Технический процесс и озоновые дыры: Технический прогресс и озоновые дыры

Содержание

Озоновые дыры: причины и последствия разрушения озонового слоя | Наука

Фото: Озоновая дыра над Антарктидой, twimg.com

До открытий, сделанных в прошлом веке, люди просто не знали о той роли, какую играет озон. В конце столетия выяснилось, что из-за ряда причин озоновый слой разрушается, становится в некоторых местах тоньше или просто менее насыщенным озоном. Такое явление было названо озоновыми дырами.

Содержание

Причины разрушения озонового слоя
Технический прогресс и озоновые дыры
Последствия разрушения озонового слоя Земли
Проблема озоновых дыр
Пути решения глобальной проблемы озоновых дыр
- Восстановление озонового слоя
- Подпитка озонового слоя
Заключение

Причины разрушения озонового слоя

Озоном называют трехатомный кислород. Основная его часть находится в верхних слоях атмосферы на высоте от 12 до 50 километров от уровня моря. Самая значительная концентрация сосредоточена на 23-километровой высоте. Этот газ в 1873 году обнаружил в атмосфере немецкий ученый Шенбейн. Позже такая модификация кислорода была найдена ниже названых высот и даже в слоях атмосферы поблизости земной поверхности.

Озоновый слой, tion.ru

Выяснилось, что наибольшую роль в образовании озоновых дыр играют запуски космических ракет, полеты самолетов на высотах от 12 до 16 километров, а также выбросы фреонов.

Впервые озоновая дыра диаметром более 1000 км впервые была обнаружена в 1985 в Южном полушарии над Антарктидой группой учёных из Британии.

Технический прогресс и озоновые дыры

Наибольший вред озоновому слою наносится соединениями хлора и водорода. Такие соединения образуются при разложении фреонов. Обычно ими пользуются как распылителями. При достижении определенного температурного порога фреоны закипают. При этом объем их увеличивается в несколько раз. Именно такой процесс и требуется при изготовлении аэрозолей.

Озоновые дыры над Антарктидой и Россией на карте, omartasatt. info

Фреоны также используются при изготовлении устройств, обеспечивающих создание низких температур. Они находятся в системах больших и малых морозильных камер, в промышленных и бытовых холодильниках. При утечке фреоны, имея вес менее того, какой существует у атмосферного воздуха, начинают подниматься. В атмосфере хлор отсоединяется и вступает в реакцию с трехатомным кислородом, тем самым разрушая молекулы озона, превращая его в обычный кислород.

Разрушение озонового слоя атмосферы обнаружили довольно давно, однако только к 1980-м годам процессу была реальная оценка. Выяснилось, что при значительном сокращении озона в атмосфере планета перестанет охлаждаться. Температура на ней начнет расти. Причем темпы этого роста превзойдут даже вариант развития парникового эффекта из-за увеличения в атмосфере углекислого газа.

Является ли парниковый эффект причиной разрушения озонового слоя — вопрос для ученых пока спорный.

Последствия разрушения озонового слоя Земли

Как уже было сказано, озон – это трехатомный кислород. Газ имеет особенный запах и голубоватый цвет. При некоторых условиях газ становится жидкостью, отличающейся цветом, называемым «индиго». В особых условиях из жидкого состояния озон может перейти в твердое. При этом его цвет станет темно-синим.

Не будет преувеличением сказать, что без наличия озонового слоя жизнь на нашей планете была бы невозможна. По крайней мере, в той форме, которая существует.

Ультрафиолетовое излучение опасно для всего живого. Если оно станет более интенсивным, то под его воздействием начнутся массовые серьезные заболевания. Пострадает зрение. Это и развитие катаракты, и изменения в роговице, и отслаивание сетчатки. Жесткий ультрафиолет оказывает угнетающее воздействие на клеточный иммунитет. Прежде всего, это отразится на коже, выразившись в онкологических заболеваниях. Живые организмы из-за воздействия повышенного излучения в значительно меньшей степени перестанут оказывать сопротивление любым инфекциям.

Интересный факт: Влияние озоновых дыр на человека заключается в росте таких заболеваний, как рак кожи и катаракта.

Озоновые дыры несут угрозу здоровью, 5klass.net

Интенсивное ультрафиолетовое излучение оказывает подавляющее воздействие на фотосинтез. Из-за него происходят изменения в поведении животных. Нарушается их адаптация. Они начинают мигрировать. Ускоряется размножение сине-зеленых водорослей, оказывающих губительное воздействие на обитателей водной среды. Биологические ресурсы мирового океана катастрофически уменьшаются. Излучение поражает мальков рыб и икру.

Происходит снижение плодородия почв. Бактерии, живущие в почве, чувствительные к ультрафиолетовому излучению, отмирают. А как раз им в значительной степени почва обязана плодородием. Если не изменить ситуацию, то конечным результатом станет превращение Земли в безжизненную планету с изменением климата.

Проблема озоновых дыр

Проблему начали обсуждать на мировом уровне, она может привести к экологической катастрофе. Были подписаны соответствующие документы и соглашения. Страны пришли к единому решению о необходимости сокращения изготовления фреонов. Была и найдена замена для них. Ею оказалась пропанобутановая смесь. Ее показатели таковы, что она с успехом может заменить фреоны.

В настоящее время опасность разрушения озонового слоя продолжает оставаться в числе наиболее злободневных. Однако в мире технологии, при которых используются фреоны, продолжают использоваться. Поэтому ученые заняты решением задачи по сокращению выбросов фреонов, стараются найти их более дешевые и удобные в использовании заменители.

Пути решения глобальной проблемы озоновых дыр

В 1985 году в мире начали принимать серьезные меры, чтобы защитить озоновый слой. Озоновые дыры стали новой экологической проблемой. Вначале были введены ограничения на выбросы фреонов. Затем правительствами была утверждена Венская конвенция. Она направлена на обеспечение охраны слоя озона в атмосфере. В конвенции сказано, что:

Делегации, являющиеся представителями различных государств, принимают соглашение, предусматривающее сотрудничество в области исследований процессов и веществ, оказывающих влияние на озоновый слой и оказывающие провоцирующее воздействие на изменения в нем.
Страны обязуются обеспечить систематическое наблюдение за озоновым слоем.
В государствах организуется работа над созданием технологий, а также веществ, обладающих уникальными свойствами, помогающими свести к минимуму вред, наносимый озону, находящемуся в атмосфере.
Страны обязуются сотрудничать при разработке мер и из использования, а также обеспечивать постоянный контроль за деятельностью, способной провоцировать образование озоновых дыр.
Разработанные технологии и полученные знания страны передают друг другу.

В течение времени, прошедшего со дня принятия Венской конвенции, страны подписали много протоколов, предусматривающих снижение выпуска фторхлоруглеродов. При этом оговорены случаи, когда их производство должно быть полностью прекращено.

Восстановление озонового слоя

Причины и последствия разрушения озонового слоя известны. Наибольшей проблемой, влекущей опасность, считается технология, используемая при производстве холодильных установок. Данный отрезок времени порой даже называли фреоновым кризисом. Для новых разработок требовались значительные вложения капиталов. Это отрицательно сказывалось на производствах. Тем не менее, выход удалось найти. Оказалось, фреоны можно заменить другими веществами. Ими помимо газов пропана и бутана оказался углеводородный пропелеллент. В наши дни распространение получают установки, в которых используются эндотермические химические реакции.

Карта озоновых дыр, omartasatt.info. На карте можно заметить истощение озонового слоя в районе экватора, России (голубой цвет).

Идет речь и о восстановлении озонового слоя. По утверждению ученых-физиков, атмосферу планеты можно очищать от фреонов, используя энергоблок АЭС мощностью минимум 10 rBT. По подсчетам Солнце способно производить до 6 тонн озона в секунду, но его разрушение идет быстрее. Если, использовать энергоблоки в качестве озоновых фабрик, то возможно достижение баланса. То есть, озона будет создаваться столько же, сколько его будет разрушаться.

Подпитка озонового слоя

Проект создания озонового производства не единственный. К примеру, по расчетам ученых, в стратосфере озон можно создавать искусственно. Это же можно делать и в атмосфере.

Подпитывать стратосферу озоном, созданным искусственно, предлагается с помощью грузовых самолетов, которые могут распылять этот газ на нужных высотах.

Молекулы озона можно получать из обыкновенного кислорода, используя инфракрасные лазеры. Для этого можно использовать аэростаты.

Если использование платформы с лазерами обеспечат положительный эффект в решении проблемы озоновых дыр, то можно разместить такие устройства на космической станции. В таком случае можно обеспечить постоянную подпитку озоном.

Главный недостаток всех таких разработок – цена. Затраты на реализацию любого проекта слишком велики. Именно из-за этого значительная часть проектов не реализуется.

Заключение

Затрачены миллиарды долларов на спасение озонового слоя Земли или хотя бы сохранение его в том виде, в котором он находится сейчас. Учёные подсчитали, что если прекратится любая деятельность человека (антропогенные факторы), которая является причиной возникновения озоновых дыр, на восстановление его в прежнем объёме потребуется 100-200 лет.

Озоновые дыры

Ведущая Марина Катыс

Марина Катыс:

Впервые озоновая дыра над Антарктидой была обнаружена в 1985 году. К 1996 году она значительно увеличилась. А еще через несколько лет озоновая дыра достигла размеров 17 миллионов квадратных километров, что было на 5 процентов больше, чем в 1996 году.

Говорит доктор физико-математических наук профессор, заведующий лабораторией Института энергетических проблем химической физики Российской академии наук и член межведомственной комиссии по охране озонового слоя Игорь Ларин.

Игорь Ларин:

В прошлом году осенью антарктическая озоновая дыра поставила просто абсолютный рекорд, потому что площадь ее достигла величины 28 миллионов квадратных километров, что в три раза больше площади Соединенных Штатов.

Но дело даже не в этом.

А дело в том, что своим краем, северным краем, эта озоновая дыра оказалась над южными городами Чили и Аргентины, и 120 000 людей в этих районах были предупреждены о том, что в дневные часы им лучше не появляться на улице. Это было так называемое «оранжевое предупреждение». Оно означает, что присутствие на улице без защиты приводит к ожогу кожи в течение пяти минут всего.

Есть еще «красное предупреждение», там за три минуты кожа обжигается. Но «оранжевое» — это тоже очень серьезно.

Это явление, которое считалось раньше опасным только для пингвинов, которые там живут, — на самом деле, уже становится совершенно явно опасным и для людей. Дело в том, что когда антарктическим летом эта озоновая дыра исчезает, ее части оказываются над Австралией и над Южной Америкой также. И это тоже чрезвычайно опасно, потому что в этом случае уровень ультрафиолетового излучения, биологически опасного солнечного излучения, существенно повышается.

А это, в свою очередь, чревато повышением числа случаев заболеваний раком кожи и катаракты.

Марина Катыс:

8 марта 1997 года озоновая дыра возникла над территорией России и ряда стран бывшего СССР. Содержание стратосферного озона в районе этой дыры было на 20-30 процентов ниже нормы. Из-за этого ультрафиолетовая радиация там была на 40 процентов выше нормы.

Как это могло произойти? Слово доктору физико-математических наук профессору, заведующему лабораторией Института энергетических проблем химической физики Российской академии наук Игорю Ларину.

Игорь Ларин:

Примерно по такому же механизму, как и расплывание антарктической озоновой дыры в Южном полушарии. Потому что над Северным полюсом тоже есть дыра, она не такая большая, не такая глубокая, как в Антарктиде. Она тоже существует. И вот когда она расползается, то ее части могут оказаться и над Европой, и над Москвой. И это было, кстати, зафиксировано.

И, кроме того, еще помимо того, что на содержание озона оказывает влияние вот арктическая озоновая дыра в Северном полушарии, есть еще динамические процессы, которые могут приводить к локальным понижениям озона над разными областями. Так вот в 1992-1993 году, например, содержание озона в значительных областях в средних широтах Северного полушария понизилось на 20 процентов, хотя среднее глобальное уменьшение озона, которое сейчас существует, вот, в конце 20 века, это 6-13 процентов.

Марина Катыс:

Озон разрушается под воздействием соединений хлора. В частности, фреоны, разрушаясь под воздействием солнечной радиации, освобождают хлор, отрывающий от молекул озона третий атом. Хлор в соединения не вступает, но служит катализатором. Таким образом, один атом хлора способен погубить много озона.

Считается, что соединения хлора способны оставаться в атмосфере от 50 до 1 500 лет в зависимости от состава вещества.

В 1970-х годах 20 века профессор Поль Крузен выдвинул предположение, что окисел азота, который производят сверхзвуковые самолеты и распылители удобрений, отрицательно влияет на озоновый слой. Это стало одной из причин закрытия проекта «Конкорд», сверхзвукового пассажирского самолета, и Ту-144 тоже.

В 1974 году профессора Шервуд Роулэнд и Марио Молина обнаружили эффект распада атмосферного озона под воздействием хлора, входящего в состав фреонов. Через 21 год после этого открытия им за него дали Нобелевскую премию.

И, тем не менее, в вопросе о том, насколько человек повинен в образовании озоновых дыр, единого мнения пока нет. С точки зрения «зеленых», да, безусловно, повинен, а потому производство соединений, приводящих к разрушению озона, следует свести к минимуму, а лучше вообще прекратить. С точки зрения скептиков, влияние человека на атмосферные процессы в планетарном масштабе ничтожны, а анти-фреоновая кампания «зеленых» имеет очевидную экономическую и политическую подоплеку.

Говорит доктор физико-математических наук профессор Игорь Ларин.

Игорь Ларин:

Да, есть такие точки зрения, и они имеют основания, вообще говоря. Потому что естественные процессы, такие, как изменение солнечной активности в течение одиннадцатилетнего солнечного цикла, а также вулканы оказывают определенное воздействие на озоновый слой. Но это воздействие тщательно учитывается и вычитается из общего эффекта, поэтому вот тот тренд, который наблюдается, и который связывается с воздействием антропогенных веществ, он совершенно надежно установлен. И он количественно абсолютно точно проверен.

Марина Катыс:

То есть все-таки озоновые дыры это последствие деятельности человека?

Игорь Ларин:

Озоновые дыры это последствие деятельности человека, безусловно, что было подтверждено не только теоретическими исследованиями, но и непосредственными натурными измерениями соединений хлора в озоновой дыре антарктической. А именно благодаря цепным процессам с участием соединений хлора антарктическая озоновая дыра и образуется.

Вот было обнаружено, что во время развития антарктической озоновой дыры содержание хлорных компонентов чрезвычайно сильно увеличивается в этих областях.

Марина Катыс:

Первая международная Конвенция по мерам предохранения озонового слоя от разрушения была заключена в Вене в 1985 году, всего за несколько месяцев до момента обнаружения озоновой дыры над Южным полушарием. В 1987 году в Монреале был подписан протокол, обязывающий страны-участницы избавляться от своих вредных фреонов. В 1990 году в Лондоне и в 1992 году в Копенгагене состоялись конференции, на которых список разрушительных веществ был дополнен. В случае его соблюдения всеми странами, а Китай, например, и Индия Конвенцию не подписали, специалисты обещали восстановление озонового слоя к 2150 году.

Ныне производство фреонов запрещено, однако время пребывания в атмосфере уже попавших туда фреонов оценивается в пределах от 60 до 400 лет.

Но вернемся к нашей беседе с профессором Игорем Лариным, который, кроме всего прочего, является членом межведомственной комиссии по охране озонового слоя.

Почему такая диспропорция? Над Южным полюсом — огромная дыра, над Северным — довольно незначительная.

Игорь Ларин:

Это связано с тем, что Антарктида это материк. И поэтому Антарктида зимой охлаждается существенно сильнее, чем области на Северном полюсе, где материка нет, и океан поддерживает температуру не такую низкую, как зимой в Антарктиде.

А антарктическая озоновая дыра образуется в результате трех факторов. Первый фактор динамический. Это опускание холодного воздуха из стратосферы вниз, взаимодействие этого опускающегося потока с силой Кориолиса, что приводит к закручиванию потока, образованию так называемого циркумполярного вихря, который держит весь воздух внутри себя, не дает ему расплываться наружу.

А это вот почему важно. Потому что, вот, еще и при этих низких температурах образуются ледяные частицы, включающие азотную кислоту, на поверхности которых происходит, ну, так называемая активация более пассивных хлорных соединений в менее пассивные. И они благодаря наличию вот этого циркумполярного вихря накапливаются в течение всей зимы. А весной, когда появляется солнечный свет, наполовину активизированные хлорные компоненты быстро распадаются, дают атомы хлора, которые начинают цепным путем разрушать озон.

В Арктике, нашей полярной Арктике, озоновая дыра тоже существует, но она не так велика, потому что не так силен циркумполярный вихрь, не так низки температуры для того, чтобы образовались вот эти ледяные частицы. Ну, и поэтому она там есть, но не такая интенсивная.

Марина Катыс:

А кроме проникновения жесткого ультрафиолета, чем еще опасна озоновая дыра?

Игорь Ларин:

Больше ничем.

Марина Катыс:

В глобальном смысле? Для планеты?

Игорь Ларин:

Нет. Дело в том, что меняется циркуляция атмосферы, потому что благодаря наличию озонового слоя там на высотах между 15 и там 60 километрами этот слой атмосферы прогревается дополнительно, и там существует установившаяся циркуляция, которая будет нарушена в том случае, если тепловой режим будет меняться. Поэтому, в принципе, это чревато и, возможно, климатическими и погодными еще последствиями, а не только тем, что увеличивается уровень ультрафиолета на земной поверхности.

Марина Катыс:

То есть ураганами, смерчами — это вы имеете в виду?

Игорь Ларин:

Ну, так, я затрудняюсь сказать, что, действительно, прямо будут ураганы сильнее, или пустынь будет больше, но, в общем, вот эти последствия тоже будут иметь место.

Марина Катыс:

В прошлом году на международной научно-технической выставке в Ганновере Россия была представлена проектом международной неправительственной организации «Экологический интернационал Зеленого Креста и Зеленого Полумесяца». Проект этот, по мнению авторов, направлен на восстановление озонового слоя Земли, поэтому для реализации этого проекта была создана фирма «Интерозон», генеральным директором которой был назначен Олег Хабаров, в частности, являющийся основателем и президентом уже упоминавшегося «Экологического интернационала».

В двух словах, суть проекта заключается в размещении на космических спутниках лазерных установок, которые будут из космоса активировать процесс возникновения озона в атмосфере Земли на высоте приблизительно 35 километров.

Прокомментировать это начинание я попросила доктора физико-математических наук, заведующего лабораторией Института энергетических проблем химической физики РАН, члена межведомственной комиссии по охране озонового слоя Игоря Ларина.

