Названа одна из причин истощения озонового слоя Земли — Российская газета
Международная команда ученых впервые провела количественный анализ содержания йода в нижней стратосфере Земли. Результаты исследования, опубликованные в журнале PNAS, говорят о том, что йод оказывает разрушающее действие на озоновый слой Земли и, по-видимому, замедляет его регенерацию.
Снижение объемов выбросов в атмосферу гидрофторуглеродов (ХФУ) привело к тому, что в отдельных частях стратосферы озон медленно восстанавливается, и озоновая дыра над Антарктикой стала меньше. Но, как ни странно, не во всех: часть этого важного для планеты защитного слоя восстанавливается крайне медленно.
«Хотя озоновый слой в верхней стратосфере показывает признаки регенерации, озон в нижней стратосфере продолжает уменьшаться по необъяснимым причинам», — говорит ведущий автор исследования Райнер Волкамер из университета Колорадо (США). Одной из возможных причин ученые называют незаконный выброс от неизвестного производства в Китае запрещенных ХФУ, таких как четыреххлористый углерод и трихлорфторметан.
Но есть и другое объяснение, о чем сообщает команда Волкамера. По оценкам ученых, причиной истощения озонового слоя в нижней стратосфере может быть йод, который содержится в антропогенных выбросах. «Йод обладает в 600 раз большим потенциалом для разрушения озона в нижних слоях стратосферы, чем хлор», — сообщают они.
Оба вещества действуют как катализаторы, которые способствуют озоноразрушающим реакциям и могут приводить к образованию новых частиц, изменяющих состав облаков и их отражательную способность. Однако до сих пор было неясно, какое количество йода может достичь озонового слоя из нижних слоев атмосферы. «Мы знали, что йод должен быть там, но не могли определить его количество: измерительные приборы были недостаточно точными», — говорит соавтор исследования Теодор Кениг.
И вот ситуация изменилась благодаря оптическому абсорбционному спектрометру, установленному в самолет.
Ученые выполнили серию полетов и с помощью спектрометра определили содержание частиц йода в нижней стратосфере.
Анализы показали, что доля йода в стратосфере составляет 0,77 триллиона, что, на первый взгляд, кажется крайне мало. Это количество сопоставимо с парой бутылок воды, которая смешалась бы с общим годовым притоком воды среднего по величине озера.
Однако из-за того, что йод активно вступает в реакции на частицах льда в верхней тропосфере, этого количества достаточно, чтобы оказать влияние на стратосферный озон. Как считают авторы, это влияние йода как минимум в 4-5 раз выше, чем у всех короткоживущих соединений брома и хлора за последние 20 лет.
«Поразительно, что эти изменения уровня озона, вызванные йодом, достаточно высоки, чтобы объяснить, почему озон в нижней стратосфере не восстанавливается, — говорит Волкамер. — До сих пор считалось, что это результат изменения воздушного обмена между тропосферой и стратосферой. Но наши измерения показывают, что тому есть и химическое объяснение».
Однако возникает вопрос, откуда поступает йод и как он попадает в стратосферу. Как это ни парадоксально, говорят исследователи, решающую роль может сыграть концентрация озона в нижних слоях атмосферы, вызванная выбросами производств и выхлопных газов. Если приземный озон достигает океана, он вступает в реакцию с морской водой и может переносить растворенный в нем йод в атмосферу. Через воздушные потоки этот йод, образуя летучие соединения, затем достигает нижней стратосферы.
По прогнозам, выбросы йода в стратосферу будут расти с повышением концентрации озона в нижних слоях атмосферы. «Поэтому необходимо продолжить изучение причин истощения озонового слоя, связанных с повышенным содержанием йода в нижней стратосфере из-за антропогенных выбросов», — говорят исследователи.
Озоновый слой Земли, что это такое, зачем он нужен, причины и последствия разрушения
Если Вы получали солнечный ожог, значит, Вы испытали на себе агрессивное воздействие ультрафиолетового излучения.
Чтобы защититься от УФ-лучей, мы чаще всего используем солнцезащитный крем. Для нашей планеты роль крема от загара играет озоновый слой. Без этого «щита» мы бы не просто загорели — на Земле бы со временем не осталось ничего живого.
Ученые предполагают, что возникновение озонового экрана Земли произошло четыреста миллионов лет назад. Именно этот процесс, по их мнению, позволил микроорганизмам подняться со дна океана и выйти на сушу. Так на Земле появилась жизнь.
Содержание:
Что такое озоновый слой
Озоновый слой — это самый легкий и тонкий слой в атмосфере, который содержит относительную концентрацию озона (до 0,001%). Озоновый слой защищает нашу планету от опасного ультрафиолетового излучения, которое способно причинить значительный ущерб жизни на Земле.
Однако озоновый слой не только покрывает нашу планету. Его также можно найти и на поверхности земли — он используется для таких целей, как отбеливание бумажной целлюлозы, обеззараживание питьевой воды и удаление неприятных запахов из продуктов.
Как образуется озоновый слой
Озон — это аллотропная модификация кислорода. Ультрафиолетовые лучи расщепляют молекулы кислорода, превращая О2 в О+О. После расщепления О присоединяется к другим молекулам кислорода, образуя озон (О3=О+О2).
Аллотропными модификациями называют вещества, сходные по составу, но отличающиеся по химическому строению и, соответственно, физическим свойствам.
О3 и молекулы кислорода «поглощают» около 97–99% вредного ультрафиолетового излучения, преобразовывая его в тепло.
Где находится озоновый слой
Озоновый слой находится на высоте от 10 до 50 км над поверхностью Земли, в верхних слоях атмосферы. Озоносфера (или озоновый экран) в разных широтах планеты находится на разных уровнях. В тропических широтах озоновый слой находится на расстоянии от 25 до 30 км, в умеренных — от 20 до 25 км, в полярном круге расстояние еще меньше — от 15 до 25 км.
Толщина озонового слоя
Озоновый слой считается самым тонким в атмосфере. Концентрация озона в верхних слоях измеряется в единицах Добсона. Одна единица Добсона составляет 10 микрометров чистого озона при температуре 0 °C и стабильном атмосферном давлении. Нормальной концентрацией озона считается 300 единиц. Отсюда следует, что толщина озонового слоя составляет всего 3 000 микрометров (3 миллиметра).
Гордон Миллер Борн Добсон — британский физик и метеоролог XX века. Он посвятил свою жизнь изучению озона в атмосфере и сконструировал первый озоновый спектрометр.
Озоновый слой и УФ-излучение
Главная задача озонового слоя — оберегать планету от опасной солнечной радиации.
УФ-излучение в малых дозах полезно для человеческого организма, потому что напрямую связано с выработкой витамина D.
В современной медицине это излучение используется для лечения псориаза, остеопороза, желтухи, экземы и рахита. При лечении также учитывается риск негативного воздействия, поэтому любое использование данного излучения происходит под четким медицинским наблюдением.
Долгосрочное воздействие солнечного ультрафиолетового излучения на человека может спровоцировать развитие острых и хронических заболеваний кожи, глаз и иммунной системы.
Солнечные ожоги случаются в результате долгого влияния УФ-излучения на кожу. Оно способно вызвать дегенеративные изменения клеток кожи, фиброзной ткани и кровеносных сосудов. Рак кожи и катаракта — самые серьезные и нередкие последствия облучения ультрафиолетом.
Озоновый слой служит естественным щитом Земли и спасает человечество от ультрафиолетовой радиации, которая также вызывает мутации ДНК.
Мощность ультрафиолетового излучения Солнца чаще всего делят на три категории:
- УФ-А (от 320 до 400 нанометров): не поглощаемая озоном длина, так как находится на безопасном расстоянии.
- УФ-В (от 280 до 320 нанометров): большая часть поглощается озоном, но данная длина излучения может быть вредна для чувствительной кожи.
- УФ-С (менее 280 нанометров): полностью поглощается озоном. Наиболее опасная длина, потому что она самая короткая и может уничтожить добрую часть нашей экосистемы.
Разрушение озонового слоя
Годы изучения защитного экрана показали, что над поверхностью Земли в некоторых районах озоновый слой начал истончаться. Первую «брешь» обнаружили над Антарктидой.
Причиной повреждения и истончения озоносферы Земли были признаны синтетические и искусственные вещества, образованные в результате промышленной деятельности.
Причина разрушения озона — хлорфторуглерод, группа органических соединений, включающих атомы фтора, хлора и углерода. Эти соединения не токсичны, стабильны и, взаимодействуя с воздухом, не образуют взрывоопасных веществ.
Фреон (хладагент) — яркий представитель этих соединений и включает в себя более 40 различных веществ. Область применения фреона захватывает практически все сферы жизнедеятельности человека. Впервые хлорфторуглероды стали использовать в работе холодильных устройств (холодильники, кондиционеры), заменив ими токсичные и взрывоопасные аммиак и сернистый газ. Позже хлорфторуглероды стали широко эксплуатировать в аэрозольных баллонах, вспенивателях, растворителях, а также в пищевой и парфюмерной отраслях.
Однако сейчас известно, что под воздействием солнечной радиации хлорфторуглероды разлагаются в атмосфере и образуют вещества, которые эффективно разрушают молекулы озона. И если на Земле фреон не представляет опасности для жизни, в стратосфере он активно разрушает защитную систему нашей планеты.
