 Dao động năm của TLO tại các trạm ở khu vực Đơng Nam An 29 Bảng 1.4 Giá trị trung bình tháng của TLO tại các trạm ở khu vực Đơng Nam Á 30
Bảng 1.5 Xu hướng giảm ơzơn (%) trong thập kỷ 90 -+c+ccsrrsres 31 Bảng 1.6 Tác động tới sản lượng cây trồng của ơzơn Đối lưu - 37
Bảng 3.1 Giá trị của các tham số đặc trưng trong phương trình hồi qui 63
Bảng 3.2 TUO trung bình tháng ở các vùng vĩ độ thấp -: -+ >+ 63 Bảng 3.3 Biến trình năm của TLO theo số liệu của trạm quan trác ơzơn 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 . 2S: ScSt2sreeirrrrrrrer 66 Bang 3:5 Bien trinh ngay CUA LÍ C) tại HÀ NỘI .2.22 2.222 0-26 00 2xxsve 66 Bang 3.0 Biến trình ngày của 1L tại Ip Hồ Chí Minh 66
Bảng 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 tại Hà Nội 69
Bảng 3.9 Độ lệch chuẩn và Hệ số biến động của TLO tại Tp Hồ Chí Minh 69
Bảng 3.10 Hàm tương quan thời gian chuẩn hố của TLO tại Sa Pa al Bảng 3.11 Ham tuong quan thoi gian chuan hod cula TLO tai Ha Noi eee 7] Bảng 3.12 Hàm tương quan thời gian chuẩn hố của TLO tại Tp Hồ Chí Minh 71
Bảng 3.13 Hàm cấu trúc thời gian chuẩn hố của TLO tai Sa Pa - 73
Bảng 3.14 Hàm cấu trúc thời gian chuẩn hố của TLO tại Hà Nội 73
Bảng 3.15 Hàm cấu trúc thời gian chuẩn hố của TLO tại Tp Hồ Chí Minh 73
Bảng 3.16 Các hệ số của ma trận tính nhân tử œr -: ©22-52+©5z52++2z2zzsc5+2 71 Bảng 3.17 Các giá trị nhân tử œ của TLUO tại Sa Pa -c-5cccccsevsxsvsrsree 79 Bảng 3.18 Các giá trị nhân tử œ của TLO tại Hà Nội -5-55cc55scccc2 80 Bảng 3.19 Các giá trị nhân tử œ của TLO tại Tp Hồ Chí Minh 81
Trang 6Bang 3.23 Bang 3.24 Bang 3.25 Bang 3.26 Bang 3.27 Bang 3.28 Bang 3.29 Bang 3.30 Bang 3.31 Bang 3.32 Bang 3.33
Kết quả đo đạc và tính tốn ơzơn mặt đất vào đợt quan trác mùa Khơ 88
Biến trình ngày của ơzơn mặt đất vào đợt quan trắc mùa Mưa 88
Biến trình ngày của ơzơn mặt đất vào đợt quan trắc mùa Khơ 88
Biến trình năm của UVB tại Sa Pa Hà Nội và Tp Hồ Chí Minh 98
Bi6n trình ncay/cua UIVIB.LAISA4 0G cac, 101 Biến trình ngày của UVB tại Hà Nội -ccccccccsccrreererres 101 Điểm trình ngay Của UV ID tại ID Hồ Chí Miinh 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 tại Sa Pa 104
Giá trị TB, Độ lệch chuẩn và Hệ số biến động của UVB tại Hà Nội 104
Giá trị TB Độ lệch chuẩn và Hệ số biến động của UVB tại Tp Hồ Chí NHHH TU r7 0 in 9 c7 Ỷằ 105 Bảng 3.34 Hàm tương quan thời gian chuẩn hố của UVB tại Sa Pa 106
Bảng 3.35 Hàm tương quan thời gian chuẩn hố của UVB tại Hà Nội 106
Bảng 3.36 Hàm tương quan thời gian chuẩn hố của UVB tại Tp HCM 106
Bảng 3.37 Hàm cấu trúc thời gian chuẩn hố của UVB tại Sa Pa 108
Bảng 3.38 Hàm cấu trúc thời gian chuẩn hố của UVB tại Hà Nội 108
Bảng 3.39 Hàm cấu trúc thời gian chuẩn hố của UVB tai Tp Hồ Chí Minh 108
BAnz5-H0700I011nhvoii sOIH€U trumplbinnmam eee 111 Bảng 3.41 Thời gian phơi nắng cho phép trong ngày tại Sa Pa 13
Bảng 3.42 Thời gian phơi nắng cho phép trong ngày tại Hà Nội 113
Bảng 3.43 Thời gian phơi nắng cho phép trong ngày tại Tp Hồ Chí Minh 113
Bảng 3.44 Độ lệch chuẩn và Hệ số biến động của DT tại Sa Pa ¿ 115
Bảng 3.45 Độ lệch chuẩn và Hệ số biến động của DT tại Hà Nội 116
Bảng 3.46 Độ lệch chuẩn và Hệ số biến động của DT tại Tp Hồ Chí Minh 116
Trang 7Hinh 1.1 Hinh 1.2 Hinh 1.3 Hinh 1.4 Hinh 3.1 Hinh 3.2 Hinh 3.3 Hinh 3.4 Hinh 3.5 Hinh 3.6 Hinh 3.7 Hinh 3.8 Hinh 3.9 Hinh 3.10 Hinh 3.11 Hinh 3.12 Hinh 3.13 Hinh 3.14 Hinh 3.15 Danh mục các hình vẽ và đồ thi Trang
Phân bố ơzơn và nhiệt độ khí quyển theo chiều cao . 20
Đơn vị đo của ơzơn trong khí quyỂn ¿- ¿5c 5s5cccsvczvsxerxrrrrrerree Đi Quá trình vận chuyển của ƠzƠn .-. -5- 7+ cctsrsrsrekersrrrkrkerrrree 25 EhHAnibO[cuaOzO0nitheofdO cao 26
Phân bố của ơzơn theo độ cao tại Sa Pa ác seserrieeirre 62 PHanibGrcta @zon theoldo cao Calta NOt ss cccee-c<ccccceeeseeceee tose sce se ecesees 62 Phân bố của ơzơn theo độ cao tại Tp Hồ Chí Minh - - 62
Biếnitrin namnicua 10)/ti da 222.0100002 022 5 65 Biển Irimhinamm cua @)/0tẠi HAI NỚI cố c ẻ 65 ElEniftiinnhrnairicuaÐHISG)ta1/01p7L1O GHI MIHH se teerset creer en 66 Bién trinh ngay cla TLO vào mùa Xuân -.-. -c+ccsxscsrsrsrses 67 IBiEnitrinihinayTcWa9EI2)vVao1Ua1d sess ecesereec cess saeeecaceceesescesee se 67 Bién trinh ngay cua TLO vào mùa Thu 67 NBien trìninnnpAy cua 0l16G)0VA01n1022)00Ẻ 7 ese: 68 TBiến trình ngày cua WEO tai Ha NỘI gees 68 So sánh biến trình ngày của TUO giữa các trạm - - 68
So sánh TLUO giữa các trạm theo mùa 69 So sánh Độ lệch chuẩn của TLO giữa các trạm -. -=+- 70
So sánh Hệ số biến động của TUO giữa các trạm 71
Hình 3.16 So sánh Hàm tương quan thời gian chuẩn hố của TLO giữa các trạm 72
Hình 3.17 Hàm tương quan thời gian chuẩn hố của TLO tại Sa Pa 12
Hình 3.18 Hàm tương quan thời gian chuẩn hố của TLO tại Hà Nội 12)
Hình 3.19 Hàm tương quan thời gian chuẩn hố của TLO tại Tp Hồ Chí Minh 73
Hình 3.20 So sánh Hàm cấu trúc thời gian chuẩn hố của TLUO giữa các trạm 74
Hình 3.21 Hàm cấu trúc thời gian chuẩn hố của TLO tại Sa Pa - 74
Hình 3.22 Hàm cấu trúc thời gian chuẩn hố của TLO tại Hà Nội 74
Hình 3.23 Hàm cu trtic thoi gian chuan hod cla TLO tai Tp H6 Chf Minh 75
Hình 3.24 Các đường cong œ của TLO tại Sa Pa vào mùa Xuân 82
Hình 3.25 Các đường cong œ của TLO tại Sa Pa vào mùa Hạ - 82
Hình 3.26 Các đường cong œ của TLO tại Sa Pa vào mùa Thu - 83
Hình 3.27 Các đường cong œ của TLO tại Sa Pa vào mùa Đơng 83
Trang 8Hinh 3.30 Hinh 3.31 Hinh 3.32 Hinh 3.33 Hinh 3.34 Hinh 3.35 Hinh 3.36 Hinh 3.37 Hinh 3.38 Hinh 3.39 Hinh 3.40 Hinh 3.41 Hinh 3.42 Hinh 3.43 Hinh 3.44 Hinh 3.45 Hinh 3.46 Hinh 3.47 Hinh 3.48 Hinh 3.49 Hinh 3.50 Hinh 3.51 Hinh 3.52 Hinh 3.53 Hinh 3.54 Hinh 3.55 Hinh 3.56 Hinh 3.57 Hinh 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 cua TLO tại Hà Nội vào mùa Thu 84
Các đường cong a cua TLO tại Hà Nội vào mùa Đơng 84
Các đường cong œ của TLO tại Tp Hồ Chí Minh vào mia Xuan 84
Các đường cong œ của TLO tại Tp Hồ Chí Minh vào mùa Hạ Các đường cong œ của TLO tại Tp Hồ Chí Minh vào mùa Thu 85
Các đường cong a cua TLO tại Tp Hồ Chí Minh vào mùa Đơng 85
Biến trình ngày của ơzơn mặt đất vào mùa Mưa - 89
Biến trình ngày của ơzơn mặt đất vào mùa Khơ :-c-c-c«s52 89 Độ lệch chuẩn của ơzơn mặt đất vào đợt quan trắc mùa Mưa 90
Độ lệch chuẩn của ơzơn mặt đất vào đợt quan trắc mùa Khơ 90
Hệ số biến động của ơzơn mặt đất vào đợt quan trác mùa Mưa 9]
Hệ số biến động của ơzơn mặt đất vào đợt quan trác mùa Khơ Si Phân bố ơzơn mặt đất tại Hà Nội vào đợt quan trắc mùa Mưa 92
Phân bố ơzơn mặt đất tại Hà Nội vào đợt quan trắc mùa Khơ 93
Phân bố ơzơn mặt đất tại Hà Nội vào đợt quan trắc mùa Mưa - Ih 93
Phân bố ơzơn mặt đất tại Hà Nội vào đợt quan trắc mùa Mưa - 7h 94
Phân bố ơzơn mặt đất tại Hà Nội vào đợt quan trắc mùa Mưa - 13h 94
