На какой высоте в атмосфере расположен озоновый слой: ОЗОНОВЫЙ СЛОЙ • Большая российская энциклопедия

ОЗОНОВЫЙ СЛОЙ • Большая российская энциклопедия

Авторы: А. М. Звягинцев

ОЗО́НОВЫЙ СЛОЙ, часть ат­мо­сфе­ры Зем­ли, где экс­пе­рим. ме­то­да­ми уда­ёт­ся об­на­ру­жить озон. За­ни­ма­ет про­стран­ст­во от зем­ной по­верх­но­сти до выс. 70–80 км над уров­нем мо­ря. В бо­лее уз­ком смыс­ле О. с. (или озо­но­сфе­рой) на­зы­ва­ют всю стра­то­сфе­ру или (ино­гда) её слой от 20 до 30 км, в ко­то­ром на­хо­дит­ся наи­боль­шее ко­ли­че­ст­во озо­на.

Вертикальная структура озонового слоя: r3 – отношение смеси озона, р3 – парциальное давление озона, Т – температура воздуха, Н – высота над уровнем моря.

Ес­ли бы во всей ат­мо­сфе­ре со­блю­да­лись нор­маль­ные ус­ло­вия и её мож­но бы­ло бы раз­де­лить на слои, ка­ж­дый из ко­то­рых со­дер­жал бы толь­ко один газ, то вся ат­мо­сфе­ра за­ня­ла бы слой тол­щи­ной ок. 8 км, а слой озо­на имел бы тол­щи­ну ок. 3 мм. Тол­щи­на это­го ги­по­те­тич. слоя озо­на над кон­крет­ным ме­стом оп­ре­де­ля­ет важ­ней­шую ха­рак­те­ри­сти­ку О.  с. – об­щее со­дер­жа­ние озо­на (ОСО), из­ме­ряе­мое в еди­ни­цах Доб­со­на, на­зван­ных в честь брит. ме­тео­ро­ло­га лор­да Г. М. Б. Доб­со­на; при­ве­дён­ная тол­щи­на слоя озо­на в 3 мм со­от­вет­ст­вует 300 еди­ни­цам Доб­со­на. При уда­ле­нии от эк­ва­то­ра ОСО обыч­но воз­рас­та­ет; макс. ОСО на­блю­да­ет­ся в на­ча­ле вес­ны, ми­ни­маль­ное – осе­нью. Эта за­ви­си­мость не­вер­на для Ан­тарк­ти­ды (см. Озо­но­вая ды­ра). ОСО мо­жет из­ме­нять­ся от 80 еди­ниц Доб­со­на (над Ан­тарк­ти­дой в пе­ри­од ве­сен­ней озо­но­вой ано­ма­лии) до 650 еди­ниц Доб­со­на (над Даль­ним Вос­то­ком в кон­це зи­мы – на­ча­ле вес­ны). На рис. по­ка­за­на вер­ти­каль­ная струк­ту­ра О. с.: здесь ОСО про­пор­цио­наль­но пло­ща­ди ме­ж­ду вер­ти­каль­ной осью и кри­вой пар­ци­аль­но­го дав­ле­ния. Осн. часть ат­мо­сфер­но­го озо­на на­хо­дит­ся в стра­то­сфе­ре, ме­нее 1% – в ме­зо­сфе­ре, 10–15% – в тро­по­сфе­ре. В ат­мо­сфе­ре мо­ле­ку­лы озо­на по­сто­ян­но пе­ре­ме­ща­ют­ся, пре­им. в сто­ро­ну умень­ше­ния т.  н. от­ноше­ния сме­си озо­на (от­но­ше­ния чис­ла мо­ле­кул озо­на к об­ще­му чис­лу мо­ле­кул в еди­ни­це объ­ё­ма воз­ду­ха; r₃ на рис.) и всту­па­ют в хи­мич. ре­ак­ции. Гл. ис­точ­ни­ком озо­на в ат­мо­сфе­ре яв­ля­ет­ся верх­няя стра­то­сфе­ра, где он об­ра­зу­ет­ся из мо­ле­ку­ляр­но­го ки­сло­ро­да под дей­ст­ви­ем УФ-из­лу­че­ния Солн­ца. 