Монреальский протокол
В 1987 году Всемирная Метеорологическая Организация и Программа ООН по окружающей среде собрали вместе ученых, дипломатов, защитников окружающей среды, членов правительства, представителей промышленности и коммерческие организации для заключения соглашения о поэтапном отказе от химических веществ. В январе 1989 года вступил в силу Монреальский протокол, первое в мире международное соглашение о регулировании химических загрязнителей.
В рамках протокола было решено постепенно сокращать производство и использование озоноразрушающих химических веществ, в первую очередь был введен запрет на использование ХФУ (хлорфторуглерод) в распылительных аэрозольных баллончиках.
Озоновые дыры
В 1985 году над Антарктидой обнаружили озоновую «дыру» диаметром более 1 000 км. По сей день она является самой большой и занимает площадь чуть меньше 20 млн кв. км.
К счастью, как таковой дыры нет. На самом деле, когда ученые и популярные средства массовой информации ссылаются на дыру в озоновом слое, речь идет об области с низкой концентрацией озона. Толщина озоновой оболочки в этой местности меняется в зависимости от времени года.
Почему дыра образовалась именно над Антарктидой, если главная причина в опасных выбросах?
Ученые объясняют этот феномен тем, что хлорфторуглероды переносятся в Антарктику воздушными потоками. Особенные климатические условия, а конкретно — крайне низкие температуры (до −80 °C) способствуют формированию стратосферных облаков.
В этих облаках происходит серия химических реакций. Хлор, содержащийся в ХФУ, отделяется от других веществ, кристаллизуется и в течение всего холодного периода сохраняется в таком состоянии. С приходом весны интенсивность ультрафиолетовых лучей усиливается, атомы хлора высвобождаются, разрушая молекулы озона. В итоге образуется озоновая дыра.
Мир без озонового слоя
Озоновая дыра над Антарктидой не единственная. Количество дыр растет с каждым годом по всему миру. Поток солнечной радиации увеличивается и вызывает вспышки раковых заболеваний кожи и катаракту, причем дети этому явлению подвержены сильнее.
Ученые из Центра космических полетов имени Годдарда (НАСА), чтобы доказать значение озонового слоя, смоделировали ситуацию стремительного разрушения защитного экрана Земли.
Группа ученых начала работу с создания модели атмосферной циркуляции земной системы, которая учитывает химические реакции в атмосфере, колебания температуры и ветра, изменения солнечной энергии, а также другие элементы глобального изменения климата.
Потери озона изменяют температуру в разных частях атмосферы, и эти изменения способствуют или подавляют химические реакции.
Затем исследователи увеличили выброс ХФУ и подобных соединений на 3% в год, что примерно вдвое меньше, чем в начале 1970-х годов, когда хлорфторуглероды активно использовались в производстве и быту. Ученые позволили моделируемому миру развиваться с 1970 по 2065 год.
Год 2065. Почти две трети озоносферы Земли исчезло. У самой большой озоновой дыры над Антарктидой появился двойник над Северным полюсом. Ультрафиолетовое излучение, падающее на города средних широт (например, Вашингтон), настолько сильное, что способно вызвать солнечный ожог всего за пять минут. Из-за высокого уровня радиации вероятность мутации ДНК увеличивается на 650%.
Усиление ультрафиолетового излучения спровоцирует гибель планктона в океанах и, следовательно, уменьшит рыбные запасы. Также ультрафиолет может оказать неблагоприятное воздействие на рост растений, что приведет к полному увяданию сельского хозяйства.
Решение есть
Увидев мир без озонового слоя, ученые пришли к выводу, что разрушение стратосферного озона можно остановить. Альтернативные вещества, которые не навредят защитному экрану Земли, существуют. К ним относятся углекислый газ, нетоксичный пропан, аммиак и изобутан (природный хладагент).
Как отмечают экологи, озоновый щит планеты уже сейчас восстанавливается на 1–3% в десятилетие. При благоприятных прогнозах озоновые дыры могут исчезнуть по всей планете к 2060 году. Команда ученых НАСА предполагает, что восстановление озонового слоя связано с Монреальским протоколом.
Специалисты из Национального управления океанических и атмосферных исследований США в 2018 году обнаружили крупные выбросы в атмосферу озоноразрушающего газа — трихлорфторметана.
Было установлено, что эпицентр выбросов находится в Восточной Азии, а позже более 18 производственных фабрик в Китае сами признались в незарегистрированном использовании фреона.
Экологи считают, что повлиять на целостность озонового слоя могут сами люди на бытовом уровне. Озоновый экран планеты также подвергается атакам парниковых газов и токсичных выбросов воздушного и наземного транспорта. Использование экологически чистого топлива, сохранение ресурсов земли и правильная утилизация вредных отходов сыграет значительную роль в спасении Земли.
Стоит начать очищение окружающей среды с маленького островка — своей квартиры. Через открытые окна в наше жилище поступает большое количество пыли, вредных испарений, ядовитых выбросов и неприятных запахов. В этой ситуации поможет бризер: благодаря трехступенчатой системе фильтрации устройство препятствует проникновению в комнату вредных веществ, бактерий, аллергенов и вирусов с улицы. Бризер борется с духотой в квартире и создает все условия для комфортной жизни и спокойного сна.
Заключение
Проблема разрушения озонового слоя планеты тесно связана с угрозой глобального потепления. Есть предположение, что восстановление озоновой оболочки замедлит таяние льдов
Правительство и многие крупные промышленные корпорации играют большую роль в том, как мы используем ресурсы Земли. Если сохранение окружающей среды станет первоочередной задачей каждого из государств, возможно, разрушительное влияние на нашу среду обитания достигнет минимума.
Автор: Полина Тарасова
Озоновый слой. Для чего он нужен? :: Класс!ная физика
В 20-50 км над поверхностью Земли в атмосфере находится слой озона — особой формы кислорода. Под действием солнечного ультрафиолетового излучения молекула атмосферного кислорода (О2) присоединяет третий атом кислорода, и получается озон (О3). Чем больше озона в атмосфере — тем больше УФ излучения он поглощает. Однако озоновый слой атмосферы очень тонок. Если всем озоном атмосферы равномерно покрыть площадь в 45 квадратных километров, то получится слой толщиной всего в 0,3 см.
Немного озона проникает с потоками воздуха в нижние слои атмосферы.
Когда лучи света реагируют с веществами, содержащимися в выхлопных газах и промышленных выбросах, то в результате фотохимических реакций образуется так называемый приземный озон. Обычно такая ситуация складывается в больших городах при антициклональном типе погоды. Дыхание таким озоном очень опасно, так как этот газ разрушает лёгкие. Пешеходы, вдыхающие большое количество озона, начинают задыхаться, ощущать боль в груди. Страдают также деревья и кусты вдоль дорог.
Но озон на большой высоте очень даже полезен для человека. Озон поглощает ультрафиолетовые лучи, которые в больших дозах могут вызывать солнечные ожоги и даже рак кожи.
Об озоновом слое учёные узнали в 70-е годы прошлого столетия.
В то же время было сделано открытие, что фреоны, применяющиеся в холодильниках, кондиционерах, аэрозольных баллончиках, уничтожают озон. Поднимаясь в верхние слои атмосферы, молекулы фреонов взаимодействуют с молекулами озона. Под действием солнечной радиации фреоны выделяют хлор, который расщепляет озон с образованием атомарного и обычного кислорода. В месте такого взаимодействия озоновый слой исчезает.
В 1985 году английскими учёными было сделано открытие. Они обнаружили над Антарктидой огромную «дыру» в озоновом слое размером с площадью США. Как выяснилось, в небе над Антарктидой высока концентрация соединения, образующегося в момент разрушения молекулы озона хлором. Это подтвердило тот факт, что использование фреонов создаёт проблему озоновых дыр. Именно поэтому в 1985 г. представителями 44 государств была принята Конвенция об охране озонового слоя, а в 1986 году был подписан Монреальский протокол по ограничению производства и потребления озоноразрушающих веществ.
Озоновая дыра не существует постоянно — с изменением ряда факторов она заполняется молекулами озона из рядом расположенных участков атмосферы, но при этом количество содержания озона на соседних участках значительно уменьшается.
Учёные подсчитали, что уменьшение содержания озона в верхних слоях атмосферы на 1% вызывает увеличение заболеваемости раком кожи на 3-6%. УФ лучи оказывают повреждающее действие на иммунную систему организма, делая нас более восприимчивыми к инфекционным заболеваниям, а также разрушают и клетки растений.
Кроме того, истощение озонового слоя может непредсказуемо изменить климат Земли. Ведь озоновый слой задерживает тепло, рассеивающееся с поверхности Земли. По мере уменьшения количества озона в атмосфере T° воздуха снижается, изменяется направление господствующих ветров и меняется погода.
Анализ данных общего содержания озона подтвердил тенденцию уменьшения атмосферного озона, отмеченную в обзорах Всемирной метеорологической организации еще в 1995 года. С 1979 года по настоящее время годовое содержание озона понизилось на 4-5% глобально и примерно на 7% в средних широтах обоих полушарий. В последние десятилетия значительное уменьшение содержания озона, ранее наблюдавшееся в основном над Антарктидой, стало заметно проявляться в районах Арктики и в прилегающих к ним районах Северного полушария.
