Озоновый слой что делает: Что такое озоновый слой? Какова его роль на планете?

Содержание

ООН объявила, что озоновый слой Земли восстановится к 2060 году. Это значит, что люди больше не производят парниковые газы?

Святослав Иванов Новостной редактор

Специалисты Всемирной метеорологической организации (ВМО) и ООН опубликовали доклад, согласно которому озоновый слой Земли восстанавливается на 1–3% каждые десять лет, а это значит, что он полностью восстановится к 2060 году. «Хайтек» разбирается, что означает этот доклад и при чем тут Монреальское соглашение 1989 года.

Читайте «Хайтек» в

ООН: озоновый слой Земли восстановится к 2060 году

Что вообще такое озоновый слой и зачем он нужен?

Озоновым слоем называют часть земной стратосферы, которая находится в тропических широтах на высоте 25–30 км, в умеренных 20–25 км, а в полярных — 15–20 км. В этом слое самое большое количество озона — вещества, молекула которого состоит из трех атомов кислорода. Он образуется в результате воздействия солнечного ультрафиолетового излучения на молекулярный кислород — О2, именно с этим и связан состав озона — О3.

По сути, этот слой защищает всю биосферу от ультрафиолетового излучения. Озон просто его поглощает, поэтому до поверхности Земли доходит лишь небольшое количество этого разрушительного излучения. Озоновый слой возник в атмосфере Земли около 600 млн лет назад в результате действия фотосинтеза. Только после его появления жизнь на Земле вышла из океанов на сушу. В случае, если озоновый слой на Земле исчезнет, то ультрафиолетовое излучение полностью уничтожит всех живых существ на нашей планете или же заставит радикально изменить условия существования, в том числе и человечества.

Почему озоновый слой стал истощаться? Как это произошло?

Впервые озоновая дыра диаметром более 1 тыс. км в атмосфере была обнаружена в 1985 году. Оказалось, что каждый год над Антарктидой она появлялась, а в январе-феврале уже прекращала свое существование. В прошлом году ее размер составил 17 млн кв. км. В Северном полушарии — в Арктике — осенью и зимой существует огромное количество озоновых дыр общей площадью до 2 млн кв. км, однако они живут не более семи дней.

По своей сути озон возникает при взаимодействии ультрафиолетового излучения с молекулярным кислородом. Нет солнечного света — нет и нового озона, поэтому во время полярной ночи (зимние месяцы в Арктике, летние — в Антарктиде) процесс создания новых молекул озона прекращается, а существующие из-за своей большой массы опускаются к поверхности Земли, где разрушаются в результате непривычного для себя давления.

Есть две основные гипотезы о причинах появления озоновых дыр — антропогенная и естественная. При этом концепция о естественном постоянном разрушении озонового слоя постоянно критикуется учеными и экологами, аргументы которых опираются на то, что изучение озонового слоя над Антарктидой происходит с 20-х годов XX века, однако первая большая дыра была найдена только во второй половине века — как раз в период появления новых для атмосферы химических элементов в таких объемах.

Но это не значит, что природные явления не уменьшают озоновый слой. Согласно исследованию томских ученых, проведенному в 2011 году после крупного извержения вулкана Мерапи на острове Ява, условия для разрушения огромного количества озона в тот год возникли внутри полярного циклона, который ускорился именно из-за разогретого вулканом воздуха.

«После извержения вулкана Мерапи осенью 2010 года в тропической стратосфере сформировалось аэрозольное облако. Оно подогрело стратосферный воздух и привело к ускорению циркумполярного вихря весной 2011 года — масштабного полярного циклона. Внутри вихря возникли все условия, необходимые для формирования озоновой дыры: при аномально низких температурах на частицах стратосферных облаков под воздействием солнечного излучения восстанавливался активный хлор, разрушивший озон», — считает замдиректора томского Института мониторинга климатических и экологических систем Сибирского отделения РАН, член-корреспондент РАН Владимир Зуев.

Это значит, что все-таки человечество своей деятельностью разрушает озоновый слой?

Основной причиной уменьшения концентрации озона в атмосфере является совокупность огромного количества факторов в результате химических реакций молекул с разными веществами. Они возникают и вследствие полярной зимы, и благодаря появлению стратосферных облаков — их частицы катализируют реакции распада озона. Однако эти факторы чаще всего характерны для самых южных и северных широт.