Игорь Ларин:

Этот так называемый «Интерозон», такое объединение, — я знаю людей, которые там работают. Идея, надо сказать, эта была отвергнута с самого начала. Она появилась примерно 5-6 лет назад, и уже тогда были проведены расчеты, которые показали, что никакой энергии, которая производится человечеством на Земле, не хватит для того, чтобы осуществить вот такой проект.

В связи с тем, что недавно в газете «Версия» снова обсуждалась вот эта идея, в связи с выставкой в Ганновере, где демонстрировалась эта вот система, я провел еще такие расчеты на математической модели, которые дополнительно показали, что не просто не хватает энергии, которую человечество производит, не хватает ее несколько порядков. Там нужно в 100 000 раз больше энергии, чтобы таким образом компенсировать убыль озона.

Этот проект никакой ценности не представляет.

Марина Катыс:

Иными словами, его авторы, которые так пытаются продвинуть его на международном уровне, сознавая невозможность осуществления этого проекта, ведут себя просто как шарлатаны?

Игорь Ларин:

Ну, дело в том, что они уже вот этот путь выбрали, и они по нему идут. Они, по-видимому, имеют какие-то дивиденды с этого. Но, в общем, это дело совершенно напрасное. И, надо сказать, вредное, потому что люди, не совсем уверенные, вообще, в том, правда это или неправда, могут склоняться к такой точке зрения, что можно поправить дела таким образом. А это совершенно невозможно.

Марина Катыс:

С профессором Лариным совершенно согласен и физик Александр Костинский.

Александр Костинский:

К сожалению, ни один из проектов восстановления озона, который базируется на производстве озона, не выполним. И удивительно, что такие проекты вообще предлагают.

Разрушение озона происходит в каталитических циклах. А это означает, что на одну молекулу загрязнителя приходится несколько сотен, а то и тысяч молекул озона.

Фирма «Интерозон» предлагает разместить свои лазеры в космосе. Когда из космоса идет пучок лазерного излучения, он подбрасывает немножко, на небольшую энергию молекулы кислорода. И предполагается, что солнце может более легко эту молекулу расщепить. А озон образуется путем диссоциации(?) молекул кислорода. Следовательно, этот проект, как бы, помогает солнцу.

Если посчитать…. Причем, не нужно проводить каких-то очень сложных расчетов. Вот я знаю, что профессор Александров, профессор Игорь Ларин проводили такие расчеты, да? И даже я мог бы провести такие оценки, довольно несложные, которые показывают, что реально восстанавливать озон можно только тогда, когда вы можете конкурировать с солнцем. То есть с энергетикой самого солнца в ультрафиолетовом диапазоне. А это просто невозможно по чисто энергетическим соображениям.

Не говоря уже о том, что вывод значительной мощности энергии на орбиту приведет к такому загрязнению того же самого озонового слоя окислами азота при пролете просто ракет… проект, который… ну, я бы назвал очень серьезной авантюрой.

Марина Катыс:

Но каким образом можно избежать разрушения озонового слоя планеты? И вообще, возможно ли осуществить производство озона техническими средствами?

Говорит профессор Игорь Ларин.

Игорь Ларин:

Техническими средствами сделать невозможно, потому что приходится конкурировать с солнцем, понимаете? И поэтому никакой техники не хватит.

Но вот тот путь, который был выбран, а именно ограничение и прекращение производства озоноразрушающих веществ, он был совершенно и абсолютно правильным. И, кроме того, он был единственным путем, на котором можно было достичь успеха.

Дело в том, что принята Венская конвенция, принят Монреальский протокол, эти документы выполняются 175 государствами, которые ратифицировали эти документы. И можно теперь просто с уверенностью сказать, что никакой озоновый кризис нам в 21 веке не грозит, а на протяжение ближайших 100 лет озоновый слой полностью восстановится.

Марина Катыс:

А какую позицию занимает Россия?

Игорь Ларин:

Российские ученые-озоносферщики, сколько-нибудь компетентные, все придерживаются того мнения, что это был единственный правильный путь.

Марина Катыс:

Нет, я имею в виду правительственные организации российские.

Игорь Ларин:

Дело в том, что СССР ратифицировал Монреальский протокол, Россия приняла на себя обязательства по этому протоколу, и они сейчас выполняются.

Надо сказать, что мы не просто выполняем, напрягая все силы в условиях нашей слабой экономики, но мы и получаем от Глобального экономического фонда… мы получили под это дело 60 миллионов долларов, которые будут израсходованы на то, чтобы реконструировать нашу техническую базу для производства озонобезопасных фреонов.

Марина Катыс:

Выброс фреонов в атмосферу, в 1986 году достигавший 1 100 000 тонн в год, к 1996 году снизился до 160 000 тонн. Если бы Конвенция не была принята, к 2010 году выбросы достигли бы 8 000 000 тонн в год.

Однако профессор Игорь Ларин считает, что говорить о том, что проблема озоновых дыр, в принципе, уже решена, и в ближайшем будущем жесткое ультрафиолетовое не будет угрожать жизни на планете, пока нельзя.

Игорь Ларин:

Озоновые дыры это ведь только часть общей проблемы, понимаете? А сама проблема, вот, истощения озонового слоя, она стояла чрезвычайно остро.

Надо сказать, что жизнь шагнула из океана на сушу 400 000 000 лет тому назад только благодаря тому, что образовался достаточно плотный слой озона. Причем его содержание тогда отличалось всего на 20 процентов от теперешнего. И когда мы уменьшили общее содержание озона на 10 процентов, мы прошли половину пути до ситуации, когда на Земле не было даже растений.

Поэтому эта проблема стояла очень остро. Она решена, но нужно довести дело до конца. Нужно продолжать исследования, потому что нужно понять, в каком темпе будет восстанавливаться озоновый слой. И, кроме того, озон, он является еще и парниковой компонентой. А также парниковыми компонентами являются все озонобезопасные заменители фреонов, которые сейчас будут производиться. Надо учесть все эффекты, которые вот связаны с этой ситуацией.

Марина Катыс:

Ну, как вы считаете: мы не уйдем обратно в океан?

Игорь Ларин:

В океан мы не уйдем ни за что.

причины, последствия и пути решения проблемы

Проблема озоновых дыр стала актуальной в середине XX века. Наблюдения ученых подтвердили их наличие и опасность, которую несет такое явление. В частности, уже с 70-х годов специалисты обратили внимание, что наблюдается устойчивое снижение озона в стратосфере, которая состоит из озонового слоя. А именно последний предотвращает попадание чрезмерного ультрафиолетового излучения на поверхность Земли. Также отмечалось, что больше всего этоn слой разрушен на полюсах – южном и северном.

Содержание статьи

Причины возникновения озоновых дыр в атмосфере

Основной фактор разрушения озонового слоя – хлорфторуглерод.

Ученые установили, что основной причиной озоновой дыры являются газы, которые содержат хлорфторуглероды (ХФУ), галоны и фреоны. Обнаруженные обычно в аэрозольных баллончиках и выпускаемые многими электронными приборами, они снижают уровень озона в стратосфере. Все эти газы содержат хлор, который является основной причиной истончения озонового слоя.

Как образуются озоновые дыры?

Разрушение озонового слоя вызвано тем, что количество газов, содержащих хлор, начинает увеличиваться в окружающей среде. Когда эти газы поднимаются, они подвергаются воздействию ультрафиолета. Это вызывает химическую реакцию, которая создает атомы хлора. Они влияют на атомы озона и вызывают истощение озонового слоя.

Хотя этот процесс длится в течение нескольких лет, у озонового слоя есть свойство восстанавливался естественным образом. При заметном увеличении выбросов этих газов озоновая дыра над Антарктидой не восстанавливается, становится постоянной частью слоя. Для его восстановления в этом месте потребуется несколько десятилетий и значительное сокращения выбросов.

ХФУ не вымываются обратно на землю и даже не разрушаются в результате реакции с другими химическими веществами. А значит они могут оставаться в атмосфере в течение длительного периода времени, который может составлять от 20 до 120 лет и более. В результате они транспортируются обратно в стратосферу, где в конечном итоге разрушаются ультрафиолетовыми лучами солнца, высвобождая свободный хлор.

Каковы последствия расширения озоновых дыр?

Рак кожи.

Истончение озонового слоя увеличивает непосредственный контакт с ультрафиолетовыми лучами, которые могут вызвать рак или раздражение кожи. А это может привести к смерти. Уменьшение на 1% озонового слоя может привести к 5% увеличению случаев рака кожи.

Воздействие ультрафиолетовых лучей также увеличило количество случаев катаракты, что, в свою очередь, влияет на зрение людей и может привести к увеличению слепоты. Расширение озоновых дыр приводит к повреждению ДНК, последствия которого может быть катастрофическими.

Водные растения и животные тоже подвержены опасному воздействию. Ультрафиолетовые лучи могут проникать через воду и убивать маленькие растения и животных. Если озоновая дыра продолжит расширяться, растительность постепенно исчезнет, уменьшая количество пищи во всем мире. Итог – гибель всего живого на планете.

Последствия озоновых дыр, причиненные ими повреждения до сих пор не очень хорошо поняты. Помимо постепенного уменьшения озонового слоя во всем мире, имеется мало поддающихся количественной оценке свидетельств появления новых дыр. Несмотря на это, ряд стран работает над уменьшением ущерба.

Как предупредить дальнейшее разрушение озонового слоя?

Борьба с этим явлением заключается в том, что ХФУ были запрещены, особенно в аэрозольных баллончиках и различных электрических приборах. Было заключено много соглашений, направленных на то, чтобы постепенно прекращать использование газов. Тем не менее, это встретило большое сопротивление со стороны отраслей промышленности, которые основаны на производстве и использовании газов.

Одновременно началась масштабная акция, направленная на информирование общества об экологических проблемах, стоящих перед планетой. В результате закладывается основа для общественного мнения и соответствующих действий по таким вопросам, как загрязнение, парниковые газы, глобальное потепление и климатический кризис.

Финансируются исследования ученых, которые ищут ответ на вопрос, как погодные условия и природные явления могут быть нарушены небольшими изменениями в атмосфере. Разрушение озона не так серьезно, как когда-то, но тем не менее оно оказало влияние на планету.

Стоит обратить внимание, что в XXI веке озоновые дыры появляются и расширяются с меньшими темпами, чем в прошлом столетии. Озоновый слой больше не подвергается такой яростной атаке газов, приводящих его к истончению. Причина – большинство правительств и природоохранных ведомств на законодательном уровне добились сокращения выбросов ХФУ. Были введены ограничения, направленные на то, как предупредить появление озоновых дыр.

Этого оказалось достаточно на этом этапе, чтобы предотвратить глобальную катастрофу, заложило основу для дальнейшей работы по сокращению опасных выбросов.

Озоновый слой. Озоновые дыры. Возможная катастрофа.

что это такое, проблемы озонового слоя, причины возникновения и как предупредить появление озоновых дыр

Природа – это состояние баланса. Антропогенный фактор нарушает круговорот веществ, что воздействует на планету. Один из примеров это озоновый слой. Человечество постоянно разрушает его полетами в космос, при этом вещество дополнительно подвергается распаду в нижних слоях атмосферы из-за фреонов и выбросов легкой промышленности. Это грозит списком проблем:

усиление радиационных лучей;
ухудшение параметров частоты воздуха;
изменение характеристик грунта;
кислотные дожди;
токсичные туманы.

Вместе эти факторы грозят разрушить экологию Земли.

Что такое озоновые дыры?

Озоновый слой представляет собой часть стратосферы. Он распространяется на высоте от 12 до 30 км. Чем выше содержание озона, тем более защищена Земля от вредного воздействия солнечных лучей. Интересный факт: впервые об истончении защитной оболочки стали говорить в 1957 году. Озоновая дыра стала угрозой жизни на Земле.

Суть проблемы

Источником образования озона является кислород, который испытывает на себе воздействие ультрафиолета. Такая реакция приводит к тому, что планету окутывает слой газа, через который не проникает радиация. Проблеме истончения озонового слоя начали уделять большое внимание в 80-х гг. 20 века. Первооткрывателем явления заслуженно считают ученого из Великобритании Дж.Фармена.

В таких местах наблюдается уменьшение количества озона. Его концентрация снижается до 30-35%. Через эти участки ультрафиолетовые лучи беспрепятственно проникают сквозь атмосферу и сжигают все живое на планете.

Защита от космического излучения

Озоновый слой находится в атмосфере Земли и содержит относительно высокие концентрации О3. Он поглощает 93−99% солнечного ультрафиолетового излучения, которое потенциально угрожает жизни на планете, и расположен в нижней части стратосферы. Его толщина варьируется в зависимости от сезона и географического положения.

История открытия

Это явление было открыто в 1913 г. французскими физиками Шарлем Фарби и Анри Буассоном. Более детально его свойства исследованы британским метеорологом Дж. М. Б. Добсоном, который разработал простой спректрофотометр, использующийся для измерения содержания стратосферного газа с земли.

Между 1928 и 1958 гг. этот учёный создал всемирную сеть мониторинга. Она продолжает функционировать и по сей день, а «единица Добсона» названа в его честь и признана удобной мерой для оценки общего количества озона в верхней части колонны воздуха. С тех пор исследователи проделали большую работу для выяснения природы явления, а политики постарались на законодательном уровне затормозить разрушительные процессы в верхних слоях атмосферы.

Роль в развитии жизни на планете

Без стратосферного озона жизнь на планете не смогла бы достигнуть высокого уровня. Первая стадия развития одноклеточного организма требует бескислородной среды, и подходящие условия существовали на Земле более 3 миллиардов лет назад. По мере развития примитивные формы начали выделять в процессе жизнедеятельности незначительное количество кислорода в результате реакции фотосинтеза.

Накопление О2 в атмосфере привело к образованию озонового слоя в верхней части воздушного пространства. Этот защитный экран отфильтровывает повреждающее клетки входящее излучение ультрафиолетового спектра (УФ). Таким образом, благодаря именно этому явлению произошло формирование более совершенных организмов.

Химический процесс

Озоновый слой на самом деле таковым не является: молекулы О3 рассредоточены в атмосфере на расстоянии от 19 до 30 км от поверхности Земли. Их концентрация обычно составляет менее 10 частей на миллион. Озон образуется в стратосфере, когда ультрафиолетовое излучение Солнца попадает на молекулы кислорода О2 и вызывает расщепление двух атомов кислорода. При столкновении одного свободного атома с О2 образуется озон (О3). Этот процесс известен как фотолиз. Вещество также естественным образом разрушается в стратосфере солнечным светом и химической реакцией с различными соединениями, содержащими:

азот;
водород;
хлор.

В незначительных количествах образуется в приземном слое в качестве реакции химических соединений с солнечным светом, является компонентом смога и может быть вредным для здоровья человека.

Хотя оба вида озона содержат одни и те же молекулы, их присутствие в отдельных частях атмосферы имеет очень разные последствия:

Стратосферный слой блокирует вредную для живых существ солнечную радиацию.
Приземный слой является просто фактором загрязнения. Он поглощает некоторую часть излучения, но не может компенсировать разрушение озонового слоя в стратосфере.

N, H и Cl в природе встречаются в очень небольших количествах. В незагрязнённой атмосфере существует баланс между численностью образующего и разрушающегося озона. В результате общая концентрация остаётся постоянной. При разных температурах и давлениях скорость образования и разрушения отличается.

Озон имеет следующие особенности:

бесцветный газ с резким запахом;
встречается гораздо реже, чем О2;
из миллиона молекул воздуха озоном являются не больше десяти.

Значительная часть находится над экватором, где уровень УФ является наибольшим. Ветрами он переносится в направлении более высоких широт. Следовательно, количество газа над разными регионами Земли изменяется естественным образом в зависимости от широты, климата и времени года ежедневно. В нормальных условиях самые высокие значения наблюдаются над канадской Арктикой и Сибирью, а низкие — в районе экватора.

Места появления дыр

Дж. Фарменом в составе исследовательской группы в 1985 году была обнаружена самая большая ОД над Антарктидой. При этом появлялась эта аномалия летом, в августе. Зимой же, в декабре-январе, газ начинал уплотняться и затягивал образовавшееся летом отверстие настолько, что оно полностью исчезало. Продолжив исследование, ученые нашли множество других небольших ОД. Дыры локализовались над Арктикой, существовали примерно 7 дней, после чего оболочка восстанавливалась.

Сейчас карта озоновых дыр постоянно меняется, что обусловлено временем года. Чаще всего они образуются в теплые периоды. Критические точки, где наблюдается истончение оболочки, находятся на высоте 19 км над Землей.

Понятие и расположение пустот в стратосфере

Дырами принято называть особые образования, в которых наблюдается сниженный уровень озона. На таких участках под действием разных факторов происходит снижение вещества до 30%. В местах дыр ультрафиолетовые лучи в большом количестве проникают на земную поверхность, оказывая негативное влияние на все живые организмы.

Впервые озоновая «прореха» была определена учеными в 1985 году в Антарктиде, над станцией Халли-Бей. В диаметре она достигала порядка 1000 км, а ее высота составляла 24 км. Ученым удалось доказать тот факт, что дыра в стратосфере появлялась каждый год в конце лета, но уже с наступлением зимы она пропадала. В тот период исследователям удалось доказать, что атмосферный озон над Антарктидой сократился на 50% от установленной нормы.

Уже в 2008 году в ходе кратких исследований обозначенной пустоты удалось определить, что она увеличилась до 26 км². Вывод оказался неутешительным: ученые определили, что земная атмосфера вместе со всеми ее живыми организмами пребывает в опасности, гораздо большей, чем предполагалось изначально.

Позже озоновая «прореха» появилась над Арктикой. Сегодня их насчитывается несколько сотен, но самой огромной по-прежнему остается та, что образовалась над Антарктидой. Достоверно установлено, что в период с 1971 года и по настоящее время количество голубого защитного газа снизилось до 7%.

Как образуются ОД?

Существует несколько причин появления ОД. Одна из них, по мнению специалистов, обусловлена естественными природными явлениями, которые наблюдаются на полюсах Земли. Теоретическое обоснование наличия данной аномалии сводится к существованию полярных ночей, во время которых солнечные лучи не достигают поверхности Земли, что не дает возможности образовываться озону. Это приводит к появлению стратосферных облаков, с которыми переносятся мелкие кристаллики льда, содержащие хлор. Данное вещество разрушительным образом воздействует на атмосферу.

Еще одна причина, которая негативно отражается на состоянии защитной оболочки, – периоды вулканической активности, которые наблюдаются на поверхности Земли. При извержении вулканов происходили и до сих пор случаются интенсивные выбросы продуктов сгорания, которые способствуют разрушению слоев стратосферы.