Исследовательские работы, проведенные в последнее время российскими учёными, установили, что если в период 1979-1993 г.г. происходило уменьшение среднегодового содержания озона, то в дальнейшем ситуация стабилизировалась. Кроме того, с увеличением объема наблюдений, позволяющих все более подробно описывать состояние озонового слоя, появляются новые свидетельства того, что происходящие изменения связаны не только с антропогенными воздействиями, но, и в значительной степени, с изменениями циркуляции атмосферы.
Источник: www.gismeteo.ru
Другие страницы по теме «Физика погодых явлений »
Турбулентность
Озоновый слой
Цвет воды
Гроза. Цвет молнии. Мобильник и молния. Гром
Прогноз погоды
Туманы. След самолета
Ветры. Бризы.
Энергия ураганов
Температура комфорта. Термосфера. Полюс холода
Дождь. Морось. Ледяной дождь. Пузыри на лужах
Солнечные пятна. Гало. Зеленый луч
Фата-моргана
Радуга
Форма снежинок. Град
Полярное сияние. Цвет неба
Сосульки
GISMETEO.RU: Погода и перламутровые облака истощили озоновый слой над Арктикой — Природа
В марте 2020 года концентрация озона в стратосфере над Арктикой достигла рекордно низкого месячного уровня. Минимум, составивший 205 единиц Добсона, был зафиксирован спутниками 12 марта. В нормальных условиях самый низкий уровень озона над Арктикой в марте должен составлять не менее 240 единиц Добсона.
© NASA
Хотя столь низкий уровень озона является необычным для марта, подобное уже имело место в арктической стратосфере в 1997 и 2011 годах. «Низкий уровень арктического озона, как в этом году, наблюдается примерно раз в десятилетие. Для общего состояния озонового слоя это важно, так как уровень арктического озона в марте и апреле обычно высокий», — отметил Пол Ньюман, ученый в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА и эксперт по озоновому слою Земли.
На представленных изображениях можно видеть среднемесячные концентрации озона над Арктикой в марте 2019 года и марте 2020 года. На графике показаны дневные минимальные уровни озона за последние два года и долгосрочные средние значения.
© NASA
Озон является высокореактивной молекулой, состоящей из трех атомов кислорода. Стратосферный озоновый слой, расположенный на высоте около 10–40 километров над поверхностью Земли, выступает естественным солнцезащитным средством, поглощающим опасное ультрафиолетовое излучение, которое способно повредить ДНК растений и нанести вред людям и животным, вызвав катаракту, рак кожи и подавление иммунной системы.
Истощение арктического озонового слоя в этом году было вызвано необычайно слабыми «волновыми событиями» в верхних слоях атмосферы в период с декабря 2019 года по март 2020 года. Эти волны проводят массы воздуха через верхние слои атмосферы, подобно погодным фронтам в нижних слоях, но гораздо масштабнее.
В обычный год эти волны распространяются вверх от нижней атмосферы в средних широтах и разрушают циркумполярные ветры, которые кружат вокруг Арктики.
Когда такие волны разрушают полярные ветра, они приносят озон из других частей стратосферы и пополняют арктический резервуар. Это смешение имеет и еще один эффект: нагревание воздуха над Арктикой. Более высокая температура делает условия неблагоприятными для формирования полярных стратосферных облаков, которые способствуют озоноразрушающим реакциям, выделяя хлор.
Большая часть хлора и брома в атмосфере поступает из хлорфторуглеродов и галонов, химически активных форм хлора и брома, которые когда-то использовались в хладагентах, пенах и аэрозольных баллончиках, а в настоящее время запрещены Монреальским протоколом.
Смешение в верхних слоях атмосферы обычно предотвращает истощение озонового слоя, вызванное воздействием хлора и брома. Однако с декабря 2019 года по март 2020 года стратосферные волновые события по неизвестным причинам были слабыми и не разрушали циркумполярные ветра. В результате эти ветра действовали как барьер, не позволяя озону из других частей атмосферы пополнять его арктические запасы. Стратосфера в регионе также оставалась холодной, что привело к активному образованию полярных стратосферных облаков, вызывающих озоноразрушающие реакции.
В отношении уровня озона над Арктикой исследователи предпочитают использовать термин «истощение», поскольку потеря озона там все еще намного меньше, чем озоновая дыра, которая образуется над Антарктидой каждый сентябрь и октябрь, — там уровень озона падает до 120 единиц Добсона.
Анимация показывает концентрации озона над Северным и Южным полюсами с 1 августа 2019 года по 31 марта 2020 года.
Озоновый слой может восстановиться — CNews
Наблюдения за атмосферой земли со спутников НАСА впервые однозначно продемонстрировали, что скорость сокращения озонового слоя в верхней части атмосферы уменьшается. Этот факт может указывать на то, что скоро начнется восстановление озонового слоя.
Исследователи НАСА подвели итоги двух научных проектов по наблюдению
за концентрацией озона в верхних слоях стратосферы (35-45 км), а также завершили интерпретацию данных по определению концентрации галогенов в атмосфере с помощью аппаратуры, установленной на спутниках. Первый проект по мониторингу озона был начат еще в 1979 г., второй — в 1984 г. Спутниковая аппаратура для слежения за уровнем галогенов была доставлена на орбиту космическим челноком «Дискавери» в 1991 г.
Напомним, что озона в атмосфере чрезвычайно мало — примерно 3 молекулы на 10 млн. других, входящих в состав воздуха. Тем не менее, озон играет чрезвычайно важную роль в обеспечении жизни на планете. Атмосфера условно разделена на слои. Ближний к поверхности слой — тропосфера — составляет 10 км, далее идет стратосфера — около 60 км. Озоновый слой сосредоточен в этих двух слоях, причем максимальная концентрация достигается на высоте 20-25 км. Ученые многие годы были озабочены истощением озонового слоя, прежде всего, потому, что озон поглощает опасное для живых организмов ультрафиолетовое излучение в так называемом диапазоне UV-B, а повышение потока ультрафиолета пагубно скажется, прежде всего, на океаническом фитопланктоне, который составляет начальное звено в природной цепи питания.
Нынешняя ситуация со снижением уровня озона на 10% и озабоченность
ученых привели к подписанию в 1987 г. Монреальского протокола, предусматривающего сокращение производства и использования веществ, разрушающих озоновый слой. К этим веществам относятся в первую очередь хлорфторуглероды и хладагенты (также содержащие в своем составе атомы галогенов). Попадая в стратосферу, эти вещества инициируют цепной процесс разложения озона, при котором один атом хлора разрушает до 1 млн.
молекул озона.
Полученные учеными НАСА результаты дают надежду на изменение сложившейся ситуации. Сами исследователи считают, что произошло это из-за осознания международным сообществом грозящей опасности и вовремя принятых действий.
Источник: по материалам 4engineering.com
НАСА сообщило о рекордно низком уровне озона над Арктикой
https://ria.ru/20200417/1570210817.html
НАСА сообщило о рекордно низком уровне озона над Арктикой
НАСА сообщило о рекордно низком уровне озона над Арктикой
Исследователи НАСА сообщают о беспрецедентном истощение озонового слоя над Арктикой. Анализ спутниковых наблюдений показывает, что уровень озона достиг своей… РИА Новости, 17.04.2020
2020-04-17T18:21
2020-04-17T18:21
2020-04-17T18:21
наука
земля — риа наука
арктика
наса
антарктида
сша
/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content
/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content
https://cdn21.img.ria.ru/images/07e4/04/11/1570209360_1:0:1466:824_1920x0_80_0_0_8e7b1fc3b82184f9463e2ec61d2b469d.jpg
МОСКВА, 17 апр — РИА Новости. Исследователи НАСА сообщают о беспрецедентном истощение озонового слоя над Арктикой. Анализ спутниковых наблюдений показывает, что уровень озона достиг своей самой низкой точки в 205 единиц Добсона 12 марта 2020 года.Стратосферный озоновый слой, расположенный в диапазоне от 11 до 40 километров над поверхностью Земли, поглощает вредное ультрафиолетовое излучение, которое может нанести вред растениям и животным и воздействовать на людей, вызывая катаракту, рак кожи и подавляя иммунную систему.НАСА совместно с Национальным управлением океанических и атмосферных исследований США (NOAA) осуществляет мониторинг стратосферного озона с использованием спутников, в том числе спутника НАСА «Аура», спутника НАСА-НОАА «Суоми» и Объединенной полярной спутниковой системы NOAA-20. Микроволновый эхолот на борту спутника «Аура» также оценивает стратосферные уровни озоноразрушающего хлора.