Молекулы озона реагируют на контакт с множеством соединений как органического, так и химического происхождения. Среди простых веществ, разрушающих озон, чаще всего указываются водород, хлор, бром и кислород. Неорганических — хлороводород, монооксид азота и органических — метан, фторхлор- и фторбромфреоны, хлор и бром.

Сильнее всего на озон влияют галогенированные углеводороды, которые широко применялись в промышленности на момент подписания Монреальского соглашения в 1989 году. В итоге в рамках соглашения почти все страны на Земле постепенно отказались от использования низших хлорфторуглеродов — низкокипящих фреонов на основе метанового, этанового и пропанового рядов. Их использовали в качестве пропиленов в аэрозольных баллонах, вспенивающих агентов и взрывобезопасных растворителей, однако они довольно быстро достигали стратосферы, разлагались в атмосфере, образуя хлор и монокись хлора, вступающие в контакт с озоном.

За исследования влияния хлорфторуглеродов (ХФУ-11) на озоновый слой Земли биологи Пауль Джозеф Крутцен, Шервурд Роуланд и Марио Молине получили Нобелевскую премию по химии с формулировкой «За работу в атмосферной химии, особенно в части процессов образования и разрушения озонового слоя».

Некоторые исследователи также связывают разрушение озонового слоя с испытаниями ядерных бомб и запуском космических кораблей.

Значит, с 1989 года человечество больше не выбрасывает вещества, которые разрушают озоновый слой?

Только частично. Да, основное количество стран подписали это соглашение, однако это не означает, что абсолютно все его соблюдают. Последний крупный скандал в этой отрасли произошел весной 2018 года, когда ученые заметили: снижение концентрации фреонов в атмосфере Земли, несмотря на то, что эти соединения могут существовать десятки лет, происходит намного медленнее, чем должно.

В 1980-е годы на Земле производилось около 350 т фреонов, тогда как сейчас этот показатель официально снизился до нуля. Однако в атмосфере его содержание снизилось лишь на 1%. Кроме того, резко увеличилась разница содержания фреонов в южном и северном полушариях Земли, многие ученые связывают это с появлением множества незарегистрированных производств в Восточной Азии.

Что еще делает человечество в рамках Монреальского соглашения?

Всего есть четыре базовых протокола к Монреальскому договору — Лондонский, Копенгагенский, Монреальский и Пекинский. При этом последний, Пекинский, ратифицировали в 191 стране ООН, хотя сам договор подписали 196 стран-участниц ООН. С 2019 года вступает в силу еще одна поправка к протоколу, ограничивающая производство гидрофторуглеродов (ГФУ). Эти соединения являются безопасными для озонового слоя, однако являются мощными парниковыми газами, поднимающими температуру на Земле. Пока поправку ратифицировали 58 стран, что уже позволит избежать роста глобальной средней температуры почти на 0,4 °С.

А при чем тут вообще парниковые газы?

Озон является одним из основных парниковых газов, вместе с водяным паром, углекислым газом и метаном. Потенциально вклад в парниковый эффект вносят также фреоны и оксиды азота, например, парниковая активность фреона в 8,5 тыс. раз превышает воздействие углекислого газа, однако из-за ничтожного процента содержания фреона в атмосфере по сравнению с другими соединениями его роль в этом процессе до конца не изучена.

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…

Гринько Николай

наука

Защита озонового слоя

В конце 1980-х годов правительства стран мира договорились защищать озоновый слой Земли путем отказа от озоноразрушающих веществ, выбрасываемых в результате деятельности человека, в соответствии с Монреальским протоколом. В Европе Протокол реализуется посредством общеевропейского законодательства, которое не только отвечает его целям, но и содержит более строгие и амбициозные меры.

Глобальные действия, предпринятые в рамках Монреальского протокола, остановили разрушение озонового слоя и позволили начать его восстановление, но многое еще предстоит сделать для обеспечения устойчивого восстановления.

Озоновый слой

Озоновый слой представляет собой природный газовый слой в верхних слоях атмосферы, который защищает людей и другие живые существа от вредного ультрафиолетового (УФ) излучения Солнца.

