они затягиваются Такими темпами, может, и ледники обратно замерзнут? — Meduza

1

Что случилось?

2023 год начался с редкой хорошей новости для планеты: озоновый слой полностью восстановится в течение следующих 40 лет. К такому выводу пришли эксперты ООН, выпустившие доклад о соблюдении Монреальского протокола (он регулирует выбросы веществ, разрушающих озоновый слой). При этом еще несколько десятилетий назад озоновая дыра казалась едва ли не самой острой проблемой, стоящей перед человечеством.

2

Так что, никакой проблемы не существовало? Это был фейк или что?

Нет. Проблема истощения озона действительно была очень серьезной и угрожала большими неприятностями для людей. Благодаря глобальному запрету выбросов ряда химических веществ катастрофического сценария удалось избежать: сначала озоновая дыра над Антарктидой (самая известная и самая крупная над Землей) перестала расти, а потом начала сокращаться. Но расслабляться рано — человечество продолжает отравлять атмосферу кучей вредных химикатов.

3

А озоновая дыра — это вообще что такое?

Обычно когда люди слышат про озоновую дыру, то представляют себе буквально отверстие в атмосфере. На самом деле озоновая дыра — это область в верхних слоях атмосферы, где концентрация газа озона ниже определенного порога. Если применить аналогию с тканью, это не дырка, а скорее потертости. В свою очередь, атмосферный озон отвечает за поглощение вредного ультрафиолетового (УФ) излучения Солнца.

4

Разве ультрафиолет не помогает вырабатывать витамин D? И не полезен для здоровья?

Более интенсивное воздействие ультрафиолетового излучения на самом деле способно снизить дефицит витамина D в организме. Проблема в том, что меланома станет слишком большой платой за дополнительную дозу витамина, которую можно получить менее опасными способами — например, через препараты.

Лишившись озонового слоя, Земля потеряла бы «щит», спасающий ее от УФ-излучения Солнца. В результате пострадают люди, животные и растения.

• УФ-излучение повреждает ДНК в клетках кожи, что приводит к увеличению риска развития рака кожи — базальноклеточной и плоскоклеточной карциномам, а также более опасной, чем рак, меланомы. По оценкам Всемирной организации здравоохранения, 10-процентное снижение концентрации озона приведет к дополнительным четырем с половиной тысячам заболеваний меланомой и 300 тысячам случаев немеланомного рака кожи в год.
• УФ-излучение повреждает хрусталик глаза, что может привести к развитию катаракты. По оценкам 2005 года, только в США это грозило появлением 830 тысяч пациентов с катарактой к 2050 году.
• Есть и более экзотичные последствия: исследование 2011 года, например, обнаружило связь сокращения озонового слоя с тяжелыми солнечными ожогами у китов.

5

Так из-за чего все-таки образуются озоновые дыры?

Основная причина — выбросы хлорфторуглеродов (ХФУ), химических веществ, которые поднимаются в стратосферу и разрушают молекулы озона. Долгое время они применялись, например, в холодильниках и аэрозолях. В 1974 году появилась первая научная статья, связавшая выбросы ХФУ с разрушением озона. За это открытие ее авторы, американские химики Марио Молина и Шервуд Роуленд, получили в 1995-м Нобелевскую премию по химии — совместно с нидерландцем Паулем Крутценом.

6

Получается, что мой аэрозольный дезодорант нужно выкинуть?! И как быть с холодильниками — они до сих пор разрушают озоновый слой?

Больше можно не переживать: современные аэрозоли и холодильники не причиняют вреда озоновому слою. Вместо озоноразрушающих химикатов в них теперь используются более безопасные аналоги (химически они очень похожи, но не содержат атомов хлора).

После того как ученые установили связь ХФУ с разрушением озонового слоя, стало понятно, что процесс можно остановить, просто запретив вредные вещества. Нужны только политическая воля и объединение усилий всего мирового сообщества, ведь недостаточно запретить ХФУ в одной стране или на одном континенте.

Первый шаг к запрету ХФУ был сделан в марте 1985 года, когда два десятка стран, в том числе СССР, Франция, Германия, Великобритания и США, подписали Венскую конвенцию об охране озонового слоя. 

Следующим этапом стало подписание осенью 1987 года Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой. Этот международный договор, вступивший в силу в 1989 году, содержит план поэтапного отказа от ХФУ и некоторых других химикатов.