В отличие от Антарктики, где ежегодно в сентябре и октябре во время весны в Южном полушарии возникает настоящая озоновая «дыра», по отношению к озоновому слою над Арктикой исследователи НАСА предпочитают применять термин «истощение». Для сравнения, уровни озона над Антарктидой весной обычно падают примерно до 120 единиц Добсона. В Арктике мартовские значения иногда опускаются до 240 единиц. Подобные низкие уровни озона имели место в верхних слоях атмосферы — в стратосфере — в 1997 и 2011 годах. Но в этом году был побит рекорд.»Такой низкий уровень арктического озона, как в этом году, случается примерно раз в десятилетие, — приводятся в пресс-релизе НАСА слова Пола Ньюмана (Paul Newman), главного специалиста по наукам о Земле в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА. — Это касается общего состояния озонового слоя, поскольку уровень арктического озона обычно высокий в марте и апреле».Мартовское истощение озонового слоя в Арктике, по мнению ученых, было вызвано сочетанием факторов, возникших из-за необычайно слабых «волновых» событий в верхней атмосфере с декабря по март. Эти волны управляют движением воздуха в верхних слоях атмосферы, аналогично погодным факторам, которые мы наблюдаем в нижних слоях атмосферы, но в гораздо больших масштабах.Обычно эти волны распространяются вверх от нижних слоев атмосферы в средних широтах и разрушают контур циркумполярных ветров, которые циркулируют вокруг Арктики. При этом они приносят с собой озон из других частей стратосферы, пополняя резервуар над Арктикой, а также способствуют нагреванию арктического воздуха. Более высокие температуры создают неблагоприятные условия для формирования полярных стратосферных облаков, выделяющих хлор, который участвует в озоноразрушающих реакциях.С декабря 2019 года по март 2020 года стратосферные волновые явления были слабыми и не нарушали полярных ветров. Таким образом, ветры действовали как барьер, не позволяя озону из других частей атмосферы восполнять его уровень над Арктикой. Кроме того, стратосфера оставалась холодной, что привело к образованию полярных стратосферных облаков, которые позволили химическим реакциям высвободить реактивные формы хлора, такие как хлорфторуглероды, и вызвать истощение озонового слоя.
Напомним, что применение хлорфторуглеродов в промышленности было запрещено в конце 1980-х годов Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой.»Мы не знаем, что послужило причиной слабой динамики волн в этом году, — сказал Ньюман. — Но мы знаем, что, если бы мы не прекратили выбрасывать хлорфторуглероды в атмосферу из-за Монреальского протокола, истощение арктических ресурсов озона в этом году было бы намного сильнее».
https://ria.ru/20200305/1568176467.html
https://ria.ru/20200311/1568432418.html
арктика
антарктида
сша
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
2020
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
Новости
ru-RU
https://ria.ru/docs/about/copyright.html
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
https://cdn22.img.ria.ru/images/07e4/04/11/1570209360_206:0:1305:824_1920x0_80_0_0_5e2743dde8a52a6ed122b5295f166cdc.jpg
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
земля — риа наука, арктика, наса, антарктида, сша
МОСКВА, 17 апр — РИА Новости. Исследователи НАСА сообщают о беспрецедентном истощение озонового слоя над Арктикой. Анализ спутниковых наблюдений показывает, что уровень озона достиг своей самой низкой точки в 205 единиц Добсона 12 марта 2020 года.
Стратосферный озоновый слой, расположенный в диапазоне от 11 до 40 километров над поверхностью Земли, поглощает вредное ультрафиолетовое излучение, которое может нанести вред растениям и животным и воздействовать на людей, вызывая катаракту, рак кожи и подавляя иммунную систему.
НАСА совместно с Национальным управлением океанических и атмосферных исследований США (NOAA) осуществляет мониторинг стратосферного озона с использованием спутников, в том числе спутника НАСА «Аура», спутника НАСА-НОАА «Суоми» и Объединенной полярной спутниковой системы NOAA-20. Микроволновый эхолот на борту спутника «Аура» также оценивает стратосферные уровни озоноразрушающего хлора.
В отличие от Антарктики, где ежегодно в сентябре и октябре во время весны в Южном полушарии возникает настоящая озоновая «дыра», по отношению к озоновому слою над Арктикой исследователи НАСА предпочитают применять термин «истощение».
Для сравнения, уровни озона над Антарктидой весной обычно падают примерно до 120 единиц Добсона. В Арктике мартовские значения иногда опускаются до 240 единиц. Подобные низкие уровни озона имели место в верхних слоях атмосферы — в стратосфере — в 1997 и 2011 годах. Но в этом году был побит рекорд.5 марта 2020, 09:15НаукаУченые предупредили о резком разрушении озонового слоя над Арктикой
«Такой низкий уровень арктического озона, как в этом году, случается примерно раз в десятилетие, — приводятся в пресс-релизе НАСА слова Пола Ньюмана (Paul Newman), главного специалиста по наукам о Земле в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА. — Это касается общего состояния озонового слоя, поскольку уровень арктического озона обычно высокий в марте и апреле».
Мартовское истощение озонового слоя в Арктике, по мнению ученых, было вызвано сочетанием факторов, возникших из-за необычайно слабых «волновых» событий в верхней атмосфере с декабря по март. Эти волны управляют движением воздуха в верхних слоях атмосферы, аналогично погодным факторам, которые мы наблюдаем в нижних слоях атмосферы, но в гораздо больших масштабах.
Обычно эти волны распространяются вверх от нижних слоев атмосферы в средних широтах и разрушают контур циркумполярных ветров, которые циркулируют вокруг Арктики. При этом они приносят с собой озон из других частей стратосферы, пополняя резервуар над Арктикой, а также способствуют нагреванию арктического воздуха.
Более высокие температуры создают неблагоприятные условия для формирования полярных стратосферных облаков, выделяющих хлор, который участвует в озоноразрушающих реакциях.
С декабря 2019 года по март 2020 года стратосферные волновые явления были слабыми и не нарушали полярных ветров. Таким образом, ветры действовали как барьер, не позволяя озону из других частей атмосферы восполнять его уровень над Арктикой. Кроме того, стратосфера оставалась холодной, что привело к образованию полярных стратосферных облаков, которые позволили химическим реакциям высвободить реактивные формы хлора, такие как хлорфторуглероды, и вызвать истощение озонового слоя.
Напомним, что применение хлорфторуглеродов в промышленности было запрещено в конце 1980-х годов Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой.
«Мы не знаем, что послужило причиной слабой динамики волн в этом году, — сказал Ньюман. — Но мы знаем, что, если бы мы не прекратили выбрасывать хлорфторуглероды в атмосферу из-за Монреальского протокола, истощение арктических ресурсов озона в этом году было бы намного сильнее».
11 марта 2020, 14:09НаукаУченые подтвердили права России на арктический шельф
Наука: Наука и техника: Lenta.ru
Наблюдения со спутников Aura и Suomi NPP показали, что озоновая дыра над Антарктидой постепенно затягивается. Летом 2013 года, в период, когда размер дыры обычно достигает максимума, ее размер оказался меньше обычного. Ученые отмечают, что размер бреши медленно уменьшался за последние десять лет. Подробности приводит официальный сайт NASA.
Для определения концентрации озона в верхних слоях атмосферы исследователи использовали два специально разработанных инструмента. Наблюдения проводились с борта спутника NASA Aura (запущен в 2004 году, предназначен для комплексного изучения атмосферы) и со спутника Suomi-NPP. Так как озоновый слой поглощает ультрафиолетовое излучение, то измерение рассеяния ультрафиолета позволяет определить содержание этого газа. Кроме того, для спутникового мониторинга использовались данные микроволнового зондирования и информация от спектрометров.
Концентрация озона меняется в зависимости от времени года и других факторов, поэтому ученые предупреждают о некорректности прямого сопоставления текущих размеров озоновой дыры с данными прошлых лет. Участок над Антарктидой с меньшей концентрацией озона достиг максимальной площади 16 сентября, а затем начал уменьшаться.
Толщина озонового слоя измеряется в добсоновских единицах (Dobson units, DU). Они выражают толщину озонового слоя, которая получилась бы при его сгущении до давления на уровне моря. Одна единица соответствует слою толщиной в десять микрометров, нормальное значение составляет около 220 добсоновских единиц, однако реально озон не сосредоточен в столь тонком слое, а распределен практически по всей стратосфере.
Название аппарата Suomi-NPP не имеет прямого отношения к Финляндии: многофункциональный спутник получил имя Вернера Суоми, американского метеоролога, который одним из первых стал опираться на спутниковые данные. Ранее при помощи Suomi-NPP исследователи получили самое подробное мозаичное изображение ночной Земли, а потом и наиболее точную карту растительного покрова.
озоновый слой | Описание, значение и факты
Озоновый слой , также называемый озоносфера , область верхних слоев атмосферы на высоте примерно от 15 до 35 км (от 9 до 22 миль) над поверхностью Земли, содержащая относительно высокие концентрации молекул озона (O 3 ). Примерно 90 процентов озона атмосферы находится в стратосфере, область простирается от 10–18 км (6–11 миль) до примерно 50 км (около 30 миль) над поверхностью Земли.В стратосфере температура атмосферы повышается с увеличением высоты — явление, создаваемое поглощением солнечной радиации озоновым слоем. Озоновый слой эффективно блокирует почти все солнечное излучение с длинами волн менее 290 нанометров от достижения поверхности Земли, включая определенные типы ультрафиолета (УФ) и другие формы излучения, которые могут повредить или убить большинство живых существ.
слоев атмосферы Земли
Слои атмосферы Земли с желтой линией, показывающей температуру воздуха на разной высоте.
Encyclopædia Britannica, Inc.
Местоположение в атмосфере Земли
В средних широтах пиковые концентрации озона наблюдаются на высотах от 20 до 25 км (примерно от 12 до 16 миль). Пиковые концентрации обнаруживаются на высотах от 26 до 28 км (примерно от 16 до 17 миль) в тропиках и от примерно 12 до 20 км (примерно от 7 до 12 миль) к полюсам. Более низкая высота области пиковых концентраций в высоких широтах в значительной степени является результатом процессов атмосферного переноса в направлении полюсов и вниз, которые происходят в средних и высоких широтах, и уменьшенной высоты тропопаузы (переходной области между тропосферой и стратосферой).
