Почему над Антарктикой образуются озоновые дыры?
Ученые выдвигают разные предположения
Место для текстового описания фотографии © Источник
читайте также:
Впервые ученые заметили истончение озонового слоя над Антарктикой еще в 1970-х годах. Ранее специалисты такого не наблюдали, поэтому многие выдвинули теорию о том, что во всем виноваты промышленные газы. Но что это такое? Насколько они опасны? Об этом рассказывает сайт Популярная механика.
На высоте примерно 30 километров (в разных широтах этот показатель может варьироваться) находится озоновый слой. Озон (O3) — это молекула из трех атомов кислорода. Она образуется при воздействии ультрафиолетового излучения на молекулярный кислород, тем самым поглощая вредные лучи Солнца, защищая нас от радиации.
Падение концентрации озона в этом слое и называется «дырой». Снижение уровня озона случается, как над Арктикой, так и над Антарктикой. Однако в первом случае дыр мало, они небольшие и быстро «затягиваются», а вот над Антарктикой обычно появляется одна дыра, площадь которой может составлять более 24 миллионов квадратных километров! Как же они образуются? И почему именно над полюсами, где уровень человеческой активности минимален?
Главной причиной разрушения принято считать вступление молекул озона в реакцию с другими веществами (хлор, бром, монооксид азота, метан и т.д.). Однако в основном ученые придерживаются мнения, что главным врагом озона являются фреоны. Они применяются в качестве хладагентов, пропеллентов, вспенивателей и растворителей. Косметические аэрозоли, холодильники, газовые баллончики и многое другое просто не могут существовать без фреонов.
Концентрация этих веществ по всей планете примерно одинаковая, так как они разносятся ветрами. Однако попадая в особенно холодные места из фреонов выделяется и замерзает свободный хлор. Когда температуры в этих регионах поднимаются с приходом весны, хлор тает и разрушает озон.
Дыра над Антарктикой получается больше, так как полярный вихрь, в котором и содержатся фреоны и другие вещества угрожающие озону, в этих местах очень устойчивый. Он мешает проникновению к плюсу относительно теплого и богатого озоном воздуха из средних широт. В Арктике же он слабее, помимо этого температуры в на Северном полюсе чуть выше.
Чем опасны озоновые дыры? Как уже было сказано выше, главная функция озонового слоя — поглощать ультрафиолетовые лучи. Поскольку на сегодняшний день дыры образуются лишь на полюсах, это не очень сильно вредит человеку, однако ученые уже доказали, что это истощение ведет к увеличению смертности среди морских животных и растений.
как они появились и как мы их будем латать – Москва 24, 02.05.2020
Кто виноват в появлении озоновых дыр и сможем ли мы их теперь залатать – в колонке обозревателя Николая Гринько.
Фото: Роскосмос
На днях Международная служба мониторинга атмосферы Земли сообщила, что озоновая дыра над Арктикой, образовавшаяся несколько недель назад, самостоятельно затянулась. Внимательный читатель насторожится: погодите, как же так? Ведь долгие годы нам сообщали о том, что озоновый слой разрушается над Антарктидой, то есть над южным, а не над северным полюсом планеты!
Все верно. Северная озоновая дыра появилась впервые в истории наблюдений и исчезла так же неожиданно, как образовалась. Удивительно, но в ее возникновении ученые винят вовсе не человека, а природу, в частности сильный полярный вихрь. Нет заслуги человечества и в ее исчезновении: как только атмосфера успокоилась, количество озона в ней восстановилось.
А вот на противоположном полюсе Земли ситуация вовсе не такая успокаивающая, хотя в ней и наметились положительные изменения. Но давайте по порядку. Во второй половине XX века человечество стало массово использовать фреоны – химические вещества, применяемые в качестве хладагентов, пропеллентов, вспенивателей, растворителей и так далее. Едва ли не каждый холодильник и баллончик дезодоранта тогда содержал фреон, уносящий в атмосферу гигантское количество фтора, хлора, брома…
Видео: YouTube/euronews (en español)
Когда в прошлом веке над Антарктидой было обнаружено сильное снижение количества озона, исследователи довольно быстро выяснили причину этого явления. Дело в том, что озон образуется в атмосфере под воздействием ультрафиолета, и именно этот процесс вызывает поглощение наиболее жесткой части ультрафиолетового излучения, опасного для живых организмов. Но во время полярных ночей солнце не освещает полюса. А раз нет ультрафиолета, значит, не появляется нового озона взамен распавшегося. Когда наступает полярный день, весь жесткий ультрафиолет проходит через озоновую дыру и достигает поверхности Земли.Поначалу казалось, что это естественный процесс, но позже выяснилось, что хлор- и фторсодержащие фреоны, попадая в атмосферу, выступают катализаторами распада озона, во много раз ускоряя этот процесс. А ветра над Антарктидой во время полярной ночи движутся по замкнутой траектории, почти не допуская сюда атмосферу из других участков Земли. То есть полгода над континентом собирается фреон со всей планеты, а во время полярной зимы он концентрируется над полюсом, «прогрызая» в небе озоновую дыру.
Как только эти исследования были опубликованы, разразилась настоящая буря: экологи обрушились на производителей фреонов, обвиняя их в варварском отношении к природе, а химические предприятия тратили миллионы долларов на защиту фреонов в прессе. Производители хладагентов, спреев и аэрозолей во главе с компанией DuPont – одной из крупнейших химических компаний в мире – в один голос заявляли, что теория разрушения озона – «это научная фантастика, куча мусора и полная ерунда». Ничего удивительного: промышленники несли миллиардные убытки.
Фото: AP/Michel Euler
К счастью, здравый смысл все-таки победил. В 1985 году была согласована Венская конвенция об охране озонового слоя, а в 1989 году вступил в силу Монреальский протокол, в котором изложены цели и методы сокращения разрушающих озон веществ. К 2013 году протокол ратифицировали все страны ООН и Европейский союз. Фреоны попали под запрет. Правда, не все и не полностью, но корпорации теперь обязаны заменять их веществами, не наносящими вреда природе. За соблюдением этих условий строго следят международные комиссии, и в результате выброс фреонов в атмосферу постоянно сокращается.
Но на мгновенное восстановление озонового слоя Земли рассчитывать не стоит. За прошедшие десятилетия в атмосфере накоплен огромный объем фреонов, которые распадаются десятками и даже сотнями лет. Даже по самым оптимистичным прогнозам исчезновение озоновой дыры стоит ожидать не раньше 2050 года. Если, конечно, к этому моменту человечество не найдет новый способ уничтожения атмосферного озона.
Хотя…
Читайте также
Нынешняя озоновая дыра над Антарктикой – самая крупная за последние несколько лет
В этом году озоновая дыра в Южном полушарии росла наиболее быстро с середины августа и уже к началу октября достигла своего пика в 24 миллиона квадратных километров, что больше среднего показателя за последние десять лет. Сейчас она простирается почти над всей территорией Антарктиды.
Озоновая дыра – область озонового слоя, в которой содержание озона находится ниже отметки 220 единиц Добсона, – образуется над Антарктидой ежегодно. Но каждый год ее размеры и время появления меняются.
В этом году самое низкое содержание озона – 95 единиц Добсона – было зафиксировано 1 октября. Ученые считают, что к этому моменту истощение озонового слоя по масштабам достигло своего пикового значения в 2020 году.
«Озоновая дыра 2020 года похожа на ту, что мы наблюдали в 2018 году – она также была довольно крупной…», – сообщил директор Службы мониторинга атмосферы «Коперник» Винсент-Анри Пех. Он добавил, что в связи с наступлением светлого времени года на Южном полюсе в последние недели наблюдается дальнейшее истощение озонового слоя.
«После необычайно небольшого и кратковременного сокращения озонового слоя в 2019 году, вызванного особыми метеорологическими условиями, в этом году мы снова зарегистрировали довольно крупную дыру, что подтверждает необходимость строгого соблюдения Монреальского протокола», — добавил Винсент-Анри Пех.
Монреальский протокол запрещает производство и использование целого ряда озоноразрушающих химикатов. На сегодняшний день в «черный список» включено уже более 100 таких веществ, в том числе хлорфторуглероды. Но поскольку они остаются в атмосфере в течение нескольких десятилетий, их концентрация все еще достаточно высока, и это продолжает приводить к разрушению озона.
В 2018 году ученые пришли к выводу, что озоновый слой планеты восстанавливается, и это может замедлить глобальное потепление. Они отметили, что скорость его восстановления составляет 1-3 процента за десять лет и что при таких темпах он должен полностью восстановиться над Северным полушарием к 2030-м годам, над Южным — к 2050-м, а над полюсами – к 2060 году.
Эксперты считают, что крупная озоновая дыра в 2020 году над Антарктидой была вызвана сильным, стабильным и холодным полярным вихрем.
Озоновый слой защищает Землю от солнечной радиации, а ультрафиолетовое излучение является основной причиной меланомы и других раковых заболеваний кожи.
Истощение озонового слоя: причины и последствия
Озоновый слой (его ещё называют «озоносферой») — часть атмосферы нашей планеты. Он пролегает между стратосферой и тропосферой на высоте 25-30 км в тропических широтах, 20-25 — в умеренных, и 15-25 — на полярном круге. Как ясно из названия, по большей части он состоит из озона — одной из модификаций хорошо знакомого нам кислорода, образующейся при воздействии на него ультрафиолетового излучения от солнца.
Без озонового слоя появление столь многочисленной и разнообразной фауны на нашей планеты было бы невозможным: как и кислород, озон поглощает часть ультрафиолетового излучения и солнечной радиации, защищая человека и животных от вредоносного воздействия. Кроме того, излишнее количество ультрафиолета затрудняло бы фотосинтез в растениях и снижало бы продуктивность сельского хозяйства. Важно понимать, что озон абсорбирует ультрафиолет и радиацию, однако почти не поглощает видимый свет и оставляет растениям достаточное количество солнечной энергии для фотосинтеза.