В 2009 году Венская конвенция и Монреальский протокол стали первыми договорами в истории ООН, получившими всеобщую ратификацию, — это значит, что к ним официально присоединились все признанные государства мира.

Россия прекратила производство основных озоноразрушающих веществ к 2001 году и с тех пор продолжает вывод из обращения других химикатов. Например, в 2022 году по распоряжению российского правительства предстояло снизить использование озоноразрушающих веществ в промышленности на 20%.

7

Прекрасные слова. Но что с озоновой дырой над Антарктидой? Она рассосалась?

Пока нет. Самая большая озоновая дыра по-прежнему расположена над Антарктикой, ее площадь варьируется с каждым сезоном, но может достигать 25 миллионов квадратных километров. Это примерно в два раза больше площади Сибири от Урала до Тихого океана. 

Размер антарктической озоновой дыры по-прежнему очень велик, но наметился тренд к ее уменьшению. Если все страны продолжат сохранять запрет на ХФУ и другие химические вещества, то озоновая дыра над Антарктидой восстановится примерно к 2066 году, прогнозируют авторы нового доклада ООН.

Динамика роста и сокращения озоновой дыры над Антарктикой. На графике два показателя — среднегодовая и максимальная за год площадь области со сниженной концентрацией озона.

8

Подождите! Если дыра никуда не делась, можно ли говорить о каком-то успехе международных усилий?

Вполне.

В 2016 году, спустя почти три десятилетия после подписания протокола, ученые заметили признаки того, что озоновый слой начал восстанавливаться. К началу 2022 года концентрация озоноразрушающих веществ в стратосфере в средних широтах упала на 50%, вернувшись на уровень 1980 года.

Еще в 2009 году ученые NASA смоделировали, как выглядел бы мир в 2040 году без Монреальского протокола и запрета на использование ХФУ: озоновая дыра покрыла бы весь мир, а в умеренных широтах в полдень в ясный летний день можно было бы получить заметный солнечный ожог за 10 минут. Этого апокалиптического сценария удалось избежать благодаря своевременным действиям мирового сообщества.

В 2003 году бывший генсек ООН Кофи Аннан назвал Монреальский протокол «возможно, самым успешным международным природоохранным соглашением». Двадцать лет спустя он остается, пожалуй, единственным примером того, как совместные усилия политиков и ученых приводят к быстрым позитивным изменениям в планетарном масштабе.

9

Как вообще удалось договориться о защите озонового слоя? Неужели производители и политики в восьмидесятые не лоббировали сохранение статус-кво?

Производители химикатов определенно не были рады, когда ученые обвинили их продукцию в разрушении озонового слоя. Руководитель DuPont, например, писал, что «теория разрушения озона — это научная фантастика». Но вскоре выяснилось, что потенциальные заменители ХФУ — пропан, бутан и изобутан — дешевле в производстве, так что оппозиция промышленников сошла на нет.

Кроме того, экологические и потребительские организации проводили массовые кампании, включая бойкоты компаний, использующих ХФУ. Это давление вынудило некоторые американские компании отказаться от ХФУ еще до их глобального запрета. Так что к моменту принятия Монреальского протокола рынок ХФУ уже сократился. 

Чтобы упростить отказ от ХФУ для развивающихся стран, США и их союзники выделили 160 миллионов долларов на передачу своих технологий. Наконец, успеху протокола способствовало то, что он вводил санкции, запрещающие торговлю рядом озоноразрушающих веществ с теми странами, которые его не подписали, — это стимулировало другие государства присоединиться к соглашению.

Динамика выбросов озоноразрушающих соединений. Максимум был достигнут в 1988 году — как раз перед тем, как вступил в силу Монреальский протокол.

Тем не менее путь к миру без озоновой дыры оказался извилистым. В 2019 году стало известно, что нелегальные выбросы запрещенного Монреальским протоколом трихлорфторметана (CFC-11) в течение нескольких лет росли в двух промышленно развитых провинциях на востоке Китая. Скорее всего, CFC-11 применялся при изготовлении пенопласта. Китайские выбросы угрожали ощутимо задержать восстановление озонового слоя.

К счастью, спустя четыре года правительство Китая в целом остановило выбросы трихлорфторметана, позволив ученым подтвердить, что озоновый слой полностью восстановится в течение нескольких десятилетий. Китайские выбросы последних лет хотя и оттянули хеппи-энд, но всего на год, отмечают авторы доклада.