Большая часть остающегося озона находится в тропосфере, слое атмосферы, простирающемся от поверхности Земли до стратосферы. Приповерхностный озон часто возникает в результате взаимодействия между определенными загрязнителями (такими как оксиды азота и летучие органические соединения), сильным солнечным светом и жаркой погодой. Это один из основных ингредиентов фотохимического смога — явления, от которого страдают многие городские и пригородные районы по всему миру, особенно в летние месяцы.
Озоновое повреждение на листе
Озоновое повреждение листа английского грецкого ореха ( Juglans regia ).
F.K. Anderson / Encyclopædia Britannica, Inc.
Создание и разрушение озона
Производство озона в стратосфере происходит главным образом в результате разрыва химических связей в молекулах кислорода (O 2 ) солнечными фотонами высокой энергии. Этот процесс, называемый фотодиссоциацией, приводит к высвобождению одиночных атомов кислорода, которые позже соединяются с неповрежденными молекулами кислорода с образованием озона. Повышение концентрации кислорода в атмосфере около двух миллиардов лет назад привело к накоплению озона в атмосфере Земли, и этот процесс постепенно привел к образованию стратосферы.
Ученые считают, что формирование озонового слоя сыграло важную роль в развитии жизни на Земле, отсеивая смертельные уровни УФ-В-излучения (ультрафиолетовое излучение с длинами волн от 315 до 280 нанометров) и тем самым облегчая миграцию форм жизни из океаны на сушу.
озон: дыра
Изменение размера озоновой дыры с октября 1979 по октябрь 1990 года.
© Photos.com/Thinkstock
Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишитесь сейчас
Количество озона в стратосфере естественным образом меняется в течение года в результате химических процессов, которые создают и разрушают молекулы озона, а также в результате ветров и других транспортных процессов, которые перемещают молекулы озона по планете. Однако в течение нескольких десятилетий деятельность человека существенно изменила озоновый слой. Разрушение озона, глобальное уменьшение содержания озона в стратосфере, наблюдаемое с 1970-х годов, наиболее заметно в полярных регионах и хорошо коррелирует с увеличением содержания хлора и брома в стратосфере.Эти химические вещества, когда-то освобожденные УФ-излучением от хлорфторуглеродов (CFC) и других галогенуглеродов (углерод-галогеновых соединений), которые их содержат, разрушают озон, удаляя отдельные атомы кислорода из молекул озона. Истощение настолько велико, что так называемые озоновые дыры (районы с сильно уменьшенным озоновым покрытием) образуются над полюсами в начале их соответствующих весенних сезонов. Самая большая такая дыра, площадь которой составляет более 20,7 миллиона квадратных километров (8 миллионов квадратных миль) на постоянной основе с 1992 года, ежегодно появляется над Антарктидой в период с сентября по ноябрь.
По мере того, как количество стратосферного озона уменьшается, все больше УФ-излучения достигает поверхности Земли, и ученые опасаются, что такое увеличение может иметь значительные последствия для экосистем и здоровья человека. Обеспокоенность по поводу воздействия биологически вредных уровней УФ-излучения стала основной движущей силой создания международных договоров, таких как Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой, и поправки к нему, предназначенные для защиты озонового слоя Земли.
Монреальский протокол оказался успешным: около 99 процентов озоноразрушающих химикатов, регулируемых этим договором, были выведены из обращения с момента его принятия в 1987 году.Считается, что соблюдение международных договоров, которые прекратили производство и доставку многих озоноразрушающих химикатов, в сочетании с похолоданием в верхних слоях стратосферы из-за увеличения содержания углекислого газа, способствовало сокращению озоновых дыр над полюсами и несколько более высокому содержанию озонового слоя в стратосфере. уровни в целом. Ожидается, что продолжающееся сокращение содержания хлора приведет к уменьшению озоновых дыр над Антарктидой после 2040 года. Однако некоторые ученые отметили, что повышение уровней стратосферного озона произошло только в верхних слоях стратосферы, при этом снижение концентрации озона в нижних слоях стратосферы опережает рост в нижних слоях стратосферы. верхняя стратосфера.
озонозонд
Исследователи запускают воздушный шар с озонозондом, прибором для измерения содержания озона в атмосфере, на Южнополярной станции Амундсен-Скотт в Антарктиде.
NOAA Дональд Вуэбблс
Узнайте больше в этих связанных статьях Britannica:
Основы науки об озоновом слое | Защита озонового слоя
Озоновый слой Земли Озоновый слой Область стратосферы, содержащая основную часть атмосферного озона.Озоновый слой находится примерно на 15-40 километров (10-25 миль) над поверхностью Земли в стратосфере. Истощение этого слоя озоноразрушающими веществами (ОРВ) приведет к более высокому уровню УФВ, что, в свою очередь, вызовет рост рака кожи и катаракты и потенциальный ущерб некоторым морским организмам, растениям и пластмассам. Научная страница (http://www.epa.gov/ozone/science/index.html) предлагает гораздо больше подробностей о науке об истощении озонового слоя. защищает все живое от вредного солнечного излучения, но деятельность человека повредила этот щит.
Слабая защита озонового слоя от ультрафиолетового (УФ) света UV Ультрафиолетовое излучение — это часть электромагнитного спектра с длинами волн короче видимого света. Солнце производит ультрафиолетовое излучение, которое обычно делится на три диапазона: UVA, UVB и UVC. UVA не поглощается озоном. UVB в основном поглощается озоном, хотя некоторые из них достигают Земли. UVC полностью поглощается озоном и нормальным кислородом. НАСА предоставляет дополнительную информацию на своем веб-сайте (http://www.nas.nasa.gov/About/Education/Ozone/radiation.html). со временем повредит посевы и приведет к увеличению заболеваемости раком кожи и катарактой.
I. Озоновый слой
Атмосфера Земли состоит из нескольких слоев. Самый нижний слой, тропосфера тропосфера Область атмосферы, наиболее близкая к Земле. Тропосфера простирается от поверхности примерно до 10 км в высоту, хотя эта высота меняется в зависимости от широты. Почти вся погода происходит в тропосфере. Mt. Эвересту, самой высокой горе на Земле, всего 8 лет.Высота 8 км. Температура в тропосфере уменьшается с высотой. Когда теплый воздух поднимается вверх, он остывает, опускаясь обратно на Землю. Этот процесс, известный как конвекция, означает, что существуют огромные движения воздуха, которые очень эффективно перемешивают тропосферу., Простирается от поверхности Земли на высоту примерно до 6 миль или 10 километров (км). Практически вся деятельность человека происходит в тропосфере. Mt. Эверест, самая высокая гора на планете, имеет высоту всего около 9 км. Следующий слой, стратосфера стратосфера Область атмосферы над тропосферой.Стратосфера простирается от 10 до 50 км в высоту. Коммерческие авиалинии летают в нижних слоях стратосферы. На больших высотах стратосфера становится теплее. Фактически, это потепление вызвано поглощением озона ультрафиолетового излучения. Теплый воздух остается в верхних слоях стратосферы, а холодный — в нижних, поэтому вертикальное перемешивание в этом регионе гораздо меньше, чем в тропосфере.
Оно продолжается от 6 миль (10 км) до примерно 31 мили (50 км). Большинство коммерческих самолетов летают в нижней части стратосферы.
Большая часть атмосферного озона сконцентрирована в слое стратосферы на высоте от 9 до 18 миль (от 15 до 30 км) над поверхностью Земли (см. Рисунок ниже). Озон — это молекула, содержащая три атома кислорода. В любой момент времени молекулы озона постоянно образуются и разрушаются в стратосфере. Общая сумма оставалась относительно стабильной в течение десятилетий, в течение которых она измерялась.
Источник: Рисунок Q1-2 от Микаэлы И. Хегглин (ведущий автор), Дэвида В. Фэи, Мак МакФарланда, Стивена А.Монцка, Эрик Р. Нэш, Двадцать вопросов и ответов об озоновом слое: обновление 2014 г., Научная оценка разрушения озона: 2014 г., 84 стр., Всемирная метеорологическая организация, Женева, Швейцария, 2015 г. Озоновый слой в стратосфере поглощает часть солнечного излучения, не позволяющая ему достичь поверхности планеты. Что наиболее важно, он поглощает часть ультрафиолетового излучения, называемую UVB UVB , полосу ультрафиолетового излучения с длинами волн 280-320 нанометров, производимого Солнцем.UVB — это вид ультрафиолетового света от солнца (и солнечных ламп), который имеет несколько вредных эффектов. UVB особенно эффективен при повреждении ДНК. Это причина меланомы и других видов рака кожи. Это также было связано с повреждением некоторых материалов, сельскохозяйственных культур и морских организмов. Озоновый слой защищает Землю от большинства солнечных лучей UVB. Всегда важно защитить себя от ультрафиолета B, даже при отсутствии истощения озонового слоя, надев головные уборы, солнцезащитные очки и солнцезащитный крем. Однако эти меры предосторожности станут более важными по мере усугубления разрушения озонового слоя.НАСА предоставляет дополнительную информацию на своем веб-сайте (http://www.nas.nasa.gov/About/Education/Ozone/radiation.html). УФ-В излучение связано со многими вредными эффектами, включая рак кожи, катаракту и вред некоторым культурам и морским обитателям.