Фреон, представляющий собой группу углеводородов с атомами фтора, тоже оказывает сильное негативное воздействие на целостность защитных слоев.

Озоновая дыра образуется в результате разрушения озона под воздействием химических соединений, выбрасываемых в атмосферу в результате антропогенных факторов.

Основные разрушители озонового слоя

Технический прогресс и ОД неразрывно связаны друг с другом. Главным источником вредных веществ, которые разрушают озон, являются различные заводы, фабрики, газовые ТЭЦ и т. д. Их выбросы, содержащие такие элементы, как водород, бром, кислород, продукты сгорания, попадая в атмосферу, снижают количество озона, что и приводит к истончению защитной оболочки.

Большое количество энергии, которая выделяется в ходе ядерных испытаний, сопровождается выделением азота. Это вещество вступает в реакцию с озоном, уничтожая его. Специалисты подсчитали, что в период с 1950 по 1970 год в результате взрывов на атомных полигонах в атмосферу было выброшено более 3 млн. тонн азота.

Окислы этого элемента вырабатываются в двигателях реактивных самолетов. С увеличением мощности мотора повышается температура в камерах сгорания. Ежегодно азот выбрасывается в атмосферу в количестве более 1 млн. тонн. 1/3 из этого количества приходится на работу двигателей реактивных воздушных средств.

Минеральные удобрения, в большом количестве используемые в сельском хозяйстве, тоже оказывают губительное воздействие на озон. Химические элементы, входящие в них, вступая в реакцию с бактериями, находящимися в почве, вырабатывают азот, который впоследствии окисляется.

Наказание нарушителей

Читайте на РБК Pro
Давайте голосом: почему Clubhouse стал популярным и надолго ли его хватит Как выросли зарплаты айтишников за год Чем «культ личности» опасен для Илона Маска и Джека Ма Психолог Грант Хэлворсон: на какой вопрос на собеседовании можно солгать

Эти успехи возможны благодаря трем факторам: грамотной научной экспертизе, воле в претворении рекомендованных решений в жизнь и качественному мониторингу исполнения этих решений. Последний не так очевиден, как может показаться: в этом году мониторинг и анализ его результатов превратились в международный детективный триллер.

В мае 2021 года группа исследователей из обсерватории на Гавайях сообщила о необычно высокой концентрации одного из запрещенных к использованию веществ — трихлорфторметана (CFC-11). Он был синтезирован для использования в качестве хладагента и вспенивателя и входил в состав аэрозолей. К концу 1980-х годов во всем мире в атмосферу ежегодно попадало около 350 тыс. т CFC-11, но спустя десять лет этот показатель упал до 54 тыс. т. По Монреальскому протоколу его производство и использование должно было быть прекращено к 2010 году (Россия отказалась от него еще раньше — к 2000 году).

Новость вызвала горячие дискуссии: сложно было поверить в массовое производство практически выведенного из употребления вещества. Однако наблюдения с Гавайев были вскоре подкреплены данными из Гренландии, Самоа и Антарктиды. Вероятность ошибки была крайне низкой, но установить наличие выбросов и найти их источник — разные вещи. Тогда ученые из Колорадо применили к собранным данным глобальную климатическую модель, «промотав» ее назад. В результате было сделано предположение, что источник загрязнения находится в Восточной Азии. Британские активисты из неправительственного Агентства экологических расследований (Environmental Investigation Agency) поехали в Китай и действительно нашли незаконное производство: CFC-11 использовался как вспениватель для полиуретановой пены, служащей изоляционным материалом в строительстве. Фабрик-нарушителей нашлось около 20: несмотря на запрет китайского правительства, там стремились воспользоваться дешевым и эффективным материалом. История, как экологам удалось обнаружить подлог, достойна отдельного материала: следователи-добровольцы ухитрились притвориться клиентами фабрик, получив таким образом доступ на производство.

Активистам удалось то, чего не смогли сделать китайские контролирующие органы: теперь информация о нарушениях задокументирована и передана китайским властям и структурам, обеспечивающим исполнение Монреальского соглашения. Все это стало возможно благодаря редкому продуктивному сотрудничеству ученых из разных стран и научных областей, к которым сначала присоединились активисты, а потом — органы власти.

Гипотезы о естественном происхождении ОД

Российские исследователи указывают на то, что утончение слоя озона есть явление, которое было порождено только естественными причинами. Так, в 1999 году была опубликована научная работа, автором которой стали А. П.Капица и А.А.Гаврилов. Она была издана на базе МГУ НПО “Тайфун”. Согласно мнению российских ученых, уменьшение озонового слоя наблюдалось на Земле и до того, как оно было обнаружено их английскими коллегами.

А.П.Капица и А.А.Гаврилов экспериментальным путем определили, что существует ряд факторов естественного характера, который способствует снижению количества озона в стратосфере, и воздействие этих факторов постоянно увеличивается. В таким местах и может образоваться озоновая дыра. Ее возникновение обусловлено естественными природными явлениями, а не антропогенным влиянием, которое, хотя и наносит вред окружающей среде, но в меньшей степени, чем предполагают.

Глобальная динамика стратосферы: гипотеза

Циркумполярные вихри образуются при движении стратосферных воздушных масс в меридиональном и широтном направлениях. Как это происходит? На теплом экваторе стратосфера выше, а на холодном полюсе — ниже. Воздушные потоки (вместе с озоном) скатываются со стратосферы как с горки, и движутся все быстрее от экватора к полюсу. Движение с запада на восток происходит под воздействием силы Кориолиса, связанной с вращением Земли. В результате потоки воздуха как бы наматываются, как нити на веретено, на южное и северное полушария.

«Веретено» воздушных масс вращается в течение всего года в обоих полушариях, но более выражено в конце зимы и начале весны, потому что высота стратосферы на экваторе почти не меняется в течение года, а на полюсах она выше летом и ниже зимой, когда там особенно холодно.

Слой озона в средних широтах создается за счет мощного притока с экватора, а также в результате фотохимических реакций, происходящих на месте. А вот озон в районе полюса обязан своим происхождением в основном поступлению с экватора и из средних широт, и его содержание там довольно низкое. Фотохимические реакции на полюсе, куда солнечные лучи падают под малым углом, идут медленно, а значительная часть озона, поступающего с экватора, успевает разрушиться в пути.

На основе спутниковых данных о плотности озона была выдвинута гипотеза естественного механизма образования озоновых дыр

Но воздушные массы движутся так не всегда. В самые холодные зимы, когда стратосфера над полюсом очень низко опускается над поверхностью Земли и «горка» становится особенно крутой, ситуация меняется. Стратосферные потоки скатываются так быстро, что возникает эффект, знакомый каждому, кто наблюдал, как вода стекает через отверстие в ванне. Достигнув определенной скорости, вода начинает быстро вращаться, а вокруг отверстия образуется характерная воронка, создаваемая центробежной силой.

Нечто подобное происходит и в глобальной динамике стратосферных потоков. Когда потоки стратосферного воздуха набирают достаточно большую скорость, центробежная сила начинает отжимать их от полюса к средним широтам. В результате воздушные массы движутся от экватора и от полюса навстречу друг другу, что приводит к формированию быстро вращающегося «вала» вихря в области средних широт.

Обмен воздухом между экваториальной и полярной областями прекращается, озон с экватора и из средних широт на полюс не поступает. Кроме того, оставшийся на полюсе озон, как в центрифуге, отжимается к средним широтам центробежной силой, поскольку он тяжелее воздуха. В результате концентрация озона внутри воронки резко падает — над полюсом образуется озоновая «дыра», а в средних широтах — область высокого содержания озона, соответствующая «валу» циркумполярного вихря.

Весной антарктическая стратосфера прогревается и поднимается выше — воронка исчезает. Воздушное сообщение между средними и высокими широтами восстанавливается, к тому же ускоряются фотохимические реакции образования озона. Озоновая дыра исчезает до новой особенно холодной зимы на Южном полюсе.

К каким последствиям для человечества может привести истощение озонового слоя?

Экологи видят опасность уменьшения количества озона в том, что стратосфера будет беспрепятственно пропускать вредные для всего живого ультрафиолетовые лучи. Это воздействие оказывает влияние и на человека: растет число заболеваний онкологического характера. Ученые пришли к выводу, что, если концентрация озона снизится еще хотя бы на 1%, количество людей, больных раком, увеличится на 7000 человек в год. Первое место займут кожные заболевания, а затем онкологические болезни, поражающие другие органы человеческого организма.

Другое последствие ОД – сокращение растительности на Земле. Уменьшение этого вида покрова приведет к гибели животных на земной поверхности и, как следствие, в морских глубинах. Уже сейчас вымирание некоторых видов животных обусловлено процессами, происходящими в слоях атмосферы.

Ученые хорошо понимают, чем опасны ОД, поэтому призывают к тому, чтобы были приняты меры к восстановлению слоя озона, в противном случае этот природный катаклизм может привести к непредсказуемым последствиям на Земле.

Прогнозы на будущее

ОД относят к разряду важнейших экологических вопросов мирового масштаба. Ученые многих стран ведут постоянное наблюдение за процессами, происходящими в стратосфере, отмечая увеличение или уменьшение слоя озона, а также определяя факторы, которые влияют на это. Интересно, что в некоторых регионах можно заметить положительную динамику в восстановлении необходимого для Земли элемента.

Наибольший размер имела ОД над Антарктидой в 2000 году. За прошедший период она не увеличилась, наоборот, наблюдается тенденция в ее затягивании. Ее площадь уменьшилась более чем на 4 млн. км². На это повлияло международное соглашение, которое было подписано в 1987 году в Монреале. Согласно этому документу, все страны должны минимизировать выброс азота и других вредных веществ в атмосферу, сократить транспорт. Наибольших успехов в этом деле достиг Китай. Правительство ввело квоты на производство автомобилей.

Еще один фактор, который благоприятно влияет на решение данной экологической ситуации, заключается в использовании источников альтернативной энергии, например силы ветра или солнца.

Большинство прогнозов, исследований, касающихся последствия расширения ОД, публикуются в научном журнале «Science». Ежегодно проводятся различные конференции, посвященные этому вопросу. Так, выводы Парижской Конференции по климату звучат оптимистично.

Дыра над Антарктидой к 2021 году исчезнет, если озоновый слой увеличится благодаря снижению вредных выбросов в атмосферу.

Токсичные туманы

Еще один результат постоянного загрязнения атмосферы — это токсические туманы или смог. Впервые появившийся в Лондоне 20 века смог содержал большое количество взвешенных частиц угля, сажи и серы. За 5 дней значительно увеличилось количество смертей от сердечно-сосудистых и респираторных заболеваний. Нужно отметить, что состав загрязнений стал куда более изощренным.

Сегодня смог можно увидеть в Нью-Йорке, Лондоне, Осаке или Пекине. Возникает это явление как следствие большого числа заводов, сосредоточенных в одном месте. Чем это грозит? Нарушением процессов обмена веществ в организме. К сожалению, раковые, респираторные и сердечно-сосудистые заболевания — это лишь часть картины.

В Китае в результате индустриализации в относительно короткие сроки, смог стал достаточно частым явлением. Над Пекином вообще каждое лето держится туман из выбросов, который сопровождается ухудшение качества воды. Все это привело к росту популярности процедуры кесарева сечения. Из-за нарушения обмена веществ в организме женщины центральной части страны вынуждены вынашивать ребенка до 12 месяцев в ожидании естественных родов.

Правительство Китая борется за чистоту города, много заводов покинули столицу, но когда это скажется на экологической ситуации непонятно.

Как предупредить истощение озонового слоя?

Ученые заняты не только вопросами восстановления истощенной озоновой оболочки, но и ищут способы, как предупредить появление ОД. Для этого необходимо бороться с выработкой веществ, содержащих хлорфторуглероды, в мировом масштабе. Такое решение было принято в Монреале в 1989 году. Предупредительные способы истощения озонового слоя, пути решения должна искать вся мировая общественность, поскольку существование дыр влияет на экологию всей Земли.

Чтобы снизить риск появления новых дыр в озоновой оболочке, необходимо вести постоянные научные разработки с целью выделения и ликвидации таких способов производства, выработки энергии, которые не будут приносить вреда окружающей среде. Существует острая необходимость в том, чтобы начать повсюду устанавливать на дымящие трубы заводов и фабрик сооружения по очистке, заменять химические удобрения на органические. Важным этапом в защите слоя из озона станет переход транспортной системы, работающей на нефтяных продуктах, на электричество.

Последствия

Человек получает не только косвенный вред от изменения состояния окружающей среды, но и непосредственный. К такому выводу пришли врачи: истончение озонового слоя связано с развитием многих опасных заболеваний. Это онкологические процессы и болезни глаз, в частности катаракта, которая приводит к полной слепоте. К тому же происходит ослабление защитных сил организма, отчего развиваются болезни всех систем организма.

Страдают не только люди, но и представители флоры и фауны. В первую очередь это такие виды животного мира, как креветки, крабы, водоросли, планктон. Все они являются частью биосферы, изменения в популяции одного вида приводят к изменениям в другом.

Всемирные организации защиты окружающей среды пытаются оказать влияние на сложившуюся глобальную ситуацию. К примеру, ООН заключила международное соглашение, по условиям которого страны ограничили использование озоноразрушающих веществ. Но этого недостаточно, так как озон разрушается просто и быстро, а восстанавливается очень долго. Даже если мы полностью перестанет использовать все вредные вещества, чего сделать в принципе нельзя, то на избавление от всех прорех уйдет не менее сотни лет.

Можно ли восстановить озоновый слой?

Методы

Предотвращение вредных выбросов не единственный способ сохранить защитный слой Земли. Один из эффективных методов экологи видят в том, чтобы распылять озон, созданный искусственно, на высоте 15-30 км над поверхностью Земли с помощью специальных летательных аппаратов. И это хорошее решение, поскольку оно позволит заполнить пустоты в стратосфере.

Однако данный метод имеет и ряд недостатков. Он является дорогостоящим, поэтому применить его можно только в том случае, если будут привлечены финансовые средства нескольких стран. Кроме того, за один раз доставить к месту ОД можно небольшое количество озона, процесс его перевозки является сложным и несет опасность для людей, осуществляющих ее.

Мифы

Озоновая дыра стала причиной появления некоторых заблуждений. Например, многие полагают, что истончение возникает только в Антарктиде. Однако ОД могут появиться в любых местах Земли. Некоторые промышленники пытались снизить значение экологического вопроса, поскольку боялись потерять доходы от своих предприятий. Однако умалить масштаб бедствия не удалось.

Существует ложное представление о том, что фреоны имеют большую массу, поэтому не могут достигать стратосферы, оседая в земле, не нанося ей вреда. Но оказавшись даже в нижних слоях, эти вещества могут смешаться с другими элементами и уже вместе с ними подняться к защитному слою.

причины и последствия разрушения озонового слоя

Фото: twimg.com
Николай Дунец

Член Союза Журналистов России. Победитель конкурса «Золотое перо»

До открытий, сделанных в прошлом веке, люди просто не знали о той роли, какую играет озон.

Заключение

В конце столетия выяснилось, что из-за ряда причин озоновый слой разрушается, становится в некоторых местах тоньше или просто менее насыщенным озоном. Такое явление было названо озоновыми дырами.

Причины разрушения озонового слоя

Озоновый слой, tion.ru

Технический прогресс и озоновые дыры

Озоновые дыры над Антарктидой и Россией на карте, omartasatt.info

Мы живем во время шестого вымирания 45K

Является ли парниковый эффект причиной разрушения озонового слоя — вопрос для ученых пока спорный.

Как образуются ОД?

Основные разрушители озонового слоя

Последствия разрушения озонового слоя Земли

Куда делась вся вода? 12.6K

Интересный факт: Влияние озоновых дыр на человека заключается в росте таких заболеваний, как рак кожи и катаракта.

Озоновые дыры несут угрозу здоровью, 5klass.net
Интенсивное ультрафиолетовое излучение оказывает подавляющее воздействие на фотосинтез. Из-за него происходят изменения в поведении животных. Нарушается их адаптация. Они начинают мигрировать. Ускоряется размножение сине-зеленых водорослей, оказывающих губительное воздействие на обитателей водной среды. Биологические ресурсы мирового океана катастрофически уменьшаются. Излучение поражает мальков рыб и икру.

Что такое озон?

Кислород на Земле существует в виде двух простых газообразных соединений, входит в состав воды и очень большое число других распространенных неорганических и органических веществ (силикатов, карбонатов, сульфатов, белков, углеводов, жиров). Одно из более известных аллотропных видоизменений элемента — простое вещество кислород, его формула — О2. Вторая модификация атомов — О (озон). Формула этого вещества — О3. Трехатомные молекулы образуются при избытке энергии, например, в результате грозовых разрядов в природе. Далее мы выясним, что такое озоновый слой Земли, почему его толщина постоянно изменяется.

Озон при обычных условиях — газ синего цвета, обладающий резким, специфическим ароматом. Молекулярный вес вещества составляет 48 (для сравнения — Mr (возд.) = 29). Запах озона напоминает о грозе, ведь после этого природного явления молекул О3 в воздухе становится больше. Концентрация увеличивается не только там, где находится озоновый слой, но и близко к поверхности Земли. Это химически активное вещество является токсичным для живых организмов, но быстро диссоциирует (распадается). В лаборатории и промышленности созданы специальные приборы — озонаторы — для пропускания электрических разрядов через воздух или кислород.

Проблема озоновых дыр

Человек — земная блоха? Почему Земля яро пытается избавиться от людей? 1.3K

Пути решения глобальной проблемы озоновых дыр

Делегации, являющиеся представителями различных государств, принимают соглашение, предусматривающее сотрудничество в области исследований процессов и веществ, оказывающих влияние на озоновый слой и оказывающие провоцирующее воздействие на изменения в нем.
Страны обязуются обеспечить систематическое наблюдение за озоновым слоем.
В государствах организуется работа над созданием технологий, а также веществ, обладающих уникальными свойствами, помогающими свести к минимуму вред, наносимый озону, находящемуся в атмосфере.
Страны обязуются сотрудничать при разработке мер и из использования, а также обеспечивать постоянный контроль за деятельностью, способной провоцировать образование озоновых дыр.
Разработанные технологии и полученные знания страны передают друг другу.