На­ли­чие О. с. в ат­мо­сфе­ре при­во­дит к по­гло­ще­нию УФ-из­лу­че­ния с дли­на­ми волн ме­нее 310 нм, гу­би­тель­но­го для все­го жи­во­го на Зем­ле. По­это­му ми­ро­вое со­об­ще­ст­во чрез­вы­чай­но обес­по­кое­но гло­баль­ным умень­ше­ни­ем ОСО, на­блю­дав­шим­ся с кон. 1970-х гг. Силь­ное умень­ше­ние ОСО име­ло ме­сто над по­ляр­ны­ми рай­она­ми, осо­бен­но над Ан­тарк­ти­дой; над тро­пи­ка­ми ОСО прак­ти­че­ски не из­ме­ня­лось. Бы­ло ус­та­нов­ле­но, что умень­ше­ние ОСО свя­за­но как с на­блю­дае­мы­ми кли­ма­тич. из­ме­не­ния­ми, так и с уве­ли­че­ни­ем со­дер­жа­ния в ат­мо­сфе­ре хлор­фто­руг­ле­ро­дов (боль­шин­ст­во из них бо­лее из­вест­ны как фре­о­ны). По­это­му в 1987 за­клю­че­но Ме­ж­ду­нар. со­гла­ше­ние по за­пре­ще­нию про­из-ва и при­ме­не­ния озо­но­раз­ру­шаю­щих со­еди­не­ний (Мон­ре­аль­ский про­то­кол). В 1994 Ге­не­раль­ная ас­самб­лея ООН про­воз­гла­си­ла 16 сен­тяб­ря Ме­ж­ду­нар. днём ох­ра­ны О. с. Наи­мень­шее со­дер­жа­ние озо­на в ат­мо­сфе­ре на­блю­да­лось в кон. 20 в. (в уме­рен­ных ши­ро­тах Сев. по­лу­ша­рия вес­ной оно бы­ло при­мер­но на 5% ни­же нор­мы), в нач. 21 в. фик­си­ру­ет­ся мед­лен­ный рост ОСО; ожи­да­ет­ся, что к 2050–2080 гг. О. с. вос­ста­но­вит­ся.

В ниж­нюю ат­мо­сфе­ру озон по­сту­па­ет из стра­то­сфе­ры, а так­же ге­не­ри­ру­ет­ся в ре­зуль­та­те фо­то­хи­мич. ре­ак­ций с уча­сти­ем ок­си­дов азо­та и лег­ко­ле­ту­чих ор­га­нич. со­еди­не­ний. Озон в кон­цен­тра­ции св. 80 млрд^–1 гу­би­те­лен для ды­ха­тель­ных кле­ток разл. ор­га­низ­мов. Та­кая кон­цен­тра­ция при­зем­но­го озо­на ино­гда на­блю­да­ет­ся в тё­п­лый се­зон (осо­бен­но при темп-рах вы­ше 28 °С) во всех про­мыш­лен­но раз­ви­тых стра­нах, в т.  ч. в Рос­сии. Счи­та­ет­ся, что из-за воз­дей­ст­вия при­зем­но­го озо­на толь­ко США еже­год­но не­до­би­ра­ют с.-х. про­дук­ции на неск. млрд. дол­ла­ров. Из-за гло­баль­но­го по­те­п­ле­ния и уве­ли­че­ния вы­бро­сов за­гряз­няю­щих ве­ществ кон­цен­тра­ция при­зем­но­го озо­на в ря­де стран по­сто­ян­но рас­тёт (со ско­ро­стью ок. 0,3% в год), что пред­став­ля­ет уг­ро­зу для че­ло­ве­че­ст­ва. Осо­бен­но силь­ное уве­ли­че­ние кон­цен­тра­ции при­зем­но­го озо­на ожи­да­ет­ся для Ин­дии, Ки­тая и стран Юго-Вост. Азии.

российский климатолог — о состоянии озонового слоя атмосферы — РТ на русском

Озоновый слой земной атмосферы пока не восстановился до состояния, в каком он был до вступления в силу в 1989 году Монреальского протокола, запрещающего выброс фреонов — веществ, разрушающих озон. Чтобы озоновые дыры затянулись, потребуется ещё не одно десятилетие, хотя учёные фиксируют слабую позитивную динамику. Об этом в интервью RT рассказал ведущий научный сотрудник Института физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН доктор физико-математических наук Александр Груздев. При этом некоторые из веществ, на которые промышленность заменила фреоны, оказались не менее разрушительными для окружающей среды — поиск безопасных альтернатив продолжается. Негативную роль для озонового слоя в будущем может сыграть и глобальное потепление, считает учёный.