Кроме того, озоновый слой выполняет такие функции:
- Нейтрализует углекислый газ;
- Отражает космическое излучение;
- Регулирует температуру на поверхности Земли;
- Удерживает кислород.
Что такое озоновые дыры и откуда они берутся
После продолжительных исследований учёные смогли установить причину этого явления. Во время наступления продолжительной «полярной ночи», солнце прячется за горизонт, из-за чего резко падает температура и сокращается поступление ультрафиолета в атмосферу. Как результат — в стратосфере появляются облака, состоящие из кристаллов льда. В таких кристаллах накапливается хлор, который, после череды сложных химических реакций превращает озон (который, как мы помним, лишь модификация кислорода) обратно в кислород. Одна молекула хлора способна уничтожить миллион молекул озона.
По окончании полярной ночи и наступлении полярного дня, эти дыры затягиваются, ультрафиолет снова начинает взаимодействовать с кислородом и превращать его в озон.
Причины разрушения озонового слоя
Вопреки распространённому мнению, человек — не единственный виновник возникновения озоновых дыр, к этому явлению приводят и некоторые природные факторы. Прежде всего — газы, заключённые в земной коре, в породах или в воде, в растворённом виде. Относительно недавно учёные установили, что, к примеру, во время извержения вулкана, из пород поднимается большой объём газа, содержащего фторуглеводороды, расщепляющие озон.
Современная наука, однако, считает главной причиной появления озоновых дыр всё-таки антропологический фактор, то есть человека. Озон — неустойчивый газ, и он легко разрушается, взаимодействуя со многими веществами, который человек выбрасывает в воздух в результате своей жизнедеятельности: бром, хлор, фреоны, водород.
Главными источниками подобных выбросов являются:
- Промышленные предприятия — фабрики и заводы без очистных сооружений;
- Минеральные удобрения;
- Теплоэлектростанции;
- Ядерные взрывы;
- Запуск ракет в космос;
- Реактивные самолёты.
Тем не менее, основная причина разрушения озонового слоя — фреоны (хлорфторуглероды или ХФУ), на которых стоит остановиться подробнее. Это целая группа веществ-хладагентов, которые используются, в первую очередь, при изготовлении холодильников и морозильных камер, — раньше для этих задач использовали токсичные вещества вроде аммиака или сернистого газа. Кроме того, хлорфторуглероды используются при изготовлении аэрозолей, растворителей, вспенивателей, а также в парфюмерии и пищевой промышленности.
При всей своей полезности фреоны наносят вред озоновому слою: при воздействии солнечной радиации они разлагаются на вещества, которые расщепляют озон, превращая его в кислород. Когда учёные заметили эту реакцию и забили тревогу, ООН по окружающей среде вместе со Всемирной Метеорологической Организацией организовали подписание так называемого Монреальского протокола. Промышленники, дипломаты, политики и учёные со всего мира собрались в канадском городе Монреаль и подписали договорённость о том, что в их странах начнётся постепенный отказ от фреонов и поиск новых, безопасных ему альтернатив. Протокол был подписан в 1987-м году, начал действовать — два года спустя, в 1989-м.
Мифы об озоновых дырах
Несмотря на то, что истончение озонового слоя — вполне реальная проблема, чреватая реальными проблемами, нужно признать: для многих людей, не проявляющих особенного внимание к науке, она может казаться мифичной и абстрактной. Как результат — множество ненаучных теорий, созданных конспирологами и невнимательными журналистами, охотно их подхватывающих в попытке раздуть «сенсацию». Вот лишь некоторые из подобных теорий:
1. Фреоны не влияют на образование озоновых дым, потому что они слишком тяжёлые и не могут достичь стратосферы. Да, фреоны действительно тяжелее кислорода и азота, однако нужно понимать, что газы в атмосфере расположены не слоями, а перемешиваются вместе. Как результат — и фреоны, и тяжёлые инертные газы, и прочие загрязняющие вещества равномерно распределяются в атмосфере, достигая и стратосферы, — примерно, за пять лет, как показывают эксперименты и исследования.
Вот самый очевидный аргумент, с которым сторонники этой теории поспорить не могут: если бы в атмосфере нашей планеты газы не смешивались, входящие в её состав углекислый газ и аргон образовали бы слой толщиной в несколько десятков метров. Такие условия лишили бы Землю возможности стать обитаемой.
2. Урон озоновому слою от хлорфторуглеродов (ХФУ) — вымысел, пролоббированный промышленниками, которым выгодно продавать более дорогие хладагенты. Токсичные хлорфторуглероды — довольно дешёвое вещество, которое активно использовали (а некоторые продолжают использовать) при создании аэрозолей, изоляционных материалов, пенопласта, хладагентов для холодильников.
Приведённое выше утверждения легко опровергается простой исторической справкой и логикой. В семидесятых были опубликованы первые данные о вредоносном воздействии фреонов на стратосферу нашей планеты. Вскоре, в июле 1975-го года, глава крупной американской компании DuPont написал для журнала Chemical Week статью, в которой резко критиковал приведённые данные, называя теорию о разрушении озонового слоя «научной фантастикой» и «бессмысленным вздором». Нетрудно угадать, что бытовые хладагенты из хлорфторуглеродов изготавливала, в том числе, DuPont.
На самом деле, альтернативой ХФУ стали куда более дешёвые газы природного происхождения, которые не нужно было синтезировать в дорогостоящих лабораторных условиях: в аэрозолях стали использовать бутан и пропан, в качества хладагента для холодильников — углеводород, а для теплоизоляции — циклопентан.
3. Озоновая дыра должна находиться не над Антарктикой, а над населёнными территориями, — там, где активно используют фреоны. И снова нам стоит вернуться к физическим свойствам атмосферы и вспомнить, что газы в ней перемешиваются. Фреоны перемешиваются вместе с другими газами в стратосфере и тропосфере и из-за низкой реакционной способности могут находиться там годами, а то и десятилетиями, перемещаясь и распространяясь над всей территорией планеты.
Нужно понимать, что озоновая дыра — это не «дыра» в прямом смысле, у неё нет чётких территориальных границ. Это абстрактное явление, подразумевающее сниженную концентрацию озона. Обычно его замечают в Антарктике, но лишь потому, что только здесь бывает полярная ночь, когда долго нет солнца и тепла, из-за чего уровень озона падает до рекордно низких значений.
Последствия истончения озонового слоя
Как мы уже говорили выше, озон абсорбирует значительную часть ультрафиолетового излучения от солнца. Очевидно, что при снижении концентрации озона в атмосфере человек получает повышенную дозу ультрафиолета. Учёные установили, что это приводит к возникновению рака кожи и злокачественной меланомы, а также к серьёзными заболеваниям глаз — к катаракте и помутнению глазного хрусталика.
Сниженная концентрация озона в атмосфере — серьёзная проблема для морской фауны. Фитопланктон, важнейшее звено в пищевых цепочках морских обитателей, живёт в верхних слоях водной толщи. Учёными установлено, что чрезмерное солнечное излучение мешает ему ориентироваться в пространстве, и, собственно говоря, жить, — исследования подтвердили зависимость интенсивности ультрафиолетовых лучей и выживаемости фитопланктона.
Чрезмерное количество ультрафиолета оказывает негативное влияние и на растения, которые обычно куда проще свыкаются с внешними факторами, чем любые другие живые организмы. Ультрафиолет может влиять на форму и размер растений, продолжительность жизни, вторичный метаболизм, изменять способ распределения питательных веществ внутри растения.
Если бы человечество вовремя не осознало серьёзность такой проблемы как истощение озонового слоя, последствия были бы куда серьёзнее: уже к середине двадцать первого века исчезло бы более 60% озоносферы нашей планеты, в результате чего ультрафиолетовое излучение, достигающее поверхности Земли стало бы таким сильным, что было бы способным вызывать у человека солнечные ожоги за считанные минуты, а вероятность мутации под воздействием солнечной радиации увеличилось бы более, чем в шесть раз.
Пути решения проблемы разрушения озонового слоя
К счастью, однако, описанная выше ситуация — это антиутопия, вряд ли ждущая человечество в действительности. Начиная с семидесятых годов, силами активистов и некоммерческих компаний, во всём мире начали активно бороться за защиту озонового слоя. Значительно снижено потребление и производство веществ и соединений, негативно влияющей на озоносферу. Им были найдены безопасные природные альтернативы: пропан, изобутан, аммиак, углекислый газ. Удивительно, но практически все страны мира согласились с необходимостью подобных мер и вот уже несколько десятилетий неукоснительно им следуют. Один из немногих случаев серьёзного нарушения был зафиксирован в 2018-м году в Китае, где 18 фабрик признались в использовании фреонов.
В России охрана озонового слоя и контроль за его истончением закреплены на законодательном уровне. Регламентированы такие защитные мероприятия по охране озонового слоя:
- Организация постоянного наблюдения за состоянием озонового слоя;
- Постоянный контроль за изменениями климата;
- Контроль за соблюдением промышленными предприятиями нормативов по выбросам вредных веществ в атмосферу;
- Контроль и регуляция производства химических веществ и соединений, оказывающих вредоносное влияние на озоновый слой;
- Применение санкций (штрафов и проч.) в случае несоблюдения описанных выше требований.
На самом деле, сделать свой вклад в защиту озонового слоя может каждый из нас, достаточно лишь следовать нескольким простым (и известным) правилам: при возможности — переходить на экологически чистые виды топлива и правильно утилизировать токсичные отходы (батарейки, бытовая химия). Если каждый (или хотя бы большинство) из нас будет помнить, каковы причины и последствия разрушения озонового слоя, а крупные промышленники — следовать международным договоренностям, то уже к 60-м годам 21-го века экологическая проблема истощение озонового слоя может быть закрыта навсегда.
причины появления и последствия озоновых дыр
Земля – несомненно самая уникальная планета в нашей солнечной системе. Это единственная планета приспособленная для жизни. Но мы не всегда ценим это и считаем что мы не в силах изменить и нарушить то, что создавалось на протяжении миллиардов лет. За всю историю существования еще никогда наша планета не получала таких нагрузок которые дал ей человек.