Ученые установили рекорды за несколько десятилетий, детализирующие нормальные уровни озона во время естественных циклов. Концентрация озона в атмосфере естественным образом меняется в зависимости от солнечных пятен, времен года и широты. Эти процессы хорошо понятны и предсказуемы.Каждое естественное снижение уровня озона сопровождалось восстановлением. Однако, начиная с 1970-х годов, научные данные показали, что озоновый щит истощается далеко за пределами естественных процессов.
II. Разрушение озонового слоя
Когда атомы хлора и брома вступают в контакт с озоном в стратосфере, они разрушают молекулы озона. Один атом хлора может разрушить более 100 000 молекул озона, прежде чем он будет удален из стратосферы. Озон может быть разрушен быстрее, чем он создается естественным путем.
Некоторые соединения выделяют хлор или бром при воздействии интенсивного ультрафиолетового света в стратосфере. Эти соединения способствуют разрушению озонового слоя и называются озоноразрушающими веществами (ODS ODS Соединение, которое способствует разрушению стратосферного озона. ОРВ включают хлорфторуглероды (CFC), гидрохлорфторуглероды (HCFC), галоны, бромистый метил, четыреххлористый углерод, гидробромфторуглерод хлорбромметан и метилхлороформ. ОРВ, как правило, очень стабильны в тропосфере и разлагаются только под воздействием интенсивного ультрафиолетового света в стратосфере.Когда они распадаются, они выделяют атомы хлора или брома, которые затем разрушают озон. Доступен подробный список (http://www.epa.gov/ozone/science/ods/index.html) веществ класса I и класса II с указанием их ОРП, ПГП и номеров КАС.). ОРВ, выделяющие хлор, включают хлорфторуглероды хлорфторуглероды Газы, подпадающие под действие Монреальского протокола 1987 года и используемые для охлаждения, кондиционирования воздуха, упаковки, изоляции, растворителей или аэрозольных пропеллентов. Поскольку они не разрушаются в нижних слоях атмосферы, ХФУ уносятся в верхние слои атмосферы, где при подходящих условиях разрушают озон.Эти газы заменяются другими соединениями: гидрохлорфторуглеродами, временной заменой ХФУ, которые также подпадают под действие Монреальского протокола, и гидрофторуглеродами, подпадающими под действие Киотского протокола. Все эти вещества также являются парниковыми газами. См. Гидрохлорфторуглероды, гидрофторуглероды, перфторуглероды, озоноразрушающие вещества. (CFC), гидрохлорфторуглероды гидрохлорфторуглероды Соединения, содержащие атомы водорода, фтора, хлора и углерода.Хотя озоноразрушающие вещества, они менее способны разрушать стратосферный озон, чем хлорфторуглероды (ХФУ). Они были введены в качестве временной замены ХФУ, которые также являются парниковыми газами. См. Озоноразрушающее вещество. (ГХФУ), четыреххлористый углерод четыреххлористый углерод Соединение, состоящее из одного атома углерода и четырех атомов хлора. Тетрахлорметан широко использовался в качестве сырья для многих промышленных целей, включая производство хлорфторуглеродов (ХФУ), а также в качестве растворителя.Использование растворителя прекратилось, когда было обнаружено, что он канцерогенный. Он также используется в качестве катализатора для доставки ионов хлора в определенные процессы. Его озоноразрушающий потенциал составляет 1,2, а метилхлороформ метилхлороформ Соединение, состоящее из углерода, водорода и хлора. Метилхлороформ используется в качестве промышленного растворителя. Его озоноразрушающий потенциал составляет 0,11. ОРВ, выделяющие бром, включают галоны галоны Соединения, также известные как бромфторуглероды, которые содержат бром, фтор и углерод.Они обычно используются в качестве средств пожаротушения и вызывают разрушение озонового слоя. Бром во много раз более эффективен в разрушении стратосферного озона, чем хлор. См. Озоноразрушающее вещество. и бромистый метил бромистый метил Соединение, состоящее из углерода, водорода и брома. Бромистый метил — эффективный пестицид, используемый для фумигации почвы и многих сельскохозяйственных продуктов. Поскольку он содержит бром, он разрушает стратосферный озон и имеет озоноразрушающий потенциал 0,6. Производство бромистого метила было прекращено 31 декабря 2004 г., за исключением допустимых исключений.Доступно гораздо больше информации (http://www.epa.gov/ozone/mbr/index.html). Хотя ОРВ выбрасываются на поверхность Земли, в конечном итоге они переносятся в стратосферу в процессе, который может длиться очень долго. от двух до пяти лет.
В 1970-х годах возникла озабоченность по поводу воздействия озоноразрушающих веществ (ODS ODS Соединение, которое способствует разрушению стратосферного озона. ОРВ включают хлорфторуглероды (CFC), гидрохлорфторуглероды (HCFC), галоны, бромистый метил, четыреххлористый углерод, гидробромфторуглероды, хлорбромметан и метилхлороформ.ОРВ обычно очень стабильны в тропосфере и разлагаются только под воздействием интенсивного ультрафиолетового света в стратосфере. Когда они распадаются, они выделяют атомы хлора или брома, которые затем разрушают озон. Доступен подробный список (http://www.epa.gov/ozone/science/ods/index.html) веществ класса I и класса II с указанием их ОРС, ПГП и номеров КАС.) В стратосферном озоновом слое озоновый слой Область стратосферы, содержащая основную часть атмосферного озона. Озоновый слой находится примерно на 15-40 километров (10-25 миль) над поверхностью Земли в стратосфере.Истощение этого слоя озоноразрушающими веществами (ОРВ) приведет к более высокому уровню УФВ, что, в свою очередь, вызовет рост рака кожи и катаракты и потенциальный ущерб некоторым морским организмам, растениям и пластмассам. Научная страница (http://www.epa.gov/ozone/science/index.html) предлагает гораздо больше подробностей о науке об истощении озонового слоя. побудили несколько стран, включая Соединенные Штаты, запретить использование хлорфторуглеродов (CFCs CFCs Органические соединения, состоящие из атомов углерода, хлора и фтора.Примером является CFC-12 (CCI2F2), используемый в качестве хладагента в холодильниках и кондиционерах, а также в качестве вспенивающего агента. Газообразные CFC могут разрушать озоновый слой, когда они медленно поднимаются в стратосферу, разрушаются сильным ультрафиолетовым излучением, высвобождают атомы хлора, а затем вступают в реакцию с молекулами озона. См. «Озоноразрушающее вещество».) Как аэрозоль аэрозоль Небольшая капля или частица, взвешенные в атмосфере, обычно содержащие серу. Аэрозоли выделяются естественным путем (например,, при извержениях вулканов) и в результате деятельности человека (например, при сжигании ископаемого топлива). Нет никакой связи между аэрозолями в виде твердых частиц и продуктами под давлением, также называемыми аэрозолями. (См. Ниже) пропелленты. Однако мировое производство ХФУ и других ОРВ продолжало быстро расти, поскольку были найдены новые применения этих химикатов в холодильном оборудовании, пожаротушении, пенопласте и других применениях.
Некоторые природные процессы, например, сильные извержения вулканов, могут косвенно влиять на уровень озона.Например, Mt. Извержение Пинатубо в 1991 году не увеличило концентрацию хлора в стратосфере, но произвело большое количество крошечных частиц, называемых аэрозолями. аэрозоли . Маленькие частицы или капли жидкости в атмосфере, которые могут поглощать или отражать солнечный свет в зависимости от своего состава. (отличается от потребительских товаров, также известных как аэрозоли). Эти аэрозоли увеличивают эффективность хлора в разрушении озона. Аэрозоли в стратосфере создают поверхность, на которой хлор на основе CFC может разрушать озон.Однако эффект от вулканов непродолжительный.
Не все источники хлора и брома способствуют разрушению озонового слоя. Например, исследователи обнаружили, что хлор из бассейнов, промышленных предприятий, морской соли и вулканов не достигает стратосферы. Напротив, ОРВ очень стабильны и не растворяются под дождем. Таким образом, отсутствуют естественные процессы, удаляющие ОРВ из нижних слоев атмосферы.
Одним из примеров истощения озонового слоя является ежегодная озоновая «дыра» над выходом из Антарктики, образовавшаяся во время антарктической весны с начала 1980-х годов.На самом деле это не дыра в озоновом слое, а большая часть стратосферы с очень низким содержанием озона.
Разрушение озона не ограничивается районом Южного полюса. Исследования показали, что истощение озонового слоя происходит на широтах, включая Северную Америку, Европу, Азию и большую часть Африки, Австралии и Южной Америки. Более подробную информацию о глобальных масштабах истощения озонового слоя можно найти в Scientific Assessment of Ozone Depletion: 2014 Exit, разработанном Программой Организации Объединенных Наций по окружающей среде.
Aura | Озон
Озоновый слой / озоновая дыра: в чем разница?