— Александр Николаевич, расскажите, пожалуйста, в двух словах о формировании озонового слоя земной атмосферы и факторах, его разрушающих.

— Начну с того, что атмосфера делится на несколько больших слоёв, которые включают тропосферу, стратосферу, мезосферу. Мы живём в нижнем, приземном слое тропосферы. А основной — озоновый слой, примерно 90% общего количества озона находится в стратосфере, на высоте от десяти до 50 километров над поверхностью Земли, и только около 10% содержится в тропосфере. Озоновые дыры — это области с сильно пониженной концентрацией озона в стратосфере. Озон образуется фотохимическим путём в присутствии ультрафиолетового солнечного излучения. И разлагается он тоже химическим путём — в атмосфере протекает много таких реакций. Дело в том, что в атмосфере, помимо озона, кислорода и азота, содержится ещё ряд иных, химически активных примесей. Атмосферная циркуляция приводит к перераспределению озона над поверхностью Земли. В основном озон образуется в тропической стратосфере, где высокая интенсивность ультрафиолетовой солнечной радиации. Из этой области озон атмосферной циркуляцией переносится в другие широты, в том числе в полярные области, где он может накапливаться — там ниже скорость реакций, разрушающих озон. По этой причине количество озона в стратосфере в высоких широтах больше, чем в стратосфере тропиков, где он большей частью образуется.

• Антарктида весной
• Gettyimages.ru
• © Wolfgang Kaehler/LightRocket

Озоновые дыры — сезонное явление, которое с середины 80-х годов прошлого века каждую весну наблюдается над Антарктидой, а в отдельные годы — и над Арктикой. Над Антарктидой озон в нижнем слое стратосферы может разрушаться практически полностью.

— Почему так происходит в полярных широтах, если на экваторе солнечная радиация, напротив, приводит к образованию озона в атмосфере?

— В этом случае задействуется специфический механизм, который работает при сочетании нескольких условий. Зимой, во время полярной ночи, в стратосфере развивается сильное западное течение, окружающее полярную область, — стратосферный полярный вихрь. Он препятствует переносу тепла и озона в полярную область, и стратосфера сильно охлаждается. Если температура в нижней стратосфере опускается ниже определённого порогового значения, около -80 °С, то там могут возникать стратосферные полярные облака, состоящие из аэрозольных частиц, образующихся при конденсации паров воды и азотной кислоты.

Также по теме

Апокалипсис как предчувствие: глобальные катастрофы, которых не было

Конец света упорно предсказывают с начала времён.

На частицах этих облаков протекают реакции, приводящие в итоге к накоплению в атмосфере молекулярного хлора, которого в обычных условиях мало. С приходом весны под действием солнечного излучения эти молекулы быстро расщепляются на активные радикалы, атомы хлора, которые разрушают озон.

— Новое климатическое моделирование NASA показало, что крупные вулканические извержения могут значительно повлиять на изменение климата Земли и разрушение озонового слоя. Исследователи отметили, что в этом случае озоновому слою вредит водяной пар, поднявшийся в атмосферу. Он мешает циркуляции в атмосфере, необходимой для перераспределения озона, а также разрушает озон воздействием гидроксильных радикалов. Можно ли говорить о том, что глобальное потепление тоже разрушает озоновый слой? Ведь парниковый эффект тоже сопровождается ростом концентрации водяного пара в атмосфере.

— Водяной пар преимущественно находится в тропосфере в ограниченном количестве — если относительная влажность превышает 100%, он конденсируется и выпадает в виде осадков. Но более тёплая атмосфера содержит при 100%-ной влажности больше водяного пара, чем более холодная. Поэтому может оказаться, что количество водяного пара в тропосфере, то есть абсолютная влажность, при потеплении будет возрастать. Водяной пар частично проникает из тропосферы в стратосферу, особенно в тропиках, где развита сильная конвекция. Если поток водяного пара в стратосферу при глобальном потеплении не будет ослабевать из-за изменения циркуляции, то его содержание в стратосфере может возрасти.