Озоновая дыра над Антарктидой
На нашей планете есть озоновый слой, который так необходим для нашей жизни. Он защищает нас от воздействия ультрафиолетовых лучей исходящих от солнца. Не будь его, жизнь на этой планете была бы не возможной.
Озон – это голубой газ с характерным запахом. Каждый из нас знает этот резкий запах, который особенно слышен после дождя. Не зря озон в переводе с греческого означает “пахнущий”. Образуется он на высоте до 50 км от поверхности земли. Но большая его часть находится на 22 – 24 км.
Причины озоновых дыр
В начале 70-х годов ученые начали замечать уменьшения озонового слоя. Причиной этому является попадание в верхние слои стратосферы озоноразрушающих веществ, использующихся в промышленности, запуск ракет, вырубка лесов и много других факторов. В основном это молекулы хлора и брома. Хлорфторуглероды и другие вещества, выпущенные человеком, достигают стратосферы, где под влиянием солнечных лучей распадаются на хлор и сжигают молекулы озона. Доказано что одна молекула хлора может сжечь 100000 молекул озона. А держится она в атмосфере от 75 до 111 лет!
В результате падения озона в атмосфере происходят озоновые дыры. Первая была обнаружена в начале 80-х в Арктике. Диаметр ее был не сильно велик, а падение озона составило на 9 процентов.
Озоновая дыра в Арктике
Озоновая дыра – это сильное падение процента озона в определенных местах атмосферы. Само слова “дыра” нам дает понять это без лишних объяснений.
Весной, 1985-го года в Антарктиде, над станцией Халли-Бей содержание озона упало на 40%. Дыра оказалась огромной и продвинулась уже за пределы Антарктиды. По высоте ее слой достигает до 24-х км. В 2008-м году подсчитали, что ее размер уже составляет более 26 млн км2. Это ошеломило весь мир. Стало ясно? что наша атмосфера в наиболее большей опасности, чем мы предполагали. С 1971-го года по всему миру слой озона упал на 7%. В результате этого на нашу планету стало попадать ультрафиолетовое излучение Солнца, которое биологически опасно.
Последствия озоновых дыр
Врачи считают что в результате уменьшения озона вырос процент заболевания раком кожи и слепоты из-за катаракты. Также падает иммунитет человека, что приводит к различным видам иных заболеваний. Больше всего страдают жители верхних слоев океанов. Это креветки, крабы, водоросли, планктон и т.д.
Сейчас подписано международное соглашение ООН об уменьшении использования озоноразрушающих веществ. Но даже если перестать их использовать. чтобы закрыть дыры понадобиться более 100 лет.
Озоновая дыра над Сибирью
Можно ли восстановить озоновые дыры?
Чтобы сохранить и восстановить озоновый слой, было принято решение регулировать процесс выброса озоноразрушающих элементов. Они содержат бром и хлор. Но это не решит основную проблему.
На сегодняшний день ученые предложили один способ восстановления озона при помощи летательных аппаратов. Для этого необходимо на высоте 12-30 километров над Землей выпускать кислород либо озон, созданный искусственным путем, и рассеивать его специальным распылителем. Так понемногу могут заполняться озоновые дыры. Недостаток этого метода в том, что он требует существенных экономических растрат. К тому же невозможно за один раз выпустить в атмосферу большое количество озона. Также сам процесс транспортировки озона является сложным и небезопасным.
Мифы об озоновых дырах
Поскольку проблема озоновых дыр остается открытой, вокруг нее сформировалось несколько заблуждений. Так истощение озонового слоя стремились превратить в вымысел, который выгоден промышленности якобы из-за обогащения. Наоборот все хлорфторуглеродные вещества были заменены на дешевые и более безопасные компоненты природного происхождения.
Еще одно ложное утверждение о том, что якобы фреоны, разрушающие озон, слишком тяжелые, чтобы достигать озонового слоя. Но в атмосфере все элементы перемешиваются, и загрязняющие компоненты способны достигнуть уровня стратосферы, в которой находится озоновый слой.
Не стоит доверять и утверждению, что озон разрушают галогены природного происхождения, а не антропогенного. Это не так, именно деятельность человека способствует выделению различных вредных веществ, которые разрушают озоновый слой. Последствия взрыва вулканов и другие природные катастрофы практически не влияют на состояние озона.
И последний миф о том, что озон разрушается только над Антарктидой. На самом деле озоновые дыры образовываются повсюду в атмосфере, из-за чего количество озона уменьшается в целом.
Прогнозы на будущее
С тех пор, как озоновые дыры стали глобальной экологической проблемой планеты, за ними ведется пристальное наблюдение. В последнее время ситуация сложилась совсем неоднозначная. С одной стороны во многих странах небольшие озоновые дыры то появляются, то исчезают, особенно в индустриально развитых районах, а с другой стороны наблюдается позитивная динамика сокращения некоторых крупных озоновых дыр.
В ходе наблюдений исследователи зафиксировали, что наибольшая озоновая дыра нависла над Антарктидой, и она достигла максимальных размеров в 2000 году. С тех пор, судя по снимкам, сделанным спутниками, дыра постепенно затягивается. Данные утверждения изложены в научном журнале «Science». Экологи подсчитали, что ее площадь уменьшилась на 4 млн. кв. километров.
Исследования показывают, что постепенно из года в год количество озона в стратосфере увеличивается. Этому способствовало подписание Монреальского протокола в 1987 году. В соответствии с этим документом все страны стараются уменьшать выбросы в атмосферу, сокращается количество транспорта. Особенно в этом вопросе преуспел Китай. Там регулируется появление новых автомобилей и существует понятие квоты, то есть в год может быть зарегистрировано определенное число номерных знаков автомобилей. Кроме того, определенные успехи в улучшении атмосферы достигнуты, потому что постепенно люди переходят на альтернативные источники энергии, происходит поиск эффективных ресурсов, которые бы помогли сохранить экологию.
После 1987 года проблема озоновых дыр поднималась не единожды. Данной проблеме посвящено много конференций и собраний ученых. Также вопросы экологии обсуждаются на встречах представителей государств. Так в 2015 году в Париже состоялась Конференция по климату, целью которой было выработать действия, направленные против изменения климата. Это также будет способствовать понижению выбросов в атмосферу, а, значит, озоновые дыры будут постепенно затягиваться. К примеру, ученые прогнозируют, что к концу 21 века озоновая дыра над Антарктидой полностью исчезнет.
Где находятся озоновые дыры (ВИДЕО)
Над Антарктикой закрылась озоновая дыра — Российская газета
Над Антарктикой в конце декабря закрылась озоновая дыра, достигшая осенью 2020 года огромных размеров, заявила официальный представитель Всемирной метеорологической организации (ВМО) Клэр Нюллис.
Эта озоновая дыра была одной из самых больших и глубоких, а также закрылась позже, чем обычно. С середины августа 2020 года она быстро росла и в сентябре достигла пиковых размеров в 24,8 миллиона квадратных километров. Размеры и глубина озоновой дыры объясняются «сильным, стабильным и холодным полярным вихрем и очень низкими температурами в стратосфере», — цитирует ТАСС слова Нюллиса.
По оценкам ученых, эта озоновая дыра над Антарктикой была самой продолжительной, одной из самых обширных и глубоких с момента начала мониторинга озонового слоя 40 лет назад. Это было обусловлено сильным, стабильным и холодным полярным вихрем и очень низкими температурами в стратосфере. Озоновый слой, расположенный в стратосфере на расстоянии от 10 до 40 км над поверхностью Земли, представляет собой газовую оболочку, которая защищает планету от вредного воздействия исходящего от Солнца ультрафиолетового излучения.
В апреле 2020 года огромная озоновая дыра над Арктикой, которая образовалась в марте, затянулась самостоятельно. Дыра площадью почти в миллион квадратных километров от Гудзонова залива в Канаде до арктических островов в России возникла из-за сильного полярного вихря, а не по вине человека.
Справка «РГ»
Озоновая дыра — это локальное падение концентрации озона в озоновом слое Земли. Озоновая дыра появляется там, где озон не образуется в результате отсутствия солнечного излучения, во время полярных ночей. Нет ультрафиолета — нет озона. Это приводит к усилению потока ультрафиолетовой солнечной радиации, проникающей к поверхности Земли и в океанские воды, что ведет к увеличению смертности среди морских животных и растений. Озоновая дыра диаметром свыше 1000 км впервые была обнаружена в 1985 году на Южном полушарии, над Антарктидой. Каждый август она появлялась, а в декабре — январе прекращала своё существование. Над Северным полушарием в Арктике осенью и зимой существуют многочисленные озоновые мини-дыры.
Вся правда о озоновых дырах от karbon-cns.com.ua
Озоновые дыры — мировая экологическая проблемаС 1967 года ученые всего мира начали поднимать вопрос об уменьшении озонового слоя. А уже в середине 80-х прошлого столетия антарктическая служба Британии официально зафиксировала изменение насыщенности озона над территорией базы практически на 40%.
С 1967 года ученые всего мира начали поднимать вопрос об уменьшении озонового слоя. А уже в середине 80-х прошлого столетия антарктическая служба Британии официально зафиксировала изменение насыщенности озона над территорией базы практически на 40%. Следом за британскими учеными исследователями в Арктике также была обнаружена озоновая дыра, но значительно меньшая, утечка озона составила примерно 9%.
Изначально причины образования озоновых дыр ученые связывали лишь с выбросами в атмосферу реактивными двигателями и авиалайнерами продуктов сгорания. Однако дальнейшие исследования показали, что причины и проблемы возникновения озоновых дыр — загрязнение человеком природной среды. Выбросы, производимые заводами и фабриками, фреон, различные аэрозольные баллоны в значительной степени разрушают слой озона.
Образование озоновых дыр
Какова причина и последствия возникновения озоновых дыр? В стратосфере озон поглощает солнечную ультрафиолетовую радиацию. Нарушение слоя озона увеличивает радиационный поток, что губительно не только для здоровья людей, но и для животных и растений.