10

Монреальский протокол — история успеха международного сотрудничества. Нельзя ли повторить этот трюк с изменением климата?

Изменение климата и истощение озонового слоя — две разные глобальные экологические проблемы. И справиться с озоновой дырой было значительно проще.

Изменение климата в первую очередь обусловлено выбросом парниковых газов, например углекислого газа и метана, в атмосферу. Эти газы удерживают тепло и вызывают нагревание поверхности Земли. Озоновая дыра, как мы уже выяснили, спровоцирована выбросом в атмосферу ряда химических веществ (в частности, хлорфторуглеродов), которые разрушают озоновый слой. Кроме того, изменение климата влияет на всю планету, а озоновая дыра наиболее заметна в Антарктике, хотя может затронуть и другие регионы.

В случае с озоновой дырой миру повезло: большая часть мирового производства ХФУ приходилась всего на 18 химических компаний, в основном из США, Великобритании, Франции и Японии. Причем DuPont была лидером, производя около четверти мирового объема ХФУ (при этом в масштабах всего бизнеса компании эти химикаты занимали лишь 3%). Как только DuPont нашла аналоги и согласилась с запретом ХФУ, остальные компании последовали примеру. 

На руку экологическому движению сыграла и относительная дешевизна заменителей ХФУ. Чтобы замедлить процесс изменения климата, нужно радикально сократить долю ископаемого топлива (нефти, газа и угля) в энергетическом балансе большинства стран мира. Для этого необходимы сразу и общественное давление, и политическая воля, и заинтересованность производителей. 

Впрочем, Монреальский протокол сам по себе способствует замедлению темпов изменения климата, поскольку ХФУ относятся к парниковым газам. Кроме того, без наложенных соглашением ограничений к концу XXI века почва и растительность запасли бы на 325–690 миллиардов тонн углерода меньше. Это могло привести к дополнительному росту средней температуры на планете до 1 градуса Цельсия.

Илья Кабанов

Странная весна в Антарктике, или почему уменьшилась озоновая дыра

В сентябре 2019 года появились сообщения о необычно малой площади озоновой дыры над Антарктидой. К ноябрю, по данным Службы мониторинга Copernicus (CAMS), её размер стал наименьшим за последние 30 лет. Однако это не означает, что восстановление озонового слоя ускоряется.

Общее содержание озона над антарктическим полюсом: слева — октябрь 2015 года, справа — октябрь 2019 года. Фиолетовый и синий цвета обозначают области с наименьшим содержанием озона; жёлтый и красный — области с повышенным содержанием озона. Данные получены со спутников Aura и Suomi NPP. Фото: https://ozonewatch. gsfc.nasa.gov.

Открыть в полном размере

‹

›

Рекордное разрушение озонового слоя, защищающего человека, животных и растения от повышенных уровней ультрафиолетовой радиации, было обнаружено над Антарктикой в начале 1980-х годов японскими и британскими исследователями с помощью наземных измерений и по результатам баллонных запусков, которые затем подтвердились спутниковыми наблюдениями. Значительное сокращение озонового слоя назвали Антарктической озоновой аномалией (или озоновой дырой). Уменьшение общего содержания озона (до 50%, а на некоторых уровнях в стратосфере — до 90%) ежегодно происходит в сентябре—ноябре, то есть в весенний период для Южного полушария.

Теоретическое обоснование разрушения озонового слоя в результате химических реакций с участием соединений хлора (фреонов) предложили Марио Молина и Шервуд Роуланд в 1974 году, за что в 1995 году получили Нобелевскую премию по химии. Суть теории состоит в том, что антропогенные хлорфтор-углероды (использовавшиеся в том числе в холодильниках и аэрозольных баллонах) поступают в нижние слои атмосферы (тропосферу), где они весьма устойчивы и могут находиться в неизменном виде десятки лет. Хлорфторуглероды медленно переносятся в стратосферу, в которой на частицах полярных стратосферных облаков, образующихся в полярной стратосфере при температурах ниже –78°С, разлагаются под действием коротковолнового УФ-излучения Солнца, проникающего в неё весной, высвобождая при этом атомы хлора. Атомы хлора атакуют молекулы озона, разрушая их и образуя оксид хлора СlO, который взаимодействует с атомарным кислородом, в результате чего вновь образуется активный хлор и разрушение озона продолжается.