Озон образуется в атмосфере в результате реакции атомарного кислорода (О) и молекулярного кислорода (O₂) при наличии ультрафиолетового излучения. Разрушение озона происходит под действием ультрафиолетового излучения и, главным образом, в реакциях с другими химически активными примесями, такими как окислы азота, водородсодержащие радикалы, хлорные радикалы.

• Извержение вулкана
• Gettyimages. ru
• © Uldis Knakis / 500px

В стратосфере из водяного пара под действием ультрафиолетового излучения образуются активные водородсодержащие радикалы: атомарный водород Н и гидроксил ОН. По этой причине скорость химического разрушения стратосферного озона при глобальном потеплении может в принципе возрасти. Если при глобальном потеплении произойдёт ослабление стратосферной циркуляции, переносящей озон из тропиков в средние и высокие широты, то это послужит дополнительным негативным фактором для озонового слоя.

— Влияет ли истощение озонового слоя на процесс глобального потепления?

— При поглощении озоном ультрафиолетовой солнечной радиации часть поглощённой энергии превращается в тепло, и, таким образом, озон влияет на температуру стратосферы. Крупномасштабная циркуляция в атмосфере определяется контрастом температуры. Поэтому изменение нагревания за счёт озона влияет на циркуляцию стратосферы. Между стратосферой и тропосферой имеется взаимодействие. Некоторые данные наблюдений и численное моделирование говорят о том, что изменения содержания стратосферного озона, вероятно, влияют на процессы в нижней тропосфере. Но говорить уверенно об их влиянии на глобальное изменение климата мы пока не можем.

— Общество проявляет внимание к тому, о чём ему рассказывают СМИ. Возможно, смена глобальной экологической повестки с озоновых дыр на проблему глобального потепления была обусловлена не только объективными научными причинами, но и политическими, экономическими мотивами. Очевидно, что такие международные соглашения, как Киотский, Парижский, Монреальский протоколы, — все они затрагивают политико-экономическую сферу.

Также по теме

Морские полыньи: как воздушные «реки» влияют на антарктические льды и изменение климата на планете

Международный коллектив геологов исследовал полыньи в морских льдах Антарктики. Учёные выяснили, что в образовании таких гигантских…

В чём опасность хлорфторсодержащих веществ, известных под названием «фреоны»? Их время жизни в нижней атмосфере большое. Поэтому они успевают проникнуть в стратосферу, где становятся под влиянием ультрафиолетового солнечного излучения источником активных хлорных радикалов, способных разрушать озон.

Благодаря Монреальскому протоколу рост концентрации этих веществ в атмосфере замедлился или концентрация даже начала снижаться — с разными веществами ситуация разная. Но их содержание пока ещё довольно высокое.

Кроме того, не следует забывать о решающей роли атмосферной циркуляции — именно она создаёт условия для реализации того механизма разрушения озона, который происходит в области озоновых дыр.

Атмосфера — очень изменчивая среда, условия в ней сильно меняются год от года. Поэтому медленные изменения, которые характеризуют постепенное восстановление озонового слоя, трудно выявить на фоне этой сильной межгодовой изменчивости. Для этого нужно накопить большой наблюдательный материал, на протяжении многих лет. Однако уже имеются экспериментальные свидетельства, ещё не вполне уверенные, что уменьшение содержания стратосферного озона замедлилось, а в ограниченных областях начался его слабый рост. Расчёты с использованием численных моделей предполагают, что восстановление озонового слоя до состояния, предшествующего периоду озоновых дыр, произойдёт через несколько десятков лет.

• Полярная ночь
• Legion-Media
• © Dmytro Pylypenko

— Каждый месяц публикуются озоновые карты — по ним видно, что распределение озона постоянно меняется, хотя есть и основные проблемные зоны, такие как Арктика. Часто ли такие дыры возникают над густонаселённой местностью? И если да, то насколько это опасно для людей?

— В Антарктике люди практически не живут, и там повышение уровня ультрафиолетового излучения угрожает в основном животным и морской биоте, если они к этому воздействию чувствительны. Однако в результате ослабления полярного вихря весной стратосферный воздух с малым содержанием озона из антарктической области может смещаться на населённые районы, вплоть до Австралии.