Как мы вредим планете, ухаживая за собой 85

Восстановление озонового слоя

Подпитка озонового слоя

Что происходит с климатом? 1.3K

Меры для защиты и восстановления ОС

Попадание даже небольшого количества вредных веществ в верхние атмосферные слои оказывает негативное влияние на защитный озоновый экран. Проблема сохранения слоя стала одной из глобальных. После обнаружения дыры над Антарктидой стали приниматься меры. В 1985 г. была принята Венская конвенция, включающая такие пункты:

Проведение систематических исследований озонового слоя, наблюдение за его состоянием.
Сокращение и ликвидация эмиссии вредных веществ.
Проведение разработок специальных технологий, способствующих минимизации ущерба.
Осуществление мониторинга деятельности, приводящей к возникновению дыр.
Создание Озонового секретариата с целью координирования принимаемых мер по защите озонового щита.

В 1987 г. был разработан Монреальский протокол, который стал дополнением к конвенции. Он предусматривает постепенное сокращение производства и потребления озоноразрушающих веществ. Промышленности предоставили время на поиск, создание приемлемых альтернатив. В результате поправок к документу список регулируемых веществ расширился, были введены меры по ограничению их экспорта и импорта. Протокол подписали 197 государств.

Озоновый секретариат функционирует на основе программы ООН по защите окружающей среды. Его основные обязанности включают:

организация собраний государств-участников Венской конвенции, Монреальского протокола, рабочих групп, комитетов;
организация реализации решений, принятых на собрании;
обработка данных, полученных от участников Монреальского протокола об использовании озоноразрушающих веществ;
мониторинг выполнения положений конвенции и протокола, подготовка отчетов к собраниям;
предоставление информации международным организациям по вопросам охраны озонового экрана.

Деятельность секретариата регулируется соответствующими статьями конвенции и протокола.

Найти альтернативу хлорфторуглеродам для производства холодильной техники оказалось проблематичным. Это требовало больших финансовых затрат. Однако постепенно решение было найдено. Современные холодильники оснащаются 2 типами хладагентов:

R134a – гидрофторуглеродное соединение с термодинамическими свойствами, имеющее нулевой озоноразрущающий потенциал.
R600a – изобутан, представляющий собой химическое соединение с нулевым разрушающим потенциалом. Применяется в основном для производства бытовых холодильников, обеспечивает пониженное энергопотребление.

Важно отметить, что в 2010 г. был полностью прекращен выпуск вредного хладагента R12

Однако вещество способно попадать в стратосферу, наносить вред еще в течение продолжительного времени.

Для наполнения аэрозольных баллонов стали использовать пропан-бутановую смесь, которая не уступает по свойствам хлорфторуглеродам.

Существует множество проектов по защите и восстановлению ОС. Одним из них является, например, искусственное получение озона в стратосфере.

В российском законодательстве существует закон, регулирующий производство и использование веществ, разрушающих озоновый щит Земли. Для предотвращения опасных изменений принимаются такие меры:

контроль изменений состояния ОС, климата под влиянием различных процессов;
соблюдение нормативов допустимых выбросов, негативно влияющих на климат и озоновый экран;
регулирование производства, применения веществ, разрушающих слой;
применение штрафных санкций за нарушение закона.

После принятия большинством государств мер, направленных на охрану озонового щита, ситуацию удалось улучшить.

Озоновые дыры. Причины появления. Как предупредить?

Озоновая дыра — это истончение защитного озонового слоя в стратосфере (верхнем слое земной атмосферы). Всем живым существам, живущим под озоновой дырой, вредит солнечная радиация, которая достигает поверхности Земли, вызывая множество проблем.

Появление озоновых дыр
Что такое озоновая дыра? Суть
Причины возникновения
Образование озоновых дыр. Где происходит это явление?
Возникновение и расширение озоновых дыр
Озоновые дыры в атмосфере
Озоновая дыра над Антарктидой
Последствия и влияние озоновых дыр. Чем они опасны?
Экологическая проблема озоновых дыр. Глобальные вопросы
Озоновые дыры и парниковый эффект
Кислотные дожди
Загрязнение озоновых дыр
Как предупредить? Решение

Озоновый слой защищает жизнь на Земле, поглощая ультрафиолетовое излучение, которое повреждает ДНК растений, животных, людей и приводит к солнечным ожогам и раку кожи. Озон действует как солнцезащитный крем, защищая поверхность Земли от ультрафиолетового излучения.

До 1979 года ученые не наблюдали концентрацию атмосферного озона ниже 220 единиц Добсона . Но в начале 1980-х годов благодаря сочетанию наземных и спутниковых измерений ученые начали понимать, что естественный солнцезащитный экран Земли над Южным полюсом каждую весну резко истончается. Это истончение озонового слоя над Антарктидой стало известно как озоновая дыра.

В последние десятилетия деятельность человека привела к тому, что озон разрушается гораздо быстрее, чем он может образоваться, тем самым создавая и увеличивая озоновую дыру.

Озон также может образовываться на уровне земли, образуя «фотохимический смог»; и, поскольку озон является токсичным газом, существует опасность для здоровья, когда озон достигает высоких уровней. Эта проблема возникает в основном летом в городах с интенсивным движением, когда солнечный свет взаимодействует с выхлопными газами автомобилей, содержащими оксиды азота.

Есть ирония в том, что деятельность человека разрушает озон в верхних слоях атмосферы там, где нам это необходимо, и создает озон на уровне земли там, где нам это не нужно!

Появление озоновых дыр

Озоновая дыра образуется каждый год, когда происходит резкое снижение общего содержания озона над большей частью Антарктиды в течение примерно трех месяцев (сентябрь-ноябрь) в Южном полушарии.

Это происходит в результате разрушения стратосферного озона газами, содержащими хлор и бром, источниками которых в основном являются галоидоуглеродные газы, производимые человеком.

Объяснение появления озоновой дыры над Антарктидой

Земная атмосфера постоянно перемешивается по земному шару ветрами. В результате, озоноразрушающие газы смешиваются во всей атмосфере, включая Антарктиду, независимо от того, где они выбрасываются. Из-за особых метеорологических условий в Антарктиде эти газы более эффективно разрушают озоновый слой, чем где-либо еще.

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

Что такое озоновая дыра? Суть

Если вы спросите кого-нибудь наугад об озоновой дыре, есть большая вероятность, что они уже слышали об этой проблеме, но смогут ли они объяснить, что это такое и почему это происходит?

Несмотря на широкую известность, проблема озоновых дыр остается одной из наименее понятных общественности экологических проблем.

Ученые используют слово «дыра» как метафору области, в которой концентрация озона падает ниже исторического порога в 220 единиц Добсона (названа так из-за спектрофотометра Добсона, который используется для проведения измерений). Используя эту метафору, они могут описать размер и глубину отверстия.

Другими словами, озоновая дыра — это истончение защитного озонового слоя в стратосфере (верхнем слое земной атмосферы). Людям, растениям и животным, живущим под озоновой дырой, вредит солнечная радиация, которая достигает поверхности Земли, вызывая проблемы со здоровьем, от повреждения глаз до рака кожи.

Озоновый слой очень важен для жизни на Земле, поскольку он обладает свойством поглощать наиболее опасную форму УФ – излучения. Он постоянно формируется и разрушается, и его распределение по планете неравномерно и не постоянно.

Озоновые слой — разрушение возможно?

Озоновый слой, разрушение которого приведет к полному выжиганию всего живого на планете космическими энергиями и солнечными лучами, больше всего поврежден на полюсах Земли. Об этом говорят многие ученые и данные исследовательских институтов и лабораторий с мировым именем.

Отчего есть вопрос — если озоновые дыры возникают из-за деятельности человека, то почему они концентрируются больше в тех местах, где нет автомобилей и заводов, но их немного над мегаполисами и другими крупными городами? Ответ на этот вопрос может дать наш специальный материал о том, что на планете уже несколько десятилетий ведется реальная война между странами, и вы видите ее своими глазами. Только незнание факта, что все это дело рук человеческих, мешает взглянуть на проблему по новому.

Причины возникновения

Озоновая дыра образовалась из-за того, что люди загрязнили атмосферу химическими веществами, содержащими хлор и бром. Основными участвующими химическими веществами являются хлорфторуглероды (сокращенно ХФУ), галоны и четыреххлористый углерод. ХФУ имеют широкий спектр применений, включая охлаждение, кондиционирование воздуха, пенопластовую упаковку и изготовление аэрозольных баллончиков.

Озоновая дыра фактически открыла миру глаза на глобальное влияние деятельности человека на атмосферу. Ученые обнаружили, что у хлорфторуглеродов (ХФУ) — долгоживущих химических веществ, которые использовались в холодильниках и аэрозольных баллончиках с 1930-х годов — есть и темная сторона. В ближайшем к Земле слое атмосферы (тропосфере) ХФУ циркулировали десятилетиями, не разлагаясь и не вступая в реакцию с другими химическими веществами. Однако когда они достигли стратосферы, их поведение изменилось. В верхних слоях стратосферы (за пределами защиты озонового слоя) ультрафиолетовое излучение вызвало расщепление хлорфторуглеродов с выделением хлора, очень реактивного атома, многократно катализирующего разрушение озона.

Как образуются ОД?

Озоновая дыра образуется в результате разрушения озона под воздействием химических соединений, выбрасываемых в атмосферу в результате антропогенных факторов.

Основные разрушители озонового слоя

Образование озоновых дыр. Где происходит это явление?

Антарктическая озоновая дыра 2022 года быстро росла с середины августа и достигла своего пика примерно в 24,8 миллиона квадратных километров 20 сентября 2022 года, распространившись на большую часть антарктического континента.

Это была самая продолжительная и одна из самых больших и глубоких дыр с тех пор, как 40 лет назад начался мониторинг озонового слоя. Он был вызван сильным, стабильным и холодным полярным вихрем и очень низкими температурами в стратосфере (слой атмосферы на высоте от 10 до 50 км). Те же метеорологические факторы также способствовали образованию рекордной озоновой дыры в Арктике в 2022 году.

Во время весеннего сезона в Южном полушарии (август-октябрь) озоновая дыра над Антарктикой увеличивается в размерах, достигая максимума в период с середины сентября по середину октября. Когда в конце весны в Южном полушарии температура высоко в атмосфере (стратосфере) начинает повышаться, истощение озонового слоя замедляется, полярный вихрь ослабевает и, наконец, разрушается, и к концу декабря уровни озона возвращаются к норме.

Озоновый слой вчера и позавчера

Внимание! Данные на карте озонового слоя планеты изменяются в режиме онлайн каждые сутки автоматически!

Ниже указаны отклонения и разрывы озонового слоя за двое прошедших суток для наглядности и сравнения.

Озоновый слой планеты вчера

Озоновый слой планеты позавчера

Сравните с предыдущей картой.

Отклонения в озоновом слое вчера

Данные указаны в процентах.

Отклонения в озоновом слое позавчера

Данные указаны в процентах. Сравните с предыдущей картой.

Изменение озонового слоя

Ниже указан пример изменения озонового слоя и озоновых дыр в виде анимации за 2 месяца: с 1 сентября по 31 октября 2006 года.

Анимация изменения указана для Южного полюса планеты (Антарктида) с учетом суточного вращения планеты вокруг своей оси.

Возникновение и расширение озоновых дыр

В начале 1980-х годов естественный солнцезащитный слой Земли над Южным полюсом каждую весну стал резко истончаться.

С 1980 по начало 1990-х гг. истончение озонового слоя над Антарктидой быстро росло по площади и глубине. Более холодные условия этого региона приводят к большей площади и более низким значениям озона в центре отверстия.

В течение нескольких лет минимальные концентрации держались на уровне 190, но затем минимумы быстро углублялись: 173 е.д. в 1982 г., 154 в 1983 г., 124 в 1985 г.

К 1991 г. был пройден новый порог, так как концентрация озона упала ниже 100 е.Д. в первый раз. С тех пор концентрации ниже 100 стали более распространенными. Самая глубокая озоновая дыра образовалась в 1994 году, когда 30 сентября концентрация упала до 73 е.д.

В начале 21 века годовые озоновые дыры немного стабилизировались.

Протоколы озоновых мудрецов

Кто и как заработал на мифе о разрушении озонового слоя фреонами

Не все, наверное, знают, что такое Монреальский протокол (МП). Это международное соглашение, полное название которого по-английски будет следующим: The Montreal Protocol on Substances that Deplete the Ozone Layer. В переводе: Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой.

Озоновые фобии и Монреальский протокол

Некоторым покажется, что речь идет о каком-то частном, специальном вопросе, интересном узкому кругу специалистов. Однако значимость этого документа весьма велика. Во-первых, практическая реализация МП затронула и продолжает затрагивать все человечество в целом, в том числе и Россию. Во-вторых, история с МП очень поучительна, она являет собой пример того, как можно дурить все человечество.

Разговор о МП я завел еще в связи с круглой датой: скоро исполняется 30 лет с момента вступления в силу указанного документа.

В середине минувшего века никто не обсуждал проблему озонового слоя, так же как, например, мы не обсуждаем каждодневно вопросы, связанные со стратосферой. Даже очень узкие специалисты не задумывались о том озоне, который, как позднее выяснилось, имелся в стратосфере, на высоте 25-30 км над Землей. Но вот в 1957 году в рамках Международного Геофизического года началось изучение многих тайн Земли и ее биосферы, в том числе систематическое наблюдение за озоновым слоем. Толчок к такому наблюдению дали также успехи в освоении космоса, искусственные спутники Земли, космические корабли и орбитальные станции помогали осуществлять мониторинг озонового слоя. Для всех оказалось неожиданностью, что в период 1957-1962 гг. было зафиксировано утончение слоя, толщина которого и без этого очень мала — при привычном нам атмосферном давлении она составила бы менее четырех миллиметров. Многие геофизики, биологи, медики полагали, что озоновый слой важен для человека и всего живого на планете, так как защищает все виды жизни от жесткого ультрафиолетового излучения Солнца. Появились первые тревожные публикации на тему истощения озонового слоя. Правда, по истечении пятилетнего периода наблюдений слой озона опять стал входить в норму. В период 1970-1980 гг. стало вновь наблюдаться его истончение или «истощение». Особенно заметным оказалось истончение слоя над Антарктидой. Где-то лет сорок назад появилось пугающее словосочетание «озоновая дыра».

Фото: www.globallookpress. com

События развивались далее очень стремительно. Масла в огонь подлили американские ученые Ш. Роуланд и М. Молина, а также западногерманский ученый П. Крутцен (ФРГ). Эти химики в 1973-1974 гг. выдвинули гипотезу, согласно которой главной причиной образования «озоновых дыр» и угрожающей всей планете опасности являются фреоны, точнее, хлорфторуглероды (ХФУ). Содержащийся во фреонах хлор действительно разрушает озон. Указанные химики заявили, что один атом хлора может разрушить не менее 10 000 молекул озона.

Нет страшнее зверя, чем фреоны

А откуда берутся фреоны? Их производит человек. Значительная часть химической индустрии работает на выпуск фреонов, которые используются человеком в быту, а также потребляются разными отраслями промышленности. ХФУ применяются в качестве охлаждающих агентов в бытовых и промышленных холодильниках, для автомобильных кондиционеров, очистки поверхности печатных плат для изделий микроэлектроники, аэрозольного распыления косметических и других средств из аэрозольных баллончиков, вспенивания сырья при изготовлении изделий из пластмасс, пожаротушения. Другие ХФУ используются для производства поролонов и пенопластов — материалов, широко используемых во многих потребительских товарах, начиная от одноразовой пенопластовой посуды и заканчивая изоляционными материалами, для промывания электрооборудования и даже для обмыва космических кораблей после полетов. Востребован ХФУ и в оборонной промышленности.

Еще до Второй мировой войны перед учеными была поставлена задача разработать дешевые невоспламеняющиеся и нетоксичные вещества для подобного применения, и она была решена. Наиболее популярными стали такие ХФУ, как фреон-11 и фреон-12, предназначенные для бытовых холодильников и кондиционеров. Бурное их производство и потребление началось уже после войны. С 1950 по 1975 год объем мирового производства ХФУ ежегодно возрастал на 7-10% со временем удвоения менее 10 лет. В 1980-х годах мир ежегодно производил около одного миллиона тонн ХФУ.

В 1970-е гг., после появления озоновой гипотезы, в Америке началась легкая паника. Хотя выводы американских химиков, по сути, имели статус гипотезы, однако начались стихийные кампании граждан против дальнейшего использования фреонов. Особым нападкам стали подвергаться аэрозольные баллончики (дезодоранты, косметика) — в них тоже содержались фреоны. Объемы продаж таких баллончиков упали больше чем в два раза. В 1978 году в США был даже принят закон, запрещавший использование ХФУ в качестве аэрозольных распылителей. Это нанесло серьезный удар по химической промышленности, особенно американской. Львиная доля производства фреонов в то время приходилась на американскую (DuPont). Ту самую, которая в начале 1930-х гг. разработала в своих лабораториях эти самые ХФУ.

«Дюпон»: борьба на два фронта

Сразу же после обнародования гипотезы Роуланда — Молины корпорация «Дюпон» начала контратаку, называя выводы американских химиков «фантазиями». Так, представитель корпорации в 1974 г. выступил в конгрессе США со следующим заявлением:

Гипотеза связи хлора с истощением озонового слоя является в настоящее время чисто спекулятивной и не имеет никаких доказательств, чтобы поддерживать ее.

Для того чтобы выглядеть беспристрастным, он добавил:

Если достоверные научные данные… покажут, что… ХФУ не могут использоваться без вреда для здоровья, «Дюпон» прекратит производство этих соединений.

Председатель DuPont писал в статье в журнале Chemical Week от 16 июля 1975 года, что теория разрушения озона — научная фантастика, вздор, не имеющий смысла.

На протяжении 14 лет «Дюпон» действовал на двух фронтах, ожидая победы хотя бы на одном из них. Первый фронт — развенчание гипотезы о разрушающем эффекте фреонов на озоновый слой планеты. Второй фронт — разработка в своих лабораториях новых соединений, которыми можно было бы заменить старые фреоны, и которые были вне подозрений с точки зрения их экологических характеристик. На первом фронте перелома достичь не удавалось, а вот на втором наметились успехи. Удалось разработать новые виды ХФУ, которые действительно никак не влияли на озон (наиболее известный — фреон-134).

И к середине 1980-х годов тактика компании претерпела серьезный разворот: «Дюпон» неожиданно стал основным критиком старых фреонов и… пропагандистом новых. Те же люди, которые еще вчера высмеивали гипотезу Роуланда — Молины, стали ее поддерживать.