Под воздействием хлора и его соединений происходит разрушение озона. Например, фреон разрушается солнечной радиацией и освобождает хлор, который отрывает третий атом от молекулы озона. Хлор не вступает в соединения, но является катализатором. В результате один только атом хлора повреждает много озона. Однако основным разрушителем озона признан хлорофлюорокарбон, который вступая в реакцию, отрывает от озона 2 атома кислорода, нарушая озоновый слой.
Технический прогресс и озоновые дыры тесно взаимосвязаны. Например, в двигателях реактивных самолетов образуются окислы азота, выброс которых возрастает с увеличением мощности турбореактивного двигателя.
Восстановление озонового слоя
Мировое сообщество признало, что одной из глобальных проблем является озоновая дыра. Причины — это антропогенный фактор и естественные процессы, которые загрязняют атмосферу. Монреальский протокол, подписанный в 1987 г., предоставил перечень хлорфторуглеродов, запрещенных к производству.
Последние исследования показали, что карта озоновых дыр полностью повторяет карту месторождений метана. На основании этого появилась новая теория — дыры были всегда.
Путь прекращения производства веществ, разрушающих озон, принес успех.
В настоящее время самая большая дыра над Антарктидой значительно уменьшилась.
Для предупреждения дальнейшего разрушения и восстановления озонового слоя необходимо:
- усовершенствование очистных конструкций на дымоотводных трубах;
- полный переход на применение органических удобрений;
- создание экологически безопасных транспортных средств.
По прогнозам ученых к 2070 году проблема может быть решена.
Читать также
ТОП самых не экологических предприятий Киева
Что эффективней — ветрогенераторы или солнечные электростанции
Озоновая дыра и глобальное потепление
Влияет ли глобальное потепление на стратосферный озоновый слой?
С 1960-х годов наблюдается тенденция к усилению потепления нижних слоев атмосферы и похолоданию верхних слоев атмосферы. Эта динамика потепления-охлаждения создает условия, которые приводят к потере озона.
Наблюдения показывают, что по мере увеличения количества парниковых газов и нагревания нижних слоев атмосферы (тропосферы) в верхних слоях атмосферы (стратосфере) происходит охлаждение.Во многом потому, что тепло с поверхности Земли, которое обычно передается через тропосферу и стратосферу и в конечном итоге уходит в космос, теперь удерживается (или ограничивается тропосферой).
Повышение температуры на поверхности Земли и снижение температуры в более высоких частях атмосферы можно частично объяснить с помощью аналогии с бланкетом.
Углекислый газ и другие удерживающие тепло газы поднимаются в атмосферу и распространяются по всему земному шару, как одеяло, окутывающее Землю.Это одеяло согревает поверхность Земли и защищает ее от холодного воздуха над ней.
Повышенная концентрация улавливающих тепло газов делает одеяло более толстым. Теперь, завернувшись в более толстое одеяло, поверхность Земли нагревается, нагревает само одеяло и улавливает больше тепла в нижних слоях атмосферы.
Одеяло также предотвращает перемещение тепла из нижних слоев атмосферы в стратосферу, в результате чего стратосфера охлаждается.
Другими словами, улавливающие тепло газы способствуют созданию условий охлаждения в атмосфере, которые приводят к истощению озонового слоя.Парниковые газы поглощают тепло на относительно низких высотах и нагревают поверхность, но на больших высотах они имеют противоположный эффект, поскольку предотвращают рост тепла.
В более прохладной стратосфере потеря озона создает охлаждающий эффект, который приводит к дальнейшему истощению озона. УФ-излучение выделяет тепло в стратосферу, когда оно вступает в реакцию с озоном. При меньшем количестве озона выделяется меньше тепла, что усиливает охлаждение в нижних слоях стратосферы и способствует формированию озоноразрушающих полярных стратосферных облаков, особенно вблизи Южного полюса.
Озоновая дыра — Открытие Антарктиды
Знакомство с озоном: основы
Молекула озона состоит из трех атомов кислорода вместо обычных двух (кислород, которым мы дышим, O2, составляет 21% атмосферы). Он существует только в атмосфере в следовых количествах (менее 0,001%), но его эффекты очень важны. Молекулы озона создаются взаимодействием ультрафиолетового (УФ) излучения Солнца с молекулами O2: когда молекула O2 расщепляется, два свободных атома кислорода связываются с другими молекулами O2, образуя молекулы O3.Поскольку ультрафиолетовое излучение более интенсивно на больших высотах, где воздух тоньше, именно в стратосфере вырабатывается большая часть озона, что приводит к образованию так называемого «озонового слоя». Озоновый слой, содержащий более 90% всего атмосферного озона, простирается на высоте от 10 до 40 км, достигая пика примерно на 25 км. (Выше этого уровня концентрация кислорода, доступного для преобразования в озон, снижается, поэтому образуется меньше озона, несмотря на обилие УФ-излучения.)
Озоновый слой очень важен для жизни на Земле, потому что он обладает свойством поглощать наиболее разрушительную форму УФ-излучения — УФ-В-излучение с длиной волны от 280 до 315 нанометров.Поскольку УФ-излучение поглощается озоном в стратосфере, оно нагревает окружающий воздух, вызывая температурную инверсию стратосферы , которая показана на следующей диаграмме.
В нижних слоях атмосферы температура снижается с высотой из-за резкого падения давления от уровня моря вверх. Это называется адиабатическим изменением температуры и — воздух охлаждается просто из-за расширения с высотой (и, наоборот, воздух под большим давлением сжимается и нагревается).Однако выше тропосферы, где атмосферное давление составляет небольшую часть его значения на уровне моря, присутствие озона вызывает повышение температуры с высотой до тех пор, пока не будет достигнута высота стратопаузы. Выше стратосферы температура снижается с высотой в мезосфере, но снова повышается в термосфере из-за воздействия излучения и заряженных частиц от Солнца на то немногое атмосферы, которое осталось около границы с космосом.
Узнайте больше о том, как ученые в Антарктиде собирают данные об изменении атмосферы с высотой.
Большая часть стратосферного озона производится в тропических широтах, но высокогорные ветры разносят его по всей планете. Он постоянно формируется и разрушается, и его распределение по планете не является равномерным или постоянным. Вместо этого существуют сезонные и более долгосрочные колебания количества стратосферного озона в разных частях мира. Однако в долгосрочной перспективе естественные процессы образования и разрушения уравновешиваются: только в последние десятилетия деятельность человека привела к тому, что озон разрушается намного быстрее, чем он может образоваться, тем самым создавая озоновую дыру, которая существует сегодня.
Озон также может образовываться на уровне земли для образования «фотохимического смога»; и, поскольку озон является токсичным газом, высокий уровень озона представляет опасность для здоровья. Эта проблема возникает в основном летом в городах с интенсивным движением, когда солнечный свет взаимодействует с выхлопными газами автомобилей, содержащими оксиды азота.
По иронии судьбы, деятельность человека разрушает озон высоко в атмосфере там, где мы этого хотим, в то же время создавая озон на уровне земли, где мы этого не хотим!
Факты и информация об истощении озонового слоя
За последние 30 лет люди добились прогресса в предотвращении разрушения озонового слоя за счет ограничения использования определенных химикатов.Но еще многое предстоит сделать для защиты и восстановления атмосферного щита, который находится в стратосфере на высоте от 9 до 18 миль (от 15 до 30 километров) над поверхностью Земли.
Атмосферный озон поглощает ультрафиолетовое (УФ) излучение солнца, особенно вредные лучи типа UVB. Воздействие УФ-В излучения связано с повышенным риском рака кожи и катаракты, а также с повреждением растений и морских экосистем. Атмосферный озон иногда называют «хорошим» озоном из-за его защитной роли, и его не следует путать с тропосферным или приземным «плохим» озоном, ключевым компонентом загрязнения воздуха, которое связано с респираторными заболеваниями.
Озон (O 3 ) — это газ с высокой реакционной способностью, молекулы которого состоят из трех атомов кислорода. Его концентрация в атмосфере, естественно, колеблется в зависимости от времени года и широты, но в целом она была стабильной, когда в 1957 году начались глобальные измерения. Новаторские исследования 1970-х и 1980-х годов выявили признаки проблем.
Озоновые угрозы и «дыра»В 1974 году Марио Молина и Шервуд Роуленд, два химика из Калифорнийского университета в Ирвине, опубликовали в журнале « Nature » статью, в которой подробно описываются угрозы озоновому слою со стороны хлорфторуглеродов (ХФУ). газы.В то время ХФУ широко использовались в аэрозольных баллончиках и в качестве охлаждающих жидкостей во многих холодильниках. Когда они достигают стратосферы, солнечные ультрафиолетовые лучи расщепляют ХФУ на вещества, в состав которых входит хлор.
Новаторское исследование, за которое они были удостоены Нобелевской премии по химии 1995 года, пришло к выводу, что атмосфера обладает «конечной способностью поглощать хлор» в стратосфере.
Один атом хлора может разрушить более 100 000 молекул озона, согласно U.S. Агентство по охране окружающей среды уничтожает озон гораздо быстрее, чем его можно заменить.
Работа Молины и Роуленда получила поразительное подтверждение в 1985 году, когда группа английских ученых обнаружила дыру в озоновом слое над Антарктидой, которая позже была связана с ХФУ. «Дыра» на самом деле представляет собой область стратосферы с чрезвычайно низкими концентрациями озона, которая повторяется каждый год в начале весны в Южном полушарии (с августа по октябрь). Весна приносит солнечный свет, который выделяет хлор в стратосферные облака.
Аэрозоль из баллончиков иногда содержит озоноразрушающие вещества, называемые хлорфторуглеродами или CFC.