Хотя озон присутствует в небольших концентрациях во всей атмосфере, его большая часть (около 90%) находится в стратосфере, слое на высоте от 10 до 50 километров над поверхностью Земли. Озоновый слой отфильтровывает большую часть вредного солнечного ультрафиолетового излучения и поэтому имеет решающее значение для жизни на Земле.

Истощение озонового слоя

В 1970-х годах ученые обнаружили, что озоновый слой истощается.

Атмосферные концентрации озона естественным образом изменяются в зависимости от температуры, погоды, широты и высоты, в то время как вещества, выбрасываемые в результате природных явлений, таких как извержения вулканов, также могут влиять на уровни озона.

Однако эти естественные явления не могли объяснить наблюдаемые уровни истощения, и научные данные показали, что причиной были определенные искусственные химические вещества. Эти озоноразрушающие вещества были в основном внедрены в 1970-х годов в широком спектре промышленных и бытовых применений, в основном в холодильниках, кондиционерах и огнетушителях.

Озоновая дыра

Наибольшее истощение озонового слоя наблюдается на Южном полюсе. Это происходит в основном в конце зимы и ранней весной (с августа по ноябрь в этом регионе), а пик истощения обычно приходится на начало октября, когда озон часто полностью разрушается на больших территориях.

Это серьезное истощение создает так называемую «озоновую дыру», которую можно увидеть на изображениях антарктического озона, сделанных с помощью спутниковых наблюдений. В большинстве лет максимальная площадь дыры больше, чем сам антарктический континент. Хотя потери озона менее радикальны в Северном полушарии, над Арктикой и даже над континентальной Европой также наблюдается значительное утончение озонового слоя.

Большинство озоноразрушающих веществ, выбрасываемых в атмосферу в результате деятельности человека, остаются в стратосфере десятилетиями, а это означает, что восстановление озонового слоя является очень медленным и длительным процессом. Дыра выросла в годы после ратификации Монреальского протокола из-за отставания, вызванного тем, что озоноразрушающие вещества долго остаются в стратосфере. Максимальный размер озоновой дыры сейчас уменьшается.

Чтобы узнать о состоянии существующей в настоящее время озоновой дыры, посетите веб-сайт Copernicus

Последствия разрушения озонового слоя для человека и окружающей среды

Истощение озонового слоя вызывает повышение уровня УФ-излучения на поверхности Земли, что вредно для здоровья человека.

Отрицательные эффекты включают рост некоторых видов рака кожи, катаракты глаз и иммунодефицитных состояний. УФ-излучение также влияет на наземные и водные экосистемы, изменяя рост, пищевые цепи и биохимические циклы. Водная жизнь непосредственно под поверхностью воды, основа пищевой цепи, особенно сильно страдает от высоких уровней УФ-излучения. УФ-лучи также влияют на рост растений, снижая продуктивность сельского хозяйства.

Действия по защите озонового слоя

Монреальский протокол

В 1987 году для решения проблемы разрушения озонового слоя международное сообщество приняло Монреальский протокол по озоноразрушающим веществам. Это был первый международный договор, подписанный всеми странами мира, и он считается величайшим успехом в области охраны окружающей среды в истории Организации Объединенных Наций.

Целью Монреальского протокола является сокращение производства и потребления озоноразрушающих веществ, чтобы уменьшить их присутствие в атмосфере и тем самым защитить озоновый слой Земли.

На приведенной ниже диаграмме показано снижение потребления озоноразрушающих веществ, подпадающих под действие Монреальского протокола.

Потребление контролируемых озоноразрушающих веществ (ОРВ) (ЕС-27 + Великобритания и глобальный уровень)

Европейское агентство по окружающей среде

Источник: Европейское агентство по окружающей среде самые строгие и передовые в мире. С помощью ряда правил ЕС не только внедрил Монреальский протокол, но и часто выводил из употребления опасные вещества быстрее, чем это требовалось.

Текущий «Регламент ЕС по озону» (Регламент (EC) 1005/2009) содержит ряд мер для обеспечения более высокого уровня амбициозности. В то время как Монреальский протокол регулирует производство этих веществ и их торговлю оптом, Регламент по озону запрещает их использование в большинстве случаев (некоторые виды использования все еще разрешены в ЕС). При этом он регулирует не только вещества в сыпучих материалах, но и содержащиеся в продуктах и оборудовании.

