ओझोनचा थर

ओझोनचा थर म्हणजे पृथ्वीच्या वातावरणातील समतापमंडळात आढळणारा ओझोन वायूचा पातळ पट्टा होय. ओझोन हा तीन ऑक्सिजन अणूंनी बनलेला वायू आहे आणि त्याचे रासायनिक सूत्र O₃ असे आहे. हा थर जमिनीपासून सुमारे पंधरा ते पस्तीस किलोमीटर उंचीवर असतो आणि त्याची जाडी सर्वत्र एकसारखी नसते. सूर्यापासून येणाऱ्या अतिनील किरणांचा मोठा भाग शोषून घेऊन हा थर पृथ्वीवरील जीवसृष्टीचे रक्षण करतो. अतिनील किरणांच्या अतिरेकी संपर्कामुळे त्वचेचे आजार, डोळ्यांचे विकार आणि पिकांची हानी होऊ शकते. विसाव्या शतकाच्या उत्तरार्धात मानवनिर्मित रसायनांमुळे या थराचे ह्रास होत असल्याचे आढळले आणि तेव्हापासून त्याचे संरक्षण हा आंतरराष्ट्रीय पर्यावरणीय विषय बनला आहे.

माहिती

वातावरणाचे अनेक थर आहेत आणि ओझोनचा मुख्य साठा समतापमंडळ या थरात आहे. या थरात तापमान उंचीनुसार वाढत जाते, ज्यामुळे हवेची अनुलंब हालचाल कमी होते. त्यामुळे तिथे पोहोचलेले वायू दीर्घकाळ टिकून राहतात. जमिनीजवळच्या थरातही थोडा ओझोन असतो, परंतु तो वायूप्रदूषणाचा भाग मानला जातो आणि आरोग्यास हानिकारक ठरतो. त्यामुळे 'ओझोनचा थर' आणि 'जमिनीजवळील ओझोन' या दोन वेगळ्या गोष्टी आहेत.

ओझोन वायूची निर्मिती समतापमंडळात सतत होत असते. सूर्यप्रकाशातील अतिनील किरणे सामान्य ऑक्सिजनच्या रेणूंवर पडल्यावर ते विभाजित होतात आणि मोकळे ऑक्सिजन अणू तयार होतात. हे अणू पुन्हा ऑक्सिजन रेणूंशी जोडले जाऊन ओझोन तयार होतो. अशा प्रकारे निर्मिती आणि विघटन यांच्यात एक समतोल राखला जातो आणि त्यामुळे थराचे प्रमाण बऱ्याच काळासाठी स्थिर राहते.

ओझोनचे प्रमाण सामान्यतः डॉब्सन एककात मोजले जाते. जागतिक सरासरी सुमारे तीनशे डॉब्सन एकक इतकी असते. उपग्रह आणि जमिनीवरील उपकरणे यांच्या साहाय्याने या प्रमाणातील बदल नियमितपणे नोंदवले जातात.

अतिनील किरणांचे संरक्षण

सूर्याकडून येणाऱ्या अतिनील किरणांचे तीन प्रकारांत वर्गीकरण केले जाते. त्यांपैकी सर्वात तीव्र प्रकार वातावरणातील वरच्या थरांतच शोषला जातो आणि जमिनीपर्यंत पोहोचत नाही. मध्यम तीव्रतेचा प्रकार बहुतांश ओझोनच्या थरात शोषला जातो. सर्वात कमी तीव्रतेचा प्रकार मोठ्या प्रमाणात जमिनीपर्यंत पोहोचतो, तर मध्यम तीव्रतेचा काही भागही जमिनीपर्यंत पोहोचतो आणि मानवी शरीरात जीवनसत्त्व तयार होण्यास मदत करतो.

ओझोनचा थर विरळ होऊ लागल्यास अधिक अतिनील किरणे जमिनीपर्यंत पोहोचतात. यामुळे त्वचेचा कर्करोग होण्याचा धोका वाढतो, डोळ्यांच्या मध्यभागाचे नुकसान होऊ शकते, रोगप्रतिकारक क्षमता कमकुवत होऊ शकते आणि जलचर तसेच पिकांची वाढही बाधित होऊ शकते.

