Osooni olemasolu atmosfääris avastati küll juba 19. sajandi esimesel poolel, kuid atmosfääriosooni uurimine sai alguse eelmise sajandi 20datel aastatel, kui pandi käima regulaarsed vaatlused ja selgitati välja atmosfääri vertikaalses sambas leiduva osooni koguhulga muutumise põhjused ning selle aastase käigu üldised seaduspärasused. Kuni 1930date alguseni oli teema aktuaalne, kuid edaspidi jätkus uurimine üsna leigelt, sest polnud näha, et midagi märgatavalt muutuks. Teatav elevus toimus seoses Rahvusvahelise Geofüüsika Aasta programmiga, mil suurendati maapealsete mõõtmisjaamade arvu. Alles 1985. aastal ajakirjas Nature ilmunud teaduse pommuudis Antarktika osooniaugu avastamisest tõstis teema eriti tähtsate hulka ja andis paljude riikide teadlastele võimaluse sellekohaste uuringute alustamiseks ning kiiremad jõudsid tegudeni juba enne 1990. aastat. Need üksikud, kes olid alustanud juba 1970-datel või veel varem, olid eriti soodsas olukorras. Eestis jätkus sel ajal veel atmosfääri uurimine kosmosest, mille perspektiiv kahanes kiiresti. Pärast omavahelisi arupidamisi otsustasid selle temaatika viljelejad suunduda osooni probleemidele kui Eesti asjale. Esmalt kohandati lisaseadmete varal osooni koguhulga mõõtmisteks olemasolev päris hea kvaliteediga laboratoorne spektromeeter SDL-1. Saadud tulemused sobisid mujal tehtutega päris hästi. Kõnesoleval 1993. aastal ja ka järgneva kolme aasta jooksul oli 1978. aastal alanud kosmosest osooni koguhulga mõõtmistes sisuliselt vaheaeg. Loomulikult oleks olnud mõistlik kohe ka ultraviolettkiirguse registreerimine käima panna. Paraku oli aeg vaene ja esimene sellisteks mõõtmisteks tarvilik instrument, erüteemkiirguse sensor, õnnestus muretseda alles 1997. aastal. Alates 1998. aasta jaanuarist algasid sellega regulaarsed pidevad mõõtmised. Aastaks 2000 oli kogunenud juba piisavalt andmeid, et üritada tagasiulatuvalt rekonstrueerida möödunud aastate ultraviolettkiirguse erüteemdoose.
 |
| Uno Veismanni valmistatud ultraviolettkiirguse mõõteriist. |
Seda tänu kohalikus meteoroloogiajaamas kogutud integraalse kiirguse ja ilmavaatluste andmestikule. Katkematu vaatlusrida ulatus ajas tagasi 1955. aasta alguseni. Tulemusi tutvustati esialgu põhjamaade kolleegidele nende regulaarsetel iga-aastastel nõupidamistel ja mõne aasta jooksul sai Eesti Põhjamaade osoonigrupi (Nordic Ozone Group, NOG) täiemõõduliseks liikmeks. Kaks sellist nõupidamist on peetud Eestis (aastatel 2003 ja 2009). Publitseeritud tööde ning tekkinud isiklike kontaktide kaudu õnnestus pääseda osaliseks Euroopa Liidu 5. raamprogrammi ultraviolettkiirguse spektrite andmebaasi projektis ning selle lõppedes Euroopa UV-kiirguse klimatoloogia COST(European Cooperation in Science and Technology) projektis. Alates 2004. aastast registreeritakse Tõraveres regulaarselt UV-kiirguse spektreid. Neid analüüsitakse viimastel aastatel projekti Eesti kiirguskliima raamides.. Eesmärkideks on spektraalsete kiirgusdooside mõõtmine ja arvutuslik hindamine. Ultraviolettkiirguse doose reguleerivad pilvisus, atmosfääriosooni koguhulk ja aerosoolid atmosfääris. Ultraviolettliirguse suure energiaga kvantidel, eriti UVB piirkonna lainepikkustel alla 315 nm, on oluline mõju elusorganismidele ja materjalidele. UV-kiirgus sunnib looduslikke ja kultuurtaimi ümber häälestama oma ainevahetust, mis kajastub kudede kvaliteedis ning atmosfääri emiteeritavate gaaside koostises. Ultraviolettkiirgus on osaline atmosfääri isepuhastumise protsessides ja viiruste ning bakterite arvukuse vaoshoidmisel. Materjalidele avaldab UV kiirgus destruktiivset toimet.
 |
| Atmosfääri osooni ja ultraviolettkiirguse uurijad. Istuvad vasakult Anu Reinart ja Viivi Russak. Seisavad vasakult Ilmar Ansko, Kalju Eerme, Silver Lätt, Uno Veismann, ja Olavi Kärner. |
UV-kiirguse uurimine on toimunud koostöös nüüd juba endise EMHIga (2013.a. sai EMHIst Keskkonnaministeeriumi Keskkonnaagentuuri osa). Pidevalt erüteemset ja kitsasriba UVB kiirgust registreerivad instrumendid on Tartu-Tõravere meteoroloogiajaama vaatlusväljakul koos integraalset kiirgust registreerivate instrumentidega, UV spektromeetrid on aga Tartu Observatooriumi hoole all. Andmeanalüüsiks vajalikud lisaandmed saadakse meteoroloogiajaamast. Seal paikneb ka NASA päikesefotomeeter, mille abil saadakse atmosfääri aerosooli spektraalse optilise paksuse andmed. Kui varem nähti stratosfääri osoonikihi hõrenemises peamist vaenlast, mis ajapikku suurendab maapinnani jõudva UV kiirguse doose, siis praegu on tänu Montreali protokolli edukale täitmisele pigem karta, et UVB kiirguse doosid võivad mõnekümne aasta pärast varasemate häirimata atmosfääri omadest väiksematekski osutuda. Ka on selgunud, et aerosoolid atmosfääris võivad UV kiirguse spektraalsele koostisele avaldada stratosfääri osoonikihi häirete omaga võrreldavat mõju. Praegu on tähelepanu keskmes eriti pilvisuse mõju UV kiirguse spektraalsele koostisele. Spektri UVA piirkonnas, lainepikkuste vahemikus 315-400 nm tungib UV kiirgus läbi pilvede seda paremini, mida lühem on lainepikkus. UVB piirkonnas lainepikkustel alla 315 nm, aga nõrgeneb ta lainepikkuse kahanedes. Süüdlaseks on troposfääris, just pilvedes, leiduv osoon, mis neelab kiirgust seda enam, mida pikema teepikkuse on ta pilvedes sunnitud läbima. Samas on selgunud, et mõnedes õhemates pilvekihtides, nagu Sc, sellist lainepikkuse kahanemisega kaasnevat kiirguse nõrgenemist ei toimu. Üldiselt nõrgendavad Päikese ees paiknevad rünkpilved UV kiirgust ja muudki kiirgust seda enam, mida kõrgemale nad vertikaalselt ulatuvad. Kui päike pilvede vahelt paistab, siis võib rünkpilvede külgedelt peegelduv kiirgus maapinnale jõudvat kiiritustihedust kuni viiendiku võrra suurendada, nii et kiiritustihedus võib olla suuremgi kui pilvitu ilmaga.