Регламент ЕС по озону также устанавливает лицензионные требования для всего экспорта и импорта озоноразрушающих веществ, а также регулирует и контролирует не только вещества, подпадающие под действие Монреальского протокола (более 90 химических веществ), но и некоторые из них, которые не охвачены (пять дополнительных химических веществ, называемых «новыми веществами»).

Для получения дополнительной информации см. раздел «Регламент по озону».

Воздействие глобальных действий и нерешенные проблемы

Глобальное потребление озоноразрушающих веществ сократилось примерно на 98% с тех пор, как страны начали принимать меры в соответствии с Монреальским протоколом. В результате снижается концентрация в атмосфере наиболее агрессивных видов озоноразрушающих веществ и появляются первые признаки восстановления озонового слоя.

Тем не менее, ожидается, что озоновый слой полностью не восстановится раньше второй половины этого столетия. Это связано с тем, что после выброса озоноразрушающие вещества остаются в атмосфере в течение многих лет и продолжают наносить ущерб.

Многое еще предстоит сделать для обеспечения дальнейшего восстановления озонового слоя и снижения воздействия озоноразрушающих веществ на климат Земли.

Максимальная протяженность озоновой дыры над южным полушарием с 1979 по 2022 год.

На изображениях ниже показаны анализы общего содержания озона над Антарктикой, проведенные Copernicus . Синие цвета указывают на самые низкие количества озона, а желтый и красный — на более высокие количества озона.

Максимальная протяженность озоновой дыры над южным полушарием с 1979 по 2022 год

Источник: Европейское агентство по окружающей среде

Действия, необходимые в глобальном масштабе для продолжения восстановления озонового слоя: вещества должным образом применяются, и глобальное использование озоноразрушающих веществ продолжает сокращаться.

Обеспечение того, чтобы с банками озоноразрушающих веществ (как в хранилищах, так и в существующем оборудовании) обращались экологически безопасным образом и заменяли их экологически безопасными альтернативами.

Обеспечение того, чтобы разрешенное использование озоноразрушающих веществ не перенаправлялось на незаконные цели.

Сокращение использования озоноразрушающих веществ в целях, которые не считаются потреблением в соответствии с Монреальским протоколом.

Обеспечение того, чтобы не появлялись новые химические вещества или технологии, которые могли бы создать новые угрозы озоновому слою (например, вещества с очень коротким сроком жизни).

Связь между озоноразрушающими веществами и изменением климата

Большинство искусственных озоноразрушающих веществ также являются сильнодействующими парниковыми газами. Некоторые из них оказывают глобальное потепление в 14000 раз сильнее, чем углекислый газ (CO ₂ ), основной парниковый газ.

Таким образом, глобальный поэтапный отказ от озоноразрушающих веществ, таких как гидрохлорфторуглероды (ГХФУ) и хлорфторуглероды (ХФУ), также внес значительный положительный вклад в борьбу с изменением климата.

С другой стороны, глобальный поэтапный отказ привел к значительному увеличению использования других типов газов для замены веществ, разрушающих озоновый слой, в различных областях применения. Эти фторсодержащие газы («F-газы») не повреждают озоновый слой, но имеют значительный эффект глобального потепления. Поэтому в 2016 году Стороны Монреальского протокола договорились добавить в список контролируемых веществ наиболее распространенный тип фторсодержащих газов — гидрофторуглероды (ГФУ).

Для получения дополнительной информации см. раздел «Фторированные парниковые газы».

Документация

Щелкните знак + для получения дополнительной информации.

Часто задаваемые вопросы

Щелкните знак + для получения дополнительной информации.