क्लोरोफ्लुरोकार्बन आणि ह्रास

विसाव्या शतकाच्या मध्यात शीतकरण यंत्रे, फवारणीचे डबे, फोम उत्पादन आणि आग विझवण्याची साधने यांत क्लोरोफ्लुरोकार्बन नावाची रसायने मोठ्या प्रमाणात वापरली जाऊ लागली. ही रसायने स्थिर असल्याने जमिनीजवळ तुटत नाहीत आणि हळूहळू समतापमंडळापर्यंत पोहोचतात. तिथे अतिनील किरणांच्या प्रभावाने त्यांचे विघटन होते आणि क्लोरीनचे अणू मुक्त होतात.

मुक्त झालेले क्लोरीन अणू ओझोनच्या रेणूंशी अभिक्रिया करून त्यांचे विघटन करतात. या प्रक्रियेत क्लोरीन अणू स्वतः नष्ट होत नाही; तो पुन्हा पुन्हा अभिक्रियेत भाग घेत राहतो. त्यामुळे एकच अणू हजारो ओझोन रेणूंचे नुकसान करू शकतो. १९८० च्या दशकात अंटार्क्टिका खंडावरील ओझोनच्या प्रमाणात हिवाळ्याच्या अखेरीस प्रचंड घट आढळली आणि त्याला ओझोन छिद्र असे संबोधले जाऊ लागले. हे छिद्र प्रत्यक्ष 'छिद्र' नसून त्या भागातील ओझोनचे प्रमाण असामान्यपणे कमी झालेला प्रदेश आहे.

माँट्रियल करार

ओझोनच्या ह्रासाची गंभीरता लक्षात घेऊन १९८५ मध्ये ओझोन थराच्या संरक्षणासाठी व्हिएन्ना अधिवेशन झाले. त्यानंतर १९८७ मध्ये ओझोन-क्षयकारी पदार्थांवरील माँट्रियल करार स्वीकारला गेला आणि तो १९८९ मध्ये अमलात आला. या करारानुसार सदस्य देशांनी क्लोरोफ्लुरोकार्बनसारख्या पदार्थांचे उत्पादन व वापर टप्प्याटप्प्याने बंद करण्याचे मान्य केले. या कराराला सर्व देशांची सर्वसमावेशक मान्यता मिळाली आहे.

२०१६ मध्ये झालेल्या किगाली सुधारणेद्वारे हायड्रोफ्लुरोकार्बन नावाच्या वायूंचे उत्पादनही टप्प्याटप्प्याने घटवण्याचे ठरले. हे वायू ओझोनचे थेट नुकसान करत नाहीत, परंतु ते शक्तिशाली हरितगृह वायू आहेत. या सुधारणेमुळे शतकाच्या अखेरीपर्यंत सुमारे ०.३ ते ०.५ अंश सेल्सिअस तापमानवाढ टळू शकते, असा अंदाज आहे.

पुनर्प्राप्ती

माँट्रियल कराराच्या अंमलबजावणीमुळे ओझोनच्या थरात सुधारणा दिसू लागली आहे. अंटार्क्टिकेतील ओझोन छिद्राचा आकार व खोली २००० नंतर हळूहळू कमी होत असल्याचे निरीक्षणांतून दिसते. तज्ज्ञांच्या अंदाजानुसार सध्याची धोरणे कायम राहिल्यास ओझोनचे प्रमाण १९८० च्या पातळीवर अंटार्क्टिकेत सुमारे २०६६ पर्यंत, आर्क्टिकमध्ये सुमारे २०४५ पर्यंत आणि उर्वरित जगात सुमारे २०४० पर्यंत परत येईल.