Phân bố ơzơn mặt đất tại Hà Nội vào đợt quan trác mùa Mưa - 19h 95
Phân bố ơzơn mặt đất tại Hà Nội vào đợt quan trác mùa Khơ - lh 95
Phân bố ơzơn mặt đất tại Hà Nội vào đợt quan trắc mùa Khơ - 7h 96
Phân bố ơzơn mặt đất tại Hà Nội vào đợt quan trác mùa Khơ - 13h 96
Phân bố ơzơn mặt đất tại Hà Nội vào đợt quan trác mùa Khơ - 19h 97
I37ETiatpi11hiimarnica\U1V/BiLaiT5aIPT Cố
Điển trinh nam của VD tại Hà NỘI 0 0
Biến trình năm của UVB tại Tp Hồ Chí Minh - -«++++
So sánh biến trình năm của bức xạ cực tím giữa các trạm
Biến trình ngày của UVB vào mùa Xuân -55-5-<+<5s552 Biển trình npay/GuU2)U0VI5 VAO TỦa Hà
BiEmitrìnhinigay/CUa/UV.DIVAO THUA HẦU / 2211 23 -2022-435656 Biến trình ngày của UVB vào mùa Đơng So sánh biến trình ngày TB năm của bức xạ cực tím giữa các trạm 103
So sánh UVB giữa các trạm theo mùa .-¿-¿ +55 c+c+<+c+c+x 104 So sánh Độ lệch chuẩn của UVB giữa các trạm . :-:-5+ 105 So sánh Hệ số biến động của UVB giữa các trạm .- 106
Trang 9Hinh 3.66 Hinh 3.67 Hinh 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 hố của UVB tại Hà Nội 107
Hàm tương quan thời gian chuẩn hố của UVB tại Tp Hồ Chí Minh 108 So sánh Hàm cấu trúc thời gian chuẩn hố của UVB giữa các trạm 109
Hàm cấu trúc thời gian chuẩn hố của UVB tai Sa Pa - -: 109
Hàm cấu trúc thời gian chuẩn hố của UVB tại Hà Nội lO) Hàm cấu trúc thời gian chuẩn hố của UVB tại Tp Hồ Chí Minh 110 DT tính với số liệu trung bình năm tại Sa Pa 25-25252252 s552 111 DT tính với số liệu trung bình năm tại Hà Nội - -:- 5-55: 112 DT tính với số liệu trung bình năm tại Tp Hồ Chí Minh 112 So sánh DT tính với số liệu trung bình năm giữa các trạm 113 IEH trìnli1payGWa)19/]4VAO.HmUA XUÂN co 114 Biến trình ngày của DT vào mùa Hạ ¿5-52 Scccszseerey 114 Biến trình ngày của DT vào mùa Thu -. -55+5<+<+<+sss2 114 Bien timbmeay/ctiay Dili vaomlla ĐỌnĐ ca so 115 So sánh DT trong ngày giữa các trạm -c+scscscssesees SO Sanh cia Cac tram theo mace 7 722
So sánh Độ lệch chuẩn của DT giữa các trạm . -+s+ssx+s
So sánh Hệ số biến động của DT giữa các trạm _
Số lượng bệnh nhân ung thư da tại Bệnh viện K (1978-1992) 120
Phân loại bệnh nhân ung thư da theo lứa tuổi và nghề nghiệp 120
Trang 10Mo dau
ự thay đổi mơi trường tồn cầu như suy giảm tầng ơzơn, hiệu ứng nhà kính gia tang mực nước biển cũng như các hiện tượng El-Nino và La-Nina đã và đang gây ra những ảnh hưởng nghiêm trọng tới sự sống trên Trái Đất mà nguyên nhân chú 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 mơi trường xung quanh Như chúng ta đã biết, mơi trường sống trên Trái
Đất là một hệ thống rất nhạy cảm bao gồm rất nhiều các thành phần cĩ liên quan mật thiết với nhau tạo thành như Khí quyển Sinh quyển Thạch quyển Thuỷ quyển , trong đĩ ơzơn là một trong những thành phần của khí quyển Trái Đất Tuy
chỉ chiếm một phần rất nhỏ trong thành phần khí quyển nhưng nĩ lại là một thành phần khá quan trọng và mang nhiều nghịch lý nhất
Ở tầng Đối lưu nơi chúng ta sống và hít thở, thì ơzơn được xem như là một khí vết cĩ hại nghiêm trọng cho động và thực vật như kích thích hệ hơ hấp giảm năng suất cây trồng nếu như nồng độ của nĩ vượt quá mức cho phép Ngược lại ở tầng
Bình lưu, ơzơn lại đĩng một vai trị quan trọng trong việc hấp thụ phần lớn bức xạ tử
ngoại của Mặt Trời chiếu xuống Trái Đất, xác định nên cấu trúc nhiệt độ của tầng Bình lưu Với vai trị đĩ nĩ bảo vệ cuộc sống trên Trái Đất khỏi UVB, phần nguy hại
nhất của phổ bức xạ Mặt Trời Do vậy mà ơzơn cĩ thể xem là cĩ lợi hay cĩ hại tuỳ theo vị trí mà nĩ 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 hố chất làm phá huỷ lớp ơzơn ở tầng Bình lưu, nơi nĩ cĩ lợi, trong khi đĩ lại làm gia tăng lượng ơzơn ở tầng Đối lưu, nơi nĩ cĩ hại cho sự sống trên Trái Đất
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 ơzơn khí quyển, đĩ là: Cơng ước Vienna (1985) và
Nghị định thư Montreal về các chất làm suy giảm tầng ơzơn (1987) Việt Nam cũng
đã tiến hành lắp đặt và đưa vào sử dụng các máy quan trác TUO 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 nhằm loại trừ dần các chất làm
Trang 11Tuy hiện nay trên thế giới việc nghiên cứu về tầng ơzơn đã được tiến hành
tương đối nhiều, các tài liệu nghiên cứu về ơzơn đã tương đối phong phú, song ở
nước ta các tài liệu và số liệu về ơzơn cịn hạn chế (do chúng ta mới chỉ tiến hành lap dat các trạm đo TLO vào giữa những năm 90) Vì vậy việc nghiên cứu những
vấn đẻ liên quan tới việc bảo vệ tầng ơzơn là cĩ tính cấp thiết ý nghĩa khoa học và thực tiền cao
Luận án được tiến hành sẽ gĩp phần bổ sung vào mảng tư liệu cịn trống nĩi trên giúp cho các nhà quản lý trong việc xây dựng chương trình nghiên cứu bảo vệ
tầng ơzơn nĩi riêng và tài nguyên khí hậu ở nước ta nĩi chung, đồng thời gĩp phần
thiết thực vào việc thực hiện Chương trình Quốc gia của Việt Nam về bảo vệ tầng
ozon
k9 Mục đích nghiên cứu
e Nghiên cứu, đánh siá tính biến động và mối tương quan của TLO với UVB ở Việt Nam
e - Đánh giá hiện trạng ơzơn trong tầng Đối lưu (lớp sát mặt đất) hiện trạng tiêu thụ và sử dụng các chất gây suy giảm tầng ơzơn (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 TUO ở nước ta bằng mơ hình thống kê
e anh giá những ảnh hưởng do biến động TLO va UVB tới sức khoẻ con người
3 Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu của đề tài luận án là các khu vực cĩ đặt trạm quan trắc
TLO và UVB ở Việt Nam, cụ thể là tại 3 địa điểm:
=“3L vĩ độ 22°21' Bắc, kinh độ 103°49' Đơng
* Ha Noi (tram Lang): vi do 21°01' Bac, kinh do 105°48' Dong
¢ Tp H6 Chi Minh (tram Tan Son Hoa): vi độ 10%49' Bắc, kinh độ 106°40' Đơng Việc nghiên cứu ơzơn mặt đất ở Hà Nội được tiến hành tại các khu cơng
nghiệp: Mai Động, Văn Điển, Pháp Vân, Cầu Diễn, Chèm, Đức Giang và Sài Đồng
4 Các luận điểm bảo vệ
Trang 12e Phương pháp quan trắc, phân tích, đánh giá tính biến động và xây dựng sơ đồ phân bố ơzơn mặt đất (thử nghiệm đánh giá hiện trạng ơzơn mặt đất tại Hà Nội)
e_ Tính tốn thời gian phơi nắng cho phép sẽ giúp bố trí được thời gian lao động hợp lý đối với những người lao động phải làm việc ngồi trời
5 Những đĩng gĩp mới của luận án
e Nghiên cứu áp dụng cơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên để tính tốn các đặc trưng
biến động của TUO và UVB cũng như mối tương quan giữa chúng tại các khu vực cĩ đặt trạm quan trắc
e _ Thiết lập bài tốn nội, ngoại suy số liệu TUO theo mơ hình thống kê e Xday dựng sơ đồ phân bố của nồng độ ơzơn mặt đất tại Hà Nội
s_ Tính tốn thời gian phơi nắng 1 lần cho phép cũng như thời gian làm việc ngồi trời phù hợp cho người lao động theo các mùa trong năm
6 Phương pháp nghiên cứu
