Bằng cách hợp nhất kết quả quan sát của các vệ tinh của châu Âu trong hơn một thập kỉ qua, các nhà khoa học đã thu được dữ liệu dài hạn đầy đủ và đồng nhất về lượng ôzôn, cho phép họ nắm bắt được xu hướng biến đổi của lớp ôzôn trên phạm vi toàn cầu.
Các nhà khoa học đã tập hợp dữ liệu hàng tháng về lượng ôzôn theo phép đo của thiết bị GOME trên vệ tinh ERS-2 của Cơ quan nghiên cứu vũ trụ châu Âu (ESA), SCIAMACHY trên Envisat cũng của ESA và GOME-2 trên MetOp-A của tổ chức vệ tinh khí tượng châu Âu.
Diego G. Loyola R., thành viên tham gia dự án cho biết: “Chúng tôi đã tìm thấy xu thế có vẻ khả quan rằng lượng ôzôn đã tăngthêm trung bình 1% mỗi thập kỉ sau khi khảo sát tình hình 14 năm qua: kết quả này trùng khớp với các phép đo đạc tiến hành trên mặt đất.”
Ôzôn là lớp bảo vệ phía trên chủ yếu thuộc tầng bình lưu, cách mặt đất 25 km, đóng vai trò như một bộ lọc ánh mặt trời ngăn cản phần lớn các tia cực tím có hại không cho xuyên qua bầu khí quyển Trái đất. Lớp ôzôn càng bị mỏng đi thì con người càng đối mặt nguy cơ ung thư da, và sinh vật biển trên Trái đất càng bị đe dọa.
Lượng ôzôn không được phân bố rải đều, hầu hết các thay đổi xuất hiện ở tầng bình lưu phía trên. Với việc thu thập dữ liệu từ quan sát ngang chứ không quan sát dọc từ trên xuống, các công cụ nói trên có khả năng cung cấp những con số chính xác hơn về tầng bình lưu.
Một nhóm các nhà khoa học do Ashley Jones và Jo Urban đến từ đại học Công nghệ Chalmers, Thụy Sĩ đã kết hợp kết quả quan sát theo chiều ngang thu được từ các thiết bị SBUV, SAGE I+II và HALOE của Hoa Kỳ với các dữ liệu từ OSIRIS, SMR và SCIAMACHY trên các vệ tinh châu Âu Odin và Envisat để phân tích sự phát triển dài hạn của lượng ôzôn trong tầng bình lưu các năm 1979-2008. Những dữ liệu này cho thấy lượng ôzôn bị giảm đi từ 1979 tới 1997, và tăng lên một chút kể từ 1997 tới nay.
Kết quả lượng ôzôn trung bình hàng tháng trong vùng địa lý 60° Bắc tới 60° Nam theo các bộ dữ liệu của GOME, SCIAMACHY và GOME-2. (Ảnh: Diego Loyola, DLR)
“Phân tích của chúng tôi cho thấy giai đoạn 1979-1997, lượng ôzôn trong tầng bình lưu giảm đi gần 7% mỗi thập kỉ ở các vĩ độ trung bình. Đây là kết quả phù hợp với các nghiên cứu trước đó dựa trên dữ liệu thu được từ vệ tinh cũng như phép đo của các công cụ mặt đất. Từ năm 1997, một xu hướng mới bắt đầu xuất hiện. Từ đây ghi nhận mức tăng thấp (0,8–1,4% mỗi thập kỉ), tuy nhiên đây là con số quá khiêm tốn, gần như xấp xỉ bằng 0. Chúng tôi đang chờ đợi được chứng kiến sự khôi phục mạnh mẽ hơn của lượng ôzôn trong những năm tới,” Urban nói.
Hiện tượng lượng ôzôn suy giảm là do các chất hóa học như clo và brôm con người tạo ra tồn tại qua thời gian dài trong khí quyển. Nghị định thư Montreal được kí kết năm 1987 với mục tiêu hạn chế và cuối cùng chấm dứt hoàn toàn việc sử dụng và sản xuất các chất này. Hiệu quả của nghị định thư đã được thấy rõ qua các quan sát vệ tinh về lượng ôzôn và nồng độ các chất khí này.
Với việc sử dụng dữ liệu quan sát theo bề ngang của SCIAMACHY từ 2002 tới 2008, François Hendrick đến từ Viện nghiên cứu Khí học Cao không Vũ trụ của Bỉ (BIRA/IASB) đã cùng các đồng nghiệp tiến hành phân tích xu hướng của brôm monoxit (BrO) trong tầng bình lưu. BrO là một chất xúc tác rất mạnh cho quá trình phá ôzôn. Các kết quả cho thấy nồng độ BrO trong tầng bình lưu đã giảm dần qua thời gian nói trên.
“Sự thống nhất giữa kết quả trên và các quan sát từ mặt đất cho thấy dữ liệu của SCIAMACHY có thể được sử dụng để nắm bắt xu hướng phát triển của lượng BrO trong tầng bình lưu. Đây là bằng chứng mạnh mẽ chứng minh việc Nghị định thư Montreal quy định việc hạn chế các chất có nguồn gốc từ brôm giờ đây đã phát huy tác dụng trên tầng bình lưu,” Hendrick nói.
Tiếp cận được những dữ liệu khí quyển từ vệ tinh qua thời gian dài là rất quan trọng, nó giúp các nhà khoa học xác định và phân tích được những thay đổi và xu hướng phát triển của lượng ôzôn. Ngoài việc nắm bắt được xu hướng của lượng ôzôn, các nhà khoa học sẽ tiếp tục theo dõi các chất có hại cho lớp ôzôn được quy định hạn chế trong Nghị định thư Montreal nhưng vẫn đang tồn tại trong khí quyển.
Kết quả chi tiết được trình bày trong hội thảo khoa học về khí quyển của ESA tổ chức tại Barcelona, Tây Ban Nha các ngày 7–11 tháng 9 vừa qua. Mục tiêu của hội thảo lần này là cung cấp cho các nhà khoa học cơ hội trình bày những kết quả nghiên cứu mới nhất cùng các dự án ứng dụng trong đó có sử dụng thiết bị vũ trụ như công cụ theo dõi bầu khí quyển.