Для интенсивного истощения озонового слоя необходимы уникальные метеорологические условия в полярной стратосфере: низкие температуры, достаточные для формирования полярных стратосферных облаков внутри стратосферного полярного вихря — так называется область полярной стратосферы с пониженным давлением и низкими температурами, вращающаяся против часовой стрелки в Арктике и по часовой стрелке — в Антарктике.

Аномалия озонового слоя, площадь которой определяется территорией со значениями общего содержания озона менее 220 единиц Добсона (одна единица Добсона равна слою озона 10 мкм при стандартных давлении и температуре — 10⁵ Па и 0°С), может достигать 30 млн км², что превышает площадь Северо-Американского континента (и вдвое — площадь Антарктиды). Уменьшение озонового слоя над Антарктикой оказало влияние на климатические условия на поверхности не только в высоких, но и в средних широтах Южного полушария в летнее время. Одновременно оно может увеличить в два-три раза уровни УФ-радиации, вызывающей у человека эритему с последующими негативными реакциями вплоть до онкологии.

Обнаружение озоновой аномалии над Антарктикой привело к значительному развитию мониторинга и исследований озонового слоя и факторов, влияющих на его изменчивость, во многих странах, в том числе в СССР и затем в России. Измерения общего содержания озона ведут наземные станции и спутниковые приборы. В Антарктике измерения проводят на наземных научных станциях, в том числе российских: «Новолазаревская», «Мирный» и «Восток». Наблюдения в крайне суровых условиях по-прежнему необходимы, в том числе для подтверждения (валидации) спутниковых данных.

Ограничение производства озоноразрушающих соединений, благодаря вступлению в силу в 1989 году Монреальского протокола, дало результат: начиная с 2000-х годов наметилась тенденция к уменьшению содержания этих соединений в атмосфере на 1—3% за десятилетие. Если страны, подписавшие протокол, будут придерживаться его и дальше, озоновый слой, по прогнозам, восстановится во второй половине текущего столетия. Этот процесс в XXI веке зависит и от содержания парниковых газов: их увеличение в атмосфере приведёт к снижению температуры стратосферы и изменению меридиональной циркуляции*, что повлечёт за собой сложные процессы, которые в целом будут сдерживать реставрацию озонового слоя.

Однако для Антарктической озоновой аномалии характерна и межгодовая изменчивость, которая определяется складывающимися метеорологическими условиями, способными привести к значительному разрушению озонового слоя, как, например, весной 2011 и 2015 годов. Усилить разрушение озонового слоя, в том числе и над Антарктикой, могут также сильные извержения вулканов, выбросы которых достигают стратосферы.

В начале сентября 2019 года температура стратосферы Антарктики резко увеличилась, из-за чего стратосферный полярный вихрь ослаб, уменьшился объём полярных стратосферных облаков, необходимых для сильного разрушения озонового слоя. В результате разрушение озона было слабым, область озоновой аномалии значительно сократилась и составила около 10 млн км², что примерно в 2,5 раза меньше, чем в сентябре 2015 года (когда была большая озоновая аномалия), и даже на 30% меньше, чем в сентябре 2002 года. Тогда произошло главное внезапное стратосферное потепление — увеличение температуры стратосферы на десятки градусов за несколько дней — и разрушение озона было одним из наименьших за последние годы. В октябре 2019 года озоновая аномалия продолжала сокращаться и затянулась раньше обычного — в начале ноября. Озоновая дыра над Антарктикой 2019 года стала наименьшей за последние десятилетия из-за рекордно сильного распространения волновой активности** из тропосферы в полярную стратосферу, что привело к менее устойчивому стратосферному полярному вихрю с достаточно высокими температурами внутри его. Объяснения повышенному распространению волновой активности пока нет — это актуальная задача для исследователей.

Комментарии к статье

* Меридиональная циркуляция — циркуляция атмосферы, при которой потоки воздуха преимущественно следуют вдоль меридианов, то есть направлены на юг или на север.

** Волновая активность взаимодействует с циркуляцией стратосферы; в зимний сезон распространяется из тропосферы в стратосферу.

Три необычных сезона антарктических озоновых дыр подряд: что нам известно

Дата: 13 декабря 2022 г.

После окончания сезона антарктических озоновых дыр 2022 года в середине декабря и на фоне знаменательного отчета Организации Объединенных Наций, подтверждающего восстановление озонового слоя во всем мире, анализ CAMS показывает, что эта озоновая дыра 2022 года следовала своеобразной схеме, аналогичной двух предыдущих лет, но совершенно отчетливо отличается от предыдущих 40 лет.