Фотография Марка ТиссенаПожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Состояние озонового слоя сегодняПризнание вредного воздействия ХФУ и других озоноразрушающих веществ привело к Монреальскому протоколу по веществам, разрушающим озоновый слой в 1987 году, историческому соглашению о поэтапном отказе от тех веществ, которые были ратифицирована всеми 197 странами-членами ООН.Без пакта в США было бы еще 280 миллионов случаев рака кожи, 1,5 миллиона смертей от рака кожи и 45 миллионов катаракт — и в мире было бы как минимум на 25 процентов жарче.
Спустя более 30 лет после Монреальского протокола ученые НАСА задокументировали первое прямое доказательство того, что озон в Антарктике восстанавливается из-за поэтапного отказа от ХФУ: истощение озонового слоя в регионе снизилось на 20 процентов с 2005 года. А в конце 2018 года Организация Объединенных Наций подтвердила в своей научной оценке, что озоновый слой восстанавливается, прогнозируя, что он полностью заживет в (неполярном) северном полушарии к 2030-м годам, затем в Южном полушарии в 2050-х годах и полярных регионах к 2060 году.
Мониторинг озонового слоя продолжается, и выясняется, что восстановление может оказаться не таким простым, как хотелось бы. Исследование, проведенное в начале 2018 года, показало, что содержание озона в нижних слоях стратосферы неожиданно и необъяснимо упало с 1998 года, в то время как другое исследование указывало на возможные продолжающиеся нарушения Монреальского пакта.
Когда речь заходит о вредных газах охлаждающих жидкостей, мир еще не ясен. Некоторые гидрохлорфторуглероды (ГХФУ), переходные заменители, которые менее разрушительны, но все же вредны для озона, все еще используются.Развивающимся странам необходимо финансирование из Многостороннего фонда Монреальского протокола для ликвидации наиболее широко используемого из них — хладагента R-22. Следующее поколение охлаждающих жидкостей, гидрофторуглеродов (ГФУ), не разрушает озон, но они являются мощными парниковыми газами, которые удерживают тепло, способствуя изменению климата.
Хотя ГФУ составляют небольшую долю выбросов по сравнению с углекислым газом и другими парниковыми газами, их эффект потепления планеты побудил в 2016 году добавить к Монреальскому протоколу Кигалийскую поправку.Поправка, вступившая в силу в январе 2019 года, направлена на сокращение использования ГФУ более чем на 80 процентов в течение следующих трех десятилетий. Тем временем компании и ученые работают над экологически безопасными альтернативами, включая новые охлаждающие жидкости и технологии, которые уменьшают или устраняют зависимость от химикатов.
Основы науки об озоновом слое | Агентство по охране окружающей среды США
Озоновый слой Земли озоновый слой Область стратосферы, содержащая основную часть атмосферного озона.Озоновый слой находится примерно на 15-40 километров (10-25 миль) над поверхностью Земли в стратосфере. Истощение этого слоя озоноразрушающими веществами (ОРВ) приведет к более высокому уровню УФВ, что, в свою очередь, вызовет рост рака кожи и катаракты и потенциальный ущерб некоторым морским организмам, растениям и пластмассам. На научной странице (http://www.epa.gov/ozone/science/index.html) предлагается гораздо больше подробностей о науке об истощении озонового слоя. защищает все живое от вредного солнечного излучения, но деятельность человека повредила этот щит.Слабая защита озонового слоя от ультрафиолета (УФ) ультрафиолет (УФ) Ультрафиолетовое излучение — это часть электромагнитного спектра с длинами волн короче, чем видимый свет. Солнце производит ультрафиолетовое излучение, которое обычно делится на три диапазона: UVA, UVB и UVC. UVA не поглощается озоном. UVB в основном поглощается озоном, хотя некоторые из них достигают Земли. UVC полностью поглощается озоном и нормальным кислородом. НАСА предоставляет дополнительную информацию на своем веб-сайте (http: //www.nas.nasa.gov/About/Education/Ozone/radiation.html). со временем повредит посевы и приведет к увеличению заболеваемости раком кожи и катарактой.
I. Озоновый слой
Атмосфера Земли состоит из нескольких слоев. Самый нижний слой, тропосфера. тропосфера Область атмосферы, наиболее близкая к Земле. Тропосфера простирается от поверхности примерно до 10 км в высоту, хотя эта высота меняется в зависимости от широты. Почти вся погода происходит в тропосфере.Mt. Эверест, самая высокая гора на Земле, имеет высоту всего 8,8 км. Температура в тропосфере уменьшается с высотой. Когда теплый воздух поднимается, он остывает, опускаясь обратно на Землю. Этот процесс, известный как конвекция, означает, что существуют огромные движения воздуха, которые очень эффективно перемешивают тропосферу., Простирается от поверхности Земли на высоту примерно до 6 миль или 10 километров (км). Практически вся деятельность человека происходит в тропосфере. Mt. Эверест, самая высокая гора на планете, имеет высоту всего около 9 км.Следующий слой, стратосфера стратосфера Область атмосферы над тропосферой. Стратосфера простирается от 10 до 50 км в высоту. Коммерческие авиалинии летают в нижних слоях стратосферы. На больших высотах стратосфера становится теплее. Фактически, это потепление вызвано поглощением озона ультрафиолетового излучения. Теплый воздух остается в верхних слоях стратосферы, а холодный — нижних, поэтому вертикальное перемешивание в этой области гораздо меньше, чем в тропосфере., продолжается от 6 миль (10 км) до примерно 31 мили (50 км). Большинство коммерческих самолетов летают в нижней части стратосферы.
Большая часть атмосферного озона сконцентрирована в слое стратосферы на высоте от 9 до 18 миль (от 15 до 30 км) над поверхностью Земли (см. Рисунок ниже). Озон — это молекула, содержащая три атома кислорода. В любой момент времени молекулы озона постоянно образуются и разрушаются в стратосфере. Общая сумма оставалась относительно стабильной в течение десятилетий, когда она измерялась.
Источник: Рисунок Q1-2 от Микаэлы И. Хегглин (ведущий автор), Дэвида В. Фэйи, Мак МакФарланда, Стивена А. Монцки и Эрика Р. Нэша, «Двадцать вопросов и ответов об озоновом слое: обновление 2014 г.», «Научная оценка Разрушение озона: 2014 г., 84 стр., Всемирная метеорологическая организация, Женева, Швейцария, 2015 г.Озоновый слой в стратосфере поглощает часть солнечной радиации, не позволяя ей достичь поверхности планеты. Что наиболее важно, он поглощает часть ультрафиолетового света, называемую UVB UVB Полоса ультрафиолетового излучения с длинами волн 280-320 нанометров, производимого Солнцем.UVB — это вид ультрафиолетового света от солнца (и солнечных ламп), который имеет несколько вредных эффектов. UVB особенно эффективен при повреждении ДНК. Это причина меланомы и других видов рака кожи. Это также было связано с повреждением некоторых материалов, сельскохозяйственных культур и морских организмов. Озоновый слой защищает Землю от большинства солнечных лучей UVB. Всегда важно защитить себя от ультрафиолета B, даже при отсутствии истощения озонового слоя, надев головные уборы, солнцезащитные очки и солнцезащитный крем. Однако эти меры предосторожности станут более важными по мере усугубления разрушения озонового слоя.НАСА предоставляет дополнительную информацию на своем веб-сайте (http://www.nas.nasa.gov/About/Education/Ozone/radiation.html). УФ-В излучение связано со многими вредными эффектами, включая рак кожи, катаракту и вред. некоторым культурам и морским обитателям.
Ученые установили рекорды за несколько десятилетий, детализирующие нормальные уровни озона во время естественных циклов. Концентрации озона в атмосфере естественным образом меняются в зависимости от солнечных пятен, времен года и широты. Эти процессы хорошо понятны и предсказуемы.Каждое естественное снижение уровня озона сопровождалось восстановлением. Однако, начиная с 1970-х годов, научные данные показали, что озоновый щит истощается далеко за пределами естественных процессов.
II. Разрушение озонового слоя
Когда атомы хлора и брома вступают в контакт с озоном в стратосфере, они разрушают молекулы озона. Один атом хлора может разрушить более 100 000 молекул озона, прежде чем он будет удален из стратосферы. Озон может быть разрушен быстрее, чем он создается естественным путем.
Некоторые соединения выделяют хлор или бром при воздействии интенсивного ультрафиолетового света в стратосфере. Эти соединения способствуют разрушению озонового слоя и называются озоноразрушающими веществами (ODS ODS Соединение, которое способствует истощению стратосферного озона. ОРВ включают хлорфторуглероды (CFC), гидрохлорфторуглероды (HCFC), галоны, бромистый метил, четыреххлористый углерод, гидробромфторуглерод хлорбромметан и метилхлороформ. ОРВ, как правило, очень стабильны в тропосфере и разлагаются только под интенсивным ультрафиолетовым светом в стратосфере.Когда они распадаются, они выделяют атомы хлора или брома, которые затем разрушают озон. Доступен подробный список (http://www.epa.gov/ozone/science/ods/index.html) веществ класса I и класса II с указанием их ОРП, ПГП и номеров КАС.). ОРВ, выделяющие хлор, включают хлорфторуглероды хлорфторуглероды Газы, подпадающие под действие Монреальского протокола 1987 года и используемые для охлаждения, кондиционирования воздуха, упаковки, изоляции, растворителей или аэрозольных пропеллентов. Поскольку они не разрушаются в нижних слоях атмосферы, ХФУ уносятся в верхние слои атмосферы, где при соответствующих условиях разрушают озон.Эти газы заменяются другими соединениями: гидрохлорфторуглеродами, временной заменой ХФУ, которые также подпадают под действие Монреальского протокола, и гидрофторуглеродами, подпадающими под действие Киотского протокола. Все эти вещества также являются парниковыми газами. См. Гидрохлорфторуглероды, гидрофторуглероды, перфторуглероды, озоноразрушающие вещества. (CFC), гидрохлорфторуглероды гидрохлорфторуглероды Соединения, содержащие атомы водорода, фтора, хлора и углерода.Хотя озоноразрушающие вещества, они менее способны разрушать стратосферный озон, чем хлорфторуглероды (ХФУ). Они были введены в качестве временной замены ХФУ, которые также являются парниковыми газами. См. Озоноразрушающее вещество. (ГХФУ), четыреххлористый углерод четыреххлористый углерод Соединение, состоящее из одного атома углерода и четырех атомов хлора. Тетрахлорметан широко использовался в качестве сырья для многих промышленных целей, включая производство хлорфторуглеродов (ХФУ), а также в качестве растворителя.Использование растворителя прекратилось, когда было обнаружено, что он канцерогенный. Он также используется в качестве катализатора для доставки ионов хлора в определенные процессы. Его озоноразрушающий потенциал составляет 1,2, а метилхлороформ метилхлороформ Соединение, состоящее из углерода, водорода и хлора. Метилхлороформ используется в качестве промышленного растворителя. Его озоноразрушающий потенциал составляет 0,11. ОРВ, выделяющие бром, включают галоны галоны Соединения, также известные как бромфторуглероды, которые содержат бром, фтор и углерод.Обычно они используются в качестве средств пожаротушения и вызывают разрушение озонового слоя. Бром во много раз более эффективен в разрушении стратосферного озона, чем хлор. См. Озоноразрушающее вещество. и бромистый метил бромистый метил Соединение, состоящее из углерода, водорода и брома. Бромистый метил — эффективный пестицид, используемый для фумигации почвы и многих сельскохозяйственных продуктов. Поскольку он содержит бром, он разрушает стратосферный озон и имеет озоноразрушающий потенциал 0,6. Производство бромистого метила было прекращено 31 декабря 2004 г., за исключением допустимых исключений.Доступно гораздо больше информации (http://www.epa.gov/ozone/mbr/index.html). Хотя ОРВ выбрасываются на поверхность Земли, в конечном итоге они переносятся в стратосферу в процессе, который может длиться очень долго. от двух до пяти лет.