Фото: www.globallookpress.com

Смущала лишь парочка «но»: новые фреоны оказались в несколько раз дороже старых, были склонны воспламеняться и хуже действовали на здоровье человека. Но «Дюпон» и его помощники (СМИ, представители «науки», экологи и т. д.) не замечали этих «мелочей». Судя по всему, в число «помощников» попала и Организация Объединенных Наций (ООН), которая стала безоговорочно поддерживать версию Роуланда — Молины и активно бороться за сохранение озонового слоя посредством замены старого поколения фреонов новым (я об этом говорю уверенно, так как некоторое время был консультантом ООН, занимаясь экологической проблематикой). Героями науки стали американцы Ш. Роуланд, М. Молина и их немецкий коллега П. Крутцен. Так, их гипотеза в 1980-е годы внезапно приобрела статус теории, а в 1990-е перешла в разряд аксиом. Чтобы ни у кого не было соблазна подвергать эту аксиому сомнению, в 1995 году упомянутая троица химиков была удостоена Нобелевской премии.

Чтобы гипотезу Чарльза Дарвина о происхождении человека из обезьяны превратить в «теорию», потребовался без малого век. А на трансформацию гипотезы Роуланда — Молины в «аксиому» ушло лишь два десятилетия.

ООН на службе «Дюпона»

Аппетиты и амбиции стали непомерными. Прикрываясь гипотезой Роуланда — Молины, она могла уже без особых трудов продавить через конгресс США принятие закона, который бы запретил использование старых фреонов и стимулировал производство и потребление новых. Такой закон обеспечил бы монопольные позиции компании на американском рынке. Но корпорации этого было мало — речь шла о мировом рынке. В качестве «тарана» использовались международные организации, в первую очередь ООН и ее специализированные структуры: ЮНЕП (Программа ООН по окружающей среде) и Глобальный экологический фонд (ГЭФ). Для начала по инициативе ООН был учрежден Международный день охраны озонового слоя — 16 сентября. В 1985 г. был принят международный рамочный документ — Венская конвенция о защите озонового слоя. Ударными темпами стала вестись работа по подготовке международного соглашения прямого действия, которое бы касалось исключительно темы ХФУ и содержало конкретные обязательства и сроки замещения старых фреонов на новые.

Таким документом стал Монреальский протокол, с которого мы начали разговор. Он был подписан тридцатью странами в 1987 г. и вступил в силу с 1 января 1989 г. МП предусматривал заморозку производства фреонов старого поколения (они обозначены номерами 11, 12, 113, 114, 115) на уровне 1986 года, начиная с 1992 года. А в период 1993-1998 гг. сократить, согласно графику, уровень производства до 50% от исходного. С тех пор протокол подвергался пересмотру (в сторону ужесточения) семь раз: в 1990-м (Лондон), 1991-м (Найроби), 1992-м (Копенгаген), 1993-м (Бангкок), 1995-м (Вена), 1997-м (Монреаль) и 1999-м (Пекин). К фреонам были добавлены еще некоторые соединения, которые могут разрушать озоновый слой. Например, галоны, гидрохлорфторуглероды (ГХФУ), четыреххлористый углерод (ЧХУ).

Генеральный секретарь ООН (1997-2006 гг.) Кофи Аннан сказал, что, «возможно, единственным очень успешным международным соглашением можно считать Монреальский протокол». Фото: www.globallookpress.com

Удивительно, но почти все страны мира дружно встали под знамена МП. По состоянию на декабрь 2009 года 196 государств-членов ООН ратифицировали первоначальную версию МП. Генеральный секретарь ООН (1997-2006 гг.) Кофи Аннан сказал, что

возможно, единственным очень успешным международным соглашением можно считать Монреальский протокол.

В документах ООН постоянно звучит оптимизм относительно озонового будущего человечества: мол, если страны будут придерживаться положений МП, то озоновый слой планеты восстановится к 2050 году.

Фреоновый удар по СССР и России

Подавляющему количеству стран, подписавших МП, от этого документа не жарко и не холодно. Они не производят ХФУ. Но ряд государств — несколько западных, СССР, Китай и Индия — на момент подписания МП были очень крупными производителями фреонов. Они, естественно, производили те старые ХФУ, которые были созданы еще в начале 1930-х гг. Китай и Индия воздержались от подписания МП, продолжив производство старых или «серых» фреонов. А вот Советский Союз, начавший разрушительную «перестройку» под руководством М. С. Горбачева, лез из кожи вон, чтобы понравиться Западу. 15 сентября 1987 года в Монреале советская делегация, состоявшая из профессионалов, отказалась подписывать абсурдный и опасный для страны документ. Один из членов делегации, Владимир Матвеевич Захаров, покидая Монреаль, сказал:

Никаких научных оснований, сколько-нибудь серьезных для его подписания, нет.

Из Кремля прозвучал грозный окрик. В принудительном порядке мы подписали документ в ночь под новый 1988 год.

Так под звон курантов существенная часть химической промышленности страны была приговорена к уничтожению. Производство озоноразрушающих веществ (ОРВ) в России достигло максимума в 1990 году и составило 197 490 тонн, в том числе ХФУ — 110 140 тонн. В 1996-м суммарное производство ОРВ снизилось до 47 575 тонн (сокращение в 4,1 раза), в том числе ХФУ — до 17 122 тонн (сокращение в 6,4 раза). Из произведенных ОРВ в 1990 году внутри страны было использовано 47 575 тонн или 58,8 %, а в 1996 году — 15 408 тонн или 32,4%. Оставшуюся часть экспортировали в республики СНГ и развивающиеся страны (рынок «серых» ОРВ).

Хлорфторуглероды применяются в качестве охлаждающих агентов в бытовых и промышленных холодильниках, для автомобильных кондиционеров, очистки поверхности печатных плат для изделий микроэлектроники. Фото: www.globallookpress.com

Особенностью производства фреонов и других ОРВ в нашей стране было то, что значительная часть продукции предназначалась для «оборонки». Бездумное подписание и исполнение МП сначала Советским Союзом, а затем Российской Федерацией наносило серьезный удар по военно-экономическому потенциалу страны. Из гражданских отраслей наибольший ущерб понесло производство бытовых и промышленных холодильников. Часть производства ОРВ оказалась в новых государствах, возникших на обломках СССР. Прежде всего это Украина, которая после получения независимости автоматически стала участником МП.

Развязка «фреоновой войны»

Я был свидетелем тех драматических событий 1990-х годов. Десятки химических предприятий в стране, согласно требованиям МП, подлежали либо закрытию, либо перепрофилированию. Представители оборонно-промышленного комплекса посылали в правительство сигналы SOS, предупреждая, что «оборонка» остается без необходимой химии. Правительство (премьеры Гайдар, Черномырдин, Кириенко) и Министерство охраны окружающей среды и природных ресурсов РФ заявляли, что выполнение международных обязательств важнее обороноспособности страны. Директора предприятий всячески упирались, отказываясь подчиняться требованиям МП. В качестве «тарана» был использован Всемирный банк, который выдал России кредит (110 млн долларов) на реализацию Проекта по управлению окружающей средой (ПУОС). Помимо кредитов, в рамках проекта выдавались гранты (общая их сумма составляла несколько десятков миллионов долларов) на «реконструкцию» предприятий, производящих ОРВ. Фактически это были взятки для того, чтобы предприятия закрывались.

Так корпорация «Дюпон» под флагом МП выиграла закулисную войну против нашей химической промышленности. В декабре 2000 года были закрыты последние семь российских заводов, выпускавших вещества, якобы разрушающие озоновый слой. С тех пор вся наша промышленность базируется на использовании продукции американской корпорации «Дюпон».

А если Дональд Трамп в рамках экономических санкций против России запретит «Дюпону» поставлять нам необходимые химические соединения? Как это соотносится с декларациями нашей власти об укреплении экономической и военной безопасности России? Год назад в Москве прошла конференция под весьма многозначительным названием: «От Монреальского протокола к Монреальскому трибуналу». Она была посвящена 30-летию подписания протокола. Особенно интересным и острым на конференции было выступление Григория Крученицкого, заведующего отделом озонового мониторинга Центральной аэрологической обсерватории Росгидромета.

Вот фрагмент этого выступления:

Для того чтобы выполнить условия протокола и отказаться от производства ряда химических веществ, был фактически разгромлен химический сектор оборонного комплекса СССР. Причем разгромлен на деньги, которые Международный банк реконструкции и развития выделил Советскому Союзу для перестройки химической промышленности под новые фреоны. Деньги были отданы западным экспертам с полным технологическим описанием наших химических комбинатов в Волгограде, Ленинске-Кузнецком и Перми. После этого мы оказались заложниками ситуации.

Фото: www.globallookpress.com

Монреальский протокол — одна из крупнейших афер конца ХХ века. Американская корпорация «Дюпон» — главный ее бенефициар. С помощью указанного протокола она сумела добиться закрытия предприятий по производству так называемых ОРВ по всему миру. Она захватила мировой рынок нового поколения фреонов, наладив сбыт более дорогой и прибыльной продукции.

Конечно, на МП заработали и другие компании. Например, те, которые производят холодильники и кондиционеры. Старые машины были выброшены на помойку, появилось новое поколение холодильной и кондиционирующей техники, которую стали называть environmentally friendly (экологически безопасная). К 2005 году только в США замена старых холодильников и кондиционеров на новые обошлась населению и бизнесу более чем в 220 млрд долларов. Правда, бытовые холодильники с новыми фреонами от корпорации «Дюпон» периодически взрываются, горят, отравляют и отправляют на тот свет их владельцев. Но это все мелочи на фоне такой грандиозной задачи, как спасение человечества от угрозы истощения озонового слоя.

Наука превратилась в служанку капитала

Обращаю внимание на то, что вся озоновая афера «Дюпона» построена на так называемой теории Роуланда — Молины, удостоенной Нобелевской премии. На самом деле это не теория и даже не гипотеза, а откровенный фейк. Такой же, как фейк Чарльза Дарвина о происхождении человека из обезьяны. Уж если американские химики Роуланд и Молина получили за свое «открытие» «Нобеля», то полагаю, что надо исправить несправедливость в отношении английского «гения» Чарльза Дарвина. Предлагаю посмертно присвоить ему звание лауреата Нобелевской премии!

Формат статьи не дает мне возможности раскрыть всю абсурдность «аксиомы» Роуланда — Молины — Крутцена. Об озоново-фреоновом фейке написано нескончаемое количество статей и несколько фундаментальных книг. Одна из них вышла во Франции в конце 1990-х гг.: Ошот Хаммара «Озон — дыра из ничего». Предисловие к ней написал Гарун Тазиев, всемирно известный французский вулканолог. Вот фрагмент этого предисловия: «Стратосферному озону ничто не угрожает исчезнуть. Те, кто в течение последних десяти лет старается убедить в этом человечество, изменяют научной истине. Это противоречит истине, когда в качестве предлога для обвинения хлорфторуглеродов в разрушении озона над Антарктидой утверждают, что ныне знаменитая «озоновая дыра» была открыта в 1985 г., так как она существовала еще в 1956 г. Ученые, которые хоть однажды фальсифицировали истину, никогда более не заслуживают доверия, причем уже становится неважным, по какому предмету они выступают».

Озоновые дыры в атмосфере

В атмосфере по-прежнему достаточно озоноразрушающих веществ, чтобы ежегодно вызывать разрушение озонового слоя.

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

Эти полярные стратосферные облака содержат кристаллы льда, которые превращают нереакционноспособные соединения в реактивные, которые затем быстро разрушают озон, как только становится доступным солнечный свет для запуска химических реакций. Эта зависимость от полярных стратосферных облаков и солнечной радиации является основной причиной того, что озоновая дыра наблюдается только в конце зимы/начале весны.

Опасность миновала?

Концентрация ХФУ начала падать в 1990-х годах, однако тогда же начался рост содержания гидрохлорфторуглеродов, несколько менее опасных для озонового слоя — именно на них первоначально перешли производители. В 2016 году в столице Руанды Кигали было подписано соглашение и разработана программа поэтапного сокращения потребления и этих веществ.

Уже к 2000 году наметилось снижение уровня хлора в атмосфере, а в 2022 году Всемирная метеорологическая организация выпустила оптимистичный доклад, посвященный неиллюзорным достижениям Монреальского протокола.

Если к концу 1990-х годов разрушение озонового слоя составило порядка 10 %, то сейчас, по словам ученых, озоновый слой «восстанавливается со скоростью 1-3 процента в десять лет и при таких темпах должен полностью восстановиться над Северным полушарием к 2030-м годам, над Южным полушарием — к 2050-м, и над полюсами — к 2060 году.»

Эти достижения стали возможны благодаря нескольким важным факторам: грамотной научной экспертизе, политической воле в реализации принятых решений и качественному мониторингу исполнения этих решений. Хочется надеяться, что все это станет надежной основой для претворения в жизнь и Парижского соглашения.

Озоновая дыра над Антарктидой

Естественный солнцезащитный покров Земли над Южным полюсом каждую весну резко истончается. Это истончение озона над Антарктидой известно, как озоновая дыра.

Тот факт, что большая часть истощения озонового слоя происходит именно в этом регионе, требует некоторого объяснения. ХФУ и другие озоноразрушающие газы поступают из разных регионов планеты, но именно в южной полярной стратосфере условия становятся наиболее благоприятными для разрушения озона. Ключевым фактором является наличие стратосферных облаков и отсутствие смешения атмосферы между южными полярными широтами и воздухом из других мест в течение южной зимы и ранней весны.

Обычно в стратосфере нет облаков, потому что там очень мало водяного пара. Однако во время южно-полярной зимы воздух в стратосфере над Антарктидой опускается до температуры ниже -80°С ; достаточно, чтобы образовались тонкие облака. Пока темно, ничего не происходит; но когда наступает весна, УФ – излучение Солнца достигает Южного полярного круга и запускает процесс выделения хлора и разрушения озона. Это продолжается до тех пор, пока стратосферные облака не исчезнут из-за потепления южной полярной атмосферы по мере приближения лета.

К летнему времени стратосферный воздух более низких широт способен проникать в полярные широты и тем самым пополнять озоновый слой над Антарктидой. Следовательно, существует сезонный цикл озоновой дыры над Антарктидой, при этом самые низкие уровни озона регистрируются в конце сентября и начале октября.

Хотя те же самые процессы ведут к истощению озонового слоя в Арктике в противоположное время года, проблема не так серьезна, как на юге, просто потому, что стратосфера над Арктикой имеет тенденцию не становиться такой холодной, как стратосфера над Антарктикой. Поэтому образование стратосферных облаков не так часто и широко распространено в Арктике, это в основном связано с различиями в распределении суши и моря между двумя районами.

Каково состояние озонового слоя на сегодняшний день?

Озоновый слой – это то, что защищает жизнь на нашей планете от вредного ультрафиолетового излучения. Однако человеческая деятельность повредила этот защитный слой стратосферы… Как это случилось и каково его состояние сейчас?

Поняв, что озоновому слою можно нанести непоправимый вред, человечество стало прикладывать усилия к его сохранению и за последние 30 лет сделало в этом определенные успехи, ограничив использование определенных химических веществ. Однако нам предстоит еще многое сделать для защиты и восстановления этого атмосферного щита, который находится в стратосфере примерно в 15-30 км над поверхностью Земли.

Атмосферный озон поглощает ультрафиолетовое излучение солнца, в частности вредные лучи типа UVB. Воздействие ультрафиолетового излучения может повышать риск развития рака кожи и катаракты, а также наносить ущерб растениям и морским экосистемам. Атмосферный озон иногда называют «хорошим» озоном из-за его защитной роли, и его не следует путать с тропосферным или приземным «плохим» озоном – ключевым компонентом загрязнения воздуха, который вызывает респираторные заболевания.

Озон (O3) – это высокореактивный газ, молекулы которого состоят из трех атомов кислорода. Его концентрация в атмосфере колеблется в зависимости от местности и времени года, но в целом она была стабильной до тех пор, пока в 1957 не начались глобальные изменения. Новаторские исследования, проведенные в 1970-х и 1980-х годах, выяснили, в чем была причина проблемы.

Угрозы озоновому слою

В 1974 году два химика из Калифорнийского университета в Ирвайне, Марио Молина и Шервуд Роуленд, опубликовали в газете «Nature» статью, в которой подробно описывались угрозы озоновому слою от хлорфторуглеродных (ХФУ) газов. В то время ХФУ обычно использовались в аэрозольных баллончиках и в качестве хладагентов во многих холодильниках. Достигая стратосферы, под воздействием солнечных ультрафиолетовых лучей ХФУ разлагаются на вещества, в числе которых есть хлор.

Новаторское исследование, за которое Молина и Роуленд были удостоены Нобелевской премии 1995 года по химии, показало, что атмосфера обладает «способностью поглощать атомы хлора» в стратосфере.

По данным Агентства по охране окружающей среды США, один атом хлора может уничтожить более 100 000 молекул озона – и процесс уничтожения происходит гораздо быстрее, чем процесс восстановления.

Результаты исследования Молины и Роуленда были подтверждены в 1985 году, когда группа английских ученых обнаружила дыру в озоновом слое над Антарктидой, образование которой оказалось связано с ХФУ. Эта «дыра» является областью стратосферы с чрезвычайно низкими концентрациями озона, которая повторяется каждый год в начале весны в южном полушарии (с августа по октябрь).

Состояние озонового слоя сегодня

После признания вредного воздействия ХФУ и других озоноразрушающих веществ в 1987 году был составлен Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой. Протокол призывал к соглашению о поэтапном отказе от разрушающих озоновый слой веществ и был подписан всеми 197 странами-членами ООН. Без этого соглашения в одних только США, по оценкам, было бы зарегистрировано еще 280 миллионов случаев рака кожи, 1,5 миллиона случаев смерти от рака кожи и 45 миллионов катаракт, а также сейчас по всему миру могло бы быть как минимум на 25% жарче.

Более чем через 30 лет после подписания Монреальского протокола ученые НАСА зарегистрировали первое прямое доказательство того, что озоновый слой над Антарктидой восстанавливается из-за сокращения использования ХФУ: истощение озонового слоя в регионе уменьшилось на 20% с 2005 года. В конце 2022 года научные наблюдения ООН подтвердили, что озоновый слой восстанавливается и может быть полностью восстановлен в Северном полушарии к 2030-м году, в Южном полушарии к 2050-м году и в других полярных регионах к 2060-му году.

Однако по мере того, как продолжается мониторинг озонового слоя, обнаруживается, что процесс восстановления может быть не таким простым, как хотелось бы. Исследование, проведенное в начале 2018 года, показало, что с 1998 года содержание озона в нижнем слое стратосфере по каким-то причинам резко сократилось. Результаты другого исследования указали на возможные нарушения Монреальского протокола.

Мир все еще не полностью отказался от охлаждающих жидкостей, выделяющих вредные газы. Все еще используются некоторые заменители, которые менее вредны, но все-таки разрушительно влияют на озоновый слой. Развивающиеся страны нуждаются в финансировании Многостороннего фонда Монреальского протокола для отказа от наиболее широко используемого хладагента R-22. При этом хладагенты нового поколения – гидрофторуглероды (ГФУ) – не разрушают озон, но являются мощными парниковыми газами, которые задерживают тепло, способствуя изменению климата.

