Озоновая дыра

Озо́новая дыра́ — локальное падение концентрации озона в озоновом слое Земли. По общепринятой в научной среде теории, во второй половине XX века всё возрастающее воздействие антропогенного фактора в виде выделения хлор- и бромсодержащих фреонов привело к значительному утончению озонового слоя, см. например доклад Всемирной метеорологической организации:

Эти и другие недавно полученные научные данные укрепили вывод предыдущих оценок в том, что перевес в пользу научных доказательств свидетельствует о том, что наблюдаемая потеря озона в средних и высоких широтах в основном обусловлена антропогенными хлор- и бромсодержащими соединениями

Согласно другой гипотезе, процесс образования «озоновых дыр» может быть в значительной мере естественным и не связан исключительно с вредным воздействием человеческой цивилизации.


Изображение антарктической озоновой дыры, сентябрь 2000.



Антарктическая озоновая дыра в сентябре, с 1957 года по 2001.

История

Озоновая дыра диаметром свыше 1000 км впервые была обнаружена в 1985 году в Южном полушарии над Антарктидой группой британских учёных. Каждый август она появлялась, к декабрю или январю прекращая своё существование. Над Северным полушарием в Арктике образовывалась другая дыра меньших размеров.

Механизм образования

К уменьшению концентрации озона в атмосфере ведёт совокупность факторов, главными из которых является гибель молекул озона в реакциях с различными веществами антропогенного и природного происхождения, отсутствие солнечного излучения в течение полярной зимы, особо устойчивый полярный вихрь, который препятствует проникновению озона из приполярных широт, и образование полярных стратосферных облаков (ПСО), поверхность частиц которого катализируют реакции распада озона. Эти факторы особенно характерны для Антарктики, в Арктике полярный вихрь намного слабее в виду отсутствия континентальной поверхности, температура выше на несколько градусов, чем в Антарктике, а ПСО менее распространены, к тому же имеют тенденцию к распаду в начале осени. Будучи химически активными, молекулы озона могут реагировать со многими неорганическими и органическими соединениями. Главными веществами, вносящими вклад в разрушение молекул озона, являются простые вещества (водород, атомы кислорода, хлора, брома), неорганические (хлороводород, моноксид азота) и органические соединения (метан, фторхлор- и фторбромфреоны, которые выделяют атомы хлора и брома). В отличие, например от гидрофторфреонов, которые распадаются до атомов фтора, которые, в свою очередь, быстро реагируют с водой образуя стабильный фтороводород. Таким образом, фтор не участвует в реакциях распада озона. Йод также не разрушает стратосферный озон, так как иодсодержащие органические вещества почти полностью расходуются ещё в тропосфере. Основные реакции, вносящие вклад в разрушение озона приведены в статье про озоновый слой.

Схема реакции галогенов в стратосфере включающая реакции галогенов с озоном

Последствия

Ослабление озонового слоя усиливает поток солнечной радиации на землю и вызывает у людей рост числа раковых образований кожи. Также от повышенного уровня излучения страдают растения и животные.

Восстановление озонового слоя

Хотя человечеством были приняты меры по ограничению выбросов хлор- и бромсодержащих фреонов путём перехода на другие вещества, например фторсодержащие фреоны[4], процесс восстановления озонового слоя займёт несколько десятилетий. Прежде всего, это обусловлено огромным объёмом уже накопленных в атмосфере фреонов, которые имеют время жизни десятки и даже сотни лет. Поэтому затягивание озоновой дыры не стоит ожидать ранее 2048 года.

Заблуждения об озоновой дыре

Существует несколько широко распространённых мифов касательно образования озоновых дыр. Несмотря на свою ненаучность, они часто появляются в СМИ[6] — иногда по неосведомлённости, иногда поддерживаемые сторонниками теорий заговоров. Ниже перечислены некоторые из них.