Озон и ты | Ozone Секретариат

THIS IS A

Одноместный

кислород
атом

ЭТО

Кислород, который мы

дышать (два кислорода
атомы = O ₂ )

И ЭТО

Озон (три

атомов кислорода
= O ₃ )

ОЗОН (O ₃ ) СОСТАВЛЯЕТ

Высокий озоновый слой

в
атмосфера

ОЗОНОВЫЙ СЛОЙ

Поглощает вредные вещества

ультрафиолет
радиация

БЕЗ ОЗОНОВОГО СЛОЯ

Есть

серьезный
последствия

ОЗОНОВЫЙ СЛОЙ

Озоновый слой представляет собой область с высокой концентрацией озона в стратосфере на высоте от 15 до 35 километров над поверхностью Земли. Озоновый слой действует как невидимый щит и защищает нас от вредного ультрафиолетового (УФ) излучения Солнца. В частности, озоновый слой защищает нас от УФ-излучения, известного как УФ-В, которое вызывает солнечные ожоги. Длительное воздействие высоких уровней УФ-В угрожает здоровью человека и наносит ущерб большинству животных, растений и микробов, поэтому озоновый слой защищает всю жизнь на Земле.

ОЗОНОВЫЙ СЛОЙ

Озон поглощает ультрафиолетовое излучение солнца. Когда молекула озона поглощает УФ-В, она распадается на молекулу кислорода (O ₂ ) и отдельный атом кислорода (O). Позже эти два компонента могут реформировать молекулу озона (O ₃). Поглощая УФ-В в стратосфере, озоновый слой предотвращает попадание вредных уровней этого излучения на поверхность Земли.

ОЗОНОВЫЙ СЛОЙ

Озон постоянно производится и уничтожается. Помимо УФ-В, солнце также излучает другую форму ультрафиолетового света, УФ-С. Когда свет УФ-С достигает стратосферы, он полностью поглощается молекулами кислорода и никогда не достигает поверхности Земли. УФ-С расщепляет молекулы кислорода на атомы кислорода. Затем эти отдельные атомы реагируют с другими молекулами кислорода с образованием озона. Итак, эти реакции увеличивают количество озона в стратосфере.

Но озон не единственный газ в стратосфере. Другие газы, содержащие азот и водород, также находятся в стратосфере и участвуют в реакционных циклах, которые разрушают озон, превращая его обратно в кислород. Таким образом, эти реакции уменьшают количество озона в стратосфере.

При отсутствии нарушений баланс между естественными процессами образования и разрушения озона поддерживает постоянную концентрацию озона в стратосфере. К сожалению, мы, люди, не оставляем этот естественный процесс нетронутым…

ПРОБЛЕМА

В середине 1970-х годов ученые поняли, что озоновому слою угрожает накопление в атмосфере газов, содержащих галогены (хлор и бром). Затем, в середине 1980-х годов, ученые обнаружили «дыру» в озоновом слое над Антарктидой — области земной атмосферы с сильным истощением.

Итак, что вызывает истончение озонового слоя вокруг земного шара и «озоновую дыру» над Антарктидой?

Было установлено, что искусственные химикаты, содержащие галогены, являются основной причиной потери озона. Эти химические вещества известны под общим названием озоноразрушающие вещества (ОРВ). ОРВ использовались буквально в тысячах продуктов в повседневной жизни людей по всему миру.

Наиболее важными ОРВ были хлорфторуглероды (ХФУ), которые в свое время широко использовались в кондиционерах, холодильниках, аэрозольных баллончиках и ингаляторах, которыми пользовались больные астмой. Другие химические вещества, такие как гидрохлорфторуглероды (ГХФУ), галоны и бромистый метил, также разрушают озоновый слой. Большинство наших компьютеров, электроники и деталей бытовой техники очищались озоноразрушающими растворителями. Приборные панели автомобилей, изоляционные пены в наших домах и офисных зданиях, бойлеры и даже подошвы для обуви были изготовлены с использованием ХФУ или ГХФУ. Галоны для противопожарной защиты широко используются в офисах, компьютерных центрах, военных базах, самолетах и кораблях. Многие фрукты и овощи, которые мы ели, были обработаны бромистым метилом для уничтожения вредителей.

Как эти химические вещества разрушают озоновый слой?

Когда молекула CFC достигает стратосферы, она в конечном итоге поглощает УФ-излучение, что приводит к ее разложению и высвобождению атомов хлора. Один атом хлора может разрушить до 100 000 молекул озона. Слишком многие из этих реакций хлора и брома нарушают хрупкий химический баланс, поддерживающий озоновый слой, в результате чего озон разрушается быстрее, чем создается.