Начало сезона было довольно средним, озоновая дыра открылась в конце сентября, в начале южной весны. Максимальная площадь озоновой дыры достигается в конце сентября, немного позже, чем среднее значение, основанное на данных об озоне между 1979 и 2019.  

Но хотя средняя площадь озоновой дыры обычно быстро уменьшается в октябре и еще быстрее в ноябре, в последние три года мы наблюдаем, как озоновая дыра сохраняется до ноября и закрывается далеко за декабрь. В 2022 году озоновая дыра закрылась примерно в середине декабря, а самая продолжительная за всю историю наблюдений в 2020 году закрылась 28 декабря.

Чтобы представить в перспективе размер трех последних озоновых дыр, мы рассмотрели среднюю площадь озоновой дыры в период с 7 сентября по 13 октября с 1979. Озоновая дыра 2022 года занимает 12-е место по величине. 2021 год занимает 8-е место по величине, а 2020 год — 10-е место. «Топ-15» еще больше показывает, что последние три года представляют собой относительно редкую тенденцию после тенденции к снижению с 2000-х годов, подверженную высокой изменчивости. Иными словами, пять из 15 самых больших по площади лет пришлись на 2010-е годы, четыре – на 2000-е, но все три года 2020-х входят в список годов с самой большой площадью озоновой дыры.

В 2022 году после медленного уменьшения размера озоновой дыры в октябре и большей части ноября мы наблюдали быстрое уменьшение в конце ноября, как следствие быстрого изменения условий.

Как и каждый год, приход австралийского лета с относительно более высокими стратосферными температурами приводит к разрушению полярного вихря, смешиванию более высоких значений содержания озона от средних широт к южному полярному региону, заполнению обедненной озоном области и закрытию дыры.

На следующей тепловой карте показано, как развивался сезон антарктических озоновых дыр с 1979 года. В 2022 году максимальная площадь озоновой дыры, составляющая почти 25 миллионов км2, достигается немного позже, чем в среднем, и сохраняется на большой площади до декабря.

Тепловая карта, показывающая размеры каждой антарктической озоновой дыры ниже 60-й параллели южной широты с 1979 года. Последние сезоны были необычно длинными. Предоставлено: CAMS  

Тепловая карта дефицита массы озона дает другую точку зрения на одно и то же поведение. Чтобы получить дефицит массы озона, мы рассчитываем количество озона, которое необходимо добавить в атмосферу, чтобы довести общий столб озона по площади озоновой дыры до 220 единиц Добсона (уровень, необходимый для «заполнения» озонового слоя). дыра).

Тепловая карта, показывающая дефицит массы озона ниже 60-й параллели южной широты с 1979 года. Последние три года показывают необычно глубокую озоновую дыру позже, чем в среднем в сезон. Предоставлено: CAMS

Стоит отметить, что всего за год до этого в 2019 году была отмечена самая маленькая озоновая дыра за всю историю наблюдений из-за сильного внезапного потепления в стратосфере. Дефицит массы озона постоянно был ниже 5 мегатонн в течение всего сезона, поэтому на графике выше он не показывает никакого сигнала. Это, наряду с другими подобными эпизодами в каждом десятилетии, показывает, что озоновая дыра подвержена относительно высокой изменчивости термических и динамических условий стратосферы из года в год.

Действительно, концентрации озоноразрушающих веществ (ОРВ) в стратосфере изменяются медленно и имеют тенденцию к снижению с конца 1990-х годов благодаря Монреальскому протоколу.

Тем не менее тот факт, что этот продолжительный «сезон озоновых дыр» повторяется в третий раз подряд, предполагает, что в стратосфере Южного полюса могут быть изменяющиеся факторы. Причины этого не совсем понятны, но мы можем изучить некоторые возможные версии, основанные на динамике стратосферы.

 

Уровни озоноразрушающих веществ снижаются, что может быть причиной недавних больших озоновых дыр?

Чтобы попытаться найти некоторые причины этого «нового» поведения южного озонового слоя, мы сравнили среднюю площадь озоновой дыры и силу полярного вихря с 1979 года. . Затем с 1990-х годов изменчивость значительно возрастает.