Основными разрушителями озона являются фреоны

Это утверждение справедливо для средних и высоких широт. В остальных хлорный цикл ответственен только за 15-25 % потерь озона в стратосфере. При этом необходимо отметить, что 80 % хлора имеет антропогенное происхождение[7] (подробнее про вклад различных циклов см. ст. озоновый слой). То есть вмешательство человека сильно увеличивает вклад хлорного цикла. И при имевшейся тенденции к увеличению производства фреонов до вступления в действие Монреальского протокола (10 % в год) от 30 до 50 % общих потерь озона в 2050 году обуславливалось бы воздействием фреонов.[8] До вмешательства человека процессы образования озона и его разрушения находились в равновесии. Но фреоны, выбрасываемые при человеческой деятельности, сместили это равновесие в сторону уменьшения концентрации озона. Что же касается полярных озоновых дыр, то здесь ситуация совершенно иная. Механизм разрушения озона в принципе отличается от более высоких широт, ключевой стадией является превращение неактивных форм галогенсодержащих веществ в оксиды, которая протекает на поверхности частиц полярных стратосферных облаков. И в результате практически весь озон разрушается в реакциях с галогенами, за 40-50 % ответственен хлор и порядка 20-40 % — бром


DuPont инициировал запрет старых и переход на новые типы фреонов потому что у них истекал срок действия патента

DuPont после обнародования данных об участии фреонов в разрушении стратосферного озона восприняла эту теорию в штыки и потратила миллионы долларов на кампанию в прессе по защите фреонов. Председатель DuPont писал в статье в журнале Chemical Week от 16 июля 1975 года, что теория разрушения озона — это научная фантастика, вздор, не имеющий смысла. [10] Кроме DuPont целый ряд компаний во всём мире производил и производит различные типы фреонов без отчисления лицензионных платежей.

Фреоны слишком тяжелы, чтоб достигать стратосферы

Иногда утверждается, что так как молекулы фреонов намного тяжелее азота и кислорода, то они не могут достигнуть стратосферы в значительных количествах. Однако атмосферные газы перемешиваются полностью, а не расслаиваются или сортируются по весу. Оценки требуемого времени для диффузионного расслоения газов в атмосфере требуют времён порядка тысяч лет. Конечно в динамической атмосфере это невозможно. Процессы вертикального массопереноса, конвекции и турбулентности полностью перемешивают атмосферу ниже турбопаузы намного быстрее. Поэтому даже такие тяжёлые газы, как инертные или фреоны, равномерно распределяются в атмосфере, достигая в том числе и стратосферы. Экспериментальные измерения их концентраций в атмосфере подтверждают это, см. например справа график распределения фреона CFC-11 по высоте. Также измерения показывают, что требуется порядка пяти лет для того чтобы газы выделившиеся на поверхности Земли достигли стратосферы, см. второй график справа. Если бы газы в атмосфере не перемешивались, то такие тяжёлые газы из её состава, как аргон и углекислый газ, образовывали бы на поверхности Земли слой в несколько десятков метров толщиной, что сделало бы поверхность Земли необитаемой. Но это не так. И криптон с атомарной массой 84, и гелий с атомарной массой 4, имеют одну и ту же относительную концентрацию, что около поверхности, что до 100 км высоты. Конечно, всё вышесказанное справедливо только для газов, которые относительно стабильны, как фреоны или инертные газы. Вещества, которые вступают в реакции, а также подвергаются различным физическим воздействиям, скажем, растворяются в воде, имеют зависимость концентрации от высоты.

Основными источниками галогенов являются природные, а не антропогенные

Есть мнение, что природные источники галогенов, например вулканы или океаны, более значимы для процесса разрушения озона, чем произведённые человеком. Не подвергая сомнению вклад природных источников в общий баланс галогенов, необходимо отметить, что в основном они не достигают стратосферы ввиду того, что являются водорастворимыми (в основном хлорид-ионы и хлороводород) и вымываются из атмосферы, выпадая в виде дождей на землю. Также природные соединения менее устойчивы, чем фреоны, например метилхлорид имеет атмосферное время жизни всего порядка года, по сравнению с десятками и сотнями лет для фреонов. Поэтому их вклад в разрушении стратосферного озона довольно мал. Даже редкое по своей силе извержение вулкана Пинатубо в июне 1991 года вызвало падение уровня озона не за счёт высвобождаемых галогенов, а за счёт образования большой массы сернокислых аэрозолей, поверхность которых катализировала реакции разрушения озона. К счастью, уже через три года практически вся масса вулканических аэрозолей была удалена из атмосферы. Таким образом, извержения вулканов являются сравнительно краткосрочными факторами воздействия на озоновый слой, в отличие от фреонов, которые имеют времена жизни в десятки и сотни лет