ПОСЛЕДСТВИЯ

Благодаря Монреальскому протоколу мы избежали мира, в котором над Арктикой и Антарктикой ежегодно возникали бы серьезные озоновые дыры. К середине 21 ^-го-го века серьезное истощение озонового слоя распространилось бы по всей планете, включая тропики. Но насколько большое увеличение УФ-В могло бы произойти в результате неконтролируемого истощения озона? И как повышенный уровень УФ-В повлиял бы на людей, производство продуктов питания, экосистемы и даже строительные материалы? Давайте рассмотрим некоторые последствия неспособности контролировать разрушение озонового слоя.

ПОСЛЕДСТВИЯ

Истощение озонового слоя позволяет большему количеству УФ-В-излучения достигать поверхности Земли, но УФ-В также изменяется естественным образом. Уровни УФ-В-излучения выше в тропиках, чем в умеренных или полярных широтах, и выше на больших высотах, чем на уровне моря. УФ-В также предсказуемо меняется в зависимости от времени года (в умеренных и высоких широтах УФ-В достигает своего максимума в середине лета) и от времени суток (пиковые уровни наблюдаются примерно в середине дня). Изменения в облаке также имеют большое влияние.

Одним из способов измерения естественного изменения УФ-В является УФ-индекс (УФИ) ^[WHO1] . UVI — это мера солнечного УФ-излучения, которое в настоящее время обычно используется для отображения уровней УФ-излучения в прогнозах погоды. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) определяет любой УФ-излучение выше 11 как экстремальный ^[ВОЗ2], но с защитой неповрежденного озонового слоя такие высокие УФП возникают только на большой высоте в тропиках ^[ВОЗ3] .

Компьютерные модели дают нам представление об УФ-излучении в мире, где нет Монреальского протокола (его часто называют «избегаемым миром»). К середине этого века значения UVI превышали 25 на большинстве широт, а UVI достигало бы около 50 в тропиках, что в пять раз превышает нынешнее определение «экстремального» УФ-излучения.

Ущерб здоровью и благополучию человека

Несмотря на Монреальский протокол по защите озонового слоя, мы все должны стараться избегать чрезмерного пребывания на солнце, чтобы снизить риск таких заболеваний, как рак кожи и катаракта, которые вызывают при чрезмерном воздействии УФ-В излучения. Но что, если бы Монреальский протокол не увенчался успехом? Как неконтролируемое истощение озонового слоя повлияло бы на основные заболевания в этом мире?

ПОСЛЕДСТВИЯ

Существует прочная связь между чрезмерным воздействием УФ-излучения и развитием трех наиболее распространенных форм рака кожи (злокачественная меланома, базально-клеточная карцинома и плоскоклеточная карцинома). Даже сейчас, с успешным внедрением Монреальского протокола, рак кожи является одной из наиболее распространенных форм рака, особенно среди людей с бледной кожей ^[WHO5] .

Понимание того, как распространенность рака кожи увеличилась бы в результате неконтролируемого истощения озонового слоя, основано на компьютерных моделях мира, которого избегают. Эти модели объединяют наше понимание того, как озоноразрушающие вещества влияют на озоновый слой, как изменения в озоновом слое влияют на УФ-излучение и как УФ-излучение влияет на заболеваемость раком кожи.

Например, одна глобальная модель предполагает, что к 2030 году успешная реализация Монреальского протокола позволит ежегодно предотвращать около двух миллионов случаев рака кожи. Долгосрочная модель сфокусирована на воздействии на здоровье людей, родившихся в США между 1890 и 2100 годами. По оценкам этой модели, защита озонового слоя предотвратит в общей сложности примерно 443 миллиона случаев рака кожи и 2,3 миллиона смертей от рака кожи в США. один. Это включает 8-10 миллионов случаев злокачественной меланомы. До сих пор не существует долгосрочных моделей рака кожи, которых можно было бы избежать во всем мире. Однако все существующие модели приводят к одному и тому же выводу. Неконтролируемое истощение озонового слоя существенно увеличило бы риск развития рака кожи во всем мире.