Исторические ряды максимальной площади озоновой дыры (в миллионах квадратных метров) и силы полярного вихря. Индекс силы полярного вихря определяется как среднегодовое значение нормализованной аномалии геопотенциала в 30 гПа к югу от -60°.

Аномалия рассчитана по климатологии ERA5 1979-2022 гг. Предоставлено: CAMS 

В течение десятилетия 2000-х годов диаграмма показывает, что при пиковых концентрациях ОРВ в стратосфере большинство озоновых дыр были одними из самых больших в широком диапазоне условий полярных вихрей, включая самый большой из когда-либо наблюдаемых слоев озоновых дыр. , в 2000 г. и за исключением раннего раскола вихря в сентябре 2002 г.  

В 2021 году наблюдалась большая озоновая дыра с самым сильным полярным вихрем в наших записях, но в 2020 году, самой продолжительной озоновой дыре, сила полярного вихря была слабее. В этом 2022 году сила полярного вихря была ниже, но все же максимальная озоновая дыра была такой же площади, как и в 2021 году, и находилась в диапазоне типичных озоновых дыр конца 1990-х и 2000-х годов, когда ОРВ достигали своего пикового значения.

Чтобы завершить картину, мы можем упомянуть, что область с истощением озонового слоя сама создает петлю обратной связи посредством радиационного эффекта, замедляя весеннее потепление стратосферы и, таким образом, продлевая срок жизни озоновой дыры.

На приведенной ниже диаграмме показано, как средний дефицит массы озона соответствует тренду повышения температуры на уровне 50 гПа (высота около 20 км). Эти три последних своеобразных года установили рекордно медленную тенденцию к потеплению и очень высокий дефицит массы озона.

Средний дефицит массы озона как функция тренда повышения температуры в октябре за период с 1979 по 2022 год. 2020, 2021 и 2022 годы отмечены тремя самыми медленными трендами потепления и одними из самых больших дефицитов средней массы озона. Кредит: CAMS

Хорошо задокументировано, что современное глобальное потепление имеет охлаждающий эффект в средней и верхней стратосфере, так как парниковый эффект снижает обмен между различными слоями земной атмосферы (более теплые воздушные массы остаются «запертыми» в нижних слоях стратосферы). слои). Следовательно, тенденция к охлаждению стратосферы может иметь влияние на довольно большие и продолжительные озоновые дыры последних лет.

Наконец, для озоновой дыры 2022 года, в частности, могло сыграть роль мощное извержение вулкана Хунга Тонга-Хунга Хаапай 15 января. Установлено, что оно вызвало крупнейшее глобальное возмущение стратосферных аэрозолей со времен извержения Пинатубо, но точная роль в озоновой дыре этого года до сих пор остается исследовательским вопросом.

Максимальная годовая протяженность озоновой дыры с 1979 года. Фото: CAMS 

Анимация, показывающая сезоны озоновой дыры с 1979 года, хорошо иллюстрирует, что лишь несколько лет до 2020 года озоновая дыра длилась позже 13 декабря.

14 декабря 2022 г. Скачать (59,74 МБ)

1

Мультипанельная анимация сезонов озоновых дыр с 1979 г.

Недавние большие и продолжительные озоновые дыры, однако, никоим образом не мешают тому факту, что озоновый слой Антарктики восстанавливается, как указано в четырехгодичной научной оценке состояния озона ВМО/ЮНЕП. отчет об истощении 2022. «Восстановление антарктического стратосферного озона продолжается. Новые результаты, полученные после Оценки 2018 года, подтверждают сделанные в то время выводы о том, что с 2000 года размер и глубина антарктической озоновой дыры в целом уменьшились». В резюме также упоминается «существенная изменчивость», наблюдаемая с 2019 года. по размеру, прочности и долговечности. «Это поведение в значительной степени обусловлено динамикой, согласуется с нашим пониманием и не оспаривает доказательства появления выздоровления». в отчете говорится, что озоновая дыра в Антарктике может быть полностью восстановлена ​​к 2066 году благодаря коллективным усилиям Монреальского протокола..  

Монреальский протокол, запрещающий использование озоноразрушающих сотрудничество. Без запрета этих почти 100 химикатов, разрушающих озоновый слой, состояние озонового слоя резко ухудшилось бы.

