Как солнечный свет выдаёт озон
Солнечный свет кажется непрерывным потоком, но его можно разложить на составляющие — волны разной длины. Для этого используют спектрограф: прибор направляет свет на оптический элемент, который разделяет его по цветам и невидимым участкам спектра, а затем измеряет яркость каждой части.
Когда свет проходит через слой газа, молекулы газа поглощают часть волн. В спектре это выглядит как провал: на определённых длинах волн света становится меньше, чем ожидалось. У каждого вещества свой характерный набор таких «отпечатков», потому что его молекулы взаимодействуют со светом по-разному.
Что происходит с ультрафиолетом
Озон поглощает ультрафиолетовое излучение. Поэтому солнечный свет, дошедший до прибора после прохождения через атмосферу, несёт след этого поглощения: в ультрафиолетовой части спектра заметны ослабленные участки. Если их расположение совпадает с характерными полосами поглощения озона, это позволяет распознать газ, даже не собирая его в пробу.
Важно, что прибор не «видит» отдельные молекулы. Он регистрирует итог их действия на свет: чем больше озона на пути луча, тем сильнее может быть соответствующее ослабление. Чтобы истолковать провалы, исследователи сопоставляют измеренный спектр с тем, как свет должен был бы выглядеть без такого поглотителя, и учитывают, что на него влияют также другие вещества и сам прибор.
Атмосферный фильтр становится измеримым
Такой подход превращает защитную функцию озона в способ его обнаружить. Та же способность задерживать ультрафиолет, которая уменьшает количество этих волн у поверхности Земли, оставляет измеримый рисунок в солнечном свете. По этому рисунку учёные могут судить о присутствии озона и изучать, как меняется его количество вдоль пути света через атмосферу.