Также по теме

Безжизненная пустыня: почему климат Монголии становится необратимо жарким и сухим

Международный коллектив климатологов установил, что засушливое Монгольское плато на востоке Центральной Азии превращается в бесплодную. ..

Что касается Арктики, здесь ситуация иная, поскольку в арктической зоне живёт немало людей — это и Скандинавия, и наше побережье — Мурманск, Архангельск и т. п. К счастью, озоновые аномалии в Арктике проявляются слабее и реже, чем над Антарктикой.

К слову, в тропиках, где живёт множество людей, общее содержание озона всегда небольшое. Кроме того, там солнце стоит высоко, в отличие от полярных регионов. Правда, живущие там люди больше приспособлены переносить воздействие ультрафиолета, у них обычно более тёмная кожа, чем у жителей средних и высоких широт.

— Бывает, что общепринятые научные теории со временем пересматриваются. Есть ли сегодня основания для пересмотра подхода, согласно которому главная причина образования озоновых дыр — выброс в атмосферу фреонов?

— Есть несколько семейств веществ, разрушающих озон в атмосфере. Это водородосодержащие, азотсодержащие, бром- и хлорсодержащие вещества. Однако их воздействие на озон различно. Например, скорости реакций озона с бромом и хлорсодержащими радикалами высокие, но эффективность их влияния на озон в обычных условиях невелика, потому что они в обычных условиях быстро превращаются в химически инертные вещества, не взаимодействующие с озоном. Поэтому большую роль играет наличие условий для протекания реакций. Например, благоприятные условия для разрушения озона хлорными радикалами возникают в зимне-весенний период в полярных областях.

• Gettyimages.ru
• © Abstract Aerial Art

Есть механизмы, детали которых не вполне изучены и понятны учёным, — например, реакции, которые протекают на аэрозольных частицах полярных облаков. В малоисследованных областях ещё могут таиться неожиданности и открытия.

— Химическая промышленность развивается. Появились ли за прошедшие десятилетия новые вещества, которые не включены в Монреальский протокол, но выбрасываются в атмосферу и разрушают озоновый слой?

— После подписания Монреальского протокола стали переходить на заменители попавших под ограничение веществ. Впоследствии подписывались дополнения к протоколу, расширяющие список веществ, разрушающих озон. Однако среди заменителей есть такие, которые обладают другими нежелательными свойствами. Например, некоторые из них оказались сильными парниковыми газами. Увеличение их концентрации в атмосфере способно ускорить глобальное потепление.

Также по теме

«Найти решение ради выживания»: нобелевский лауреат — о появлении доисторических вирусов из-за изменения климата

В результате таяния ледников могут пробудиться древние вирусы, опасные для человека. Об этом в интервью RT заявил нобелевский лауреат,…

И процесс поиска соединений, которые можно применять в промышленном производстве, но которые не разрушали бы озон и не приводили к парниковому эффекту, продолжается.

— Какой можно сделать долгосрочный прогноз: человечество всё же справилось с проблемой озоновых дыр или это слишком оптимистичная оценка?

— Выполнение решений Монреальского протокола, сокращение промышленных выбросов фреонов позволило стабилизировать ситуацию, привело к постепенному снижению концентрации таких веществ в атмосфере.

А если говорить в целом, то главная проблема — не столько в выбросе каких-то отдельных веществ, сколько в идеологии и мировоззрении общества. В обществе потребления проблемы будут возникать одна за другой: и разрушение озонового слоя, и глобальное потепление… Идеологию потребления постепенно навязали почти всему миру, и, конечно, в результате страдает окружающая среда.

Озон

Что такое озон?

Озон — это газ, который встречается как в верхних слоях атмосферы Земли, так и на уровне земли. Озон может быть «хорошим» или «плохим» для вашего здоровья и окружающей среды, в зависимости от его местоположения в атмосфере.

Как озон может быть одновременно «хорошим» и «плохим»?

Озон встречается в двух слоях атмосферы. Тропосфера — это слой от уровня земли до высоты около 6 миль. Приземный или «плохой» озон существует в тропосфере и представляет собой загрязнитель воздуха, который вреден для дыхания. Озон наносит ущерб посевам, деревьям и другой растительности и является основным компонентом городского смога. Через 6 миль вверх начинается стратосфера. «Хороший» озоновый слой простирается вверх примерно от 6 до 30 миль и защищает жизнь на Земле от вредных ультрафиолетовых (УФ) лучей Солнца.