ПОСЛЕДСТВИЯ

Воздействие высоких уровней УФ-излучения повышает риск развития катаракты. Всемирная организация здравоохранения уже считает катаракту приоритетным заболеванием глаз ^[WHO6] . Катаракта является причиной примерно половины случаев слепоты во всем мире, что эквивалентно примерно 20 миллионам человек в 2010 г. ^[WHO6] . На данный момент всемирно избегаемая модель катаракты доступна только для США. Эта модель показывает, что неспособность эффективно контролировать разрушение озонового слоя привела бы к почти 63 миллионам дополнительных случаев катаракты у людей, родившихся в США в период между 189 и 19 годами. 0 и 2100.

ПОСЛЕДСТВИЯ

Наряду с раком кожи и катарактой УФ-излучение может иметь и другие последствия для здоровья. Эти эффекты включают выработку витамина D в коже, что полезно для здоровья. В мире, в котором мы живем сейчас, при эффективной защите озонового слоя существует баланс между положительным и отрицательным воздействием УФ-В ^[WHO4] . Если бы мы не смогли защитить озоновый слой, баланс резко изменился бы в сторону негатива, прежде всего повышенного риска рака кожи и катаракты. Избежав этих негативных последствий, Монреальский протокол внес значительный вклад в укрепление здоровья и благополучия, что является одной из целей устойчивого развития, принятых всеми государствами-членами Организации Объединенных Наций в 2015 г.

ПОСЛЕДСТВИЯ

В ходе эволюции животные, растения и микробы выработали механизмы, позволяющие им справляться с колебаниями УФ-В-излучения, с которыми они сталкиваются в своей обычной среде, защищенные неповрежденным озоновым слоем. Это включает в себя растения и животных, от которых мы все полагаемся в пищу.

Культурам для фотосинтеза необходим солнечный свет, поэтому они не могут избежать воздействия УФ-В. Они разработали системы, которые уменьшают или восстанавливают повреждения, включая пигменты, которые действуют как «солнцезащитные экраны». Как и в случае со здоровьем человека, существует баланс между положительным и отрицательным воздействием УФ-В на растения. Неконтролируемое истощение озонового слоя сильно сместило бы этот баланс в отрицательную сторону.

Повышенное воздействие УФ-излучения может повредить водные пищевые цепи и нанести прямой ущерб ракообразным и икре рыб. В результате неконтролируемое истощение озонового слоя поставило бы под угрозу рыболовство и другие водные ресурсы, которые вносят значительный вклад в глобальное снабжение продовольствием.

Пока еще не существует моделей производства продуктов питания, которых «избегают в мире». Существуют приблизительные цифры взаимосвязи между истощением озонового слоя и ростом растений. Это предполагает, что 10-процентное сокращение стратосферного озона может снизить урожайность растений примерно на 6 процентов. Если эта взаимосвязь верна для очень серьезного истощения озона, ожидаемого в мире, которого удалось избежать, то неконтролируемое истощение озона привело бы к существенному сокращению производства сельскохозяйственных культур во всем мире.

В целом, хотя мы пока не можем дать количественную оценку потерь в производстве продуктов питания, ясно, что без Монреальского протокола разрушение озонового слоя сделало бы достижение цели устойчивого развития по искоренению голода все более трудным.

ПОСЛЕДСТВИЯ

Так же, как неконтролируемое истощение озона угрожает производству продуктов питания, оно также угрожает растениям, животным и микробам в естественных экосистемах. Эти экосистемы обеспечивают «экосистемные услуги», на которые мы все рассчитываем, обеспечивая чистый воздух и чистую воду, а также поглощая углекислый газ для атмосферы.

ПОСЛЕДСТВИЯ

Как и сельскохозяйственные культуры, дикорастущие растения способны справляться с текущими уровнями УФ-В излучения, но их рост может быть замедлен за счет значительного увеличения УФ-В. Похоже, что большинство животных также могут избежать разрушительного воздействия нынешних уровней УФ-В-излучения. Мы не знаем, в какой момент механизмы защиты животных были бы перегружены беспрецедентным ростом УФ-В в мире, которого удалось избежать. Даже в этом случае повреждение растений уменьшит количество пищи, доступной для травоядных, с последствиями для всей пищевой сети.

ПОСЛЕДСТВИЯ

Океаны — крупнейшие экосистемы Земли. Они содержат микроорганизмы, животных и растения, которые обеспечивают нас половиной кислорода, которым мы дышим, и большей частью пищи, которую мы едим. Здоровый океан жизненно важен для нашего выживания.