हा यशाचा प्रवास महत्त्वाचा असला, तरी सतर्कता आवश्यक आहे. वर्षानुवर्षे ओझोनच्या प्रमाणातील चढउतार हवामानाच्या परिस्थितीमुळे होत असतात आणि त्यामुळे काही वर्षे अपवादात्मक वाटू शकतात. ज्वालामुखीचे उद्रेक आणि वणवे यांचाही परिणाम होतो. त्यामुळे निरीक्षण सुरू ठेवणे आणि प्रतिबंधक पदार्थांचा बेकायदेशीर वापर रोखणे आवश्यक आहे.

निरीक्षणाच्या पद्धती

ओझोनच्या थराचे मोजमाप जमिनीवरून आणि अवकाशातून दोन्ही प्रकारे केले जाते. जमिनीवरील उपकरणे सूर्यप्रकाशातील अतिनील किरणांचे प्रमाण मोजून ओझोनचे एकूण प्रमाण ठरवतात. उपग्रहांवरील उपकरणे संपूर्ण पृथ्वीभोवतीचे नकाशे तयार करतात आणि त्यामुळे प्रादेशिक बदल स्पष्ट दिसतात.

हवामानाच्या फुग्यांद्वारे उंचीनुसार ओझोनचे वितरणही मोजले जाते. या सर्व निरीक्षणांची एकत्रित माहिती आंतरराष्ट्रीय अहवालांत प्रकाशित केली जाते आणि त्यावरून पुढील धोरणे ठरवली जातात.

पर्यायी तंत्रज्ञान

क्लोरोफ्लुरोकार्बनच्या जागी हायड्रोक्लोरोफ्लुरोकार्बन आणि नंतर हायड्रोफ्लुरोकार्बन वापरले जाऊ लागले. या बदलांमुळे ओझोनवरील हानी कमी झाली, परंतु हरितगृह वायूंचा प्रश्न उरला. म्हणूनच नैसर्गिक शीतकरण पदार्थ आणि अधिक कार्यक्षम उपकरणांच्या दिशेने उद्योग सरकत आहे.

शीतकरण यंत्रांची योग्य विल्हेवाट, गळती थांबवणे आणि जुन्या उपकरणांतील वायू सुरक्षितपणे गोळा करणे या उपायांमुळे वातावरणात जाणारे प्रमाण घटते. या सर्व उपायांना नियमावली आणि देखरेखीची जोड आवश्यक आहे.

ओझोन आणि हवामान यांचा संबंध

ओझोनचा थर आणि हवामान बदल हे दोन वेगवेगळे परंतु जोडलेले विषय आहेत. ओझोन-क्षयकारी अनेक पदार्थ स्वतः शक्तिशाली हरितगृह वायूही आहेत. त्यामुळे त्यांचा वापर बंद करणे यामुळे ओझोनचे रक्षण होते आणि हवामान बदलाचा वेगही कमी होतो. माँट्रियल कराराच्या अंमलबजावणीमुळे १९९० ते २०१० या काळात कोट्यवधी टन कार्बन डायऑक्साइड समतुल्य उत्सर्जन टळल्याचा अंदाज व्यक्त केला जातो.

दुसरीकडे हवामान बदलाचाही ओझोनवर परिणाम होतो. समतापमंडळाचे तापमान आणि वाऱ्यांची पद्धत बदलल्यास ओझोनच्या निर्मिती व विघटनाच्या प्रक्रियेवर परिणाम होऊ शकतो. म्हणूनच दोन्ही विषयांचा एकत्रित अभ्यास केला जातो.

संदर्भ

1. संयुक्त राष्ट्र पर्यावरण कार्यक्रम — ओझोन सचिवालय
2. नासा — ओझोनचा थर
3. राष्ट्रीय महासागरीय व वायुमंडलीय प्रशासन — ओझोन ह्रास
4. जागतिक हवामानशास्त्र संघटना
5. एन्सायक्लोपीडिया ब्रिटानिका — ओझोनचा ह्रास

शेवटचे संपादन: ७ नोव्हेंबर २०२६