В 1970-х годах возникла обеспокоенность по поводу воздействия озоноразрушающих веществ (ODS ODS Соединение, которое способствует истощению стратосферного озона. ОРВ включают хлорфторуглероды (CFC), гидрохлорфторуглероды (HCFC), галоны, бромистый метил, четыреххлористый углерод, гидробромфторуглероды, хлорбромметан и метилхлороформ.ОРВ обычно очень стабильны в тропосфере и разлагаются только под воздействием интенсивного ультрафиолетового света в стратосфере. Когда они распадаются, они выделяют атомы хлора или брома, которые затем разрушают озон. Доступен подробный список (http://www.epa.gov/ozone/science/ods/index.html) веществ класса I и класса II с их ОРС, ПГП и номерами КАС.) На стратосферном озоновом слое озоновый слой Область стратосферы, содержащая основную часть атмосферного озона. Озоновый слой находится примерно на 15-40 километров (10-25 миль) над поверхностью Земли в стратосфере.Истощение этого слоя озоноразрушающими веществами (ОРВ) приведет к более высокому уровню УФВ, что, в свою очередь, вызовет рост рака кожи и катаракты и потенциальный ущерб некоторым морским организмам, растениям и пластмассам. На научной странице (http://www.epa.gov/ozone/science/index.html) предлагается гораздо больше подробностей о науке об истощении озонового слоя. побудило несколько стран, в том числе США, запретить использование хлорфторуглеродов (CFCs CFCs Органические соединения, состоящие из атомов углерода, хлора и фтора.Примером является CFC-12 (CCI2F2), используемый в качестве хладагента в холодильниках и кондиционерах, а также в качестве вспенивающего агента. Газообразные CFC могут разрушать озоновый слой, когда они медленно поднимаются в стратосферу, разрушаются сильным ультрафиолетовым излучением, высвобождают атомы хлора, а затем вступают в реакцию с молекулами озона. См. «Озоноразрушающее вещество».) В виде аэрозоля аэрозоль Небольшая капля или частица, взвешенные в атмосфере, обычно содержащие серу. Аэрозоли выделяются естественным путем (например,, при извержениях вулканов) и в результате деятельности человека (например, при сжигании ископаемого топлива). Нет никакой связи между аэрозолями в виде твердых частиц и продуктами под давлением, также называемыми аэрозолями. (См. Ниже) пропелленты. Однако мировое производство ХФУ и других ОРВ продолжало быстро расти, поскольку были найдены новые применения этих химикатов в холодильной технике, пожаротушении, пенопласте и других применениях.
Некоторые природные процессы, такие как сильные извержения вулканов, могут косвенно влиять на уровень озона.Например, Mt. Извержение Пинатубо в 1991 году не увеличило концентрацию хлора в стратосфере, но произвело большое количество крошечных частиц, называемых аэрозолями. Аэрозоли . Маленькие частицы или капли жидкости в атмосфере, которые могут поглощать или отражать солнечный свет в зависимости от их состава. (отличается от потребительских товаров, также известных как аэрозоли). Эти аэрозоли увеличивают эффективность хлора в разрушении озона. Аэрозоли в стратосфере создают поверхность, на которой хлор на основе CFC может разрушать озон.Однако эффект от вулканов непродолжительный.
Не все источники хлора и брома способствуют разрушению озонового слоя. Например, исследователи обнаружили, что хлор из бассейнов, промышленных предприятий, морской соли и вулканов не достигает стратосферы. Напротив, ОРВ очень стабильны и не растворяются под дождем. Таким образом, отсутствуют естественные процессы, удаляющие ОРВ из нижних слоев атмосферы.
Одним из примеров истощения озонового слоя является ежегодная озоновая «дыра» над Антарктидой, образовавшаяся во время антарктической весны с начала 1980-х годов.На самом деле это не дыра в озоновом слое, а большая часть стратосферы с очень низким содержанием озона.
Разрушение озона не ограничивается территорией над Южным полюсом. Исследования показали, что истощение озонового слоя происходит на широтах, включая Северную Америку, Европу, Азию и большую часть Африки, Австралии и Южной Америки. Более подробную информацию о глобальных масштабах разрушения озона можно найти в Scientific Assessment of Ozone Depletion: 2014 , разработанном Программой Организации Объединенных Наций по окружающей среде.
Что случилось с дырой в озоновом слое?
Почти 40 лет назад ученые обнаружили, что деятельность человека разрушает озоновый слой и что над Антарктидой образовалась дыра. Эти отрезвляющие открытия объединили мир для решения жизненно важной экологической проблемы.
Десятилетия спустя озоновая дыра прошла долгий путь с момента своего ужасного прогноза в 1980-х годах. Но это еще не повод для праздника. Между политиками и учеными все еще продолжаются усилия по обеспечению защиты озона в атмосфере.В свете продолжающегося восстановления дыры, вот руководство о том, как образовалась дыра, о скоординированных усилиях по ее устранению и о том, может ли она когда-либо измениться к худшему.
Что такое озон?
Озон или триоксислород — это газ с высокой реакционной способностью, состоящий из трех атомов кислорода. Некоторое количество озона можно найти у поверхности Земли, но большая его часть сосредоточена в стратосфере Земли. На уровне земли озон является ядовитой молекулой для человека и может повредить легкие при вдыхании.Тем не менее, на высоте 31 мили над землей он важен и защищает.
На уровне стратосферы он соединяется с другими молекулами озона в покрове, известном как озоновый слой. Эти молекулы озона поглощают УФ-излучение, действуя как солнцезащитный крем для жизни на Земле. В 1960-х и 1970-х годах исследователи начали открывать, что определенные вещества, особенно промышленные химические вещества, созданные руками человека, разрушают молекулы озона. Эти вещества разрушают молекулы озона, отрывая один из атомов кислорода.Со временем эти реакции могут сделать озоновый слой менее стабильным.
В 1985 году об этой угрозе стало известно общественности. Ученый Джозеф К. Фарман и его коллеги обнаружили, что содержание озона в атмосфере над Антарктидой уменьшилось на 40 процентов. Некоторые антропогенные вещества достигли стратосферы и разрушили озоновый слой до точки его истощения, образовав чрезвычайно тонкий слой, обычно известный как озоновая дыра. Дыра образовалась на Южном полюсе из-за уникальных метеорологических и химических условий региона.
Что вызвало озоновую дыру?
Ученые определили выбросы определенных газов, содержащих озоноразрушающие вещества, в качестве основного источника проблемы. ХФУ, сокращение от хлорфторуглеродов, являются одним из наиболее вредных газов для озонового слоя. ХФУ содержат хлор — соединение, которое отлично подходит для уничтожения бактерий в плавательных бассейнах, а в газообразной форме вредно для озонового слоя.
ХФУ широко использовались в предыдущие десятилетия, пик пришелся на конец 1980-х годов.Многие холодильники, кондиционеры и пенообразующее оборудование выбрасывают в атмосферу опасные уровни газообразного хлора. Когда хлор достигает озонового слоя, ультрафиолетовое излучение солнца превращает его в реактивное вещество, которое затем разрушает молекулы озона. Другие соединения, такие как бром, также сыграли роль в разрушении озонового слоя.
Несмотря на то, что уровни этих веществ в атмосфере резко снизились с годами, озоновая дыра полностью восстановится только в ближайшие десятилетия.
Почему озоновая дыра была проблемой?
Истончение озонового слоя опасно для здоровья человека. Это потому, что больше ультрафиолетовых лучей от Солнца может проходить через слой и достигать поверхности Земли. Избыточное излучение UVB вызывает особую тревогу, так как оно может вызвать рак кожи и катаракту. УФ-В излучение также может нанести вред морской жизни и растениям и снизить урожайность риса, пшеницы и сои.
Воздействие ХФУ может выходить за пределы озонового слоя. ХФУ являются сильнодействующими парниковыми газами и могут иметь более широкое влияние на последствия изменения климата.ХФУ находятся в атмосфере в относительных концентрациях по сравнению с углекислым газом, поэтому они считаются второстепенным игроком в глобальном потеплении.
Хотя кажется, что ХФУ не вызывают глобального потепления, с региональным потеплением вырисовывается иная картина. Недавние исследования показали, что эти же газы ускорили потепление Арктики, способствуя повышению уровня моря и потеплению поверхности на Северном полюсе.
