Dobson enhet

Dobson -enheten ( DU ) er en måte å uttrykke mengden ozon på i jordens atmosfære , spesielt i stratosfæren . Nærmere bestemt er det et mål på tykkelsen på ozonlaget , en Dobson-enhet ( DU ) tilsvarer 0,01 mm lagtykkelse under normale forhold med trykk og temperatur (henholdsvis 1 atm og 0 °C), uttrykt i antall molekyler , representerer en DU eksistensen av 2,69 × 10 16 molekyler per kvadratcentimeter (2,69 × 10 20 molekyler/m²) (tar en del av atmosfærelaget med svært liten tykkelse og dividerer antall molekyler med overflaten). [ 1 ]

Variasjonen i tykkelsen på ozonlaget har en viktig effekt på jordoverflaten, for eksempel ville et ozonlag på 300 DU , det vil si en lagtykkelse på kun 3 mm, bety at jordoverflaten var på 0º .

GMB Dobson var forsker ved University of Oxford og var den som på 1920 -tallet bygde det første instrumentet (nå kalt Dobson ozonspektrofotometer ) for å måle den totale ozonen i hver region på jorden.

Ozon

NASA bruker en grunnlinjeverdi på 220 DU for ozon. Dette ble valgt som utgangspunkt for observasjoner av det antarktiske ozonhullet, siden verdier på mindre enn 220 Dobson-enheter ikke ble funnet før 1979. Også fra direkte målinger over Antarktis er et kolonne-ozonnivå på mindre enn 200 Dobson-enheter. et resultat av ozontap fra klor- og bromforbindelser.

Svoveldioksid

I tillegg brukes Dobson-enheter ofte for å beskrive totale kolonnetettheter av svoveldioksid, som oppstår i atmosfæren i små mengder fra forbrenning av fossilt brensel, fra biologiske prosesser som frigjør dimetylsulfid, eller ved naturlig forbrenning som skogbranner. Store mengder svoveldioksid kan slippes ut i atmosfæren som vulkanutbrudd. Dobson-enheten brukes til å beskrive totale kolonnemengder av svoveldioksid, slik den så ut i de første dagene av fjernmåling av ozon i ultrafiolette satellittinstrumenter (som TOMS).

Fradrag

symbologi

Symbol	Navn	Enhet	Luft
$n$	antall mol gass	molekyler / mol	6,02 x 10 23
$n_{air}$	tetthetstall	molekyler / m 3
$P$	Press	Pa	101325
$R$	gass konstant	J / (mol K)	8.314
$T$	Temperatur	K	273
$v$	Volum	m3 _

Fradrag

	ideell gasslov	tetthetstall
Formler	$PV=nRT$	$n_{\text{air}}={\frac {A_{av}n}{V}}$
lysning	${\frac {n}{V}}={\frac {P}{RT}}$
Erstatter	$n_{\text{air}}={\frac {A_{av}P}{RT}}$
Evaluerer	$n_{\text{air}}={\frac {(6.02\times 10^{23}\ {\frac {\text{molecules}}{\text{mol}}})(101325~{\ tekst{Pa}})}{(8.314{\frac {\text{J}}{\text{mol K}}})(273~{\text{K}})}}$
forenkling	$n_{\text{air}}=2.69\ ganger 10^{25}~{\text{molekyler / m}}^{3}$

En Dobson-enhet er den totale spormengden gass per arealenhet. I atmosfærisk vitenskap omtales dette som kolonnetetthet. Hvordan går vi fra enheter av molekyler per kubikkmeter, et volum, til molekyler per kvadratcentimeter, et område? Dette må gjøres ved integrering. For å få en søyletetthet må vi integrere den totale søylen over høyden. Ved definisjonen av Dobson-enheter ser vi at 1 DU = 0,01 mm sporgass ved komprimering ned til havnivå ved standard temperatur og trykk. Så hvis vi integrerer lufttetthetstallet vårt fra 0 til 0,01 mm, finner vi tetthetstallet, som er lik 1 DU:

symbologi

Symbol	Navn	Enhet	Verdi
$DU1$	Integrasjonsverdi 1	hmm	0
$DU2$	Integrasjonsverdi 2	hmm	0,01

Fradrag

	Integral	Konverteringsfaktor
Formel	$\int{DU1}^{DU2}n_{air}\d(DU)$	${\Bigl (}{\frac {\text{1 m}}{\text{1000 mm}}}{\Bigr )}$
Integrering	$n_{air}\ (DU){\Bigr ]}_{DU1}^{DU2}$
forenkling	$n_{air}(DU2-DU1)$
Evaluerer	${\Bigl (}{\frac {\text{1 m}}{\text{1000 mm}}}{\Bigr )}(2,69\ ganger 10^{25}\ {\text{molek. / m}}^{3})[(0.01\ {\tekst{mm}})-(0\ {\tekst{mm}})]$
forenkling	$(2,69\ ganger 10^{20})\ {\text{molec. /m}}^{2}$

Og så kommer vi til verdien av 1 DU, som er 2,69 x 10 20 molekyler per kvadratmeter.

Referanser

^ "dobson-enhet" . www.atmosfera.cl . Hentet 25. juli 2021 .