e Sử dung lý thuyết hàm ngẫu nhiên nghiên cứu tính biến động của TLO và UVB © Sử dụng lý thuyết rối thống kê để thiết lập mơ hình nội ngoại suy, bổ khuyết số
liệu TLO
s - Sử dụng phương pháp lodua để phân tích ơzơn mặt đất
e St dung phần mém ArcView va Mapinfo dé xay dung sơ đồ phân bố nồng độ
ơzơn mặt đất
7 Ý nghĩa khoa học và thực tiên của đề tài
¢ Gĩp phần tìm hiểu tính biến động của TLO và UVB, các qui luật biến đổi của
chúng cũng như các yếu tố gây ra sự biến đổi đĩ, giúp cho cơng tác nghiên cứu ơzơn
và kiểm sốt các chất gây suy giảm tầng ơzơn, gĩp phần phục vụ CTGQ về bảo vệ
tầng ơzơn cũng như việc Bảo vệ Mơi trường và Phát triển bên vững ở nước ta
® _ Cĩ thể ứng dụng phương pháp quan trắc và xây dựng sơ đồ hiện trạng phân bố
nồng độ ơzơn mặt đất tại Hà Nội cho các khu vực khác trên phạm vi cả nước
Trang 13e_ Gĩp phần nâng cao nhận thức về tác động của bức xạ cực tím tới thời gian làm việc ngồi trời của người lao động
§ Cơ sở tài liệu của luận án
Tài liệu để viết luận án được thu thập từ số liệu quan trắc tại các trạm do TLO và trong quá trình tác giả trực tiếp tham gia các đề tài chuyên đề nghiên cứu khoa
học cấp Bộ và cấp Đại học Quốc gia từ năm 1998 đến nay như các đề tài về mơi trường khơng khí và ơzơn khí quyển: “Nghiên cứu hiệu chỉnh và tham số hố mơ
hình dự báo sự lan truyền chất ơ nhiễm trong mơi trường khơng khí trên cơ sở số liệu của các trạm quan trắc và phân tích chất lượng khơng khí cố định tự động tại Hà Nội" đặc biệt là đề tài “Nghiên cứu tính biển động của tổng lượng ơzơn (TLO) phục vụ cho việc đánh giá và dự báo sự suy giảm ơzơn 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 trắc mặt đất tại Việt Nam trong 5 năm (1996-2000), số liệu 25 năm (1979-2003) của hệ thống vệ tỉnh TOMS, phân tích 252 mẫu ơzơn mặt đất tại Hà
Nội vào mùa Mưa và mùa Khơ năm 2001
- Ngồi ra, tác giả cịn tham khảo một số cơng trình nghiên cứu khoa học và báo cáo về ơzơn đã được cơng bố và giảng dạy trong hệ thống các trường đại học ở trong nước và ngồi nước (Anh Mỹ Úc ) cũng như các tổ chức quốc tế (WMO,
ỦNBEE )
9 Bố cục của luận án
Trang 14Chương Ì
Tổng quan vấn đề nghiên cứu
1.1 TÌNH HÌNH ĐO ĐẠC ƠZƠN TRÊN THẾ GIỚI
1.1.1 Sự phát hiện ơzơn tầng Bình lưu
AX zơn được C.F.Schobein tìm ra năm 1839, đến năm 1850 ơzơn được xác định
là một thành phần trong khí quyển Trái Đất nhưng chưa được quan trác một cách thường xuyên Năm 1880 bằng các nghiên cứu trong phịng thí nghiệm và với ánh sáng Mặt Trời Hartley da chtmg minh được ơzơn hấp thụ mạnh bức xạ tử ngoại ở dải quang phổ 280-300 nm Nam 1913 đã khám phá ra ơzơn tập trung nhiều ở tầng Bình lưu với nồng độ cực đại phân bố ở lớp cĩ độ cao 20-25 km Năm 1920
G.M.B Dobson đã phát minh ra phổ quang kế để đo Tổng lượng ơzơn (TLO) trong
khí quyển, phổ quang kế này sau đĩ được mang tên của ơng và gọi là phổ quang kế Dobson [34] Sự ra đời của dụng cụ này đánh dấu một bước quan trọng trong lịch sử
quan trắc ơzơn Đến năm 1926 trên thế giới đã cĩ 6 phổ quang kế Dobson dat 6 cac
vị trí khác nhau Cho đến nay dụng cụ đĩ văn là phương tiện do chủ yếu của Hệ thống quan trắc ơzơn tồn cầu GO;OS và trên 100 trạm quan trắc trên kháp thế giới sử dụng Đầu những năm 50 của thế ky 20 Ơusin ở Liên Xơ cũ đã chế tạo ra được ơzơn kế M-83 về sau cải tiến thành ơzơn kế M-124 dé do TLO Với việc phát minh ra phổ quang kế, việc đo đạc ơzơn bắt đầu được phát triển từ đĩ
1.1.2 Tình hình ảo đạc ơzơn tầng bình lưu trên thế giới
Ngày nay khi lồi người đã phát hiện ra vai trị cực kỳ quan trọng của ơzơn
trên tồn cầu đã cĩ sự phối hợp trong việc theo dõi đo đạc và nghiên cứu tính biến
động của ơzơn trên diện rộng [52] Số liệu quan trắc hàng tháng được chuyển về một trung tâm quốc tế để tiến hành chỉnh lý, phân tích và trao đổi với các trung tâm quốc gia Trung tâm quốc tế này đặt tại Toronto (Canada)
Hiện nay cơng việc này vẫn cịn nhiều hạn chế bởi mật độ trạm quan trác trên thế giới cịn thưa thớt so với yêu cầu: khoảng trên 300 trạm và phân bố lại khơng đồng đều Tại Liên Xơ cũ cĩ 44 trạm [34] Khu vực Đơng và Đơng Nam Á mạng lưới trạm quá thưa thớt: Trung Quốc cĩ 4 trạm, các nước Thái lan, Inđơnêxia,
Malaixia mỗi nước cĩ một đến hai trạm Đặc biệt ở Châu Phi mật độ trạm cịn thưa
Trang 15Để đo đạc ơzơn người ta chủ yếu sử dụng 3 phương pháp:
- Str dung vé tinh nhan tao - Su dung may tham khong
- _ Đo tổng lượng tại mặt đất
Hai phương pháp đầu tốn kém và khá phức tạp chỉ dùng hạn chê hay để khảo sát Cịn phương pháp đo tổng lượng ơzơn (TLO) tại mặt đất được sử dụng phố biến ở hầu hết mạng lưới quan trắc ơzơn tồn cầu Việt Nam cũng sử dụng phương pháp đo TLO tại mặt đất Trong thực tế, phương pháp đo bảng vệ tính, tên lửa cũng cần cĩ
số liệu ở mặt đất để so sánh
Để đo đạc TLO trên mặt đất người ta sử dụng hai loại thiết bị:
- Phố quang kế Dobson - cĩ trọng lượng 120 kg đây là phổ quang kế dạng
hep do TLO với độ chính xác + 3% so với phổ quang kế chuẩn (đặt tại Colorado Mỹ)
- Oz6n ké M-124 - đây là loại phổ quang kế dải rộng cĩ trọng lượng 5.5 kg đo TLO với độ chính xác + (5-7)% so với phổ quang kế chuẩn
1.1.3 Vai trị và đơn vì đo của ơzơn trong khí quyển
- Vai tro cua 6z6n:
Ơzơn là một phân tử khí gồm cĩ 3 nguyên tử ơxy, nĩ là một khí hiếm của khí
quyển Trái Đất, cứ 10 triệu phân tử khí thì mới cĩ được 3 phân tử ơzơn Cĩ đến 90% ơzơn nằm trong tầng Bình lưu và tập trung chủ yếu ở độ cao 25 km với nồng độ thường lớn hơn 1 ppm [52] Ở độ cao mặt biển (trong tầng Đối lưu) ơzơn cĩ nồng độ khoảng 0,05ppm trị số trung bình trong mùa Dong 14 0,02ppm, mua Ha 1a 0,07ppm
Ơzơn hấp thụ bức xa cực tím của Mặt Trời do đĩ nĩ giữ vai trị quan trọng đối với khí hậu và các hệ sinh thái trên Trái Đất Với khả năng ngăn chặn UVB mà khi
cường độ lớn sẽ gây ra các ảnh hưởng bất lợi cho đời sống tự nhiên [21] [34] [35]
[52] tầng ơzơn thường được gọi là “Lá chắn của Trái Đất” bảo vệ lồi người Sự hấp thụ UVB của ơzơn bình lưu cũng tạo ra nguồn nhiệt, do đĩ nĩ đĩng vai trị chủ yếu trong hình thành nên cấu trúc nhiệt của tầng Bình lưu (10-50km) nơi mà nhiệt độ tăng theo độ cao (hình 1.1.) Nếu tầng ơzơn bình lưu bị suy giảm thì lượng bức xạ
Trang 16- _ Làm gia tăng các bệnh về da mắt
-_ Làm rối loạn hệ miễn dịch của cơ thể (cơ thể mất tính đề kháng)
- _ Ảnh hưởng đến mùa màn-,( 'ảm năng suất cây trồng)
- Lầm giảm tuổi thọ của vật liệu xây dựng
- Lam mat can bang hé sinh thai bién (gay chét quan thé phytoplankton co kha
năng hấp thụ CO; cho quá trình sinh trưởng và là nguồn tiêu thụ CO, lớn nhất ở
đại dương), gây đột biến gien làm cho động vật bị dị dạng (ếch) 80 Tang Trung quyên 604) Tang Bình lưu 40- 20-4 4 Tang Đối lưu Km AES- ra Ys co 0 50 100 150 ppb -100 -50 (6c:
Hình 1.1 Phân bố ơzơn và nhiệt độ khí quyển theo chiều cao ¡331!