«Хороший» озоновый слой

Озон естественным образом образуется в стратосфере под действием ультрафиолетовых лучей, реагирующих с кислородом. Но этот «хороший» озон постепенно разрушается искусственными химическими веществами, называемыми озоноразрушающими веществами (ОРВ), включая хлорфторуглероды (ХФУ), гидрохлорфторуглероды (ГХФУ), галоны, бромистый метил, четыреххлористый углерод и метилхлороформ. Эти вещества ранее использовались и иногда используются в охлаждающих жидкостях, пенообразователях, огнетушителях, растворителях, пестицидах и аэрозольных пропеллентах. После попадания в воздух эти озоноразрушающие вещества разлагаются очень медленно. Они могут оставаться годами, двигаясь через тропосферу, пока не достигнут стратосферы. Там они разрушаются под действием солнечных ультрафиолетовых лучей и выделяют молекулы хлора и брома, разрушающие «хороший» озон. Ученые подсчитали, что один атом хлора может разрушить 100 000 «хороших» молекул озона.

Несмотря на то, что мы сократили или прекратили использование многих озоноразрушающих веществ, их использование в прошлом все еще может влиять на защитный озоновый слой. Исследования показывают, что истощение «хорошего» озонового слоя сокращается во всем мире. Утончение защитного озонового слоя можно наблюдать с помощью спутниковых измерений, особенно над полярными регионами.

Как истощение «хорошего» озона влияет на здоровье человека и окружающую среду?

Истощение озонового слоя может привести к увеличению количества УФ-излучения, достигающего Земли, что может привести к большему количеству случаев рака кожи, катаракты и ослабления иммунной системы. Считается, что чрезмерное воздействие ультрафиолета способствует росту меланомы, самого смертельного из всех видов рака кожи. С 1990, риск развития меланомы увеличился более чем в два раза.

Ультрафиолетовое излучение также может повредить чувствительные культуры, такие как соя, и снизить урожайность. Некоторые ученые предполагают, что морской фитопланктон, являющийся основой пищевой цепи океана, уже испытывает стресс от УФ-излучения. Этот стресс может иметь неблагоприятные последствия для снабжения людей продуктами питания из океанов.

Что делается с истощением «хорошего» озона?

Соединенные Штаты, наряду с более чем 180 другими странами, осознали угрозу разрушения озонового слоя и в 1987 был принят договор под названием Монреальский протокол о поэтапном прекращении производства и использования озоноразрушающих веществ.

Агентство по охране окружающей среды установило правила поэтапного отказа от озоноразрушающих химикатов в Соединенных Штатах. Предупреждающие этикетки должны быть размещены на всех продуктах, содержащих ХФУ или аналогичные вещества, а несущественное использование продуктов, разрушающих озоновый слой, запрещено. Также запрещены выбросы в воздух хладагентов, используемых в автомобильных и бытовых кондиционерах и приборах. Были произведены некоторые заменители озоноразрушающих продуктов, а другие разрабатываются. Если Соединенные Штаты и другие страны прекратят производство озоноразрушающих веществ, по оценкам, естественное производство озона должно вернуть озоновый слой к нормальному уровню примерно к 2050 году9.0005

Что вызывает «плохой» озон?

Приземный или «плохой» озон не выбрасывается непосредственно в воздух, а образуется в результате химических реакций между оксидами азота (NOx) и летучими органическими соединениями (ЛОС) в присутствии солнечного света. Выбросы промышленных предприятий и предприятий электроэнергетики, выхлопы автомобилей, пары бензина и химические растворители являются одними из основных источников NOx и ЛОС.

На уровне земли озон является вредным загрязнителем. Загрязнение озоном вызывает беспокойство в летние месяцы, потому что сильный солнечный свет и жаркая погода приводят к опасным концентрациям озона в воздухе, которым мы дышим. Многие городские и пригородные районы по всей территории Соединенных Штатов имеют высокий уровень «плохого» озона. Но многие сельские районы страны также подвержены высокому уровню озона, поскольку ветры уносят выбросы на сотни миль от их первоначальных источников.

Как «плохой» озон влияет на здоровье человека и окружающую среду?