Хотя ГФУ составляют лишь небольшую долю выбросов по сравнению с диоксидом углерода и другими парниковыми газами, для регулирования их эффекта на потепление планеты в 2016 году к Монреальскому протоколу была добавлена Кигалийская поправка. Поправка, вступившая в силу в январе 2022 года, направлена на сокращение использования ГФУ более чем на 80% в течение следующих трех десятилетий. Тем временем компании и ученые работают над безопасными для климата альтернативами, включая новые охлаждающие жидкости и технологии, менее зависимые от химических веществ.

Вероника Кузьмина

Источник:
NationalGeographic

Последствия и влияние озоновых дыр. Чем они опасны?

Последствия уничтожения озонового слоя для человека и окружающей среды разрушительны.

Истощение озона вызывает повышение уровня УФ – излучения на поверхности Земли, что наносит ущерб здоровью человека. Отрицательные эффекты включают распространение 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, являющаяся основой пищевой цепи, особенно сильно страдает от высоких уровней УФ – излучения.

УФ – лучи также влияют на рост растений, снижая продуктивность сельского хозяйства. Это может привести к замедлению роста растений, меньшему размеру листьев, слабому цветению и фотосинтезу растений, ухудшению качества урожая для человека. А снижение продуктивности растений, в свою очередь, повлияет на эрозию почвы и углеродный цикл.

Планктон и зоопланктон сильно страдают от воздействия УФ – лучей. Они стоят на первых звеньях водной пищевой цепи. Если численность планктона уменьшится, это, вероятно, будет иметь далеко идущие последствия для всей морской жизни в низших звеньях пищевой цепи.

Экологическая проблема озоновых дыр.

Глобальные вопросы

Главным аспектом экологической проблемы озоновой дыры является ее связь с глобальным потеплением, то есть изменением климата в результате увеличения выбросов парниковых газов. Обе проблемы являются результатом загрязнения атмосферы, но причины и последствия каждой из них очень разные.

Несмотря на различия, существуют и некоторые связи между этими двумя проблемами. Например, ХФУ (хлорфторуглероды) являются парниковыми газами и вызывают разрушение озонового слоя, поэтому поэтапный отказ от производства ХФУ помогает бороться с изменением климата, а также восстанавливать озоновый слой.

Давайте рассмотрим глобальные проблемы, связанные с разрушением озона.

Озоновый слой защищает жизнь от вредного УФ – излучения, которое может вызывать рак и замедлять рост растений. УФ – излучение также может проникать на поверхность океана, поэтому морские организмы (особенно фитопланктон) тоже страдают от этого влияния. Если человечество продолжит разрушать озоновый покров, фотосинтез растений будет нарушен, экосистемы перестанут нормально функционировать, поэтому в наших интересах защитить и возобновить озон для предотвращения образования и расширения новых дыр.

Когда в 1985 году стали очевидны масштабы истощения озонового слоя над Антарктидой, международному сообществу не потребовалось много времени, чтобы прийти к консенсусу в отношении того, что необходимо делать. Если бы не быстрые политические действия, химические вещества, разрушающие озоновый слой, продолжали бы накапливаться в атмосфере, увеличивая размер антарктической озоновой дыры, а также истончая озоновый слой в других местах на юге, таких как Новая Зеландия и Австралия.

Почему нельзя забывать об озоновом слое

Однако поводы для тревоги тоже есть. На озоновый слой негативно влияют разнообразные выбросы ТЭЦ и заводов, продукты сгорания в реактивных двигателях самолетов, минеральные удобрения в почве.

Кроме того, не все компании добросовестно выполняют решения Монреальского протокола — в 2022 году были обнаружены 20 фабрик на востоке Китая, производившие запрещенные вещества. После того как ученые с удивлением обнаружили стремительный рост трихлорфторметана в атмосфере, была составлена и «отмотана назад» климатическая модель, которая помогла локализовать источник выбросов — им оказалась Восточная Азия. Отправившиеся в регион активисты из Агентства экологических расследований обнаружили нарушающие закон фабрики и даже проникли на них под видом заинтересованных клиентов.

Рабочий по производству строительной химии «Boerner» на производстве монтажной пены. Производство монтажной пены — один из основных источников трихлорфторметана в атмосфере. Фото: Максим Богодвид / РИА Новости

В 2022 году ООН заявила о продолжении роста концентрации целого ряда парниковых газов, в том числе опасных для озона метана (достигшего 259 % от доиндустриального уровня) и закиси азота (129 %). А падение уровня промышленного производства в связи с пандемией не оказало заметного влияния на состояние озонового слоя. Более того, в 2022 году тревогу ученых вызвало рекордное истощение озонового слоя над Арктикой, где озоновая дыра достигла порядка 6 000 000 км2 , при снижении концентрации озона на 90 %. Последние исследования показывают озоноразрушающее влияние от антропогенных выбросов йода в атмосферу. Это объясняет медленное и неравномерное восстановление концентрации озона в стратосфере. Глобальное потепление даже не собирается останавливаться, что также влияет на состояние озонового слоя.

Так что несмотря на достижения Монреальского протокола в борьбе за будущее планеты, впереди еще много усилий. Поддержание озонового слоя — необходимое условие сохранения жизни на Земле. А его истощение — не пустая угроза, как об этом говорят скептики, а реальная опасность, напрямую связанная с деятельностью человека.

Озоновые дыры и парниковый эффект

Группа парниковых газов, включая хлорфторуглероды (ХФУ) несут ответственность за разрушение озонового слоя, поскольку они атакуют и разрушают молекулы озона. ХФУ используется в аэрозолях, например, в баллончиках лака для волос, в холодильниках и при производстве пенопластов.

Образовавшиеся озоновые дыры пропускают вредное ультрафиолетовое излучение и усиливают парниковый эффект.

Транспортные средства также выделяют большое количество парниковых газов, которые приводят к глобальному потеплению, парниковому эффекту, а также к истощению озонового слоя. Поэтому необходимо переходить на другие виды транспорта и альтернативные экологические виды топлива.

Кислотные дожди

При сжигании ископаемого топлива в атмосферу выбрасываются оксиды серы и азота. Когда двуокись серы и двуокись азота смешиваются с каплями воды в атмосфере, образуя серную и азотную кислоты, образуются кислотные дожди. Ветры переносят эти загрязняющие вещества на тысячи миль, затем они выпадают на поверхность Земли в виде кислотных дождей, которые повреждают листья растительности, повышают кислотность почвы и воды и ежегодно приводят к гибели около 500 человек.

Здания и другие сооружения также страдают от кислотных дождей, которые ежегодно наносят материальный ущерб на сумму около пяти миллиардов долларов. Каменные элементы на здании рушатся и повреждаются.

Кислотные дожди растворяют раствор между кирпичами, делают каменные фундаменты неустойчивыми и разрушают древние здания и статуи, сделанные из мрамора или известняка.

Загрязнение озоновых дыр

Дикая природа и люди испытывают многие негативные последствия загрязнения воздуха. Повреждение дыхательной системы является наиболее частым последствием у людей и животных, но также распространены неврологические проблемы и раздражение кожи.

Растения и сельскохозяйственные культуры меньше растут при длительном воздействии загрязненного воздуха. Загрязнение озоном наносит вред растениям, повреждая структуры, называемые устьицами, которые представляют собой крошечные поры на нижней стороне листьев, которые позволяют растению «дышать». Некоторые виды растений могут защитить себя, временно закрыв устьица или, вырабатывая антиоксиданты, но другие особенно чувствительны к повреждениям.

В период с 1980 по 2011 год в США были потеряны соевые бобы и кукуруза на девять миллиардов долларов в результате загрязнения озоном. Когда кислотные дожди, токсичность свинца и воздействие оксидов азота изменяют химическую природу почвы, растения лишаются питательных веществ, необходимых им для роста и выживания. Это влияет на сельское хозяйство, леса и пастбища.

разрушение озона | Факты, эффекты и решения

разрушение озонового слоя

Смотреть все СМИ

Ключевые люди:: Джозеф С. Фарман Марио Молина Ф. Шервуд Роуленд Пол Крутцен

Похожие темы:: глобальное потепление изменение климата загрязнение воздуха озоновый слой изменение окружающей среды

См. весь связанный контент →

истощение озонового слоя , постепенное истончение озонового слоя Земли в верхних слоях атмосферы, вызванное выбросом химических соединений, содержащих газообразный хлор или бром, в результате деятельности промышленности и другой деятельности человека. Истончение наиболее заметно в полярных районах, особенно над Антарктидой. Истощение озонового слоя является серьезной экологической проблемой, поскольку оно увеличивает количество ультрафиолетового (УФ) излучения, достигающего поверхности Земли, что увеличивает уровень рака кожи, катаракты глаз и повреждения генетической и иммунной систем. Монреальский протокол, ратифицированный в 1987, было первым из нескольких всеобъемлющих международных соглашений, принятых для прекращения производства и использования озоноразрушающих химических веществ. Ожидается, что в результате продолжающегося международного сотрудничества по этому вопросу озоновый слой со временем восстановится.

История

В 1969 году голландский химик Пол Крутцен опубликовал статью, в которой описывался основной каталитический цикл оксида азота, влияющий на уровень озона. Крутцен продемонстрировал, что оксиды азота могут реагировать со свободными атомами кислорода, тем самым замедляя образование озона (O ₃), а также может разлагать озон на диоксид азота (NO ₂) и газообразный кислород (O ₂). Некоторые ученые и защитники окружающей среды в 1970-х годах использовали исследования Круцена в поддержку своих аргументов против создания флота американских сверхзвуковых транспортных кораблей (SST). Они опасались, что потенциальный выброс оксидов азота и водяного пара от этих самолетов повредит озоновый слой. (SST были разработаны для полетов на высотах, совпадающих с озоновым слоем, от 15 до 35 км [9].до 22 миль] над поверхностью Земли. ) В действительности американская программа SST была отменена, и на вооружение поступило лишь небольшое количество франко-британских Concordes и советских Ту-144, так что влияние SST на озоновый слой было обнаружено пренебрежимо мало для количества эксплуатируемых самолетов.

Однако в 1974 году американские химики Марио Молина и Ф. Шервуд Роуленд из Калифорнийского университета в Ирвайне признали, что производимые человеком хлорфторуглероды (ХФУ) — молекулы, содержащие только атомы углерода, фтора и хлора — могут быть основным источником хлор в стратосфере. Они также отметили, что хлор может разрушить значительное количество озона после того, как он был высвобожден из фреонов под действием УФ-излучения. Свободные атомы хлора и хлорсодержащие газы, такие как монооксид хлора (ClO), затем могут расщепить молекулы озона, оторвав один из трех атомов кислорода. Более поздние исследования показали, что бром и некоторые бромсодержащие соединения, такие как монооксид брома (BrO), разрушают озон даже более эффективно, чем хлор и его химически активные соединения. Последующие лабораторные измерения, измерения атмосферы и исследования по моделированию атмосферы вскоре подтвердили важность их результатов. Крутцен, Молина и Роуленд получили Нобелевскую премию по химии в 1919 г.95 за их усилия.

Деятельность человека оказала значительное влияние на глобальную концентрацию и распределение стратосферного озона еще до 1980-х годов. Кроме того, ученые отметили, что по крайней мере к 1980 г. началось значительное ежегодное снижение средних концентраций озона. Измерения со спутников, самолетов, наземных датчиков и других приборов показывают, что общие интегрированные уровни озона в столбе (т. е. число молекул озона, встречающихся на квадратный метр в отобранных пробах воздуха) сократилось в глобальном масштабе примерно на 5 процентов между 1970-х и середины 1990-х годов, с небольшими изменениями впоследствии. Наибольшее уменьшение озона произошло в высоких широтах (по направлению к полюсам), а наименьшее — в более низких широтах (тропиках). Кроме того, атмосферные измерения показывают, что истощение озонового слоя увеличивает количество УФ-излучения, достигающего поверхности Земли.

Связь истощения озонового слоя с массовым вымиранием

Посмотреть все видео к этой статье

Это глобальное уменьшение стратосферного озона хорошо коррелирует с повышением уровня хлора и брома в стратосфере в результате производства и выброса фреонов и других галоидоуглеродов. Галогенуглероды производятся промышленностью для различных целей, таких как хладагенты (в холодильниках, кондиционерах и больших чиллерах), пропелленты для аэрозольных баллончиков, пенообразователи для изготовления пенопласта, средства пожаротушения и растворители для химической чистки и обезжиривания. Атмосферные измерения четко подтвердили теоретические исследования, показывающие, что хлор и бром, высвобождаемые из галоидоуглеродов в стратосфере, реагируют с озоном и разрушают его.

Самый серьезный случай истощения озонового слоя был впервые задокументирован в 1985 году в статье ученых Британской антарктической службы (БАС) Джозефа К. Фармана, Брайана Г. Гардинера и Джонатана Д. Шанклина. Начиная с конца 1970-х годов весной (с сентября по ноябрь) над Антарктидой наблюдалось значительное и быстрое уменьшение общего содержания озона, часто более чем на 60 процентов по сравнению со средним мировым значением. Фарман и его коллеги впервые зафиксировали это явление над своей станцией BAS в заливе Галлей, Антарктида. Их анализ привлек внимание научного сообщества, которое обнаружило, что это снижение общего содержания озона составило более 50 процентов по сравнению с историческими значениями, наблюдаемыми как с помощью наземных, так и спутниковых методов.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

В результате статьи Фармана возник ряд гипотез, пытавшихся объяснить антарктическую «озоновую дыру». Первоначально предполагалось, что уменьшение содержания озона можно объяснить каталитическим циклом хлора, в котором отдельные атомы хлора и их соединения отрывают отдельные атомы кислорода от молекул озона. Поскольку произошла большая потеря озона, чем можно было объяснить поступлением реактивного хлора, доступного в полярных регионах, известными в то время процессами, возникли другие гипотезы. Специальная кампания по измерениям, проведенная Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) и Национальным управлением океанических и атмосферных исследований (НОАА) в 1987, а также более поздние измерения доказали, что химия хлора и брома действительно была ответственна за озоновую дыру, но по другой причине: дыра оказалась продуктом химических реакций, происходящих с частицами, составляющими полярные стратосферные облака (ПСО) в нижняя стратосфера.

Зимой воздух над Антарктидой становится чрезвычайно холодным из-за недостатка солнечного света и уменьшения смешения воздуха нижних слоев стратосферы над Антарктидой с воздухом за пределами региона. Это уменьшенное перемешивание вызвано циркумполярным вихрем, также называемым полярным зимним вихрем. Ограниченный стратосферной струей ветра, циркулирующей примерно между 50° и 65° южной широты, воздух над Антарктидой и прилегающими к ней морями эффективно изолирован от воздуха за пределами региона. Чрезвычайно низкие температуры внутри вихря приводят к образованию ПСО, которые возникают на высоте примерно от 12 до 22 км (примерно от 7 до 14 миль). Химические реакции, которые происходят на частицах PSC, превращают менее реакционноспособные хлорсодержащие молекулы в более реакционноспособные формы, такие как молекулярный хлор (Cl ₂ ), которые накапливаются в течение полярной ночи. (Соединения брома и оксиды азота также могут реагировать с этими облачными частицами.) Когда ранней весной в Антарктиду возвращается день, солнечный свет расщепляет молекулярный хлор на отдельные атомы хлора, которые могут реагировать с озоном и разрушать его. Разрушение озона продолжается до распада полярного вихря, что обычно происходит в ноябре.

Зимний полярный вихрь также формируется в Северном полушарии. Однако в целом он не такой сильный и не такой холодный, как тот, что формируется в Антарктиде. Хотя в Арктике могут образовываться полярные стратосферные облака, они редко существуют достаточно долго, чтобы привести к значительному уменьшению содержания озона. Было измерено уменьшение содержания озона в Арктике на целых 40 процентов. Это истончение обычно происходит в те годы, когда температура нижних слоев стратосферы в арктическом вихре была достаточно низкой, чтобы привести к процессам разрушения озона, подобным тем, которые наблюдаются в антарктической озоновой дыре. Как и в Антарктиде, значительное увеличение концентрации реактивного хлора было зарегистрировано в арктических регионах, где наблюдается высокий уровень разрушения озона.

Хлорфторуглероды и разрушение озонового слоя — Американское химическое общество

Вы здесь:
СКУД
Студенты и преподаватели
Исследуйте химию
Химические достопримечательности
Хлорфторуглероды и разрушение озонового слоя

Национальная историческая достопримечательность в области химии

На испанском языке: Los clorofluluorcarbonos y el agujero de ozono

Посвящен Калифорнийскому университету в Ирвине 18 апреля 2017 г.

Язык сухой и академический реферат научной статьи в престижном журнале Nature . Однако исследование, описанное в короткой статье, произвело эффект разорвавшейся бомбы, последствия которой будут ощущаться во всем мире. Это вызвало ожесточенные дебаты, привело к глобальному экологическому соглашению, ограничивающему использование широкого класса химических веществ, и изменило отношение людей к их влиянию на окружающую среду Земли. Это также привело к Ф. Шервуду Роуленду (1927-2012) и Марио Дж. Молина (*1943), получивший Нобелевскую премию по химии 1995 года вместе с Полом Дж. Круценом из Института химии им. Макса Планка в Майнце, еще одним пионером в исследованиях стратосферного озона.

Роуленд, профессор химии Калифорнийского университета в Ирвине, и Молина, научный сотрудник лаборатории Роуленда, показали, что хлорфторуглероды — ХФУ — могут разрушать озон, молекулу, состоящую из трех атомов кислорода, O ₃ , в стратосфере Земли. Этот стратосферный озон поглощает ультрафиолетовое излучение, которое в противном случае достигло бы поверхности Земли. В то время ХФУ широко использовались в холодильной технике, кондиционерах и аэрозольных баллончиках. Соединения инертны и практически нетоксичны, что делает их хорошо подходящими для этих применений. Однако эти же характеристики также делали их опасными для жизни на Земле.

Памятный буклет (PDF)

Ориентировочный план урока: Хлорфторуглероды и разрушение озонового слоя

Содержание

_{0 Широкое использование C Значение озона
От исследований к сопротивлению
Антарктическая озоновая дыра
Знаковое посвящение и благодарность
Дополнительные ресурсы}

Широкое использование ХФУ

В 1920-х годах в системах охлаждения и кондиционирования воздуха в качестве хладагентов использовались такие соединения, как аммиак, хлорметан, пропан и диоксид серы. Несмотря на эффективность, соединения были токсичными и легковоспламеняющимися, и их воздействие могло привести к серьезным травмам или смерти. Группа химиков Frigidaire под руководством Томаса Миджли-младшего (1889–1944) работала над созданием нетоксичных и негорючих альтернатив хладагентам.