Ngược lại, ở tảng Đối lưu, nếu như nồng độ ơzơn gia tăng vượt quá tiêu chuân cho phép thì mơi trường khí bị xem là ơ nhiễm và gây ra các tác hại cho sức khoẻ con người như: kích thích hệ hơ hấp (mũi và họng bị tấy rát) mệt mỏi, bải hoải gây
tổn hại cho phổi Ơzơn cũng bị coi là thủ phạm chịu 3/4 trách nhiệm về các thảm
hoa chết người do khĩi quang hố gây ra nĩ cịn gây ảnh hưởng cho thực vật như
làm lá cây bị vàng, làm mầm khơng phát triển
Ở mức 0.2 ppm ơzơn gây nguy hại cho cây thuốc lá, cà chua, đậu Hà Lan và rất nhiều loại cây khác Nĩ kìm hãm quá trình sinh trưởng và sản lượng cây trồng Ở
nồng độ 15-20 ppm, ơzơn gây bệnh đốm lá, làm khơ héo mầm non [10] Ơzơn cịn
Trang 17Ngồi ra ơzơn cịn duge coi 1a mot chat “khi nha kinh” co tac dong lam “nĩng lên tồn cầu”, làm biến đổi khí hậu Theo tính tốn lý thuyết thì cứ tăng nồng độ ưzơn trong tầng Đối lưu lên hai lần thì cĩ thể làm tăng nhiệt độ bề mặt Trái Đất lên
1C Người ta cịn dự đốn rằng với hoạt động của con người như hiện nay thì cĩ thể
đưa đến tăng lượng ơzơn ở tầng Đối lưu lên gấp đơi vào cuối thế kỷ này
Chính phủ các nước đang nỗ lực làm giảm mức độ ảnh hưởng của ơzĩn đối lưu thơng qua các cơng cụ điều chỉnh, hạn chế các nguồn phát sinh ơzơn đối lưu
Một nghịch lý trong tầng ơzơn đặt ra những thách thức lớn trong việc bảo vệ mơi trường đĩ là trong khi ơzơn ở tầng Bình lưu (mà chúng ta phải cĩ trách nhiệm bao vệ) đang giảm xuống (3%/thập kỷ) thì ơzơn ở tầng Đối lưu là chất khí ơ nhiễm cĩ hại (mà chúng ta cần hạn chế sự phát sinh của nĩ) lại tăng lên khoảng 10%/thập kỷ (ít ra là ở Bắc Bán cầu) Tuy nhiên sự tăng lên của ơzơn trong tầng Đối lưu khơng thể bù đáp được sự giảm sút nghiêm trọng của nĩ trong tảng Bình lưu
- Đơn vị đo của ơzơn trong khí quyển:
Tổng lượng ơzơn (TLO) được định nghĩa là lượng khí ơzơn trong một cột thang đứng tiết diện 1 cmỶ với áp suất và nhiệt độ tiêu chuẩn (hình 1.2) TUO cĩ thể biểu
diễn bảng đơn vị của áp suất, khoảng 0.3 at.cm
Diện tích của cội khơng
khí tren be mat trai dat
Toan bo luong 6z0n trong cot
khong khí được đưa vé 0°C, lat,
sé tao thanh mot lop ozon day
khoảng 3mm, tương đương với 300DU
Hình 1.2 Đơn vị ảo của ơzơn trong khí quyển (55J
Trang 18Trong những năm gần đây người ta thống nhất chuyển đơn vị đo TLO từ
Centimet atmotphe sang Dobson (DU) theo đĩ: 1 DU = 103 Centimet atmotphe, ứng với nồng độ trung bình trong khí quyển của ơzơn, xấp xỉ 1 phần tỉ về thể tích (1
ppbv)
Vì thế lượng ơzơn được thơng báo trên các phuơng tiện thơng tin đại chúng chính là độ dày của cột ơzơn trong khí quyển với đơn vị đo là Dobson (DU)
Ơzơn phân bố khơng đồng đều theo chiều thẳng đứng và dao động theo vị trí địa lý từ 230 đến 500 đơn vị Dobson Tính trung bình thì TUO thấp nhất ở vành đai xích đạo và tăng dần theo vĩ độ
1.2 NHỮNG KẾT QUÁ NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT VÀ THỤC
NGHIEM VE OZON TANG BINH LUU VA BUC XA CUC TIM TREN THE GIOI
1.2.1 Qua trinh hinh thanh va phan huy 6z6n trong tu nhién
Ơzơn được tạo thành một cách tự nhiên trong lớp khí quyển trên cao do tác động của bức xạ cực tim UVR (Ultra Violet Radiation) của Mặt Trời đối với ơxy Tác động của bức xạ UVR ở dải sĩng 180 - 240 nm (một phần của dải bức xạ UV- ©) cĩ nguồn nang lượng bằng 5,115 ev làm phá vỡ phân tử ơxy tạo thành các Oxy nguyên tử theo phương trình:
O;+hv=O+O (1.1)
Trong đĩ hv là năng lượng phơ-tơng cĩ trong bức xạ Mạt Trời
Sau đĩ ơxy nguyên tử kết hợp với ơxy phân tử để tạo thành ơzơn theo phản
ứng: O+O;+M=O;+M (02)
Trong đĩ M cĩ thể là nguyên tử Nitơ hoặc nguyên tử bất kỳ nào đĩ cĩ khả năng mang theo nguồn năng lượng thốt ra khi tạo thành ơzơn
Đồng thời với quá trình tạo thành ơzơn là quá trình phân huỷ ơzơn do hấp thụ bức xạ Mặt Trời ở dải sĩng 280-320 nm và do sự va chạm với ơxy nguyên tử theo các phản ứng sau:
O;+hv=0,+0 : (1.3)
Trang 19Gọi: - nj, My, Ny, N, tuong ting 18 mat do cla O, O,, O; va M trong lemỶ
- k; và k, là hệ số của các phản ứng (1.2) và (1.4)
9.10 (cm /S) (1.5)
„= 8.1012.e328-T (cm3/s) mm
voi R = 1,9865 cal/K.mol
- iy Va i; 1a s6 lugng cdc lượng tử của các mức năng lượng Mặt Troi (hv = 5,115 ev va hv = 1,09 ev) do một nguyên tử O; và O; hấp thụ trong thời gian l giây ở độ cao tính tốn hay cịn được gọi là tốc độ phân huỷ của O; và O¿ ở các phản ứng (1 1) và (1 3) Như vậy sau khoảng thời gian dt theo các phản ứng từ (1.1) - (1.4) ta cĩ: dn; = (2i;.n; - k;.n¡.n;.n„ + 1;.nạ - K¿.n¡.n;) dt (1.7) đdn; = (K;.n¡.n;.n„ - 1;.n; - k;.n¡.n;) dt (1.8) Trong điều kiện cân bằng quang hố: dn,/dt = dn;/dt =0 nên từ hai phương trình (1.7) và (1.8) ta cĩ: 21;.n; - K;.n¡.nz.n„ + 1;.n; - ky.nj.n3 = 0 (9) k;.n,.n;.n„ - 1.n; - K¿.n,.nạ = 0 (1.10) Cong hai phuong trinh (1.9) va (1.10) ta duge: 21;n; - 2k„.nị.nạ= 0 (1.11) = Nn, = b.n/ky.n; (1.12) Thay (1.12) vào (1.10) ta được: 1n in =k 110710 /kịm, (1.13)
Ở độ cao dưới 25 km thì i; giảm rất nhanh và số nguyên tử ơxy cũng giảm
mạnh, hơn nữa ở độ cao dưới 40 km đại lượng i;.n; << i;.n;, phương trình (1.13) sẽ
cĩ dạng:
My = Kevin Ma) Kats i (1.14)
Trang 20do i, giảm nhanh nên n; giảm đáng kể Điều đĩ chỉ ra rang mat do 6z6n n, tap trung nhiều nhất ở tâng Bình lưu va đạt cực đại ở độ cao khoảng 20 -25 km [37, 3§]
1.2.2 Vận chuyển của ơzơn trong khí quyển
Trong tự nhiên, do sự vận chuyển của khí quyển nên phân bố của ơzơn bị thay
đổi cùng với sự phá vỡ trạng thái cân bằng quang hố, do đĩ đại lượng dn,/dt và dn;/dt sẽ khác khơng
Sự vận chuyển ơzơn cùng với các dịng chảy khơng khí cĩ thể xảy ra thơng qua một dãy các quá trình như chuyển động hỗn loạn của hồn lưu chung, xốy
Phương trình tổng quát “vận chuyển ơzơn” dựa vào phương trình liên tục được biểu diễn như sau:
4p; _ op; , Oup; , Ops ƠMØ; _ = dt ot ox oy oz Ồ 2) ) 0, =p p;), pas -E(p, Ales ~ ps) (1.15) Ox ox oy oz Oz Trong đĩ:
® D,,D,,D,: là các hệ số khuếch tán rối theo X, Y, Z trong hé toa độ khơng gian 3 chiều, trục X hướng về phía Nam, trục Y về phía Đơng và trục Z⁄ hướng lên trên ¢ u,v, w: là các thành phần của giĩ theo X Y, Z
© Ð;,p;o: là mật độ và mật độ trong điều kiện cân bằng quang hố của ơzơn
Dựa và phương trình tổng quát này cĩ thể lập mơ hình để mơ phỏng sự phân bố ơzơn trong khí quyển khi tham số hố các điều kiện ban đầu và các chuyển động
trong khí quyển Tuy nhiên, khi nghiên cứu quá trình quang hố ở đây đã bỏ qua khơng nĩi đến khí nhân tạo cĩ tiềm năng phá huỷ ơzơn rất lớn như các chất CEC nĩi riêng và các chất ODS nĩi chung
Để xác định mối liên quan giữa hướng chuyển động của khí quyển với tầng
Ơzơn, chúng ta phải dựa vào việc phân tích phương trình vận chuyển ơzơn Các
Trang 21Khi kết hợp lý thuyết quang hố với quá trình vận chuyển tồn cầu của ơzơn,
Dutch H.U va Dobson G.M.B [37], [38], khang dinh rằng, ơzơn được hình thành quanh năm ở tầng Bình lưu vùng xích đạo và từ đĩ ơzơn được di chuyển về phía cực nhờ chuyển động của các dịng khơng khí, sau đĩ được vận chuyển xuống vùng dưới
của tầng Bình lưu của các vĩ độ cao Tại đĩ ơzơn được bảo vệ gần như chắc chan tránh khỏi sự phá huỷ quang hố và cĩ thể được tích luỹ thành số lượng lớn (Hình 13): 40 Km Ban cau Bán cầu mùa Địng : 30 : ‹ Vận Nguồn : chuyên cá os Tay mm : ozon 20-4 7 y= " > —= Phan huỷ ơzơn 6 gan mat dat 0= | 90° 60° 30° 0° 30° =
Hình 1.3 Quá trình vận chuyển của ơzơn
Như vậy sự tích luỹ ơzơn đối với các vĩ độ cao khơng xảy ra ở vùng trên của tầng Bình lưu mà chỉ hạn chế ở vùng giữa và dưới của tầng Bình lưu Sau đĩ từ tầng Bình lưu ơzơn được vận chuyển xuống tầng Đối lưu và ở đĩ ơzơn bị phân huỷ
Ở mỗi bán cầu, sự vận chuyển ơzơn về phía cực xảy ra tập trung vào mùa Đơng khi dịng giĩ Tây khống chế tầng Bình lưu nhiệt đới và yếu đi vào mùa Hè khi dong giĩ Đơng thịnh hành thay thế dịng giĩ Tây
1.2.3 Phân bố của ơzơn theo độ cao
Vì ơzơn bình lưu đĩng vai trị quan trọng trong việc hấp thụ bức xạ tử ngoại
Mặt Trời nên nhiều người thường quan niệm rằng cĩ một lớp ơzơn tồn tại ở tầng
Bình lưu và chỉ cĩ ở tầng này mà thơi Quan niệm này càng tăng khi dựa vào nồng