Озоновый слой — это слой в атмосфере Земли, который поглощает большую часть солнечного УФ-излучения. Он содержит относительно высокие концентрации озона, хотя он все еще очень мал по сравнению с обычным кислородом. Озон — это газ, состоящий из трех атомов кислорода (O 3 ). В естественных условиях он встречается в небольших количествах в верхних слоях атмосферы (стратосфере).Озон защищает жизнь на Земле от ультрафиолетового (УФ) излучения Солнца. Девяносто процентов озона в атмосфере находится в стратосфере, слое атмосферы на высоте от 10 до 50 километров.
Озоновая дыра — это потеря стратосферного озона над Антарктидой. Площадь озоновой дыры определяется как размер области с общим содержанием озона ниже 220 единиц Добсона (ДЕ). Единицы Добсона — это единица измерения, которая относится к толщине озонового слоя в вертикальном столбце от поверхности до верха атмосферы, величина, называемая «общим количеством озона в столбе».«До 1979 года общие значения озона в атмосферном столбе над Антарктидой никогда не опускались ниже 220 еД. Дыра оказалась результатом деятельности человека — выброса огромных количеств хлорфторуглеродов (ХФУ) и других озоноразрушающих веществ в атмосферу.
А я думал, что озон «плохой» ?!
Для живых существ на Земле есть хороший озон и плохой озон. Хороший озон находится в стратосфере, намного выше поверхности Земли. На такой высоте он поглощает и рассеивает ультрафиолетовое (УФ) излучение Солнца, особенно наиболее опасные формы УФ-В и УФ-С.Озон — это естественный солнцезащитный крем планеты. Растения, животные и все формы жизни развивались под небом, защищавшим их от разрушающего и изменяющего излучения.
Используйте солнцезащитный крем! Надень свою шляпу!
Полезна или вредна молекула, не имеет ничего общего с химическим составом и все зависит от местоположения. Около 10% озона в атмосфере находится в тропосфере, слое, в котором мы живем. Этот озон создается в результате химических реакций между загрязнителями воздуха из выхлопных газов автомобилей, парами бензина и другими выбросами.На уровне земли высокие концентрации озона токсичны для людей и растений.
Озоновая дыра ухудшается? Смотрите данные сами!
30 лет наблюдений
Aura представляет свой последний плакат, на котором показаны данные пяти различных миссий, отслеживающих развитие озоновой дыры из космоса.
Часы с озоновым отверстием
Просмотрите последнее состояние озонового слоя над Антарктикой. Спутниковые инструменты контролируют озоновый слой, и мы используем их данные для создания изображений, отображающих количество озона.
Особенности науки
|
Где содержится озон в атмосфера? Атмосфера Земли. Большая часть озона (около 90%) находится в слое который начинается на высоте от 6 до 10 миль (от 10 до 17 километров) поверхность Земли и простирается примерно на 30 миль (50 километров).Эта область атмосферы называется стратосферой. В озон в этом регионе обычно называют озоновым слоем. В оставшийся озон находится в нижней части атмосферы, которая обычно называют тропосферой. На рисунке (вверху) показано пример того, как озон распределяется в атмосфере. Какие роли играет озон в атмосфере и как это влияет на людей? (стратосфера) и нижняя атмосфера (тропосфера) химически идентичны, потому что все они состоят из трех атомов кислорода и имеют химическую формулу O3.Тем не мение, у них очень разные роли в атмосфере и очень разные воздействие на людей и другие живые существа. Стратосферный озон (иногда называемый «хорошим озоном») играет полезную роль роль, поглощая большую часть биологически разрушающего ультрафиолета солнечный свет (называемый УФ-В), позволяющий достичь лишь небольшого количества поверхность Земли. Поглощение ультрафиолетового излучения озоном создает источник тепла, который фактически образует сама стратосфера (регион, в котором температура повышается по мере приближения к более высоким высотам).Таким образом, озон играет ключевую роль в температурной структуре атмосферы Земли. Без фильтрующее действие озонового слоя, больше солнечного УФ-B радиация проникнет в атмосферу и достигнет Поверхность Земли. Множество экспериментальных исследований растений и животных и клинические исследования на людях показали вредное воздействие чрезмерного воздействия УФ-В излучения. На поверхности Земли озон попадает в прямой контакт с формами жизни и демонстрирует свою разрушительную стороны (отсюда его часто называют «плохим озоном»). Потому что озон сильно реагирует с другими молекулами, высокий уровень озона токсичны для живых систем. Несколько исследований документально подтвердили вредное воздействие озона на растениеводство, рост лесов, и здоровье человека.Существенные негативные эффекты поверхностного тропосферный озон из-за этой прямой токсичности контрастирует с преимущества дополнительной фильтрации УФ-В излучения, что это обеспечивает. Какие экологические проблемы, связанные с озоном? экологические проблемы. Есть опасения по поводу увеличения содержания озона в тропосфере.Приповерхностный озон является ключевым компонентом фотохимический смог, знакомая проблема в атмосфере многих городов мира. Более высокое количество поверхностного уровня озон все чаще наблюдается и в сельской местности. Существует также широко распространенная научная и общественная интерес и беспокойство по поводу потерь озона в стратосфере. Наземные и спутниковые приборы зафиксировали снижение в количестве стратосферного озона в нашей атмосфере.Над отдельные участки Антарктиды, до 60% от общей суммы накладных расходов озона (известного как озоновый столб) истощается во время антарктического весна (сентябрь-ноябрь). Это явление известно как Озоновая дыра в Антарктике. В арктических полярных регионах аналогичные процессы происходят, которые также привели к значительному химическому истощению столбец озона в конце зимы и весной в 7 из последние 11 лет.Потеря озона с января по конец марта обычно составлял 20-25%, а убытки в более короткие периоды были выше, в зависимости от встречающихся метеорологических условий в стратосфере Арктики. Меньший, но все же значительный, стратосферное снижение было замечено в других, более населенных регионы Земли. Повышение поверхностного УФ-В излучения имеет наблюдались в связи с локальным уменьшением стратосферных озон как от наземных, так и от спутниковых приборов. На что влияет деятельность человека озон в верхних слоях атмосферы (стратосферный озоновый слой)? более двух десятилетий изучения международными исследованиями сообщества, показало, что химические вещества, произведенные человеком, являются причиной для наблюдаемого истощения озонового слоя. Озоноразрушающие соединения содержат различные комбинации химических элементов хлор, фтор, бром, углерод и водород и часто описывается общим термином галоидуглероды.Соединения, которые содержат только хлор, фтор и углерод называются хлорфторуглеродами, обычно сокращенно ХФУ. ХФУ, четыреххлористый углерод и метилхлороформ является важным производимым человеком озоноразрушающим веществом. газы, которые использовались во многих приложениях, включая охлаждение, кондиционирование, продувка пеной, чистка электронных компонентов, и как растворители. Еще одна важная группа галоидуглеродов антропогенного происхождения. это галоны, содержащие углерод, бром, фтор и (в некоторых случаях) хлор и в основном использовались в качестве средств пожаротушения. Какие действия были предприняты защитить озоновый слой? как Монреальский протокол по веществам, разрушающим озон Слой, правительства решили в конечном итоге прекратить производство ХФУ, галонов, четыреххлористого углерода и метилхлороформа (за исключением нескольких специальных применений), и промышленность разработала более «озонобезопасные» заменители.Все остальное на равных и соблюдая международные соглашения, ожидается, что озоновый слой восстановится в течение следующих 50 лет. или так. * Текст и рисунок адаптированы из Введения. в «Часто задаваемые вопросы» Мировой метеорологической Отчет Организации / Программы Организации Объединенных Наций по окружающей среде, Научный Оценка разрушения озона: 1998 г. (Всемирное исследование озона ВМО. и проект мониторинга — Отчет №44, Женева, 1999 г.). |
Озоновая дыра и глобальное потепление
Влияет ли глобальное потепление на стратосферный озоновый слой?
С 1960-х годов наблюдается тенденция к усилению потепления нижних слоев атмосферы и похолоданию верхних слоев атмосферы. Эта динамика потепления-охлаждения создает условия, которые приводят к потере озона.
Наблюдения показывают, что по мере увеличения количества парниковых газов и нагревания нижних слоев атмосферы (тропосферы) в верхних слоях атмосферы (стратосфере) происходит охлаждение.Во многом потому, что тепло с поверхности Земли, которое обычно передается через тропосферу и стратосферу и в конечном итоге уходит в космос, теперь улавливается (или ограничивается тропосферой).
Повышение температуры на поверхности Земли и снижение температуры в более высоких частях атмосферы можно частично объяснить с помощью аналогии с бланкетом.
Углекислый газ и другие удерживающие тепло газы поднимаются в атмосферу и распространяются по земному шару, как одеяло, окутывающее Землю.Это одеяло согревает поверхность Земли и защищает ее от холодного воздуха над ней.
Повышенная концентрация улавливающих тепло газов делает одеяло более толстым. Теперь, завернувшись в более толстое одеяло, поверхность Земли нагревается, нагревает само одеяло и улавливает больше тепла в нижних слоях атмосферы.
Одеяло также предотвращает перемещение тепла из нижних слоев атмосферы в стратосферу, в результате чего стратосфера охлаждается.
Другими словами, улавливающие тепло газы способствуют созданию в атмосфере условий охлаждения, которые приводят к истощению озонового слоя.Парниковые газы поглощают тепло на относительно низких высотах и нагревают поверхность, но на больших высотах они имеют противоположный эффект, поскольку предотвращают рост тепла.
