Озоновые дыры: что это, причины образования и последствия

Атмосфера Земли состоит из нескольких слоев, каждый из которых имеет свою высоту. На климат влияет состояние озонового слоя, находящегося в 15-35 километрах от поверхности. Озоновый слой защищает поверхность земли от избыточного ультрафиолетового излучения, проникновение которого может вызвать изменение климата. Толщина слоя составляет несколько миллиметров, а в некоторых местах скорлупа треснула. Озоновые дыры были обнаружены сравнительно недавно, поэтому никаких существенных мер по сохранению озоновой сферы пока не предпринималось.

Самые большие озоновые дыры на Земле

Впервые нарушения озоновой оболочки Земли были обнаружены в 1980-х годах над Антарктидой. Вывод о существовании озоновых дыр был сделан на основании анализа изменения размеров спектра ультрафиолетового излучения. Измерения проводятся регулярно с середины 20 века, когда по инициативе британского ученого Добсона была создана сеть метеорологических станций в мире, после чего блок измерения озона (Dobson Unit) и прибор (Dobsonometer) номинированы).

[красный] С 1970-х годов содержание озона в Антарктиде снизилось на 40%. [/ красный]

Со временем, изучая остальную часть озоносферы, выяснилось, что самая большая дыра находится над Антарктидой. Диаметр озоновой дыры в Антарктике составляет более 20 миллионов квадратных километров. Вторая по величине дыра находится на противоположном конце планеты, в Арктике. Для арктической ямы характерно регулярное изменение размеров, связанное с сезонностью.

Третья по величине дыра — тибетская. Его размеры до конца не установлены, но по некоторым оценкам он составляет от 2 до 20 миллионов квадратных километров.

Основные места их происхождения

Особенность образования крупнейших озоновых дыр внутри Южного полюса и Северного полюса объясняется особенностями формирования озоновой оболочки. Он образуется за счет поглощения ультрафиолетовых лучей, «питаясь» ими. В периоды полярных ночей прекращается поступление ультрафиолетового излучения, что приводит к уменьшению толщины озонового слоя до его полного разрушения. Разный размер полюсов связан с различиями в характере вихревых потоков и в движении облаков, которые способствуют разрушению слоя.

Тибетская озоновая дыра в Китае возникла из-за антропогенных факторов, связанных с производственной деятельностью. [/ block] Кроме того, дыры меньшего размера обнаружены в некоторых российских регионах Западной Сибири:

• Томская область;
• Омская область;
• Кемеровская область;
• Алтайский край;
• Хакасия;
• Тюмень.

В этих регионах сосредоточено большинство «вредных» производств, оказывающих значительное влияние на озоновый слой. [/ block]

Причины появления озоновых дыр

По результатам метеорологических исследований установлено, что нарушения озоносферы происходят не только в местах обитания человека, но и за их пределами: в Антарктиде и Арктике. Это укажет на влияние двух групп факторов на появление озоновых дыр:

• естественный;
• антропогенный.

В большинстве случаев группы факторов не связаны друг с другом. Природные встречаются в основном в районе полюсов Земли, антропогенные — на остальной поверхности. [/ Block]

Антропогенные факторы

При производстве товаров и эксплуатации холодильных агрегатов (кондиционеры, холодильники, холодильники) фреон выбрасывается в атмосферу. Выделяемый им хлор взаимодействует с озоном и разрушает защитную оболочку. Несмотря на необитаемые территории с самыми крупными озоновыми дырами, более 80% дыр образованы за счет антропогенных факторов.

Работа воздушного транспорта добавляет к действиям фреоновых заводов: самолетов и ракет. В состав выделяющегося при сгорании топлива входят следующие элементы: хлор, оксиды азота, диоксид углерода. Выделяясь в виде газа, они взаимодействуют с озоном и приводят к многочисленным возмущениям мелких слоев.

Третья антропогенная причина — использование пестицидов в сельском хозяйстве. Они содержат оксиды азота, которые, попав в атмосферу, разрушают слой.

Природные факторы

Самое сложное для человека — повлиять на причины естественного происхождения. К ним относится сезонность, которая особенно ярко выражена на полюсах. Уменьшение озонового слоя приводит к более высокой концентрации солнечного света и таянию ледников. В то же время средняя температура повышается, а озоновый слой продолжает истощаться.

По мере того, как ледяной покров сжимается, способность поверхности Земли отражать солнечный свет уменьшается, что увеличивает скорость глобального потепления. [/ block]

Механизм образования озоновой дыры

На разрушение озоносферы влияют два фактора:

• недостаточное проникновение ультрафиолета;
• взаимодействия частиц, попадающих в атмосферу.