độ ppm của ơzơn so với các thành phần khác của khí quyển Giống như tỉ lệ phần
Trang 22Hình 1.4 chỉ ra nồng độ tương đối của ơzơn tính theo ppm so với các thành
phần khác của khí quyển (hình 1.4.a) và nồng độ tuyệt đối cửa ơzơn tính theo mol/cm` (hình 1.4.b) tại các độ cao khác nhau Do ơzơn tự nhiên chỉ được tạo ra 6 tầng Bình lưu nhờ tác động của bức xạ UVR nên nồng độ tương đối của ơzơn đạt giá trị cao nhất tại độ cao 30-40 km so với bề mặt đất Tuy nhiên do tính chất hố học
khơng bền vững của ơzơn nên thời gian tồn tại của nĩ trong khí quyển ngắn và cũng
vì vậy mà nồng độ tương đối của nĩ giảm khi độ cao giảm Ở tầng Đối lưu thấp ơzơn khơng được tạo ra nhờ bức xạ cực tím, tỉ lệ tương đối của các khí ơxy và nitơ tăng lên và tỉ lệ tương đối của ơzơn giảm xuống [34] [46] r T || | am = Đơ cao (km) | 20 Ĩ † Ị ` E1 1 #^-+ | Tang doi luu | | | | ae L | 0 2 4 6 8 10 T010 1011 1012 1013 Nong do ozon (ppm Nong do 6z0n tMoleem3) (a) (b)
Hình 1.4 Phân bố của ơzơn theo độ cao (nguồn (46))
Nồng độ tuyệt đối của ơzơn tính theo mol/mỶ cho chúng ta một bức tranh hồn
tồn khác Nồng độ ơzơn đạt giá trị cực đại ở độ cao 20-25 km Ở độ cao lớn hơn
chúng giảm rất nhanh giống như các thành phần khác của khí quyển, cịn ở các độ cao nhỏ hơn nồng độ ơzơn khơng giảm một cách nhanh chĩng 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 ơzơn cần phải lưu ý đến vấn đề này
1.2.4 Phân bố của ơzơn theo vĩ độ địa lý
Trang 23- 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 đĩ ở
Vicikov (gần Lêningrat) lại vào tháng ba cịn ở đảo Dicxon là vào tháng năm
Ngồi ra trong dao động biến trình năm của tồn bộ TLO cho thấy: càng ở vĩ độ cao thì TUO càng lớn Chúng ta cĩ thể giải thích một cách định tính qui luật trên
như sau:
Vào mùa Thu và mùa Đơng, lượng ơzơn ở các vĩ độ cao rất ít do khơng cĩ bức
xa Mặt Trời Tuy nhiên lượng ơzơn khơng hồn tồn bàng khơng nhờ cĩ sự trao đổi loạn lưu vĩ mơ giữa các vùng cĩ vĩ độ thấp và các vùng cĩ vĩ độ cao
Vào mùa Xuân, khi các tia nắng Mặt Trời chiếu đến, nhiệt độ khơng khí ở các vùng này cịn thấp, lượng ơzơn táng rất nhanh, sau đĩ cùng với sự tăng nhiệt độ theo thời gian lượng ơzơn bát đầu giảm dần và đạt cực tiểu vào cuối mùa Thu và cả mùa Đơng Vào cùng thời điểm trong năm lượng ơzơn ở xích đạo nhỏ cịn càng về cực thì
lượng ơzơn càng cao
Như vậy tại một vùng nào đĩ trên Trái Đất, lượng ơzơn sẽ tăng nếu ở điểm này cĩ dịng khơng khí thổi từ vĩ độ cao xuống trong lớp từ mặt đất đến 16 km, trường hợp ngược lại lượng ơzơn sẽ giảm Ngồi sự phụ thuộc của ơzơn theo vĩ độ và thời gian, người ta cịn tìm được sự liên hệ của ơzơn với các yếu tố khí tượng cũng như các hiện tượng khác của ưzơn 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 Nghĩa là TLO phân bố theo khơng gian và theo thời gian: TLO rất lớn ở cực và vùng cĩ vĩ độ cao ở hai bán cầu và giảm dần (mặc dù khơng 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:
- Ở vùng ơn đới của Bắc Bán cầu, cực đại năm của TLO tương đối cao và thường xuất hiện vào cuối mùa Đơng và hoặc bát đầu mùa Xuân (cuối tháng 3, đầu
tháng 4), ở 55°-60° vi bác cực đại xuất hiện sớm hơn một ít, từ ngày 10-15 tháng 3 hàng năm Cực tiểu xảy ra vào cuối hè (tháng 9-10)
Trang 24'
Qua số liệu trung bình nhiều năm về TLO theo vĩ độ, sử dụng cơng thức tính
cực trị của Grigori Newton, Khrogian A.Kh đã tính được thời gian và 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 cĩ thể biểu diễn dưới dạng:
X=X;+C,.cos(ø.t - 0¡) (1.16)
Trong đĩ:
X,: được xác định như là giá trị trung bình năm của X
- (C,: 14 bién do dao động của X (1/2 giá trị dao động giữa cực đại max và min) @;: là độ lệch pha của dao động năm X được tính từ thời điểm 15/4
- Ø0: là tần số được tính theo cơng thức: ø = 27z/T (T: là chu kỳ năm bằng 12 tháng) -_ t: là thời gian tính bằng tháng Bang 1.1 Dao động năm của TLO theo vĩ độ (DU) (nguồn (26!)
Vị đồ 1độ TLO tháng | Thời gian | TLO tháng | Tháng cực | Biên độ dao : : ae ae P
cuc dai cuc dai cuc tiéu tiéu dong 75-80B 433 24/3 281 -`| 10 152 65-70B 415 | 27/3 22 ul 163 55-60B 431 11/3 290 9 | — 141 .4-50B | 386 17/3 279 oo 107 35-40B 338 24/3 219° Qo 59 _20-30B 282 S/S | 24 Ll 39 10-20B 20a 18/5 245 320 _0-10B 250 9/5 _226 _24_- _0-10N | 266 _ 16/6 244 oe 2`” 10-20N 266 26/9 256 l 10
Theo tính tốn, biên độ dao động năm của TLO ở vùng cực Bắc vượt trên 80 DU và giảm về phía vĩ độ thấp Gần vĩ độ 35 Bắc, C¡ giảm đi nhanh chĩng Trên vĩ
độ 20-30 Bác, C¡ giảm khoảng 4 lần, cịn ở vùng vĩ độ 0-20 Bác, C¡ giảm gần 6 lần
Tuy nhiên A.Kh.Khrogian đã khám phá ra rằng, trong vùng vành đai nhiệt đới gân xích đạo (0°-20°), chu kỳ năm của của TLO cịn cĩ thêm đại lượng tuần hồn thứ hai là: C.cos(2ø.t - @;) Như vậy trong vùng này TLO được biểu điễn dưới
dạng: X = Xo + C,.cos(@.t - @,) + C.cos(2Ø.t - 02) (1.17)
Trang 25Tĩm 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 đĩ nĩi
lên rằng ơzơn vận chuyển trong suốt mùa Đơng từ Bình lưu nhiệt đới ra phía vĩ độ cao, do đĩ ở vùng cực, giá trị cực đại của TLO chỉ xuất hiện muộn hơn một thời
gian Cịn ở vùng nhiệt đới, cực đại của TLO xuất hiện muộn hơn rõ rệt (đầu đến
giữa tháng 5) Hoạt động của hồn lưu mùa hè ở tầng Bình lưu bát đầu cản trở quá trình vận chuyển ơzơn từ vùng nhiệt đới ra cực và TLO ở vùng nhiệt đới nhờ đĩ được tăng lên chút ít Việc xuất hiện thành phần dao động thứ hai trong cơng thức
tính TLO ở đới 00-200 phản ánh vai trị trực tiếp của quá trình quang hố đối với
phân bố ơzơn, 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]
Bang 1.2 Các thơng số đặc trưng cho sự biến đổi TLO (nguồn (26)) Viđộ | Xo@U) | CMU) | GMU | 0 | @œ (6) _70-90B | 352 80:9 - -144- - _6070B | 351 | 61 | - | -120 - : _55-60B | 356 _ 64,6 _ : 26,5 - SU5)E |, s52 5D) ll - s3 = 2 0P | 32 SLO ea : 40-45 B _ 342 48.4 - 25,9) |), — 35-40B | 522 32.4 = 5S = 30-35 B _ 301 2h, OMe | es 10 270 19.6 Sa +45,0 T2 =n 253 << pis 8.53 _ T932 -18,7 264 3325) - +140.2 -
Số liệu về TLO tại các trạm trong khu vực Đơng Nam Á cho thấy: TLO cĩ giá trị cực đại cao hơn và thời điểm đạt cực đại muộn hơn so với trung bình ở vùng nhiệt đới TLUO trung bình nhìn chung giảm trong các tháng mùa Đơng đến cực tiểu với dao động khơng lớn Bảng 1.3 Dao động năm của TLO tại các trạm ở khu vực Đơng Nam Á Ngày Tháng | Giá trị Trạm HOD) || Sy || den || ae |) sem dai tieu oi dong a Taipei 25°02B | 289 | 3171 | 10/5 | 260 7 5751
| Kunming (Trung quốc) 25°01B 276 295,0 14/5 202 a 43,0
Trang 26Trong đĩ: - Xụ: là giá trị trung bình nhiều năm của TLO - Xpax: 14 gid trị cực đại của TUO
- Xain: là giá trị cực tiểu của TUO
Bang 1.4 Giá trị trung bình tháng của TLO tại các trạm ở khu vực Đơng Nam Á (DU) eam tea) la) 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | TB Taipei | 265 | 277 | 297 | 312 | 316 | 307 | 306 | 301 | 294 | 287 | 269 | 260 | 289 Kunming | 255 [263 | 274 | 288 | 295 | 284 | 281 a ‘| 274 | 263 | 255 | 252 | 276 HaNoi _| 238 | 252 | 263 | 294 | 286 | 274 | 256 | 253 | 246 | 240 | 225 | 220 | 253 Manila | 236 | 240 | 251 | 270 | 281 | 273 | 270° 266 | 268 | 263 Ee | 243 | 259 Bangkok | 246 | 249 | 257 | 270 | 278 | 274 | 269 | 278 | 278 | 278 | 268 | 260 | 263 Singapore | 245 | 241 | 249 | 258 | 260 | 256 | 255 | 259 | 258 | 257 | 251 | 244 | 251 Mahe 264 | 263 | 266 | 270 | 271 | 271 [272 | 278 | 281 | 278 | 271 | 264 | 271 Darwin _| 261 | 260 | 259 | 261 | 262 | 261 | 257 | 261 | 267 | 275 | 270 | 265 | 264
1.2.5 Xu thé bién doi cua TLO trén toan cau
Song song với những bằng chứng về sự giảm ơzơn ở vùng cực, các nhà khoa
học đã bát đầu cuộc nghiên cứu về sự suy giảm ơzơn trên tồn cầu Từ 1987-1988 tổ chuyên gia về xu thế ơzơn đã xem xét kỹ các kết quả nghiên cứu mới cùng với các số liệu từ vệ tinh và máy mĩc trên tồn cầu Bản báo cáo về ơzơn của Tổ chức Khí tượng Thế giới (WMO) số 18 năm 1988 nhận định rằng:
- Luong 6z6n toan cau đã giảm di vai phan tram suốt 17 năm qua-chủ yếu là thời
gian Đơng-Xuân trên vùng cực và vĩ độ trung bình