Что помогло исправить истончение озонового слоя?
Устранение озоновой дыры заключается в обеспечении того, чтобы озоноразрушающие газы не попадали в стратосферу.В 1987 году Организация Объединенных Наций учредила Монреальский протокол для регулирования количества этих газов в атмосфере. Монреальский протокол подписали 197 стран, и это единственный в истории договор ООН, ратифицированный всеми странами.
Со временем протокол был обновлен, чтобы включить больше веществ, которые могут нанести вред озоновому слою и климату. Например, в 2016 году гидрофторуглероды были добавлены в список контролируемых веществ, потому что эти газы были определены как сильнодействующие парниковые газы.Договор считается одним из наиболее успешных протоколов для решения экологической проблемы, вызванной людьми.
Исправлена озоновая дыра?
Да и нет. В результате Монреальского протокола концентрации озоноразрушающих газов в атмосфере значительно снизились. Но, по словам Лауры Ревелл, профессора физики окружающей среды Кентерберийского университета, проблема еще не решена. «Пока озоновая дыра продолжает формироваться каждую зиму и весну, я не думаю, что мы можем сказать, что проблема решена.Мы должны постоянно следить за озоновым слоем, чтобы убедиться, что он восстанавливается после воздействия ХФУ », — говорит она.
Хотя газы запрещены, они не исчезли навсегда. Стивен Монцка, химик-исследователь из Национального управления океанических и атмосферных исследований, говорит, что они обнаружили в атмосфере возможные незаконные ХФУ. В 2018 году Montzka выступила соавтором отчета в Nature, который показал неожиданные уровни CFC-11, типа хлорфторуглеродов. Такая концентрация CFC-11, возможно, была результатом несанкционированного промышленного производства, противоречащего Монреальскому протоколу.
Дальнейшие исследования Montzka показали, что восстановление озоновой дыры может быть отложено из-за этих выбросов. Несмотря на это, Montzka не считает, что озоновый слой подвергается значительному риску из-за ХФУ. «Повышенные уровни CFC-11, которые мы отметили в атмосфере, представляют собой количество, которое само по себе не нанесет существенного дополнительного вреда озоновому слою, если эти уровни уменьшатся и быстро вернутся к [ожидаемым количествам]», — говорит он.
Поскольку страны продолжают соблюдать Монреальский протокол, климатические модели показывают, что к концу 21 века уровни озона должны вернуться к стандартным показателям.«Мы должны проявлять бдительность в отношении соблюдения Монреальского протокола, даже одна страна, нарушающая правила, может существенно замедлить восстановление озона», — говорит Ревелл.
Различные причины, последствия и решения для озоновой дыры
В середине 20 века начал проявляться коллективный интерес к влиянию человека на окружающую среду. Ученые пристально наблюдали, как работает вмешательство общества в естественные процессы на Земле. В 1970-х годах это исследование привело к некоторым интересным наблюдениям за озоновым слоем и озоновой дырой Земли.
Этот слой присутствует в атмосфере и предотвращает попадание чрезмерного ультрафиолетового излучения на Землю. Было замечено, что в стратосфере, состоящей из озонового слоя, наблюдается неуклонное снижение содержания озона. Они также заметили истощение озонового слоя в больших количествах над двумя полюсами Земли, известное как озоновая дыра.
Слой газа, называемого озоном, находится на высоте 25-30 км над поверхностью земли. Озон состоит из кислорода и естественным образом образуется в атмосфере.По мере того как присутствие озона в атмосфере уменьшается, озоновый слой становится все тоньше и тоньше. Чем больше истончается озоновый слой, тем больше становится озоновая дыра.
Озоновый слой важен, потому что он предотвращает попадание на Землю слишком большого количества вредных ультрафиолетовых лучей. Ультрафиолетовые лучи способны разрушать растения и животных и могут вызывать у людей рак кожи и катаракту. Существование жизни на Земле возможно только благодаря наличию озонового слоя вокруг Земли.
Это истощение озонового слоя вызывало беспокойство, потому что оно происходило с беспрецедентной скоростью.
Изменение климата и разрушение озонового слоя — две глобальные проблемы, которые отличаются друг от друга, но имеют много взаимосвязей. В случае истощения озонового слоя нам удалось эффективно поработать с лицами, принимающими решения, в результате чего было достигнуто международное соглашение, называемое Монреальским протоколом, которое по существу решило проблему истощения озонового слоя.
~ Марио Дж. Молина
Согласно Википедии,
– Разрушение озона описывает два различных, но связанных явления, наблюдаемых с конца 1970-х годов: устойчивое снижение примерно на четыре процента общего количества озона в стратосфере Земли (озоновый слой) и гораздо большее весеннее уменьшение стратосферного озона вокруг Земли. полярные регионы.
Последнее явление называется озоновой дырой. Помимо этих хорошо известных стратосферных явлений, весной в полярных тропосферных регионах также происходят явления истощения озонового слоя. ”
Причины появления озоновой дыры
Разрушение озонового слоя вызвано только одним фактором — хлорфторуглеродами. В 1980-х годах ученые обнаружили уменьшение содержания озона в нижних слоях стратосферы и резкую потерю озона, известную как «озоновая дыра», антарктической весной (сентябрь и октябрь).
Было установлено, что основной причиной образования озоновой дыры являются газы, содержащие хлорфторуглероды или CFC (соединения с хлором и / или фтором, связанные с углеродом), галоны (аналогичные соединения с бромом или йодом) и фреоны. Обычно находящиеся в аэрозольных баллончиках и выпускаемые многими электронными приборами, они, как было замечено, снижают уровень озона в стратосфере. Все эти газы содержат хлор, который является основной причиной истончения озонового слоя.
Стратосферный озон непрерывно образуется под действием ультрафиолетового излучения Солнца на молекулы кислорода, известного как фотохимические реакции.Озон в первую очередь создается в тропических широтах, но при крупномасштабной циркуляции воздуха в нижних слоях стратосферы озон перемещается к полюсам, где его концентрация увеличивается.
Помимо этого глобального движения, сильные зимние полярные вихри также важны для концентрации озона на полюсах. Во время непрерывно темной полярной зимы воздух внутри полярных вихрей становится чрезвычайно холодным, что является необходимым условием для образования полярных стратосферных облаков.
Полярные стратосферные облака создают условия для резкого разрушения озона, поскольку они обеспечивают поверхность для преобразования хлора в форму, разрушающую озон.Обычно они длится до восхода солнца весной.
На полюсах ХФУ прикрепляются к частицам льда в облаках. Когда в полярном источнике снова выходит солнце, ледяные частицы тают и высвобождают озоноразрушающие молекулы с поверхности ледяных частиц.
Присутствие хлора в составе CFC разрушает озоновые газы в озоновом слое, что увеличивает вероятность истощения озонового слоя. На сегодняшний день на ХФУ приходится около 80% разрушения озона.
Разрушение озонового слоя в первую очередь происходит, когда в окружающей среде начинает увеличиваться количество газов, содержащих хлор.Когда эти газы поднимаются вверх, они подвергаются воздействию ультрафиолетового излучения. Затем это вызывает химическую реакцию, в которой образуются атомы хлора. Они влияют на атомы озона и вызывают разрушение озона.
Хотя этот процесс длился несколько лет, озоновый слой восстанавливался естественным образом. При заметном увеличении выбросов этих газов озоновая дыра над Антарктидой становится постоянной частью слоя. Несмотря на то, что ущерб обратим, потребуется несколько десятилетий и значительное сокращение выбросов.
CFC не вымываются обратно на землю и даже не разрушаются в реакции с другими химическими веществами, что означает, что они могут оставаться в атмосфере в течение длительного периода времени, от 20 до 120 лет и более.
В результате они переносятся обратно в стратосферу, где в конечном итоге разрушаются ультрафиолетовыми лучами солнца, выделяя свободный хлор.
Стратосферный озон также имеет естественные процессы, удаляющие его из атмосферы. Крошечные частицы сульфата (аэрозоли), выброшенные в стратосферу в результате извержения вулкана Пинатубо в 1991 году, вызвали заметное уменьшение содержания озона в течение нескольких лет после извержений.
На данный момент озоновая дыра остается для многих областью интереса. Несмотря на то, что озоновая дыра над Антарктикой начинает проявлять признаки уменьшения, существуют опасения относительно долгосрочных последствий.
В частности, многие ученые обеспокоены тем, что развитие таких же условий в других частях мира может вызвать в будущем крупномасштабное разжижение озона, если не разрушение озона в целом.
Эффекты озоновой дыры
Ученым удалось определить количество последствий, связанных с истощением озонового слоя.Во-первых, это увеличение количества УФ-В (ультрафиолетового В) света, проникающего в атмосферу. Это наносит ущерб окружающей среде.
Влияние на здоровье человека
Истончение озонового слоя означает непосредственный контакт с ультрафиолетовыми лучами. Истощение озонового слоя увеличивает количество ультрафиолетового излучения, достигающего поверхности Земли. Согласно лабораторным и эпидемиологическим исследованиям, УФ вызывает немеланомный рак кожи и играет важную роль в развитии злокачественной меланомы, которая может даже привести к смерти.Уменьшение озонового слоя на 1% может вызвать увеличение случаев рака кожи на 5%.
Воздействие ультрафиолетовых лучей также увеличило случаи катаракты, помутнения хрусталика глаза, что, в свою очередь, влияет на зрение людей и может также привести к увеличению числа людей, страдающих слепотой.
Истощение озонового слоя и увеличение количества УФ-лучей также могут вызвать повреждение ДНК, что может привести к мутации. Другие эффекты включают повреждение клеток кожи, старение кожи и т. Д.
Воздействие на животных
Было обнаружено, что в животном мире многие виды животных страдают от солнечных ожогов в результате увеличения количества ультрафиолетового излучения.Определенные культуры также будут затронуты, поскольку они зависят от цианобактерий, которые весьма чувствительны к изменению уровней УФ-излучения. С другой стороны, также было обнаружено, что повышенные уровни позволяют производить больше витамина D в животном мире.