В океанах, озерах и реках УФ-В оказывает неблагоприятное воздействие на многие различные аспекты биологии организмов в пищевой цепи. Несмотря на то, что не существует моделей реакции экосистем, которых можно было бы избежать, значительное увеличение УФ-В привело бы к нарушению целых пищевых сетей, что поставило бы под угрозу биоразнообразие и экосистемные услуги.

ПОСЛЕДСТВИЯ

Из-за такого воздействия на экосистемы крупномасштабное увеличение УФ-В может изменить обмен углекислым газом между атмосферой и биосферой. Повышенное ультрафиолетовое излучение также стимулирует расщепление гниющих листьев и других органических веществ. В совокупности воздействие повышенного уровня УФ-В уменьшит способность экосистем улавливать углекислый газ, в том числе углекислый газ, образующийся в результате деятельности человека. Таким образом, крупномасштабное истощение озонового слоя усугубило бы накопление углекислого газа в атмосфере, вызывающее изменение климата. Изменение УФ-В также изменяет круговорот азота и других химических веществ в окружающей среде, что может усугубить загрязнение воздуха.

ПОСЛЕДСТВИЯ

Воздействие УФ-В также повреждает натуральные и синтетические материалы. К уязвимым материалам относятся дерево, пластик, резина и даже материалы, используемые в некоторых солнечных панелях. Эти материалы, широко используемые в строительстве, сельском хозяйстве и коммерческих продуктах, уже предназначены для минимизации ущерба, причиняемого УФ-излучением.

Крупномасштабное истощение озонового слоя, вызывающее большее воздействие солнечных УФ-лучей, может увеличить этот ущерб и ослабить эти материалы. Это привело бы к более быстрому износу и необходимости дополнительной защиты от УФ-излучения, увеличению стоимости и снижению надежности многих изделий.

В 1980-х годах мировое сообщество решило что-то сделать с истощением озонового слоя. Растущие доказательства того, что ХФУ наносят ущерб озоновому слою, и понимание многих последствий неконтролируемого истощения, учёных и политиков призвали страны контролировать использование ХФУ. В ответ на это в 1985 г. была принята Венская конвенция об охране озонового слоя, за которой в 1987 г. последовал Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой.8 народов мира.

ТЕ

Венская конвенция об охране озонового слоя была принята в 1985 г. и вступила в силу в 1988 г. Государства, подписавшие Конвенцию (называемые сторонами), договорились исследовать и контролировать воздействие деятельности человека на озоновый слой и принимать конкретные действия против деятельности, которая может оказать неблагоприятное воздействие на озоновый слой.

Конвенция не требует от стран принятия конкретных мер по контролю над озоноразрушающими веществами. Конкретные действия прописаны в Монреальском протоколе.

Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой, — это глобальное соглашение по защите озонового слоя Земли путем поэтапного отказа от потребления и производства большинства химических веществ, разрушающих его. Историческое соглашение было подписано 16 сентября 1987 г., которое во всем мире отмечается как Всемирный день озона, и вступило в силу в 1989 г. Протокол предусматривает ряд практических и практических задач по поэтапному отказу от озоноразрушающих веществ, которые были согласованы всеми.

Протокол уникален тем, что обладает гибкостью реагирования на новую научную информацию. С момента своего создания Протокол успешно достиг своих целей и продолжает защищать озоновый слой сегодня.

Хотя Монреальский протокол был разработан для поэтапного отказа от производства и потребления ОРВ, некоторые заменители этих веществ, известные как гидрофторуглероды (ГФУ), оказались мощными парниковыми газами. На самом деле, некоторые ГФУ более чем в тысячу раз сильнее влияют на изменение климата, чем углекислый газ.

После нескольких лет усилий 15 октября 2016 года стороны договорились внести поправку в Протокол, включив в нее меры контроля для сокращения выбросов ГФУ (Кигальская поправка). Ожидается, что успешный поэтапный отказ от ГФУ позволит избежать повышения глобальной температуры на 0,4 градуса Цельсия к 2100 году, продолжая при этом защищать озоновый слой.

Венская конвенция, Монреальский протокол и Кигалийская поправка создают основу глобальной политики для защиты озонового слоя и климата. Осуществление этой политики потребовало глубоких изменений во многих коммерческих и технологических секторах.