Приведенные выше данные показывают, что восстановление озонового слоя является медленным процессом, а химические вещества, выброшенные в атмосферу, имеют долгосрочные последствия. Согласно оценкам, химические вещества, находящиеся в настоящее время в стратосфере, разлагаются в течение пяти десятилетий. Процесс истощения озонового слоя, вызывающий образование озоновой дыры, зависит от четырех основных факторов: наличия озоноразрушающих веществ, условий полярных вихрей с экстремально холодными условиями и предотвращением смешивания с воздухом из средних широт, полярных стратосферных облаков (ПСО) и солнечной радиации.

Изолированные и очень холодные условия внутри полярного вихря играют важную роль в глубине и размере озоновой дыры.

Озоновый слой фильтрует вредное солнечное ультрафиолетовое ультрафиолетовое излучение, играющее важную роль в жизнеспособности жизни на Земле. Выбросы человеком ОРВ в конце 20-го века повлияли на количество молекул озона в стратосфере, что привело к образованию ежегодной озоновой дыры над Антарктикой. Воздействие УФ-излучения увеличивает риск рака кожи, солнечных ожогов, повреждения глаз и преждевременного старения.

CAMS отслеживает озоновый слой на специальной странице с доступными картами, диаграммами, графиками и анимациями, доступными бесплатно  

CAMS озоновый слой и тематическая область вывода ультрафиолетового излучения.

Наверх

Восстановление озонового слоя – история успеха в области защиты окружающей среды

Всемирная метеорологическая организация присоединяется к остальному международному сообществу в праздновании Всемирного дня озона 16 сентября. В нем подчеркивается важность защиты защитного озонового слоя Земли и показано, что коллективные действия, направляемые наукой, — лучший способ решить основные глобальные проблемы.

Озоновый слой в верхних слоях атмосферы блокирует ультрафиолетовое (УФ) излучение, наносящее вред живым тканям, в том числе людям и растениям. Озоновая «дыра», открытая в 1985 является результатом выделения человеком хлорфторуглеродов (ХФУ), которые представляют собой озоноразрушающие химические вещества и парниковые газы, используемые в качестве хладагентов в холодильниках и в аэрозольных распылителях. Почти 200 стран подписали Монреальский протокол в 1987 году, который поэтапно прекратил производство и потребление ХФУ.

Новое исследование в журнале Nature показывает, что, защищая озоновый слой, блокирующий вредное ультрафиолетовое излучение, Монреальский протокол также защищает растения и их способность поглощать углерод из атмосферы.

«Монреальский протокол зародился как механизм защиты и восстановления озонового слоя. За последние три десятилетия он хорошо справлялся со своей задачей. Озоновый слой находится на пути к восстановлению. Сотрудничество, которое мы наблюдаем в рамках Монреальского протокола, — это именно то, что сейчас необходимо для борьбы с изменением климата, столь же серьезной угрозой для наших обществ», — заявил в своем послании Генеральный секретарь ООН Антониу Гутерриш.

В самой последней научной оценке разрушения озонового слоя Программы ВМО/ООН по окружающей среде, опубликованной в 2018 г., сделан вывод о том, что меры, предусмотренные протоколом, приведут к восстановлению озонового слоя и к потенциальному возвращению озона в Арктике и на севере Озон в средних широтах полушария до середины века (~ 2035 г.), затем в средних широтах Южного полушария примерно в середине века и в антарктическом регионе к 2060 г.

Хотя использование галонов и хлорфторуглеродов прекращено, они будут оставаться в атмосфере в течение многих десятилетий. Даже если бы не было новых выбросов, хлора и брома в атмосфере по-прежнему более чем достаточно, чтобы разрушить озон на определенных высотах над Антарктидой с августа по декабрь. Ожидается, что образование озоновой дыры станет ежегодным весенним событием. Его размер и глубина в значительной степени определяются метеорологическими условиями, характерными для года.

По состоянию на первую неделю августа 2021 года озоновая дыра вновь появилась и быстро растет, достигнув 13 сентября 23 миллионов квадратных километров, что превышает средний показатель с середины 1980-х годов. Самое низкое значение озона в течение этого сезона составляло около 140 е.Д. Отверстие ежегодно колеблется в размерах и обычно достигает наибольшей площади в самые холодные месяцы в южном полушарии, с конца сентября до начала октября.