-_ Khơng thể giải thích sự mất ơzơn bằng quá trình tự nhiên
-._ Bảng chứng Haloncarbon là nguyên nhân
Bản báo cáo đánh giá về ơzơn phát hành năm 199] cho thấy: mức độ ơzơn giảm khơng chỉ vào thời gian mùa Đơng, mùa Xuân mà cịn vào cả thời gian mùa Hạ Vì mọi người thường ở ngồi trời và UVB mạnh nhất vào mùa hè, sự suy giảm Ơzơn 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 ơzơn tồn cầu, gồm cả số liệu vệ tỉnh, chỉ ra rằng lượng ơzơn suy
giảm tích luỹ trên vùng cực và vĩ độ trung bình tới nay là gần 10% Xem xét cả su
biến động tự nhiên ở hai bán cầu, sự giảm sút đặc biệt mạnh vào thời gian Đơng-
Trang 27độ giảm sút ơzơn xấp xi 1,5-2,0% trong thời kỳ 1970-1980 Số liệu về xu hướng
giảm ơzơn được ghi trong Bang 1.5
Trong vịng 10 năm (1984-1993) mức độ ơzơn trung bình trên tồn cầu giảm xuống mức 297 DŨ so với mức 306 DU vào thời kỳ 1964-1980 (khoảng 3%)
Bảng L.5 Xu hướng giảm ơzơn (%) trong thập kỷ 90 # ơ (nguồn (261) A ` Tháng ` Vùng vĩ độ [TT 7? T 5,6,7,5 9, 10, 11 S5m 35°-65° Bac | 58+1,7 2.65 5, 2,5 + 1,0 3,8 + 1.2 Bắc bán cầu 40+11 | 19+11 1,6+0,9 2,6 + 0.9 Nam bán cầu | 27410 | 34+08 | 6641.5 3,9 + 0,8 35°-65°Nam | 36+12 | 49+13 7,3 + 2.0 5.0 + L0
Tuy nhiên nếu vùng xích đạo, nơi khơng cĩ sự thay đổi đáng kể về ơzơn
khơng được tính đến thì sự giảm sút ơzơn 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 cịn lớn hơn Theo chiều cao, sự suy giảm ơzơn mạnh nhất ở tầng Bình lưu thấp Thám khơng ơzơn tại Hohenpeissenberg chi ra rang: áp suất cục bộ của ơzơn trong tầng khí quyển từ 19-
21 km đã giảm khoảng 20% trong 25 năm qua
Trong khi ơzơn ở tầng Bình lưu đang giảm xuống thì ơzơn 6 tang Đối lưu tại Bác Bán cầu lại tăng lên 10% trong thập kỷ vừa qua Sự gia tăng của ơzơn ở tầng
Đối lưu phần lớn là do tác động của bức xạ Mặt Trời lên một số chất khí ơ nhiễm
đặc biệt là ơxít nitơ do phát thải từ bề mặt qua các hoạt động giao thơng vận tải, cơng nghiệp như ơtơ, máy bay, kết hợp với sự tăng lên của nồng độ các chất khí khác (mêtan, ơxít carbon) Trong 100 năm qua, nồng độ ơzơn gần mặt đất ở vùng vĩ độ trung bình phía Bác đã tăng lên hai lần Một vài nguồn tư liệu minh chứng cho sự gia tăng trên 1%/năm của nồng độ ơzơn trong tầng Đối lưu thấp kể từ cuối thập kỷ 90 Sự tăng lên của ơzơn ở gần mặt đất gây ra một số ảnh hưởng đối với sức khoẻ con người và sản lượng cây trồng Hơn nữa ơzơn phản ứng mạnh với các phân tử khác, ơxy hố chúng và gây nguy hại cho các tổ chức sống của động vật Ơzơn gần mặt đất là thành phân chính của sương mù xảy ra trong những ngày hè khơng mây
tại những thành phố lớn
1.2.6.Sự suy giảm của ơzơn tầng bình lưu và lỗ thủng ơzơn
Vấn đề tầng ơzơn 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
Trang 28vai trị quan trọng trong việc phát hiện ra tầng ơzơn bình lưu Nam cực suy giảm và phát hiện ra lỗ thủng ơzơn vào mùa Xuân ở Nam cực
Sau hơn 30 năm kể từ khi được thiết lập, trạm quan trác Halley đã tính tốn
được biến trình mùa của TLO Nam cực và thấy rõ TLO Nam cực đạt giá trị nhỏ nhất
vào mùa Xuân
Nhưng vào đầu những năm 80, số liệu quan trắc tại trạm cho thấy TLO tại khu
vực giảm một cách đáng kể và kéo dài trong một thời gian lớn Thường thì TLO chỉ 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 thi tang ơzơn được phục hồi, nhưng trong những năm 80 hiện tượng này kéo dài cho tới tận tháng 12
Hiện tượng này sau đĩ cũng được vệ tinh viễn thám quỹ đạo cực Nimbus-7 và
các trạm quan trác mặt đất khác khẳng định Khi đĩ 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 tại Nam cực cho thấy các chất này gia tăng với tốc độ 5%/năm càng làm cho mọi người tin vào giả 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 ơzơn Nam cực bị suy giảm Tuy nhiên sau này
khi những nghiên cứu về tầng ơzơn Nam cực được tăng lên ở một trình độ cao hơn,
kết quả cho thấy rằng các quá trình hố học ở vùng Bình lưu cực phức tạp hơn nhiều Mặc dù tầng Bình lưu rất khơ nhưng nĩ sẽ bão hồ khi nhiệt độ hạ xuống rất thấp đặc biệt là vào những tháng mùa Đơng và mây ở tầng Bình lưu được hình thành Các hat axit 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, dẫn đến việc tao ra Cl tu do Cl tu do nay ở dưới dạng CIO sẽ tấn cơng và phá huỷ các phân tử ơzơn Vào mùa Xuân, nhiệt độ tăng dần sẽ càng gia tăng mạnh quá trình phá huỷ ơzơn Khi mây bình lưu cực bốc hơi hết và xốy vịng cực tan rã các phản ứng trên
kết thúc và tầng ơzơn Nam cực được phục hồi [36], [43] [52]
Các phản ứng hố học gây suy giảm lượng ơzơn do sự hình thành của mây bình lưu cực diễn ra trên bề mặt của các hạt băng trong các đám mây này Các phản
ứng hố học hỗn tạp khác trên bề mặt của các hạt sol khí sulphate cũng đĩng vai trị
Trang 29Khi các sol khí của các nti Ita Pinatubo va Hudson tran đến Nam cực, chúng đã
khơng thể vượt qua được quá độ cao 14-15 km do các dịng xốy 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 quả quan trắc cho thấy TLO đã giảm xuống mức kỷ lục ở Nam cực miền nam Argentina và Chile, cùng lúc đĩ thì lượng ơzơn ở Bác bán cầu cũng giảm xuống mức
thấp nhất và TLO tồn cầu đã giảm xuống 4% so với mức trung bình [36]
Ngồi cách giải thích theo các quá trình hố học ở tâng Bình lưu người ta cịn đưa ra các giả thuyết khác để giải thích sự biến động của TLO, đĩ là các giả thuyết động lực Các giả thuyết này tìm cách giải thích sự biến đổi của TUO dựa trên các
đặc tính vịng của khí quyển
Các quan sát thực tế đã củng cố cho giả thuyết này, chẳng hạn như khi TUO 6 lỗ thủng cĩ giá trị thấp nhất thì xuất hiện một vịng ơzơn cĩ nồng độ cao hơn ở xung
quanh lỗ thủng này giữa vĩ độ 400 và 50° Nam Vào tháng 11, lỗ thủng được phục
hồi cĩ thể là nhờ lượng ơzơn cao của vịng ơzơn kể trên Cơ chế này cĩ thể cĩ liên quan đến các vịng giĩ xốy vùng cực Các vịng giĩ xốy Nam cực là một hệ thống giĩ tự hình thành và rất chặt chế, nĩ cĩ cường độ mạnh nhất vào mùa Đơng và khơng cho các dịng năng lượng và các dịng vật chất vượt qua Vì thế nĩ ngăn khơng cho các dịng ơzơn, được hình thành chủ yếu ở vùng vĩ độ thấp, đi vào vùng cực, đồng thời khơng cho các chất xúc tác phá huỷ ơzơn thốt khỏi vùng cực làm cho chúng bị tích luỹ lại và phá huỷ ơzơn mạnh hơn Khi các vịng xốy này mất đi vào mùa Xuân thì ơzơn ở vùng vĩ độ thấp tràn vào và phục hồi tầng ơzơn Các quan sát cho thấy khi các vịng xốy này càng tồn tại lâu thì TUO càng giảm và khi chúng mất đi sớm thì lỗ thủng ơzơn nhanh chĩng 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 ơzơn Nam cực suy giảm phải kể đến là
do các quá trình hố học mà thủ phạm chính là các chất CFC và sau đĩ là các quá trình động lực của các vịng xốy vùng cực
Một số tác giả khác lại cho rằng hiện tượng tầng ơzơn Nam cực suy giảm là một hiện tượng tự nhiên vì sự gia tăng của các khí NO, trong khí quyển trong các
8lai 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
Trang 30Tình trạng tầng ơzơn ở Bắc cực cũng củng cố cho giả thuyết về ảnh hưởng của
các vịng xốy vùng cực Các vịng xốy vùng cực ở Bac Bán cầu thường cĩ cường độ nhỏ hơn ở Nam Bán cầu do đĩ mà khơng thấy sự xuất hiện của lỗ thủng ơzơn Bác
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 nhà khoa học của Mỹ, Canada, Nhật, New Zealand và Nga trong cuộc Thử nghiệm về
Ơzơn 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 ơzơn bình lưu vùng Bác cực Kết quả sơ bộ ban đầu
cho thấy chưa cĩ lỗ thủng ơzơn Bắc cực nhưng lượng ơzơn Bác 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 dĩ như vậy là vì tầng Bình lưu Bác cực thường cĩ nhiệt độ cao hơn tầng Bình lưu ở Nam cực, do vậy mây bình lưu cực khĩ cĩ thể hình thành được và ít cĩ cơ hội phá huỷ ơzơn, đồng thời các vịng xốy yếu vùng cực cho phép ơzơn ở các vùng vĩ độ thấp hơn tràn qua và phục hồi lượng ơzơn bị suy giảm Các hố chất khơng cĩ khả năng phá huỷ ơzơn do khơng đủ năng lượng cần thiết vào mùa Đơng ở Bắc cực sẽ được cung cấp năng lượng khi di chuyển đến các vùng vĩ độ trung bình, nơi cĩ
nhiều ánh náng Mặt Trời hơn, và gây phá huỷ ơzơn ở các vùng này nhiều hơn là ở
vùng cực EASOE đã phát hiện ra tầng ơzơn bình lưu ở Bác cực bị suy giảm 10-