В более холодной стратосфере потеря озона создает охлаждающий эффект, который приводит к дальнейшему истощению озона. УФ-излучение выделяет тепло в стратосферу, когда оно вступает в реакцию с озоном. При меньшем количестве озона выделяется меньше тепла, что усиливает охлаждение в нижних слоях стратосферы и способствует формированию озоноразрушающих полярных стратосферных облаков, особенно вблизи Южного полюса.
Совок стратосферного озона
Озоновый слой
Озон (O 3 ) естественным образом образуется в атмосфере, когда три атома кислорода соединяются вместе, образуя бесцветный газ.
Земля покрыта слоями воздуха, называемыми атмосферой. Стратосферный озон находится в стратосфере, втором слое земной атмосферы, на высоте от 10 до 30 миль над поверхностью. Жизнь не могла бы существовать без этого защитного озона, который также называют «озоновым слоем».”
Солнце испускает свет, тепло и другие виды излучения. Слишком много УФ (ультрафиолетового) излучения может вызвать рак кожи, катаракту и нанести вред растениям и животным. Озон, находящийся высоко в атмосфере, поглощает часть вредных ультрафиолетовых лучей солнца, прежде чем они достигнут земли. Подобно тому, как солнцезащитный крем помогает защитить вашу кожу от ожогов, озон в стратосфере действует как солнцезащитный крем Земли.
Озоновая дыра
Хотя мы говорим, что есть «дыра в озоновом слое» или «озоновая дыра», на самом деле дыры нет.Вместо этого защитный слой содержит меньше озона, чем раньше. Это истончение встречается по всей земле, но наибольшие потери наблюдаются на Северном и Южном полюсах. Это потому, что разрушение озона хуже, когда очень холодно. Вы можете увидеть текущие уровни озона над Южным полюсом на ozonewatch.gsfc.nasa.gov .
Проблемы с разрушением озона начинаются, когда во время использования выделяются некоторые химические вещества, используемые в кондиционерах, огнетушителях, изоляционных пенах и растворителях.Эти химические вещества в конечном итоге достигают верхних слоев атмосферы и разрушаются солнечным излучением, выделяя атомы хлора и брома. Эти атомы отбирают у озона один из атомов кислорода и используют их для создания других веществ. Атомы хлора и брома катализаторы , что означает, что они могут ускорить химическую реакцию без изменений, и могут снова повторить разрушительный цикл с другой молекулой озона. Таким образом, один атом хлора или брома может разрушить тысячи и тысячи молекул озона, в результате чего озон исчезнет намного быстрее, чем природа может его заменить.
Кто-нибудь что-нибудь делает с озоновой дырой (это не дыра)?
Монреальский протокол — это международный договор, который защищает озоновый слой за счет постепенного отказа от производства и использования озоноразрушающих химикатов. Он был принят в 1989 году, и его подписали все страны мира. Многие озоноразрушающие химические вещества в настоящее время запрещены к использованию или используются только в небольших количествах. Благодаря Монреальскому протоколу уровни большинства озоноразрушающих химикатов в атмосфере постепенно снизились.Основываясь на текущих тенденциях, ученые сегодня ожидают, что дыра вернется к уровням 1980 года к 2070 году.
Сегодня все продукты в США, содержащие хлорфторуглероды (ХФУ) и другие озоноразрушающие химические вещества, должны иметь предупреждающие надписи. США также запрещают выпуск в воздух хладагентов, используемых в автомобильных и домашних кондиционерах, потому что они по-прежнему используют химические вещества, разрушающие озоновый слой.
Узнайте больше от НАСА в видео ниже: впервые ученые показали с помощью прямых спутниковых наблюдений за озоновой дырой, что уровни разрушающего озон хлора снижаются, что приводит к меньшему разрушению озонового слоя.
Почему мы не можем просто производить больше озона?
Молекулы озона постоянно производятся и разрушаются ультрафиолетовым светом солнца в естественных процессах. Обычно произведенная сумма и уничтоженная сумма примерно одинаковы, поэтому ничего не меняется. Думайте о количестве озона как об уровне воды в ванне с открытым краном и открытым сливом. Если вы правильно включите воду, вы сможете сделать количество воды, выходящей из ванны, равным количеству, поступающему внутрь, так что уровень воды никогда не изменится.Но прямо сейчас сток стал быстрее, и количество разрушенного озона превышает количество образовавшегося озона.
Основная причина, по которой мы не можем производить больше озона для отправки в верхние слои атмосферы, заключается в том, что для этого потребуется МНОГО энергии. В атмосфере это огромное количество энергии исходит от солнца. У нас также нет способа транспортировать озон в нужные места в атмосфере.
Поскольку мы не можем производить больше озона, решение состоит в том, чтобы замедлить сток по стоку до его нормальной скорости.И единственный способ сделать это — отказаться от использования озоноразрушающих химикатов.
Подробнее
Посетите страницу НАСА, посвященную озону, чтобы ознакомиться с последними научными данными и историями об озоне и озоновой дыре. Чтобы увидеть последний статус озоновой дыры над Антарктидой, посетите Ozone Watch НАСА.
Эта информация адаптирована из программы NEEF SunWise. Узнать больше о SunWise .
Озоновый слой — обзор
8.27.2.2 Солнечные ванны
Ущерб окружающей среде, вызванный разрушением озонового слоя, общепризнан как критический фактор увеличения заболеваемости раком кожи, особенно среди молодежи. Кроме того, расширение возможностей для досуга означает, что молодые люди подвергаются гораздо большему воздействию солнца, чем предыдущие поколения. Поскольку причина рака кожи явно связана с воздействием солнца, необходимы усилия по информированию общественности и снижению рискованного поведения, которые должны иметь прямое влияние на заболеваемость (Cancer Research Campaign, 1995).
Снижение личного риска развития рака кожи явно зависит от принятия соответствующего поведения и от понимания того, как поведение увеличивает риск. Многое из того, что мы знаем о нынешних знаниях людей в этой области и их готовности изменить свое поведение, основано на исследованиях, проведенных в тех частях мира, где пребывание на солнце признано серьезной проблемой, особенно в Австралии и США. Все чаще возникают опасения по поводу тех, кто живет в более умеренном климате, где проблема образования может быть более сложной.
Был выявлен ряд препятствий к надлежащему поведению. Не в последнюю очередь это тот факт, что в западных культурах темный загар считается очень модным и считается мерой красоты и привлекательности (Weston, 1996). Как это ни удивительно, но безопасность на солнце не считается легкой задачей, например, многие родители жалуются, что дети не любят носить защитную одежду. Как и почти во всех областях поведения, связанного со здоровьем, женщины более осведомлены, чем мужчины (Cody & Lee, 1990; Eiser, Eiser, & Pauwels, 1993; Keesling & Friedman, 1987).Кроме того, они чаще, чем мужчины, регулярно пользуются солнцезащитным кремом (Hill, Rassaby, & Gardner, 1984; Keesling & Friedman, 1987) и воспринимают более светлый загар более привлекательным, чем более темный (Broadstock, Borland, & Gason, 1992). Эти результаты предполагают, что молодые мужчины подвергаются более высокому риску пребывания на солнце и могут извлечь выгоду из стратегий, направленных на такое поведение. Особенно уязвимы молодые мужчины, которые работают на улице или много занимаются спортом.
Есть некоторые свидетельства того, что вмешательства могут быть успешными.В течение двух летних месяцев в Виктории, Австралия, проводилась крупная акция по укреплению здоровья. Это включало в себя акцент на защите от солнца как разумного и модного поведения и было нацелено на население в целом, хотя основной целью был подростковый возраст и молодые люди. Ключевой целью было сделать загорелую кожу менее модной.
Во время учебы дети получали образование трижды, и их знания улучшались. После этой акции практически все австралийские дети знали о необходимости защиты от солнца (Broadstock et al., 1992). Они также положительно отнеслись к идее принятия соответствующих мер, кроме как держаться подальше от солнца. Те, кто подвергался высокому риску ожога (определяемому с точки зрения цвета кожи и волос), осознавали свой собственный риск, имели более позитивное отношение к солнцезащитному крему и были удовлетворены достижением более светлого загара. Однако те, кто подвергается немного большему риску (несколько более чувствительная кожа), как правило, сообщают о тех же убеждениях, что и те, кто подвергается небольшому риску. Это нельзя объяснить невежеством, поскольку люди со слегка чувствительной кожей на самом деле были более осведомленными.
Что касается принятия рекомендованных мер, то девочки были менее склонны носить шляпы, чем мальчики, независимо от их знаний или отношения. Мальчики, кажется, меньше озабочены модой и принимают шляпы как полезные вещи (хотя, возможно, современная мода диктует, что мальчики могут носить бейсболки).
Девочки чаще, чем мальчики, запоминали школьный урок о раке кожи, имели больше знаний, более позитивно относились к защите от солнца и чаще сообщали об использовании солнцезащитного крема с фактором защиты от солнца 15/15.Девочки более благосклонно относятся к защите от солнца во всех аспектах, за исключением ношения шляпы и предпочтения загара. Не было никаких половых различий в отношении избегания солнца, убеждений в отношении загара или зарегистрированных случаев солнечных ожогов.
В этой выборке 12-17 лет у 15-летних было отношение, наименее способствующее защите, при этом более подходящее отношение было как у младших, так и у старших детей.