Воздействие на морские экосистемы
Фитопланктон и зоопланктон составляют основу водных пищевых сетей. Продуктивность фитопланктона очень чувствительна к количеству света в окружающей среде и увеличению УФ-В лучей, которые сильно влияют на них.Воздействие солнечного УФ-В излучения влияет как на ориентацию, так и на подвижность фитопланктона, что приводит к снижению выживаемости этих организмов.
Ученые продемонстрировали прямое сокращение производства фитопланктона из-за увеличения УФВ, связанного с истощением озонового слоя, что имеет далеко идущие последствия для всей морской флоры и фауны.
Было обнаружено, что излучениеUVB наносит ущерб на ранних стадиях развития земноводных, рыб, крабов, креветок и других морских животных.
Наиболее серьезными последствиями являются снижение репродуктивной способности и нарушение развития личинок.Небольшое увеличение воздействия УФ-В излучения может привести к сокращению популяции мелких морских организмов с последствиями для всей морской пищевой цепи.
Водные растения и животные даже небезопасны. УФ-лучи могут проникать через воду и убивать мелкие растения и животных. Если озоновая дыра продолжит расширяться, растений будет очень мало, а значит, во всем мире будет меньше еды.
Воздействие на растения
УФ-В излучение влияет на физиологические процессы и процессы развития растений.УФ-В-излучение может напрямую влиять на рост растений, несмотря на механизмы, адаптированные для уменьшения или восстановления этих эффектов, и способность адаптироваться к повышенным уровням УФ-В.
Косвенные изменения, вызванные УФ-В, включая изменения в форме растений, способе распределения питательных веществ в растении, времени фаз развития и вторичном метаболизме, могут быть в равной степени или иногда очень значительными, чем повреждающие эффекты УФ-В. Эти изменения могут оказать серьезное влияние на конкурентный баланс растений, травоядность, болезни и биогеохимические циклы.
Влияние на биогеохимические циклы
Повышенное УФ-излучение может повлиять на наземные и водные биогеохимические циклы, тем самым изменяя как источники, так и поглотители парниковых и химически важных газовых примесей, таких как двуокись углерода, окись углерода, карбонилсульфид, озон и другие газы. Эти потенциальные изменения будут способствовать возникновению обратных связей между биосферой и атмосферой, которые уменьшают или усиливают атмосферные концентрации этих газов.
Воздействие на материалы
Синтетические полимеры, биополимеры природного происхождения и некоторые другие коммерческие товары подвергаются неблагоприятному воздействию УФ-В излучения.Современные материалы в некоторой степени защищены от UVB специальными добавками. Однако повышение уровня UVB ускорит их разрушение, ограничив их долговечность при использовании на открытом воздухе.
Различные решения для уменьшения озоновой дырыЭффект озоновой дыры и ущерб, нанесенный слою, до сих пор не очень хорошо изучены. Помимо постепенного уменьшения озонового слоя во всем мире, существует мало количественных свидетельств появления новых дыр в ближайшее время.Несмотря на это, ряд стран работают над уменьшением ущерба.
Запрет CFC
ХФУ, обычно встречающиеся в хладагентах, растворителях, пропеллентах и вспенивающих агентах, были запрещены, особенно в аэрозольных баллончиках и различных электроприборах. Было проведено множество соглашений для обсуждения методов, которые постепенно откажутся от использования газов.
Поэтапный отказ от озоноразрушающих химикатов
Монреальский протокол был согласован в 1980-х годах и представлял собой международное обязательство по поэтапному отказу от озоноразрушающих химикатов, которое было повсеместно ратифицировано всеми странами, участвующими в ООН.Однако это встретило сильное сопротивление со стороны отраслей, основанных на производстве и использовании газов.
АгентствоEPA использует Рамочную модель воздействия на атмосферу и здоровье человека для оценки пользы для здоровья от более сильной защиты озонового слоя в соответствии с Монреальским протоколом. Обновленная информация о преимуществах усилий EPA по решению проблемы разрушения озонового слоя доступна в отчете за 2015 год «Обновление расчетов озона и профилей выбросов для использования в рамочной модели воздействия на атмосферу и здоровье человека».
Повышение осведомленности общественности
Однако несколько известных и поддающихся проверке эффектов, наблюдаемых в окружающей среде, стали катализатором изменений. Одним из широко распространенных и долговременных эффектов стала осведомленность общественности об экологических проблемах, с которыми сталкивается планета.
Являясь одной из первых крупных проблем, созданных человеком, которые обсуждались на общественном форуме, она заложила основу для общественного мнения и действий по таким вопросам, как загрязнение, парниковые газы, глобальное потепление и климатический кризис.
Самозащита
Поскольку весь солнечный свет содержит некоторое количество UVB, даже при нормальном уровне стратосферного озона, всегда важно защищать кожу и глаза от солнца.
Это также послужило толчком к возобновлению исследований о том, как небольшие изменения в атмосфере могут нарушить погодные условия и природные явления. Истощение озонового слоя не так серьезно, как раньше, но, тем не менее, оно оказало влияние на планету.
Озоновый слой больше не сталкивается с безудержным истощением озонового слоя, поскольку большинство правительств и природоохранных агентств прилагают все усилия для сокращения выбросов ХФУ.Это оказалось успешным и является основой для дальнейшей работы по сокращению опасных выбросов.
Артикул:
Озоновая дыра и глобальное потепление
Факты об озоновой дыре
Основы науки об озоновом слое
— озоновая дыра 2020 года закрывается рекордно
Рекордная озоновая дыра в Антарктике 2020 года, наконец, закрылась в конце декабря после исключительного сезона из-за природных метеорологических условий и продолжающегося присутствия озоноразрушающих веществ в атмосфере.
Антарктическая озоновая дыра 2020 года быстро росла с середины августа и достигла пика в 24,8 миллиона квадратных километров 20 сентября 2020 года, распространившись на большую часть антарктического континента.
Это была самая продолжительная и одна из самых больших и глубоких дыр с момента начала мониторинга озонового слоя 40 лет назад. Его приводили в движение сильный, стабильный и холодный полярный вихрь и очень низкие температуры в стратосфере (слой атмосферы между 10 и примерно 50 км высотой).Те же метеорологические факторы также способствовали рекордной озоновой дыре в Арктике в 2020 году.
Это контрастирует с необычно маленькой и недолговечной озоновой дырой в Антарктике в 2019 году.
«Последние два сезона озоновой дыры демонстрируют годовую изменчивость озоновой дыры и улучшают наше понимание факторов, ответственных за ее образование, масштабы и серьезность», — сказала Оксана Тарасова, руководитель Отдела исследований атмосферной среды ВМО, который курирует сеть станций мониторинга Глобальной службы атмосферы ВМО.«Нам необходимы дальнейшие международные действия для обеспечения соблюдения Монреальского протокола по химическим веществам, разрушающим озоновый слой. В атмосфере все еще содержится достаточно озоноразрушающих веществ, чтобы вызывать разрушение озонового слоя на ежегодной основе », — сказала д-р Тарасова.
Программа Глобальной службы атмосферы ВМО работает в тесном сотрудничестве со Службой атмосферного мониторинга Коперника, НАСА, Канадой по окружающей среде и изменению климата и другими партнерами в целях мониторинга озонового слоя Земли, который защищает нас от вредных ультрафиолетовых лучей солнца.
Сильный полярный вихрь
Разрушение озона напрямую связано с температурой в стратосфере, которая представляет собой слой атмосферы на высоте от 10 до 50 км. Это связано с тем, что полярные стратосферные облака, которые играют важную роль в химическом разрушении озона, образуются только при температурах ниже -78 ° C.
Эти полярные стратосферные облака содержат кристаллы льда, которые могут превращать нереактивные соединения в реактивные, которые затем могут быстро разрушать озон, как только солнечный свет становится доступным для запуска химических реакций.Эта зависимость от полярных стратосферных облаков и солнечной радиации является основной причиной того, что озоновая дыра видна только в конце зимы / начале весны.
В течение весеннего сезона в Южном полушарии (август — октябрь) озоновая дыра над Антарктикой увеличивается в размерах, достигая максимума в период с середины сентября до середины октября (изображение озоновой дыры НАСА 2020 года на ее сентябрьском пике на фото слева). Когда температура в атмосфере (стратосфере) начинает повышаться в конце весны в Южном полушарии, истощение озонового слоя замедляется, полярный вихрь ослабевает и, наконец, разрушается, и к концу декабря уровни озона вернулись к норме.
Однако в 2020 году сильный, стабильный и холодный полярный вихрь поддерживал постоянную низкую температуру озонового слоя над Антарктидой, предотвращая смешивание обедненного озоном воздуха над Антарктидой с богатым озоном воздухом из более высоких широт.
В течение большей части сезона 2020 года концентрации стратосферного озона на высоте около 20-25 км (50-100 гПа) достигли почти нулевых значений при глубине озонового слоя всего в 94 единицы Добсона (единица измерения), или примерно одна треть. нормального значения.
Служба мониторинга атмосферы Коперник ЕС сообщила, что анализ озона показал, что озоновая дыра закрылась 28 декабря.
Каждый сезон за появлением озоновой дыры и ее развитием отслеживают с помощью спутников и ряда наземных станций наблюдения. Характеристики озоновой дыры, интерактивные карты, временные ряды, текущее состояние и прогноз подготавливаются и контролируются большим сообществом по озону с помощью услуг различных организаций, таких как Служба мониторинга атмосферы Коперника (CAMS), программа NASA ozonewatch, NOAA, KNMI, ECCC и другие.
Монреальский протокол
Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой, является знаковым многосторонним природоохранным соглашением, регулирующим производство и потребление почти 100 химических веществ, называемых озоноразрушающими веществами (ОРВ). После запрета на галоидоуглероды озоновый слой медленно восстанавливался, и данные ясно показывают тенденцию к уменьшению площади озоновой дыры — с учетом годовых колебаний.