20%, ít hơn con số dự tính là 40%
1.2.7 Ảnh hưởng của bức xạ cực tím và biến động của ơzơn 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 cĩ những tác dụng cĩ lợi cho sự sống trên Trái Đất Nĩ cĩ 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 cịi 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, đĩ là ADN và rất nhiều
Trang 31- Ảnh hưởng đối với thực vật
Khi tầng ơzơn bị suy giảm, lượng bức xạ cực tím tới Trái Đất tăng sẽ ngăn cản
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 cịn khi TLO giảm 25% sẽ làm cho sản lượng đậu tương giảm 25% [18]
- Ảnh hưởng đối với động vật thuỷ sinh
Quá trình cố định carbon bằng quang hợp của quần thể phytoplankton tạo ra
năng suất sơ cấp, làm tăng sinh khối và sản lượng hải sản tồn cầu vì CO; cĩ thể kết
hợp với các trầm tích trong đáy biển Ngồi ra quần thể phytoplankton cịn đĩng một
vai trị quan trọng trong quá trình phân huỷ các chất hữu cơ hồ tan Do vậy khi
lượng UVB tăng lên ở mức lớn hơn 0,3 W.m” sẽ làm chậm hoặc ngừng hoạt động của các động vật thuỷ sinh dẫn đến giảm lượng CO; khí quyển hồ tan vào nước biển cũng như hạn chế quá trình phân huỷ các chất hữu cơ hồ 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 xạ cực tím gia tăng do suy giảm tầng ơzơn gây ra cho con người Các tác:
động phải kể đến đĩ là làm da bị cháy nắng, gây lão hố da, làm dày biểu bì Tuy
nhiên các tác động trên khơng đáng kể gì khi so sánh với các bệnh ung thư da, đục thuỷ tỉnh 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 đơi
Tính tốn cho thấy khi TUO giảm 1% sẽ làm cho lượng UVB tăng lên 1-2% và
làm cho số lượng người mác bệnh ung thư da phi hắc tố tăng lên 2-4% (khoảng
10.000 người/năm) Cục bảo vệ Mơi trường Mỹ (EPA) dự đốn rằng trong thế kỷ tới Sẽ cĩ thêm 39 triệu người mắc bệnh ung thư da và làm tăng số ca tử vong do căn bệnh này lên đến con số 800.000 người Các nước phương Tây thường cĩ thĩi quen
tắm nắng trong các kỳ nghỉ, điều này dẫn đến khả năng mắc bệnh càng cao, do đĩ
nhiều nước đã tiến hành các chiến dịch vận động thay đổi thĩi quen này và tránh
tiếp xúc với ánh nắng Mặt Trời vào buổi trưa, lúc bức xạ cĩ giá trị cực đại [18], [46]
Ngồi ra bức xạ cực tím gia tăng cịn gây nên đục thuỷ tinh thể, gây mù Gần đây cịn cĩ một số chứng cứ cho thấy bức xạ cực tím cịn cĩ khả năng kích thích
Trang 32động thực vật và khí hậu Các tác động này cĩ thể khơng phải là trực tiếp nhưng
khơng phải là hồn tồn vơ hại
- Ảnh hưởng đến khí hậu
Vai trị quan trọng nhất của ơzơn đối với hệ thống khí hậu tồn cầu là hình
thành nên cấu trúc nhiệt của khí quyển Nĩ cĩ ảnh hưởng trực tiếp đến nhiệt độ của
tầng Bình lưu nhờ khả năng hấp thụ bức xạ sĩng ngắn Mặt Trời và cĩ ảnh hưởng gián tiếp đến tầng Đối lưu do bức xạ hồng ngoại cĩ được từ việc hấp thụ các sĩng
ngán
Cơng ước Vienna về bảo vệ tầng ơzơn (phụ lục 1, trang 26) khẳng định: “Š/ thay đổi phương đứng của ơzơn cĩ thể làm thay đổi cấu trúc nhiệt của khí quyển và tác động mạnh tới thời tiết và khí hận
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 khơng chỉ đơn giản như vậy mà cĩ phức tạp hơn ở chỗ
khi nhiệt độ của tầng Bình lưu giảm thì lượng bức xạ hồng ngoại của tầng Bình lưu tới tầng Đối lưu giảm và làm cho nhiệt độ của tầng Đối lưu giảm theo Sự giảm nhiệt độ của tầng Đối lưu này lớn hơn lượng nhiệt gia táng do lượng bức xạ cực tím tới Trái Đất tăng và tác động tổng cộng của việc tầng ơzơn 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 ơzơn bình lưu tập trung chủ yếu ở độ cao 25 km trên mặt đất Quá trình suy giảm ơzơn khơng xảy ra đồng đều trên tồn bộ tầng ơzơn nên độ cao của lớp ơzơn cĩ nồng độ cực đại cĩ thể thay đổi Nếu độ cao này giảm thì sẽ làm cho nhiệt độ bề mặt đất tăng lên cịn ngược lại nếu độ cao này tăng thì sẽ làm nhiệt độ bề mặt đất giảm Vì các chất CFC cĩ khả năng phá huỷ ơzơn ở độ cao 25 km so với mặt đất nên độ cao của tầng ơzơn cĩ nồng độ cực đại giảm và làm nhiệt độ bề mặt đất tăng lên [43]
Do vậy việc dự đốn các tác động đối với khí hậu của ơzơn cần phải được xem
Trang 331.2.8 Ảnh hưởng của sự gia tăng nơng độ ơzơn trong tang đối lưu
Trong khi phần lớn mọi người quan tâm đến sự biến động của tầng ơzơn Bình
lưu, vai trị của ơzơn Bình lưu trong việc hấp thụ bức xạ cực tím và ảnh hưởng của bức xạ cực tím đối với các hệ sinh thái trên Trái Đất, thì lượng ơzơn trong tang Doi
lưu cũng đang gia tăng ở mức báo động và cũng cĩ những vai trị quan trọng khơng
kém
TLO Bình lưu giảm chủ yếu do tác động của các chất CFC cịn TLO Đối lưu
tang do sự gia tăng của các ơxít nitơ trong khí thải của các động cơ và của các khu
cơng nghiệp Các đo đạc cho thấy lượng ơzơn trung bình ở tầng Đối lưu đã gia táng gấp đơi so với thế kỷ trước Kết quả quan sát các tác động do gia tăng ơzơn 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 16 Tác động tới sản lượng cây trồng của ơzơn trong tầng Đối bu (467) Loại cây trồng | Nồng độ ơzơn trung bình trong 7 giờ | 40 ppm | 50 ppm Đậu —_ m it 110 | 18.1 ean eo J - 16.4 Bong | 59 ¬A — Đậu tương Ị 56] 10.4 Ngticéc L my 12 | 2,6 Lúa miến _ | _ 08 - lễ 15 Lúa mạch | Onl 0,2
Đĩ là các tác động đối với cây trồng, cịn đối với con người nếu nồng độ ơzơn gia tăng vượt quá nồng độ bình thường thì mơi trường khơng khí bị xem là ơ nhiễm Và gây ra các tác hại cho sức khoẻ con người như: kích thích hệ hơ hấp (mũi và họng
bị tấy rát), mệt mỏi, bải hoải, gây tổn hại cho phổi
Do vậy cần phải cĩ những nghiên cứu về các tác động tổng hợp của ơzơn với
nhiệt độ và CO; đối với sự thay đổi khí hậu tồn cầu và sự ảnh hưởng đến các hệ
Trang 341.3 TINH HÌNH ĐO ĐẠC VÀ NGHIÊN CỨU ƠZƠN Ở VIỆT NAM
1.3.1 Tình hình do đạc
Trong vài thập kỷ gần đây hiện tượng xuất hiện lỗ thủng ơzơn 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 dang gây ra những mối quan tâm lớn của
cộng đồng Nước ta cĩ diện tích lục địa trải dài từ sơn nguyên Đồng Văn, Hà Giang (2322'B) tới mũi Cà Mau (08930) tức là kéo dài tới 15? vĩ tuyến, tuy khơng thuộc khu vực ơzơn biến động mạnh nhưng lại thuộc vành đai cĩ TLO thấp nên việc xuất
hiện những "1ơ thỉng ơzơn 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 Việt-Xơ, tháng 5 năm 1992 chuyên gia Vật
lý địa cầu Trung wong (GGO) Liên Xơ cũ đã đưa máy sang lắp dat, đào tạo cán bộ
và kỹ thuật viên cho nước ta Đài Khí tượng Cao khơng đã tiếp nhận và triển khai láp
đặt trạm đo TLO đầu tiên tại Hà Nội Tháng 10/1994 các cán bộ Đài Khí tượng Cao
khơng lắp đặt và đưa trạm quan trác TLO ở Sa Pa vào hoạt động, đến tháng 12/1994 tiếp tục lắp đặt và đưa vào hoạt động trạm quan trắc TUO ở Tân Sơn Hồ - Thành
phố Hồ Chí Minh
Cho đến nay Việt Nam đã cĩ 3 trạm đo TLO Trạm ơzơn Hà Nội đã được đưa
vào danh sách của mạng lưới đo đạc ơzơn tồn cầu với mã số 330 và chính thức phát báo từ tháng I năm 1994 [25]
Thiết bị đo đạc của cả 3 trạm nĩi trên đều sử dụng loại phổ quang kế dải rộng M-124 do Liên Xơ cũ sản xuất, sai số so với phổ quang kế chuẩn từ (5-7)%
1.3.2 Một số kết quả nghiên cứu cĩ tính khoa học
Hiện nay trên thế giới các tài liệu cơng bố nghiên cứu về ơzơn đã tương đối phong phú, song ở nước ta tài liệu và số liệu về ơzơn cịn 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 ơzơn cịn ít Cĩ thể kể ra
Trang 35_ Tinh todn đặc trưng cấu trúc của TLO khí quyển theo phổ bức xạ Mặt Trời [7]
._ Đánh giá sự biến đổi của TUO khu vực Đơng Nam Á và Việt Nam [26] - Tinh khả biến của TLO tại Hà Nội và Thành phố Ho Chi Minh [23]
1.3.3 Chương trình quốc gia của Việt Nam về bảo vệ tầng ơzơn
Tháng 1/1994, Việt Nam chính thức gia nhập cơng ước Vienna và Nghị định
thư Montreal Sau đĩ 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 của Việt Nam nhằm loại trừ dân các chất làm suy giảm tầng ơzơn” (CTQG) CTQG cung cấp dữ liệu về tình hình tiêu thụ và sử dụng các chất bị kiểm sốt bởi Nghị định thư ở nước ta đề xuất kế hoạch hành động để tiến tới loại bỏ các chất bị kiểm sốt theo hạn định của Nghị định thư Đồng thời CTQG vạch ra kế hoạch giám sát, kiểm sốt việc