Группа сосредоточила свои усилия на соединениях, содержащих углерод и галогены, такие как фтор и хлор. Известно, что такие соединения летучи и химически инертны, что является важным свойством для группы, изучающей их использование в холодильной технике. Первым соединением, которое они разработали, был дихлордифторметан, CCl 9.0027 2 F ₂, который они назвали «Фреоном». Миджли получит медаль Перкина Общества химической промышленности за это исследование в 1937 году; в 1941 году он был награжден медалью Пристли, высшей наградой Американского химического общества, за вклад в химию.

К началу 1970-х годов ХФУ получили широкое распространение, и мировое производство соединений достигло почти одного миллиона тонн в год, что составляет примерно 500 миллионов долларов в химической промышленности.

К началу страницы

Хлорфторметаны добавляются в окружающую среду в неуклонно возрастающих количествах. Эти соединения химически инертны и могут оставаться в атмосфере в течение 40–150 лет, а их концентрации, как ожидается, превысят нынешние уровни в 10–30 раз. Фотодиссоциация хлорфторметанов в стратосфере производит значительное количество атомов хлора и приводит к разрушению атмосферного озона».

—Ф. Шервуд Роуленд и Марио Дж. Молина, 9 лет0081 Nature , 1974

Важность озона

С экологической точки зрения озон представляет собой загадочную молекулу. В тропосфере, области атмосферы от поверхности Земли до примерно 6 миль, озон является загрязнителем, который является компонентом фотохимического смога. Но в стратосфере, области атмосферы от 6 до 31 мили, озон поглощает потенциально вредное ультрафиолетовое (УФ) излучение.

Как заявила Шведская королевская академия наук в своем объявлении о 19-й95 Нобелевская премия по химии: «Хотя озон встречается в таких малых количествах, он играет исключительно важную роль в жизни на Земле. Это связано с тем, что озон вместе с обычным молекулярным кислородом (O ₂ ) способен поглощать большую часть солнечного ультрафиолетового излучения и тем самым предотвращать попадание этого опасного излучения на поверхность. Без защитного озонового слоя в атмосфере животные и растения не могли бы существовать, по крайней мере, на суше».

Интерес Роуленда к судьбе хлорфторуглеродов в атмосфере был вызван докладом, который он услышал на конференции в 1972. Докладчик обсудил результаты, полученные Джеймсом Лавлоком (*1919 г.), британским ученым, который изобрел высокочувствительный способ измерения следовых газов. Лавлок измерил количество трихлорфторметана (ХФУ-11) в атмосфере, которое предполагало, что практически весь когда-либо произведенный ХФУ-11 все еще присутствует в атмосфере.

Роуленд решил посвятить часть своих исследований пониманию судьбы ХФУ в атмосфере. Хотя ХФУ инертны в нижних слоях тропосферы, Роуленд понял, что они могут быть разрушены УФ-излучением, когда они поднимаются в стратосферу. В конце 1973, Роуленд и Молина, которые недавно присоединились к лаборатории Роуленда, использовали данные из различных опубликованных источников, чтобы рассчитать, что молекулы ХФУ, выпущенные вблизи поверхности Земли, спустя десятилетия окажутся в стратосфере, где УФ-излучение расщепит атомы хлора. . Каждый атом хлора немедленно прореагирует с молекулой озона, запустив цепную реакцию, которая уничтожит тысячи молекул озона. В своей статье они подсчитали, что если немедленно запретить использование ХФУ, потеря озона будет продолжаться в течение многих лет. Однако, если производство ХФУ продолжится, потери озона будут еще больше.

«Когда мы поняли, что существует очень эффективная цепная реакция, которая превратила исследование ХФУ из интересной научной проблемы в проблему, имеющую серьезные экологические последствия», — сказал Роуленд Chemical & Engineering News в обширном интервью в 2007 году. «Вы нечасто у тебя мурашки по спине бегут, когда ты смотришь на научные результаты», — добавил он, но это был один из таких моментов.

К началу страницы

От исследований к сопротивлению

В 1976 году Национальная академия наук выпустила отчет, подтверждающий разрушительное воздействие ХФУ на стратосферный озон. Слушания в Конгрессе пришли к аналогичным выводам, и штаты и федеральное правительство начали изучать запреты на использование ХФУ в аэрозольных баллончиках. Химическая промышленность утверждала, что данные о фреонах и стратосферном озоне неубедительны и не требуют решительных действий. Когда Роуленд читал лекции о ХФУ, отраслевые группы часто делали заявления, оспаривающие его заявления. Как вспоминает сегодня Молина, «Шерри [Роуленд] была авторитетным и уважаемым ученым, регулярно выступавшим с докладами по всему миру. Казалось, что из-за того, что он сосредоточился на ХФУ и разрушении озонового слоя, он стал получать меньше приглашений выступить. Это беспокоило его».

Роуленд, Молина и другие ученые, пытавшиеся понять химию стратосферы, столкнулись с серьезными и фундаментальными проблемами. Во взаимодействии ХФУ и озона в стратосфере явно участвовало значительное число химических соединений. Большинство из них очень реакционноспособны и присутствуют только в следовых количествах. Их химию было трудно воспроизвести в лаборатории.

Кроме того, концентрации стратосферного озона естественным образом колеблются в зависимости от географического положения и сезона. Стратосфера — непростое место для проведения исследований. Измерения концентрации озона проводились приборами, доставляемыми в стратосферу воздушными шарами и самолетами. Озон также измерялся приборами на спутниках, вращающихся вокруг Земли, хотя спутниковая технология в середине 1970-е были еще довольно примитивными.

Все эти неопределенности дали критикам гипотезы Роуленда и Молины много материала для работы. Они очень убедительно доказывали многим, что просто не имеет смысла принимать меры против класса очень полезных химических веществ на основании таких надуманных доказательств. Промышленные критики, в частности, утверждали, что одно дело — предложить поэтапный отказ от использования ХФУ в качестве пропеллента в аэрозольных баллончиках — относительно тривиальное использование соединений — и совсем другое — рассмотреть вопрос о запрете их использования в холодильниках и кондиционерах, где это очевидно. альтернатив ХФУ в то время просто не существовало.

К началу страницы

Антарктическая озоновая дыра

Важнейшие доказательства, подтверждающие гипотезу ХФУ, были получены от британских ученых, работающих на станции Галлей-Бей Британской антарктической службы, которые десятилетиями проводили наземные измерения общего содержания озона. В 1984 г. Джозеф С. Фарман (1930–2013 гг.) и его коллеги из BAS изучили необработанные данные и обнаружили, что содержание стратосферного озона значительно уменьшилось с 1960-х годов. В 1985 году ученые опубликовали в журнале Nature статью, в которой сообщалось, что в сентябре, в конце южной зимы, стратосферный озон над Антарктидой уменьшился на 40%.

Антарктическая озоновая дыра, как ее стали называть, сделала разрушение озонового слоя реальной и настоящей опасностью для законодателей и широкой общественности. Прогнозы значительного увеличения заболеваемости раком кожи в результате продолжающегося использования ХФУ стимулировали международные действия. В 1987 году 56 стран согласились в соответствии с так называемым Монреальским протоколом сократить производство и использование ХФУ вдвое. В последующие годы протокол был усилен, чтобы потребовать постепенного прекращения производства ХФУ и других озоноразрушающих веществ во всем мире.

В результате работы Роуленда и Молины люди впервые осознали, что их деятельность может влиять на окружающую среду Земли в планетарном масштабе. Как говорит сегодня Молина: «Неважно, где происходят выбросы ХФУ. Это глобальная проблема. Важно то, что это привело к международному соглашению, которое решило проблему». Сага о ХФУ и озоновом слое содержит много уроков для человечества, сталкивающегося с еще более серьезной проблемой глобального изменения климата.

К началу страницы

Помимо работы, получившей Нобелевскую премию и показывающей, что ХФУ разрушают озоновый слой Земли, Роуленд и Молина сыграли ключевую роль в убеждении ученых, политиков и широкой общественности в вредном воздействии ХФУ. Их беспрецедентная пропаганда в конечном итоге привела к поэтапному отказу от ХФУ во всем мире благодаря принятию Монреальского протокола в 1987 году. Исследования Роуленда и Молины привлекли внимание всего мира к воздействию антропогенного загрязнения в планетарном масштабе. Их работа была одной из первых, которые напрямую повлияли на глобальный сдвиг в политике, предшествовавший нынешним дебатам об изменении климата».

— Кеннет К. Джанда, профессор химии и декан Школы физических наук Калифорнийского университета в Ирвине

Выдающееся посвящение и благодарность

Выдающееся посвящение

ACS присваивает имя Ф. Шервуду Роуленду и Марио Дж. Молине, открывшим ХФУ ‘ вредное воздействие на озон как национальный исторический химический памятник на церемонии в Калифорнийском университете в Ирвине 18 апреля 2017 г. На памятной доске написано:

В Калифорнийском университете в Ирвине Ф. Шервуд Роуленд и Марио Дж. Молина обнаружил, что хлорфторуглероды (ХФУ) могут истощать озоновый слой атмосферы Земли, который блокирует разрушительные солнечные ультрафиолетовые лучи. Когда ученые сообщили о своих открытиях в 1974, ХФУ широко использовались в качестве газообразных хладагентов и в качестве пропеллентов в аэрозольных распылителях. Роуленд и Молина убедили скептически настроенных промышленников, политиков и общественность в опасности ХФУ. Активность ученых — и открытие другими исследователями того, что озоновый слой над Антарктикой истончается, — привели к поэтапному отказу от ХФУ во всем мире и разработке более безопасных альтернатив. За свою работу Роуленд и Молина разделили Нобелевскую премию по химии 1995 года с другим атмосферным химиком, Полом Дж. Крутценом. 9

В начало страницы Истощение озонового слоя

Дополнительная литература

Документ Molina & Rowland 1974 г. «Стратосферный поглотитель хлорфторуглеродов: разрушение озона, катализируемое атомами хлора» Природа 249 (5460), 810-812
Марио Молина, заслуженный профессор химии и биохимии, Калифорнийский университет, Сан-Диего
Пресс-релиз Нобелевской премии по химии 1995 г.
Монреальский протокол (через EPA.gov)
Статья Роуленда об исследованиях, приносящих пользу человечеству (через Национальные академии)
Нобелевская лекция Роуленда по химии, 8 декабря 1995 г. (через NobelPrize.org)
Молина Нобелевская лекция по химии, 8, 19 декабря95 (через NobelPrize.org)
На испанском языке: Лос-хлорофторуглерод и эль-агуеро де озоно

Цитировать эту страницу

Американское химическое общество National Historic Chemical Landmarks. Хлорфторуглероды и разрушение озонового слоя. http://www.acs.org/content/acs/en/education/whatischemistry/landmarks/cfcs-ozone.html (дата доступа: , месяц, день, , , , год).

Начало страницы

Вернуться на главную страницу Достопримечательности

Подробнее: О программе Landmarks

Примите меры: Назначьте достопримечательность и свяжитесь с руководителем программы NHCL

Планы уроков Landmarks

En español: Los 03 0oz 0oz flofluorocarbonos y 0

Мониторинг озонового слоя

Озоновый слой защищает жизнь на Земле от вредного солнечного ультрафиолетового (УФ) излучения. В конце 20-го века выбросы человеком химических веществ, известных как озоноразрушающие вещества (ОРВ), в частности галоидоуглеводородов, отрицательно повлияли на количество молекул озона в атмосфере, что в первую очередь привело к резкому образованию ежегодной озоновой дыры над антарктическим регионом. Монреальский протокол, подписанный в 19 году87 и вступивший в силу в 1989 году, обуздал количество ОРВ в атмосфере, что привело к медленному восстановлению озонового слоя. CAMS объединяет измерения спутниковых приборов со своими численными моделями атмосферы, чтобы предоставлять информацию гарантированного качества о состоянии озонового слоя.

Уменьшение концентрации озона в стратосфере и образование озоновой дыры каждый год вызываются сложными метеорологическими и химическими процессами. Состояние образовавшейся в настоящее время озоновой дыры отображается в виде 3D-анимации (первая анимация слева). Чтобы представить это в перспективе и дать возможность сравнения, видео во второй и третьей строках показывают весь процесс формирования и разрушения 2017, 2018, 2019 годов., 2020 и 2021 озоновая дыра. Наконец, образовательное видео справа расскажет вам об основах озоновой дыры и о том, почему важно продолжать следить за озоновым слоем. Под видеороликами вы найдете ежедневно обновляемые графики, показывающие размеры озоновой дыры в Антарктике в этом году.


3D-рендеринг эволюции озоновой дыры в 2022 году	Озоновая дыра, озоновый слой и их мониторинг


3D-рендеринг эволюции озоновой дыры в 2021 году	3D-рендеринг эволюции озоновых дыр в 2020 году


3D-рендеринг эволюции озоновых дыр в 2019 году	3D-рендеринг эволюции озоновой дыры в 2018 году	3D-рендеринг эволюции озоновых дыр в 2017 году

Площадь озоновой дыры

Во время весеннего сезона в Южном полушарии (август — октябрь) озоновая дыра над Антарктидой увеличивается в размерах, достигая максимума в период с середины сентября по середину октября. Когда в конце весны в Южном полушарии температура высоко в атмосфере (стратосфере) начинает повышаться, истощение озонового слоя замедляется, полярный вихрь ослабевает и, наконец, разрушается, и к концу декабря уровни озона возвращаются к норме. После запрета на галоидоуглероды озоновый слой медленно восстанавливался; данные ясно показывают тенденцию к уменьшению площади озоновой дыры. Площадь озоновой дыры рассчитывается как площадь с содержанием озона ниже 220 е.Д. к югу от 60 ю.ш.

Минимальный столбец озона

Значения озона часто измеряются как количество молекул озона в вертикальном столбце и обозначаются в единицах Добсона (DU). В период антарктической озоновой дыры значения могут быть меньше половины нормальных уровней. CAMS отслеживает минимальное значение в пределах площади озоновой дыры с течением времени в качестве еще одного показателя значимости события каждого года. Сопоставляя текущее состояние озоновой дыры с ее многолетней эволюцией, можно получить представление о том, восстанавливается ли озоновый слой и насколько быстро происходит этот процесс, имея в виду, что также влияет метеорологическая и динамическая межгодовая изменчивость. размер и продолжительность текущей озоновой дыры.

Дефицит массы озона

Дефицит массы озона сочетает в себе эффекты изменения площади и глубины озоновой дыры. Это масса озона, которую необходимо добавить в атмосферу, чтобы увеличить столбы озона над площадью антарктической озоновой дыры до 220 еД.

Минимальная температура 50 гПа

Истощение озонового слоя напрямую связано с температурой в стратосфере. Это связано с тем, что полярные стратосферные облака, играющие важную роль в химическом разрушении озона, образуются только при температурах ниже -78°C. Эти полярные стратосферные облака содержат кристаллы льда, которые могут превращать нереакционноспособные соединения в реактивные, которые затем могут быстро разрушать озон, как только становится доступным солнечный свет для запуска химических реакций. Эта зависимость от полярных стратосферных облаков и солнечной радиации является основной причиной того, что озоновая дыра наблюдается только в конце зимы/начале весны.

Вертикальное сечение

К сожалению, ваш браузер не поддерживает встроенные видео.

Вертикальное поперечное сечение показывает количество озона (в единицах миллипаскалей – мПа) во всей атмосфере от экватора до Южного полюса и обратно до экватора вдоль одной линии меридиана, описывая полукруг как показано на рисунке справа. Нанося данные таким образом, можно визуализировать вертикальную протяженность озона в атмосфере от уровня моря до стратосферы включительно.

В анимации Антарктика расположена посередине (на 90 ° южной широты), а экватор расположен на обоих концах (на 8 ° западной долготы и 172 ° восточной долготы). Весной в Южном полушарии в стратосфере отчетливо видно истощение озонового слоя.

Графики прогноза озона

Карты прогноза озона составляются ежедневно и показывают прогнозы значений общего вертикального столба озона (в единицах Добсона, еД) для антарктического региона на срок до пяти дней вперед.

Центром этой карты является Антарктический регион. Области, окрашенные желтым, оранжевым и красным цветом, соответствуют высоким значениям озона, тогда как зеленые и синие области показывают низкие значения. Сплошная черная линия — это контур 220 DU, который обычно используется для определения площади озоновой дыры.

Наверх

Технология стала ключевым фактором в сохранении озонового слоя

Технологический прогресс в области альтернатив ХФУ помог «смазать полозья» для политических действий, создав благотворный круг, который начался задолго до подписания Монреальского протокола.

Читайте также: Правительства стран мира спасли озоновый слой. Теперь они тоже могут спасти климат

Двадцать пять лет назад Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой, был представлен для подписания странами всего мира. С тех пор договор стал, возможно, самой успешной международной историей успеха в области охраны окружающей среды в истории. Это также может быть тем, о чем больше всего спорили историки и политические аналитики, пытаясь извлечь уроки, относящиеся к дебатам о климате.

Общепринятое мнение гласит, что действия по разрушению озонового слоя происходили в следующей последовательности: наука была уверена, затем общественность выразила желание действовать, были согласованы международные протоколы, и это политическое действие привело к изобретению технологических заменителей хлорфторуглеродов.

На самом деле, каждая цепочка в этой последовательности не очень хорошо подтверждается историческими записями.

Общественное мнение не является важным фактором действия

В опросе, проведенном в Соединенных Штатах в декабре 1987 г. и январе 1988 г., когда правительство США рассматривало договор, проблема разрушения озонового слоя заняла четырнадцатое место в списке из 28 экологических проблем. В то время менее 50% американцев выразили «серьезную озабоченность» по поводу этой проблемы, уступив опасениям по поводу таких проблем, как стоки с ферм и загрязненная водопроводная вода.

Несмотря на это, Соединенные Штаты подписали Монреальский протокол за несколько месяцев до этого и ратифицировали договор через несколько месяцев. Тот факт, что общественное мнение об истощении озонового слоя не было особенно интенсивным по сравнению с другими экологическими проблемами, убедительно свидетельствует о том, что проблема не обязательно должна быть высшим общественным приоритетом для принятия значительных мер. Хотя данные об общественном мнении по проблеме озона не являются исчерпывающими, они убедительно свидетельствуют о том, что политические действия происходили в контексте общественности, которая в конце XIX века больше не беспокоилась об истощении озонового слоя.80-х годов, чем выражал озабоченность по поводу изменения климата, по крайней мере, в последнее десятилетие.