Озоновая дыра должна находиться над источниками фреонов

Многие не понимают, почему озоновая дыра образуется в Антарктике, когда основные выбросы фреонов происходят в Северном полушарии. Дело в том, что фреоны хорошо перемешаны в тропосфере и стратосфере. В виду малой реакционной способности они практически не расходуются в нижних слоях атмосферы и имеют срок жизни в несколько лет или даже десятилетий. Поэтому они легко достигают верхних слоёв атмосферы. Антарктическая «озоновая дыра» существует не постоянно. Она появляется в конце зимы — начале весны. Причины, по которой озоновая дыра образуются в Антарктике, связаны с особенностями местного климата. Низкие температуры антарктической зимы приводят к образованию полярного вихря. Воздух внутри этого вихря движется в основном по замкнутым траекториям вокруг Южного полюса. В это время полярная область не освещается Солнцем, и там озон не возникает. С приходом лета количество озона увеличивается и снова выходит на прежнюю норму. То есть колебания концентрации озона над Антарктикой — сезонные. Однако, если проследить усреднённую в течение года динамику изменения концентрации озона и размера озоновой дыры в течение последних десятилетий, то имеется строго определённая тенденция к падению концентрации озона.

вертикальное распределение фреона CFC-11


вертикальное распределение криптона-85




Источники хлора в стратосфере

Динамика изменения размера озоновой дыры и концентрации озона в Антарктике по годам.



Озон разрушается только над Антарктикой

Это неверно, уровень озона также падает во всей атмосфере. Это показывают результаты долговременных измерений концентрации озона в разных точках планеты. Вы можете посмотреть на график изменения концентрации озона над Аросой в Швейцарии .


Динамика изменения озонового слоя над Аросой, Швейцария

Озоновая дыра над Арктикой рекордно разрослась
06.04.2011 14:26
За последние несколько месяцев толщина озонового слоя, который защищает Землю от вредных для здоровья ультрафиолетовых лучей, продемонстрировала рекордный спад в арктическом регионе, заявили 5 апреля во Всемирной метеорологической организации.

«Наблюдения, выполняемые с земной поверхности и с помощью шаров-зондов над арктическим регионом, а также со спутников, показывают, что арктический регион претерпел потерю 40% озонового слоя за период времени с начала зимы до конца марта. Ранее самый большой зарегистрированный ущерб озоновому слою составлял около 30% за весь зимний период», — говорится в пресс-релизе ВМО.

По мнению специалистов ВМО, рекордное уменьшение озонового слоя объясняется «сохранением в атмосфере вредных для этого газа веществ и очень низкими температурами этой зимой на уровне стратосферы, второго крупного слоя земной атмосферы, который располагается сразу над тропосферой».

Ежегодные колебания

В Антарктике дыра в озоновом слое является ежегодным феноменом, который проявляется зимой и весной из-за экстремально низкой температуры в стратосфере, в то время как в Арктике погодные условия из года в год разнятся гораздо сильнее, а температура остается ощутимо выше, чем в Антарктике, уточняют в ВМО.

По этой причине одни арктические зимы отличаются практически нулевой потерей озона, тогда как в другие годы длительное сохранение низких температур в стратосфере после полярной ночи может привести к уничтожению немалой части озонового слоя. Разрушающие озоновый слой вещества, такие как хлорофторуглерод или фреон (еще совсем недавно они применялись в производстве холодильников, аэрозолей и огнетушителей), были постепенно запрещены для использования в соответствии с Монреальским протоколом. Как считают в ВМО, благодаря этому международному соглашению озоновый слой вне полярных регионов сможет достичь своего уровня 1980 года к 2030-2040-м годам.

В то же время, подчеркивают в организации, дыра в озоновом слое, которая возникает каждую весну над Антарктикой, будет существовать до 2045-2060 года, тогда как в арктическом регионе ситуация, вероятно, вернется в норму 10-20 годами ранее. Воздействие ультрафиолетовых лучей на человека может привести к возникновению рака кожи, катаракты и нарушениям иммунной системы. Пострадать от них могут также определенные культуры и некоторые виды морской фауны.

news.mail.ru

Ультрафиолет
Что это за излучение?

Ультрафиолетовое излучение, ультрафиолетовые лучи, УФ-излучение, не видимое глазом электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между видимым и рентгеновским излучениями в пределах длин волн 400—10 нм. Вся область УФ-излучения условно делится на ближнюю (400—200 нм) и далёкую, или вакуумную (200—10 нм); последнее название обусловлено тем, что УФ-излучение этого участка сильно поглощается воздухом и его исследование производят с помощью вакуумных спектральных приборов.