Озоновые соединения образуются при взаимодействии кислорода и ультрафиолетовых лучей на границе между тропосферой и стратосферой. Из молекулы двухатомного кислорода в ходе химической реакции образуется трехатомная молекула: озон. Во взаимодействие вступают только лучи определенного размера (менее 242 нм), остальные достигают поверхности Земли. В полярные ночи ультрафиолет перестает проникать в атмосферу, что приводит к истощению и разрушению оболочки.

В

[зеленый] Деструктивные частицы подвержены влиянию антропогенных факторов. Выбросы, попадающие в атмосферу, вступают в контакт с трехатомной молекулой кислорода (озоном), расщепляя ее и разрушая оболочку. [/ Green]

Вполне естественная гипотеза

Некоторые ученые считают, что дыры образуются только естественным путем. В основе этой теории лежат дыры в районе полюсов. В истории наблюдений снижение содержания озона было зафиксировано не только в 1980-е, но и в 1950-е годы, когда фреон не получил широкого применения в промышленности, что исключает влияние антропогенного фактора. Вывод, основанный на этой гипотезе, исключает влияние человека на разрушение озонового слоя.

Возможные последствия для человека и природы

Ухудшение озонового слоя влияет на общий климат и отдельные организмы. Озоновые дыры вызывают увеличение проникновения солнечного света на Землю, что приводит к повышению температуры. Таяние ледников приводит к затоплению территорий, расположенных ниже и на уровне моря. Кроме того, потепление вынуждает животных мигрировать или адаптироваться к новым условиям.

Повышенное воздействие ультрафиолетовых лучей (особенно коротковолновых) поражает отдельные организмы, вызывая ожоги, повреждение органов дыхания и кровообращения и повышенный риск рака. [/ блокировать]

Способы восстановления озонового слоя

С момента открытия человечеством озоновых дыр были приняты меры по защите озоновой сферы. В 1987 году государства приняли Монреальский протокол, в котором изложены обязательства стран по принятию мер по снижению негативного воздействия на атмосферу. В России обязанности государства закреплены в Федеральном законе № ФЗ-7 в статье 54.

Конкретные меры включают:

• замена и исключение фреона из цепочки производства и потребления;
• ограничить использование сельскохозяйственных удобрений;
• использование новых видов авиационного и ракетного топлива;
• выброс компонентов, способствующих образованию озона в атмосфере.

Снижают выбросы фреона и других веществ

В соответствии с положениями Монреальского протокола государства юридически обязаны ограничивать использование фреона в промышленности и повседневной жизни. Он выделяется не только при работе холодильных агрегатов, но и при опрыскивании аэрозольных баллончиков. Для введения ограничений необходимо заменить их другими комплектующими, позволяющими сохранить свойства товаров и устройств.

Для замены предлагается использовать следующие вещества:

• углекислый газ;
• нетоксичный пропан;
• аммиак;
• изобутан.

Восстановление озона в воздухе

Озоновый слой разрушается в результате химических реакций разложения с выделением вредных веществ. Ученые разработали способ восстановления слоя с помощью обратной реакции объединения молекул. Для этого «полезные» выбросы должны попасть в атмосферу, которая будет реагировать со свободными атомами кислорода и образовывать трехатомные соединения. Этот эффект достигается, когда жидкие реагенты, содержащие смесь водорода и кислорода, распыляются с самолета.

Популярные мифы и заблуждения

Относительно недавнее открытие существования озоновых дыр привело к формированию стереотипов, связанных с природой образования этого явления. Один из основных мифов связан с тем, что разрушение озоносферы происходит исключительно за счет антропогенных факторов. Некоторые ученые (под влиянием производителей) утверждают, что выбросы фреона не разрушают озон, потому что они не могут достичь таких высоких слоев атмосферы. Другие, наоборот, считают фреон основной причиной появления озоновых дыр.

Текущая ситуация и прогнозы

До начала 2000-х годов наблюдалось значительное увеличение размеров озоновых дыр, связанных с многочисленными парами фреона. С введением ограничений на использование вещества рост лунок замедлился, но не прекратился. Для сохранения жизни на Земле необходимо принимать меры по снижению и устранению влияния антропогенных факторов на состояние озонового щита. Благодаря этому на планете возможны процессы фотосинтеза, которые формируют текущий аспект жизнедеятельности организмов на Земле.