Его эволюция отслеживается спутниками и наземными наблюдательными станциями Программы Глобальной службы атмосферы ВМО. Эти наблюдения сочетаются с цифровым моделированием различными организациями и учреждениями (НАСА, Службой атмосферного мониторинга Коперника, реализованной ЕЦСПП, ECCC, KNMI и другими) для предоставления информации и анализа уровней озона в различных частях стратосферы в режиме, близком к реальному времени. , расположение и размеры зоны истощения озонового слоя.

В 2020 году над Антарктикой и Арктикой образовались исключительно большие озоновые дыры, отражающие экстремальные метеорологические условия. Особые динамические условия в стратосфере в 2019 году привели к возникновению самой маленькой озоновой дыры в Антарктике с момента ее открытия. Это свидетельствует о необходимости постоянной бдительности и наблюдения.

Озон и климат

Тема этого года Монреальский протокол – сохраняя нас, нашу еду и вакцины прохладными.

Озоноразрушающие вещества (ОРВ) также являются парниковыми газами (ПГ), и их изобилие в атмосфере на протяжении многих лет вносит важный вклад в радиационное воздействие на климат.

Хотя ожидается, что концентрации ОРВ будут продолжать снижаться, концентрации долгоживущих парниковых газов увеличиваются.

Распределение и количество стратосферного озона зависит от температуры и циркуляции, поэтому изменения климата будут влиять на распределение озона. Долгоживущие парниковые газы нагревают тропосферу, но охлаждают стратосферу, что приводит к изменениям глобальной циркуляции, влияя на устойчивость полярных зимних вихрей и изменяя погодные условия.

Следовательно, на будущую эволюцию озонового слоя будут влиять концентрации этих долгоживущих парниковых газов и изменение климата.

Монреальский протокол привел к значительному предотвращению потепления, а Кигалийская поправка, которая регулирует использование гидрофторуглеродов (ГФУ), ХФУ и гидрохлорфторуглеродов (ГХФУ) в качестве заменителей газов, добавляет еще один важный уровень защиты климата. Избегание ультрафиолетового излучения и изменение климата также имеют сопутствующие преимущества для растений и их способности накапливать углерод посредством фотосинтеза.

Некоторые недавние научные данные указывают на то, что истощение озонового слоя в арктическом полярном вихре может усилиться к концу века, если глобальные парниковые газы не будут быстро и систематически сокращаться. В будущем это также может означать усиление воздействия УФ-излучения в Европе, Северной Америке и Азии, когда части полярного вихря дрейфуют на юг.

Ученые отслеживают, в какой степени изменение климата приводит к охлаждению стратосферы, что расширяет возможности наблюдения за температурами ниже -78°C, особенно в Арктике, где есть свидетельства того, что самые холодные стратосферные зимы становятся еще холоднее. Эти температуры необходимы для образования полярных стратосферных облаков, в которых происходит разрушение озона.

УФ-излучение

Воздействие УФ-излучения на биосферу вызывает несколько обратных связей с изменением климата. Например, разложение или фотодеградация мертвого растительного материала приводит к выбросу углерода в атмосферу, что увеличивает количество углекислого газа и других парниковых газов.

Повышенное таяние или таяние снега, льда и вечной мерзлоты в Арктике также приводит к выбросу парниковых газов и оказывает негативное воздействие на открытые экосистемы.

Исследования показывают, что температура, УФ-излучение и частота осадков являются ключевыми факторами, определяющими наличие или диапазон подходящих мест обитания для выживания определенных видов растений. УФ-В излучение и факторы, связанные с изменением климата, влияют на рост растений, защиту от патогенов и вредителей, а также на качество продовольственных культур.

Для здоровья человека УФ-излучение может иметь значительные негативные последствия, например, вызывая рак кожи и некоторые заболевания глаз, такие как катаракта. Однако Монреальский протокол сыграл важную роль в предотвращении большого числа случаев заболевания и смерти.

Что касается загрязнения, УФ-излучение может оказывать существенное влияние на состав и качество атмосферы; на здоровье человека, наземной и водной среды. Он способствует разложению пластиковых загрязнителей, что имеет последствия для здоровья человека и окружающей среды.

УФ-излучение является основным фактором загрязнения воздуха в городах и на континентах, поскольку многие органические соединения, выделяемые в результате деятельности человека и природных процессов, преобразуются солнечным УФ-излучением в токсичные продукты, ухудшая качество воздуха и нанося вред здоровью человека. УФ-излучение также является ключевым фактором разрушения загрязняющих веществ в водной среде с образованием токсичных и канцерогенных продуктов.