Вдыхание озона может вызвать различные проблемы со здоровьем, включая боль в груди, кашель, раздражение горла и заложенность носа. Это может усугубить бронхит, эмфизему и астму. «Плохой» озон также может снижать функцию легких и вызывать воспаление слизистой оболочки легких. Повторное воздействие может привести к необратимому рубцеванию легочной ткани.

Здоровые люди также испытывают трудности с дыханием при воздействии озонового загрязнения. Поскольку озон образуется в жаркую погоду, любой, кто проводит время на открытом воздухе летом, может быть затронут всеми, особенно детьми, работниками на открытом воздухе, людьми с хроническими заболеваниями и людьми, занимающимися физическими упражнениями. Миллионы американцев живут в районах, где превышены национальные санитарные стандарты по озону. Агентство по охране окружающей среды определило более 300 округов Соединенных Штатов, сгруппированных вокруг наиболее густонаселенных районов (особенно в Калифорнии и на северо-востоке), как не соответствующие Национальным стандартам качества окружающего воздуха. Районы Нэшвилл, Чаттануга и Джонсон-Сити-Кингспорт-Бристоль имеют соглашения с Агентством по охране окружающей среды о соблюдении национальных стандартов по озону.

Приземный или «плохой» озон также наносит ущерб растительности и экосистемам. Это приводит к снижению урожайности сельскохозяйственных культур и коммерческих лесов, снижению роста и выживаемости саженцев деревьев, а также повышению восприимчивости к болезням, вредителям и другим стрессам, таким как суровые погодные условия. Только в Соединенных Штатах из-за приземного озона ежегодно снижается урожайность на миллионы долларов. Приземный озон также повреждает листву деревьев и других растений, влияя на ландшафт городов, национальных парков и лесов, а также зоны отдыха.

Что делается с «плохим» озоном?

В соответствии с Законом о чистом воздухе Агентство по охране окружающей среды установило безопасные для здоровья стандарты содержания озона в воздухе, которым мы дышим. Агентство по охране окружающей среды, штаты и города разработали множество программ для соблюдения этих стандартов, основанных на охране здоровья. По всей стране внедряются дополнительные программы по сокращению выбросов NOx и летучих органических соединений от транспортных средств, промышленных объектов и электроэнергетики. Программы также направлены на сокращение загрязнения за счет изменения состава топлива и потребительских/коммерческих продуктов, таких как краски и химические растворители, которые содержат летучие органические соединения. Добровольные программы также поощряют сообщества к внедрению таких методов, как совместное использование автомобилей, для сокращения вредных выбросов.

Что делать с высокогорным «хорошим» озоном?

1. Защитите себя от солнечных ожогов. Когда УФ-индекс «высокий» или «очень высокий», ограничьте занятия на открытом воздухе с 10:00 до 16:00, когда солнце наиболее интенсивно. За двадцать минут до выхода на улицу обильно нанесите солнцезащитный крем широкого спектра действия с фактором защиты от солнца (SPF) не менее 15. Наносите повторно каждые два часа или после купания или потоотделения. Прогнозы УФ-индекса см. в сообщениях местных СМИ или на веб-сайте: www.epa.gov/sunwise/uvindex.html
2. Используйте одобренные хладагенты в кондиционерах и холодильном оборудовании. Убедитесь, что специалисты, работающие с вашим кондиционером или холодильником, сертифицированы для извлечения хладагента. Отремонтируйте протекающие кондиционеры перед их повторной заправкой.

Что делать с «плохим» озоном на уровне земли?

1. Проверьте прогноз качества воздуха в вашем регионе. В то время, когда прогнозируется нездоровый индекс качества воздуха (AQI), ограничьте физические нагрузки на открытом воздухе. Во многих местах пик концентрации озона приходится на период с середины дня до раннего вечера. Измените время интенсивной активности на свежем воздухе, чтобы избежать этих часов, или уменьшите интенсивность активности. Прогнозы AQI можно найти в местных СМИ или на сайте: www.airnow.gov 9.0050
2.   Помогите своим местным электроэнергетическим компаниям уменьшить загрязнение воздуха озоном, экономя энергию дома и в офисе. Рассмотрите возможность установки термостата немного выше летом и немного ниже зимой. Участвуйте в программах распределения нагрузки и энергосбережения местных коммунальных служб.
3.   Уменьшите загрязнение воздуха автомобилями, грузовиками, газонокосилкой и садовой техникой, лодками и другими двигателями за счет правильной настройки и технического обслуживания оборудования. Летом заправляйте бензобак в более прохладные вечерние часы и будьте осторожны, чтобы не пролить бензин. Сократите вождение автомобиля, совместное использование автомобилей, использование общественного транспорта, пеших прогулок или езды на велосипеде, чтобы уменьшить загрязнение озоном, особенно в жаркие летние дни.
4.   Используйте бытовую и садовую химию с умом. Используйте краски и растворители с низким содержанием летучих органических соединений. Обязательно читайте этикетки для правильного использования и утилизации.