Естественные источники УФ-излучения — Солнце, звёзды, туманности и др. космические объекты. Однако лишь длинноволновая часть УФ-излучения - 290 нм достигает земной поверхности. Более коротковолновое УФ-излучение поглощается озоном, кислородом и др. компонентами атмосферы на высоте 30—200 км от поверхности Земли, что играет большую роль в атмосферных процессах.

Искусственные источники УФ-излучения.
Для различных применений УФ-излучения промышленность выпускает ртутные, водородные, ксеноновые и др. газоразрядные лампы, окна которых (либо целиком колбы) изготовляют из прозрачных для УФ-излучения материалов (чаще из кварца). Любая высокотемпературная плазма (плазма электрических искр и дуг, плазма, образующаяся при фокусировке мощного лазерного излучения в газах или на поверхности твёрдых тел, и т.д.) является мощным источником УФ-излучения.

Несмотря на то, что ультрафиолет нам дан самой природой, он небезопасен

Ультрафиолет бывает трех типов: «А»; «B»; «С». Озоновый слой предотвращает попадание на поверхность земли Ультрафиолета «С». Свет в спектре ультрафиолета «А» имеет длину волн от 320 до 400 нм, свет в спектре ультрафиолет «В» имеет длину волн от 290 до 320 нм. УФ-излучение обладает энергией, достаточной для воздействия на химические связи, в том числе и в живых клетках.

Энергия ультрафиолетовой компоненты солнечного света вызывает повреждения микроорганизмов на клеточном и генетическом уровнях, тот же самый ущерб наносится людям, но он ограничен кожей и глазами. Солнечные ожоги вызываются воздействием ультрафиолета «В». Ультрафиолет «А» проникает гораздо глубже, чем ультрафиолет «В» и способствует преждевременному старению кожи. Кроме того, воздействие ультрафиолета «А» и «В» приводит к раку кожи.

озоновая дыра

Ученые связывают климатические аномалии с уменьшением толщины защитного слоя в стратосфере
Владимир ЛАГОВСКИЙ — 17.11.2010

Нынешняя погодная аномалия в виде невероятно теплого ноября далеко не первая за последнее время. Не надо быть старожилом, чтобы припомнить кошмарную жару только что минувшего лета, сильные зимние морозы прошлой зимы. Или, наоборот, "весеннюю" погоду в январе 2007 года. Или декабрь 2006 года, который по продолжительности теплого периода побил все рекорды. И так - необычно - по всему миру. Где-то аномально тепло, где-то аномально холодно.

Теплая осень мешает подмосковным ежам впасть в спячку.
Ежи в недоумении
Иными словами, климат "перекосило". Словно бы появилось "нечто", вносящее сумбур. Синоптики ищут причину. И грешат не только на глобальное потепление.

Одна из наиболее популярных сегодня гипотез гласит: в погодных аномалиях виноваты озоновые дыры. Например, шведские учёные из Чалмерского Технологического университета совместно с немецкими коллегами из Аэрокосмического центра на них - на дыры - списывают теплую зиму 2006-2007.

По логике исследователей, связь между толщиной озонового слоя и климатическими процессами обязана существовать. Ведь чем тоньше его слой, тем прозрачнее воздух в стратосфере - высоко над Землей. Тем меньше солнечного излучения он там поглощает. И, следовательно, зона прогрева опускается ниже, вызывая повышение температуры приземного воздуха. Собственно, в этом и весь секрет.


- Говорить напрямую "чем тоньше озоновый слой - тем теплее", конечно, нельзя, - объясняет Сергей Розанов, кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией "Спектроскопия миллиметровых волн" Физического института имени Лебедева Российской академии наук, специалисты которой следят за озоном над Москвой и Подмосковьем. - Например, в январе 2010 озона на высотах 30-40 километров было заметно меньше нормы. Погода же стояла не аномально теплая, а наоборот, очень морозная. В этом ноябре содержание озона над Москвой также несколько понижено, а на улице будто бы весна.

- Но некая нелинейная - сложная - связь толщины озонового слоя с климатическими процессами скорее всего существует, -продолжает Сергей Борисович. - Хотя бы потому, что изменение характера нагрева атмосферы под озоновой дырой может исказить привычную картину движения воздушных масс. Может возникнуть, допустим, поток теплого воздуха откуда-нибудь из Африки. Вместо потока холодного - из Атлантики, как это обычно бывало в ноябре.