tiêu thụ các chất bị kiểm sốt và phân cơng Bộ ngành theo dõi thực hiện
Việt Nam khơng sản xuất và khơng xuất khẩu các chất bị kiểm sốt 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%) nơng nghiệp (17%), điều hồ khơng khí (12%) tạo bọt (4%), chữa cháy (2%) tẩy rửa (1%)
Cho đến nay với sự tài trợ của Quỹ đa phương về ơzơn, 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 hồn thành cĩ khả năng loại trừ hàng nam khoảng 232 tấn CFC [29]
Song song với việc xây dựng và triển khai các dự án nĩi trên CTQG về ODS đã
phối hợp với các ngành đẩy mạnh việc tuyên truyền nâng cao nhận thức về bảo vệ tầng ơzơn, tổ chức giới thiệu các cơng nghệ và sản phẩm mới thay thế các cơng nghệ cũ và các chất CFC, xây dựng các văn bản pháp quy về a sốt nhập khẩu các chất OD§, tiếp tục điều tra thu thập số liệu cạp,£8ỆC vẽ sỉ #7“ “~“^ chất ODS và xây dựng các dự án mới nhằm loại trừ việc sử dung Các -ciết lay == hoạch đã đề ra
1.3.4 Những vấn đề cịn tơn 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
Trang 36Tính tốn đặc trưng cấu trúc của TLO khí quyển theo phổ bức xạ Mặt Trời [7]
Đánh giá sự biến đổi của TLO khu vực Đơng Nam A và Việt Nam [26]
- Tinh kha bién cha TLO tai Ha Nội và Thành phố Hồ Chí Minh [23]
1.3.3 Chương trình quốc gia của Việt Nam về bảo vệ tang 6z6n
Tháng 1/1994, Việt Nam chính thức gia nhập cơng ước Vienna và Nghị định thư Montreal Sau đĩ 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 của Việt Nam nhằm loại trừ dần các chất làm suy giảm tầng ơzơn” (CTQG) CTQG cung cấp dữ liệu về tình hình tiêu thụ và sử dụng các chất bị kiểm sốt bởi Nghị định thư ở nước ta, để xuất kế hoạch hành động để tiến tới loại bỏ các chất bị kiểm sốt theo hạn
định của Nghị định thư Đồng thời CTQG vạch ra kế hoạch giám sát, kiểm sốt việc
tiêu thụ các chất bị kiểm sốt và phân cơng Bộ ngành theo dõi, thực hiện
Việt Nam khơng sản xuất và khơng xuất khẩu các chất bị kiểm sốt 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%), nơng nghiệp (17%) điều hồ khơng khí (12%), tạo bọt (4%), chữa cháy (2%) tẩy rửa (1%)
Cho đến nay với sự tài trợ của Quỹ đa phương về ơzơn, 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 hồn thành cĩ khả năng loại trừ hàng năm khoảng 232 tấn CFC [29]
Song song với việc xây dựng và triển khai các dự án nĩi trên CTQG về ODS đã
phối hợp với các ngành đẩy mạnh việc tuyên truyền nâng cao nhận thức về bảo vệ
tang ơzơn, tổ chức giới thiệu các cơng nghệ và sản phẩm mới thay thế các cơng nghệ
cũ và các chất CEC, xây dựng các văn bản pháp quy về kiểm sốt 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 vấn đề cịn 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
Trang 37- Mặc dù đã cĩ nghiên cứu về đặc trưng cấu trúc của TLO [7] nhưng tính biến động của nĩ vẫn chưa được đề cập tới một cách tồn diện Các nghiên cứu đối với UVB và đặc biệt là thời gian phơi nắng cho phép (DT) chưa được đề cập tới
-_ Nghiên cứu vẻ tính biến động của TLO tại Việt Nam [26] mới chỉ tập trung vào các quá trình thành tạo và vận chuyển ơzơn cĩ liên quan tới giĩ mùa hè khu vực
Đơng Nam Á, dựa trên số liệu đo đạc ơzơn ở Hà Nội trong một thời gian cịn hạn chế (do thời điểm đĩ chúng ta mới bắt đầu lắp dat tram quan trac TLO tai tram Láng (Hà Nội), chưa cĩ số liệu quan trắc tại trạm Tân Sơn Hồ (thành phố Hồ Chí Minh) và Sa Pa Vì thế chúng ta chưa cĩ được một bức tranh tồn diện để cĩ
thể so sánh sự phân bố ơzơn và bức xạ cực tím theo vĩ độ giữa các khu vực khác nhau ở nước ta
-_ Chúng ta mới chỉ cĩ số liệu về TLO tầng Bình lưu [25] cịn số liệu quan trắc riêng đối với nồng độ ơzơn lớp sát đất và tầng Đối lưu cịn chưa cĩ Vì thế chưa cĩ những nghiên cứu đánh giá hiện trạng ơzơn trong tầng Đối lưu nĩi chung và trong lớp khơng khí sát đất nĩi riêng
Để gĩp phần khắc phục những tồn tại nêu trên, luận án tiến hành nghiên cứu
Trang 38Chuong Il z na z a A” ˆ 2 Phương pháp nhiên cưu tính hiên động của n A v 7 ơzơn khí quyên 2.1 PHƯƠNG PHÁP ĐO DAC PHAN TICH OZON VA BUC XA CUC TIM
2.1.1 Phương pháp đo tổng lượng ơzơn
Để do TLO người ta lợi dụng tính chất hấp thụ tia cực tím của ơzơn trong dải quang phổ 280-300 nm
Vì các sol khí của khí quyển cũng làm giảm bức xạ cực tím nên để loại trừ ảnh
hưởng này ta phải đo cường độ bức xạ cực tím ở hai đải phổ mà một trong hai dải đĩ nằm trong miền hấp thụ của ơzơn cịn dải kia nằm ngay bên cạnh dải thứ nhất 2.1.1.1 Phương pháp quan trac TLO bang 6z6n kế M-124
Việc quan trác TLO được thực hiện theo hai phương pháp:
Quan trắc theo ánh sáng Mặt Trời trời trực tiếp
Quan trắc theo ánh sáng tán xạ của vùng trời thiên đỉnh 2.1.1.2 Chế độ quan trắc
Quan trac gồm 7 ốp được thực hiện vào các giờ trịn: 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 trắc Kết quả tính TLO trung bình ngày được ghi vào dịng cuối cùng của ngày quan trắc theo dang:
(n,)X, = N, và (n,)X, = N,
Trong đĩ:
- X,, X,: 1a ky hiéu TLO quan trac dugc theo ánh sáng Mặt Trời trực tiép va theo
Trang 39-n„, n¿ là số lượng kỳ quan trắc theo ánh sáng Mặt Trời và theo ánh sáng tán xạ vùng trời thiên đỉnh trong ngày
- N,, N;: 1a gid tri TLO trung bình ngày quan trác được theo ánh sáng Mặt Trời trực tiếp và theo ánh sáng tán xạ của vùng trời thiên đỉnh
Nếu số trường hợp quan trắc theo Mặt Trời nhỏ hơn 3 thì TUO trung bình ngày được tính như sau: Xu = (n„.X, + n,X,)/ (n,+n,)
Nếu số trường hợp quan trác theo Mặt Trời lớn hơn 3 thì TLO trung bình ngày là TLO trung bình ngày quan trắc được theo ánh sáng trực tiếp của Mặt Trời
Hiệu chỉnh theo độ cao Mặt Trời (hiệu chỉnh biến trình ngày của ơzơn 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 TUO Trường hợp khơng phát hiện cĩ sai số trong biến trình ngày cua TLO thì khơng phải thực hiện bước hiệu chỉnh này Nội dung hiệu chỉnh ơzơn kế theo độ cao Mặt Trời gồm các
bước:
-_ Chọn những ngày trời quang mây, thực hiện quan trắc bổ sung theo ánh sáng
Mặt Trời trực tiếp (cứ ¡5-20 phút quan trắc một lần) bát đầu từ độ cao Mặt Trời
„= 20” đến h,„ = 90” Ghi các kết quả quan trắc bổ sung vào bảng quan trác hiệu
chỉnh
- Sử dụng tốn đồ Mặt Trời để tính TLO và phân tích kết quả Nếu phát hiện thấy sự biến thiên theo quy luật (TUO tăng hay giảm theo chiều tăng của độ cao Mặt
Trời khoảng (1-2)% dẫn đến kết luận ơzơn kế cĩ biến đổi biến trình ngày tức là
dụng cụ cĩ sai số hệ thống
2.1.2 Phương pháp do bức xạ cực tím và thời gian phơi nắng cho phép 2.1.2.1 Phương pháp do và tính tốn giá trị bức xạ cực tím
Chế độ đo đạc Bức xạ được thực hiện theo một quy phạm thống nhất với các
đại lượng được quan trắc 11 lần trong một ngày vào các giờ trịn bắt đầu từ 7 giờ đến 17 giờ (giờ Hà Nội) Cơng việc đo chỉ thực hiện ứng với độ cao Mặt Trời hạ > 5° và _ thời tiết khơng cĩ mưa, tuyết
Nguyên lý đo bức xạ cực tím là sử dụng kính lọc sĩng Hệ thống thứ nhất cĩ
Trang 40thống lọc thứ 2 cĩ thể cho bức xạ của dải sĩng 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 xạ
cực tím ở dải phổ đĩ
Việc quy tốn số liệu quan trắc được thực hiện theo các cơng thức sa:
Đối với kênh l: GDP Kare Rone mal, [ w/mÏ] (Onl) Q., = K,,- Roeb J, qr’, [Eg/ m7] (2.2)
Doi voikénh ll: Q, = Kyy Ros, Js, QT’ [w/m] (23)
Q = Ky Roeb.J, 4.7107 [Egm] (24)
Trong do:
Q, - Nang lượng bức xạ trong mién tu ngoai B (UVB) Q,- Năng lượng bức xạ trong miền tử ngoại A (UVA)
Q.¿ - Năng lượng bức xạ Eriten (bức xạ 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,, va K;, - Cac hệ số kiểm định ứng với các dải phổ A, B của miền tử ngoại Ro, , và Ro:„ - Các hệ số suy giảm của năng lượng trong miền tử ngoại B và A qT’, va qT°; Hé s6 nhiét cla dung cụ phụ thuộc vào loại FIl ánh sáng
J¡, ]; - Số đo của micrơ ampeké
DT - Thời gian tối đa mà da của cơ thể người cĩ thể chịu đựng được với lượng bức
xạ tử ngoại hiện cĩ mỗi lần phơi nắng bất động ngồi trời
-.2.1.2.2 Phương pháp đo đạc và tính tốn 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 Ngồi ra cịn xác định được khoảng thời gian
DT (phút) mà trong khoảng đĩ trên mặt phẳng nằm ngang thu được một nửa mức