Osoonikihi jälgimise ajalugu

Hindamaks osoonikihi praegust olukorda objektiivselt, tuleb teada osoonikihi ajaloolisi muutusi. Osoonikihi paksuse süstemaatiliste mõõtmise ajalugu ulatub tagasi 1920. aastatesse.

Osooni atmosfääri alumistes kihtides avastas Christian Schönbein juba 1839. aastal. 1878. aastal avastas prantsuse füüsik Marie Alfred Cornu, et Päikese spektris puudub kiirgus lainepikkustel alla 290 nm. Peagi selgitati välja, et selline saab spekter olla vaid kiirguse neeldumise tõttu atmosfääris oleval osoonil. Ühtlasi selgus ka, et maalähedase õhu osoonisisaldus on selleks liiga väike ja kusagil kõrgemal peab olema ohtramalt osooni.

Süstemaatiliste osoonimõõtmistega alustas Gordon Dobson

Aastal 1913 määras teine prantsuse füüsik Charles Fabry koos Henri Buissoniga, et atmosfääri vertikaalses sambas leiduv osoon moodustaks merepinna tingimustes 3 mm paksuse kihi.

Hilisem Oxfordi ülikooli professor Gordon Dobson konstrueeris 1926. aastal spetsiaalse spektromeetri osoonikihi efektiivse paksuse määramiseks ja selle eksemplare paigutati erinevatele laiuskraadidele ning tehti kindlaks, et suuremate laiuskraadide kohal on osoonikiht paksem. Samuti on ta seal paksem kevadel ja õhem sügisel ning lisaks sõltub tropopausi kõrgusest. Dobson oli osooni süstemaatiliste mõõtmiste algataja.

Sidney Chapman lõi 1930. aastal stratosfääri osooni tekkimise-lagunemise teooria.

Pikaajalised katkematud vaatlused on ülitähtsad

Kõige pikem katkematute mõõtmiste aegrida on kogutud Šveitsis Arosas. Seal on vaatlused toimunud juba ligi 60 aastat. Väga pikaajaline on ka Norra põhjaosas asuvas Tromsø Virmaliste Observatooriumis kogutud aegrida, kus mõõtmised algasid 1935. aastal. Tänu Antarktika osooniaugu avastamisele jätkati osoonikihi paksuse mõõtmist 1986. aastal. Tromsø aegrida on väga kasulik võrdlusmaterjal teistele Põhja-Skandinaavias tehtud lühemaajalistele mõõtmistele.

Rahvusvaheline Meteoroloogia Organisatsioon hakkas tegelema globaalsete osoonikihi mõõtmistega 1957. aastal, Rahvusvahelise Geofüüsika aasta raames. Suurt tähelepanu pöörati Antarktikale. Need uuringud aitasid kaasa osoonikihi tähtsuse mõistmisele ja osooniprobleemide teadvustumisele. Peaeesmärgiks oli esialgu osooni globaalse jaotuse määramine.

Osooni hõrenemine on suhteliselt aeglaselt süvenev protsess, mis nõuab pikaajalisi katkematuid vaatlusi, et märgata muutusi. Seda hakati kahtlustama siis, kui 1970. aastatel selgus, et osooni lagunemise katalüsaatorite sisaldus atmosfääris sõltub inimtegevusest.

Osooniprobleemi teadvustamine algas 80ndatel

Uudispomm Antarktika osoonikihi õhenemisest plahvatas alles mais 1985, kui Briti teadlaste rühm avaldas oma andmed ajakirjas “Nature”. Cambridge’i teadlase Joe Farmani juhitud töörühm oli täheldanud hämmastavalt suurt oktoobrikuist osoonikihi õhenemist Halley Bay (Suurbritannia Antarktika jaam) kohal alates 1970. aastate lõpust. Ühenduses sellega tuleb ka mainida Jaapani uurija Chubachi nime. Juba aasta varem (1984) tegi ta regulaarsel nelja aasta tagant toimuval osoonisümpoosionil Thessalonikis ettekande Antarktikas toimuvast osoonikihi õhenemisest. Töö rajanes Jaapani Antarktikas asuva uurimisjaama mõõtmistulemustel. See jäi aga teadlaste kitsasse ringi ega pälvinud üldsuse tähelepanu.

Alates 1978. aasta novembrist toimuvad kosmosest osoonikihi paksuse globaalsed mõõtmised aparatuuriga TOMS (Total Ozone Monitoring Spectrometer). Viimasel ajal asendab seda aparatuur OMI (Ozone Monitoring Instrument). Kasutusel on ka Euroopa Kosmoseagentuuri ESA keskkonnasatelliidi ENVISAT pardal paiknev atmosfääri koostise monitooringu instrument SCIAMAHCY (SCanning Imaging Absorption Spectrometer for Atmospheric CartograpHY) ja GOME (Global Ozone Monitoring Experiment) instrumendid.

Maailma peamine osooni ja ultraviolettkiirguse andmekeskus WOUDC (World Ozone and Ultraviolet radiation Data Centre) asub Kanadas.

TOMS instrumendi tulemustele, mis hilisematel ülekontrollimistel näitasid selgelt osooniaukude sündi, ei pööratud esialgu vajalikku tähelepanu. Kui 1991. aastal Colorado ülikoolis koostatud arvutimudel viitas kolmandiku osooni kadumisele Antarktika kohal, hakati tõsist tähelepanu pöörama varasematele andmetele. Vanade andmete lähemal uurimisel leiti umbes 40-st Antarktikas asuvast uurimisjaamast üle 30 aasta pikkusi aegridu, kus oli selgelt näha osoonikihi olukorra pikaajaline muutus. Käivitati EASOE (European Arctic Stratospheric Ozone Experiment), milles osales 250 uurijat 17 erinevast riigist.

Põhjamaade osooniuuringute keskus on Soomes

Osooniaugu avastamine Antarktika kohal põhjustas ulatusliku uurimisprogrammi käivitumise ka Põhjamaades ja tähelepanu osoonikihi olukorrale Arktika kohal. Soome Meteoroloogia Instituudis (FMI) asub tänu koostööle teiste meteoroloogia instituutidega Põhja-Euroopas Põhjamaade osooniuuringute põhiline andmepank. See sisaldab 15 uurimisjaama andmeid osoonikihi kogupaksuse kohta, lisaks veel 3 jaama osoonikihi vertikaaluuringuid.

Andmepangas on mõõtmistulemused alates 1989. aasta algusest. Projektis osalevad järgmised maad ja instituudid: Soome (FMI), Rootsi (SMHI), Norra (NILU, Oslo ja Tromsø ülikool), Taani (DMI ja mõõtejaamad Gröönimaal), Island (Meteorological Office), Saksamaa (Alfred Wegeneri Instituut) ning Venemaa (Geofüüsika Peaobservatoorium, Aeroloogia Keskobservatoorium).

Käesoleval ajal toimub jätkuvalt stratosfääri osoonikihi anomaaliate tekkepõhjuste lahtimõtestamine ja osoonikihi taastumise jälgimine.