"Таинственную" связь сейчас ищут многие ученые. Моделируют климатические и погодные процессы. И расчитывают на успех. По данным Всемирной метеорологической организации, сейчас убыль глобального содержания озона прекратилась, и мы находимся вблизи минимума. Ожидается, что восстановление озонного слоя может произойти примерно к 2050 году. Однако сильные извержения вулканов способны затормозить этот процесс.

И если погода все-таки зависит от озона, то придется потерпеть ее аномалии еще несколько десятков лет. И, насколько это возможно, беречь и не загрязнять нашу атмосферу.
[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть эту ссылку]

вот вам и причина
резких изменений погоды

тома я не че не понял можно по свойскому обьяснить ??

я тоже не физик
потому объясню так,как я это понимаю


вот смотри

вот строение атмосферы
смотри на картинку
там каждый слой подписан


смотри снизу
обрати внимание на два первых нижних слоя
1 трапосфера
2 стратосфера
так вот
между ними существует озоновый слой
что такое озоновый слой?
это слой,который предотвращает попадания на землю вредных ультрофиолетовых лучей
что такое ультрафиолетовый луч- это энергия которая может нанести ущерб организму человека
Ультрафиолет бывает трех типов: «А»; «B»; «С».
и самый вредоносный из них,задерживает озоновый слой

смотри картинку
UV-C тот самый вредный луч


из-за выброса вредных хим веществ
хим-заводы,фабрики и прочее
даже как оказалось полеты радиоактивных самолетов
все это привело к утоньщению озонового слоя
через который поступают на землю те самые вредные лучи
вот вам и причина нестабильных погодных условий
но это еще пол беды
этот процес вызывает у людей рост числа раковых образований кожи
также от повышенного уровня излучения страдают растения и животные
животные и растения которые мы потребляем,могут быть заражены
в итоге через них заражается и человек
но и это еще ни все
попадание лючей обогревает землю
что вызывает резкое потепление
которое ой как опасно
из-за этого потепления начали таять ледники в Антарктике

понял а как хорошо было до того как понял щя опасатся надо

ну мы с тобой ничего не можем сделать
это только верхи могут
а им похоже до фени((

вот еще одна угроза
и причиной тому,снова потепление
мне страшно (((((

Скоро самкам гренландского тюленя будет негде рожать
Дата: 05-12-2011 23:34

Благодаря детальному изучению гренландских тюленей стало известно, что для родов, самки этого вида ищут самый толстый и старый лед. Но в настоящее время, исходя из экологической ситуации, таких участков с каждым годом все меньше.

Образование устойчивого морского льда, припадает на конец января. Именно в этот период, маленькие полумокрые кусочки начинают склеиваться между собой. Со временем они утолщаются и меняют серый цвет на белый. Животные ориентируются на цвет льда, если он белый, значит это то, что им требуется. И уже спустя месяц, полтора, у самок родятся детеныши.

По истечению всего двух недель, самка оставит малышей самих. Благодаря большому жировому запасу, детеныши могут без проблем поститься на протяжении нескольких недель. После этого срока, молодняк начинает адаптироваться к самостоятельной жизни.

Но уже к началу апреля лед становится тонким и начинает трескаться. И если к этому периоду, малыши не научаться плавать и не перестанут зависеть от льдины, их ожидает неминуемая гибель. В такой ситуации существует два варианта исхода: первый – либо малыша просто смывает в воду и он тонет, и второй – либо его раздавит большая льдина, пришедшая в движение.

Канадские исследователи решили выяснить, как изменение климата будет влиять на этих животных и будет ли оно вообще влиять на них. Для этого, первым делом, ученые подняли архивные материалы, чтобы выяснить в каких местах залива Святого Лаврентия были зафиксированы роды гренландских тюленей. Исходя из анализа архивных материалов, ученые смогли определить толщину ледового покрова и его площадь за период 30 лет.

Вот так, чисто случайно, и выяснилось, что самки выбирают самый толстый лед для родов. Годовой прирост толщины льда в заливе Святого Лаврентия достигает в среднем около одного метра. Затем, было установлено, что с каждым годом, количество подходящего для родов льда, уменьшилось. Исходя из этого, самки должны рожать не только на тонком ледяном покрове, но еще и на сером.

Поэтому ученые пришли к выводу, что если в течении нескольких лет ситуация не измениться, то такой вид как гренландские тюлени – рискует исчезнуть с лица Земли.


Подготовлено по материалам ScienceNOW.

[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть эту ссылку]