Этот вывод подкрепляется более общим систематическим анализом общественного мнения и политических действий. Например, недавнее исследование Пола Бурштейна из Вашингтонского университета рассмотрело 36 политик, по которым были доступны данные об общественном мнении, и обнаружило, что Конгресс действовал в направлении общественной поддержки только в 50% случаев, при этом общественное мнение имело гораздо более сильное влияние. влиять на Конгресс в направлении этого мнения, когда он выступал против действия, а не когда он поддерживал действие.

В более широком смысле, согласно официальной истории ООН по проблеме озона, в США, Китае, Соединенном Королевстве и Советском Союзе в период с 1977 по 1985 год, когда большая часть политических рамок для вопрос получил развитие. В New York Times было около 20 статей в 1982 году, и ни в каком другом году не было столько статей (в совокупности) в 10 различных ведущих газетах за этот период.

Короче говоря, действия по уменьшению озонового слоя были предприняты, несмотря на отсутствие давления со стороны общественности или даже большой осведомленности об этой проблеме.

Научная неопределенность не помеха для действий

В 1974 году Марио Молина и Шервуд Роуленд опубликовали основополагающую статью в журнале Nature , в которой они утверждали, что хлорфторуглероды представляют угрозу для озонового слоя Земли. По иронии судьбы, ХФУ долгое время считались полезными промышленными химическими веществами для широкого круга применений, включая охлаждение, из-за их инертных свойств. Работа Молины и Роуленда показала, что эти химические вещества не такие инертные, как считалось ранее, и могут представлять опасность.

Конгресс США почти сразу же приступил к работе, начав слушания до конца года. Белый дом при президенте Джеральде Форде учредил Целевую группу по непреднамеренным изменениям стратосферы (ИМОС), которая пришла к выводу, что «выбросы фторуглеродов в атмосферу являются законным поводом для беспокойства», и рекомендовала «федеральным регулирующим органам инициировать процедуры нормотворчества». для реализации правил, ограничивающих использование фторуглеродов».

Конгресс действовал поэтапно, сначала рассматривая второстепенные применения ХФУ, т. е. те, для которых были легкодоступные технологические заменители, и откладывая на потом более сложный вопрос об основных применениях, для которых не было заменителей. Политики решили, что решение проблемы истощения озонового слоя не может откладываться до тех пор, пока ученые не придут к единому мнению о характере проблемы, ее причинах и ее будущих последствиях. Решения должны были бы приниматься перед лицом неуверенности и невежества – там, где даже неуверенность была бы неизвестна.

Когда Конгресс в конце 1970-х и начале 1980-х годов принял решение о химических веществах, причастных к разрушению озонового слоя, наука об истощении озонового слоя фактически стала более неопределенной, поскольку ученые начали понимать многие сложности этого вопроса. В 1982 году Национальная академия наук выпустила отчет, в котором говорилось, что угроза разрушения озонового слоя, возможно, меньше, чем считалось ранее, за что ухватились некоторые в Конгрессе, выступая против регулирования ХФУ.

Было много людей, которые скептически относились к масштабам проблемы озона, которых поддерживали фундаментальные неопределенности в науке. Но сосредоточение внимания на реализации «беспроигрышной» политики — политики, которая в любом случае имела смысл, независимо от того, как исчезнут научные неопределенности в будущем, отвлекла внимание от науки и сосредоточила внимание на вариантах политики. Такой подход способствовал изобретению заменителей ХФУ, что сделало политические действия еще более легкими, поскольку оправдания действий все меньше и меньше зависели от научных определений и все больше от экономических выгод.

Научная неопределенность часто приводится как причина бездействия или как препятствие, которое необходимо преодолеть в политическом процессе. История разрушения озонового слоя говорит о том, что неопределенность не должна быть препятствием для эффективных действий

Технологии позволили политическим действиям

В конце 1970-х годов компания DuPont была крупнейшим в мире производителем фреонов, которые она называет фреонами, с долей рынка 25%. . В 1980 году компания запатентовала процесс производства ГФУ-134а, ведущей альтернативы ХФУ, после того, как в 1919 году определила его как замену фреону.76. Непосредственно до и после подписания Монреальского протокола компания DuPont подала заявки на получение более 20 патентов на альтернативы ХФУ. Дюпон рассматривал альтернативы как возможность для бизнеса. «Есть возможность для рынка на миллиард фунтов стерлингов», — объяснял в 1988 году глава подразделения фреона. Решение Du Pont поддержать регулирование было вызвано экономической возможностью — возможностью, которая существовала исключительно благодаря технологическим заменителям ХФУ.

Читайте также: Мир спас озоновый слой. Теперь он может спасти климат

Технологический прогресс в области альтернатив ХФУ, фактически начавшийся в 1970-х годах, помог смазать полозья для поэтапных политических действий, создав благотворный круг, который начался задолго до Монреаля и продолжался долгое время после него. Конечно, надвигающаяся угроза регулирования, безусловно, мотивировала поиск альтернатив. В своей превосходной книге о политике истощения озонового слоя, Ozone Discourses , Карен Литфин объясняет: «Эта проблема напоминает ситуацию с курицей и яйцом: без регулирования не может быть никаких заменителей, но, по крайней мере, в умах многих, без обещания заменителей не может быть никакого регулирования».

Жизнеспособные «технологические исправления» могут облегчить внедрение правил, и история правил по озону подтверждает это.

Три урока, предлагаемые здесь, дают совершенно иное прочтение опыта, связанного с озоном, по сравнению с тем, которое было принято многими сторонниками действий по борьбе с изменением климата. Представьте, как выглядела бы проблема климата, если бы она не была сфокусирована на грязных публичных дебатах о науке в попытке заставить политические правила стимулировать новые технологии. Что, если бы вместо этого основное внимание было уделено технологиям? В случае с озоном это сработало, так почему бы не с климатом?

Защита озонового слоя

В конце 1980-х годов правительства стран мира договорились защищать озоновый слой Земли путем поэтапного 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 масштабные 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 2019 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 2019 год

Источник: Европейское агентство по окружающей среде

Действия, необходимые во всем мире для продолжения восстановления озонового слоя:

Обеспечение надлежащего соблюдения существующих ограничений в отношении озоноразрушающих веществ и дальнейшего сокращения глобального использования озоноразрушающих веществ.
Обеспечение экологически безопасного обращения с банками озоноразрушающих веществ (как в хранилищах, так и в действующем оборудовании) и их замена безопасными для климата 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, очень короткоживущие вещества).

Связь между озоноразрушающими веществами и изменением климата

Большинство искусственных озоноразрушающих веществ также являются сильнодействующими парниковыми газами. Некоторые из них имеют эффект глобального потепления до 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

Статистические данные о ходе поэтапного отказа от озоноразрушающих веществ

Европейское агентство по окружающей среде (ЕАОС)
годовые отчеты о производстве, импорте, экспорте, уничтожении и использовании озоноразрушающих веществ в Европейском союзе
графики и показатели производства и потребления озоноразрушающих веществ
Секретариат ЮНЕП по озону
Центр доступа к данным Секретариата ЮНЕП по озону содержит данные о годовом производстве, импорте, экспорте, уничтожении и использовании озоноразрушающих веществ по всему миру
обширные данные об озоновом слое, в том числе текущие карты озоновых дыр и прогнозов озона
Группа по оценке воздействия на окружающую среду (EEAP)
отчеты о различных последствиях разрушения озонового слоя
Группа научной оценки (SAP)
состояние разрушения озонового слоя и соответствующие вопросы науки об атмосфере
Альтернативы озоноразрушающим веществам
Группа по технико-экономической оценке (ГТОЭО)
техническая информация, касающаяся технологий, альтернативных озоноразрушающим веществам
Международная организация гражданской авиации (ИКАО)
обновленная информация о разработке альтернатив галонам для авиационных систем пожаротушения
Агентство по авиационной безопасности Европейского Союза (EASA)
Руководство по замене галонов в авиационной промышленности
Часто задаваемые вопросы
Защита озонового слоя: вопросы и ответы
Ученые наблюдают первые признаки восстановления озонового слоя Антарктики | MIT News
Ученые Массачусетского технологического института и других организаций определили «первые отпечатки пальцев исцеления» антарктического озонового слоя, опубликованные сегодня в журнале Наука .
Команда обнаружила, что сентябрьская озоновая дыра уменьшилась более чем на 4 миллиона квадратных километров — примерно на половину площади прилегающих Соединенных Штатов — с 2000 года, когда истощение озонового слоя достигло своего пика. Команда также впервые показала, что это восстановление иногда несколько замедляется из-за последствий извержений вулканов из года в год. В целом, однако, озоновая дыра, похоже, находится на пути к исцелению.
Авторы использовали «отпечатки пальцев» изменений озона в зависимости от времени года и высоты над уровнем моря, чтобы объяснить восстановление озона продолжающимся снижением содержания хлора в атмосфере, источником которого являются хлорфторуглероды (ХФУ). Эти химические соединения когда-то выделялись в результате процессов химчистки, старых холодильников и аэрозолей, таких как лак для волос. В 1987, практически все страны мира подписали Монреальский протокол в рамках согласованных усилий по запрету использования ХФУ и ликвидации озоновой дыры.
«Теперь мы можем быть уверены, что то, что мы сделали, поставило планету на путь исцеления», — говорит ведущий автор Сьюзен Соломон, профессор химии атмосферы и климатологии Эллен Суоллоу Ричардс в Массачусетском технологическом институте. «Что очень хорошо для нас, не так ли? Разве мы не удивительные люди, что мы сделали что-то, что создало ситуацию, которую мы решили коллективно, как мир: «Давайте избавимся от этих молекул»? Мы избавились от них, и теперь мы видим, как реагирует планета».
Соавторами Соломона являются Дайан Айви, научный сотрудник Департамента наук о Земле, атмосфере и планетах, а также исследователи из Национального центра атмосферных исследований в Боулдере, штат Колорадо, и Университета Лидса в Великобритании.
Знаки до весны
Озоновая дыра была впервые обнаружена с использованием наземных данных, которые были получены в 1950-х годах. Примерно в середине 1980-х годов ученые Британской антарктической службы заметили, что общее содержание озона в октябре падает. С тех пор ученые во всем мире обычно отслеживали истощение озона, используя октябрьские измерения антарктического озона.
Озон чувствителен не только к хлору, но также к температуре и солнечному свету. Хлор разъедает озон, но только в том случае, если присутствует свет и если атмосфера достаточно холодная, чтобы создавать полярные стратосферные облака, на которых может происходить химия хлора — взаимосвязь, которую Соломон впервые охарактеризовал в 1986 году. Измерения показали, что истощение озонового слоя начинается каждый год в конце августа, когда Антарктида выходит из своей темной зимы, и дыра полностью формируется к началу октября.
Соломон и ее коллеги полагали, что они получат более четкое представление о воздействии хлора, если посмотрят в начале года, на уровни озона в сентябре, когда все еще преобладают низкие зимние температуры и озоновая дыра расширяется. Команда показала, что по мере уменьшения содержания хлора скорость открытия дыры в сентябре замедлилась.
«Я думаю, что люди, в том числе и я, были слишком сосредоточены на октябре, потому что именно тогда озоновая дыра огромна, во всей своей красе», — говорит Соломон. «Но октябрь также подвержен пращам и стрелам других вещей, которые варьируются, например, небольшие изменения в метеорологии. Сентябрь — лучшее время для осмотра, потому что химический состав хлора твердо контролирует скорость образования дыры в это время года. В прошлом этот момент особо не обсуждался».
Тенденция к исцелению
Исследователи отслеживали ежегодное открытие антарктической озоновой дыры в сентябре месяце с 2000 по 2015 год. Они проанализировали измерения озона, полученные с метеозондов и спутников, а также спутниковые измерения диоксида серы испускаемые вулканами, которые также могут усиливать разрушение озонового слоя. И они отслеживали метеорологические изменения, такие как температура и ветер, которые могут перемещать озоновую дыру туда и обратно.
Затем они сравнили свои ежегодные сентябрьские измерения озона с моделированием, которое прогнозирует уровни озона на основе количества хлора, которое, по оценкам ученых, присутствует в атмосфере из года в год. Исследователи обнаружили, что озоновая дыра уменьшилась по сравнению с ее максимальным размером в 2000 году и к 2015 году уменьшилась более чем на 4 миллиона квадратных километров. уменьшение атмосферного хлора.
«Было интересно подумать об этом в другой месяц, и смотреть в сентябре было по-новому», — говорит Айви. «Это показало, что мы действительно можем видеть химический отпечаток пальца, чувствительный к уровню хлора, который, наконец, проявляется как признак выздоровления».
Команда заметила важное отклонение от тенденции: в 2015 году озоновая дыра достигла рекордных размеров, несмотря на то, что содержание атмосферного хлора продолжало снижаться. В ответ ученые задались вопросом, можно ли определить какое-либо исцеление. Однако, просматривая данные, Соломон и ее коллеги поняли, что всплеск истощения озонового слоя в 2015 году был вызван в первую очередь извержением чилийского вулкана Кальбуко. Вулканы не выбрасывают в стратосферу значительного количества хлора, но они увеличивают количество мелких частиц, которые увеличивают количество полярных стратосферных облаков, с которыми вступает в реакцию антропогенный хлор.
«Почему мне так нравится эта статья, так это то, что в 2015 году природа подкинула нам неудачу, — говорит Росс Салавич, профессор химии и биохимии Мэрилендского университета. «Люди думали, что мы установили рекорд глубины озоновой дыры в октябре 2015 года. В статье Соломона объясняется, что это произошло из-за конкретного извержения вулкана. Так что без этой бумаги, если бы все, что у нас было, были данные, мы бы ломали головы — что происходило в 2015 году?»
Поскольку уровень хлора в атмосфере продолжает снижаться, Соломон не видит причин, по которым, за исключением будущих извержений вулканов, озоновая дыра не должна уменьшиться и в конце концов навсегда закрыться к середине века.
«Лично меня восхищает то, что это приносит так много моей собственной работы за 30 лет полного цикла», — говорит Соломон, чьи исследования хлора и озона положили начало Монреальскому протоколу. «Наука помогла показать путь, дипломаты, страны и промышленность были невероятно способны наметить путь выхода из этих молекул, и теперь мы действительно видим, как планета начинает поправляться. Это замечательная вещь».
Это исследование было частично поддержано Национальным научным фондом и Министерством энергетики США.
Поделитесь этой новостной статьей:
Упоминания в прессе
Science News
В своем обзоре главных научных новостей 2016 года Science News выделил несколько прорывов в исследованиях Массачусетского технологического института. Главным событием года стало успешное обнаружение гравитационных волн исследователями из Массачусетского технологического института, Калифорнийского технологического института и научного сотрудничества LIGO. Еще одним ярким событием стало открытие профессора Сьюзан Соломон того, что дыра в озоновом слое над Антарктидой сокращается.
Полная версия статьи через Science News →
Bloomberg
Новое исследование профессора Сьюзан Соломон показало, что, хотя запрет на использование фреонов привел к уменьшению озоновой дыры на 1,5 миллиона квадратных миль, углекислый газ по-прежнему остается серьезной проблемой. «Химические вещества, ответственные за проблему озона, разрушаются в атмосфере гораздо быстрее, чем углекислый газ, связанный с глобальным потеплением», — пишет Фэй Флам из Bloomberg View .
Полная история через Bloomberg →
Financial Times
Новое исследование, проведенное в соавторстве с профессором Сьюзен Соломон, свидетельствует о том, что дыра в озоновом слое над Антарктидой начинает заживать, сообщает Пилита Кларк для Financial Times . Кларк объясняет, что результаты показывают, что «усадка озоновой дыры более чем наполовину связана с уменьшением атмосферного хлора, поступающего из фреонов».
Полная история через Financial Times →
Boston Globe
Недавнее исследование показывает, что озоновая дыра сократилась более чем на 4 миллиона квадратных километров с тех пор, как Монреальский протокол запретил использование ХФУ, пишет Дэвид Абель для Бостон глобус . «Это показывает, что международное сотрудничество по проблемам окружающей среды может работать и быть эффективным», — говорит ведущий автор профессор Сьюзан Соломон.
Полная история через Boston Globe →
National Geographic
Исследования ученых Массачусетского технологического института показывают, что через 30 лет после запрета ХФУ озоновая дыра сокращается, пишет Аарон Сиддер для National Geographic . «Эти результаты показывают, что лечение озоном идет точно в соответствии с ожидаемым графиком», — объясняет Сиддер.
Полная история через National Geographic →
New York Times
New York Times Корреспондент Генри Фонтейн пишет, что исследователи нашли доказательства того, что озоновая дыра над Антарктидой становится меньше. «Мы видим, как планета реагирует на действия людей, как и ожидалось», — говорит профессор Сьюзан Соломон. «Это действительно история вовлечения общественности, действий политиков и участия бизнеса».
Полная история через New York Times →
Los Angeles Times
Ученые обнаружили, что озоновая дыра в Антарктиде проявляет признаки заживления и формируется медленнее, пишет Меган Дейли для The Los Angeles Times . Профессор Сьюзан Соломон объясняет, что результаты показывают, что Монреальский протокол, запрещающий использование разрушающих озоновый слой хлорфторуглеродов, «дал положительный результат, на который мы надеялись».
Полная история через Los Angeles Times →
Наука
Эрик Хэнд пишет для Наука о том, что недавнее исследование под руководством профессора Сьюзен Соломон показывает эффективность Монреальского протокола, запрещающего производство ХФУ. В исследовании также объясняется, что озоновая дыра рекордных размеров в октябре 2015 года была вызвана извержением вулкана в Чили, пишет Хэнд.
Полная история через Science →
USA Today
USA Today Репортер Дойл Райс сообщает, что группа исследователей под руководством профессора Массачусетского технологического института Сьюзен Соломон обнаружила, что озоновое исцеление Антарктиды начинает заживать. «Открытие показывает, что глобальные попытки улучшить окружающую среду Земли могут работать, предоставляя образец того, как человечество могло бы решить экспоненциально большую проблему изменения климата», — пишет Дойл.
Полная история через USA Today →
The Washington Post
Исследователи из Массачусетского технологического института и других учреждений обнаружили, что озоновая дыра в Антарктике начала заживать, сообщает Крис Муни для The Washington Post . «Если использовать медицинскую аналогию, то сначала пациенту становилось все хуже и хуже, затем его состояние стабилизировалось, а теперь, — объясняет профессор Сьюзан Соломон, — пациент действительно начинает поправляться».
Полная история через The Washington Post →
Associated Press
Ученые обнаружили доказательства того, что озоновая дыра над Антарктидой становится меньше и формируется позже в этом году, сообщает Сет Борнштейн для Associated Press.