Рекордная озоновая дыра 2020 года закрывается

Рекордная антарктическая озоновая дыра 2020 года наконец-то закрылась в конце декабря после исключительного сезона из-за естественных метеорологических условий и продолжающегося присутствия озоноразрушающих веществ в атмосфере.

Антарктическая озоновая дыра 2020 года быстро росла с середины августа и достигла своего пика примерно 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. Он был вызван сильным, стабильным и холодным полярным вихрем и очень низкими температурами в стратосфере (слой атмосферы на высоте от 10 до 50 км). Те же метеорологические факторы также способствовали образованию рекордной озоновой дыры в Арктике в 2020 году.

Это контрастирует с необычно маленькой и недолговечной озоновой дырой в Антарктике в 2019 году..

«Последние два сезона озоновых дыр 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 нужны дальнейшие международные действия для обеспечения соблюдения Монреальского протокола по химическим веществам, разрушающим озоновый слой. В атмосфере по-прежнему достаточно озоноразрушающих веществ, чтобы ежегодно вызывать разрушение озонового слоя», — сказала д-р Тарасова.

Программа ВМО «Глобальная служба атмосферы» тесно сотрудничает со Службой мониторинга атмосферы «Коперник», НАСА, Министерством окружающей среды и изменения климата Канады и другими партнерами в целях мониторинга озонового слоя Земли, который защищает нас от вредных ультрафиолетовых лучей Солнца.

Сильный полярный вихрь

Истощение озонового слоя напрямую связано с температурой в стратосфере, которая представляет собой слой атмосферы на высоте от 10 до 50 км над уровнем моря. Это связано с тем, что полярные стратосферные облака, играющие важную роль в химическом разрушении озона, образуются только при температурах ниже -78°C.

Эти полярные стратосферные облака содержат кристаллы льда, которые могут превращать нереакционноспособные соединения в реактивные, которые затем могут быстро разрушать озон, как только становится доступным солнечный свет для запуска химических реакций. Эта зависимость от полярных стратосферных облаков и солнечной радиации является основной причиной того, что озоновая дыра наблюдается 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 по середину октября (изображение NASA Ozone Watch 2020 года на пике озоновой дыры в сентябре, изображенное слева) . Когда в конце весны в Южном полушарии температура высоко в атмосфере (стратосфере) начинает повышаться, истощение озонового слоя замедляется, полярный вихрь ослабевает и, наконец, разрушается, и к концу декабря уровни озона возвращаются 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.

На протяжении большей части сезона 2020 г. концентрации стратосферного озона на высоте от 20 до 25 км (50–100 гПа) достигали почти нулевых значений, а толщина озонового слоя составляла всего 94 единицы Добсона (единица измерения), или примерно одна трети своего нормального значения.

Служба атмосферного мониторинга ЕС Copernicus сообщила, что анализ озона показал, что озоновая дыра закрылась 28 декабря.

Каждый сезон за появлением озоновой дыры и ее эволюцией следят с помощью спутников и ряда наземных станций наблюдения. Характеристики озоновой дыры, интерактивные карты, временные ряды, текущее состояние и прогноз готовятся и отслеживаются большим сообществом по озону с помощью услуг различных организаций, таких как Служба мониторинга атмосферы Коперника (CAMS), программа наблюдения за озоном НАСА, NOAA, KNMI, ЕКЦ и другие.

Монреальский протокол

Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой – это знаковое многостороннее природоохранное соглашение, которое регулирует производство и потребление почти 100 химических веществ, называемых озоноразрушающими веществами (ОРВ).