Причините за появата на озонови дупки в атмосферата се увеличават. Ще се справи ли човечеството с предстоящите предизвикателства? Среща с озон в ежедневието

Преди около четиридесет години за първи път беше открито, че озоновият слой в земната атмосфера започва да се изчерпва. Първите, които забелязаха това, бяха английски учени, работещи в изследователска база в Антарктида. Те установиха, че над станцията Hally Bay дебелината на озона е почти наполовина! Докато възможни причиниТози феномен все още не беше проучен, така че всичко, което учените можеха да направят, беше да наблюдават развитието на ситуацията. И резултатите никак не ги зарадваха - озоновите дупки не само не се затвориха, но дори се разпространиха далеч отвъд Южен полюс. Така се появи информация за нова глобална катастрофа.

Какво всъщност представляват озоновите дупки?

Озонът е газ, който се произвежда от кислород чрез ултравиолетова радиация, идваща от Слънцето. Тя от своя страна възпрепятства преминаването на това лъчение, чието действие е разрушително за всички живи организми. Слой от този газ се намира на надморска височина от около двадесет километра над повърхността и предпазва планетата от отрицателно влияние слънчева енергия. Озоновите дупки са места, където дебелината на газа намалява по някаква причина. На този етап все още е достатъчно да се блокира ултравиолетовото лъчение, но ако човечеството не направи нищо, за да промени ситуацията, след известно време изтъняването на озоновия слой ще доведе до факта, че вредното лъчение може лесно да проникне в атмосферата и след това съществуването на живот на Земята просто ще стане невъзможно.

Защо възникват озоновите дупки?

Изследване на космоса

И все пак, въпреки голямото разнообразие от възможни версии, най-вероятната остава антропогенна. В края на краищата в средата на миналия век имаше много изстрелвания космически ракети, всеки от които при излитане остави „дупка“ в атмосферата, пробивайки озоновия слой. Само за тридесет години изследване на космоса 30% от защитната бариера на Земята, която се е формирала в продължение на четири милиарда години, е унищожена!

Фреон

Фреонът, който се използва широко както в бита, така и в индустрията, е разрушително вещество за озона. Съдържаше се в почти всички газови кутии от миналия век: в лакове за коса, парфюми, дезодоранти, пожарогасители. Имаше го дори в хладилници и климатици! Не е изненадващо, че всеки ден се появяват все повече и повече озонови дупки, а защитният слой става все по-тънък.

Решения

Днес проблемът остава остър и актуален. Приети са множество споразумения, според които вредните за озоновия слой вещества са забранени за използване в производството и промишлеността. Но това не е достатъчно, защото въпросът е не само да спрем разрушаването на озона, но и да го възстановим. Но този проблем все още не е решен.

Тези и други скорошни научни данни затвърждават заключението от предишни оценки, че населението научни доказателствапредполага, че наблюдаваната загуба на озон в средни и високи географски ширини се дължи главно на антропогенни съединения, съдържащи хлор и бром

Оригинален текст (английски)

Тези и други скорошни научни открития затвърждават заключението на предишната оценка, че тежестта на научните доказателства предполага, че наблюдаваните загуби на озон в средни и високи географски ширини се дължат до голяма степен на генни антропогенни съединения на хлор и бром

Според друга хипотеза процесът на образуване на „озонови дупки“ може да е до голяма степен естествен и да не е свързан само с вредни ефектичовешката цивилизация.

За определяне на границите на озоновата дупка е избрано минимално ниво на атмосферния озон от 220 единици Добсън.

Площта на озоновата дупка над Антарктика е средно 22,8 милиона квадратни километра през 2018 г. (през 2010-2017 г. средните годишни стойности варират от 17,4 до 25,6 милиона квадратни километра, през 2000-2009 г. - от 12,0 до 26,6 милиона квадратни километра километра, през 1990-1999 г. - от 18,8 до 25,9 милиона квадратни километра).

История [ | ]

Озонова дупка с диаметър над 1000 км е открита за първи път през 1985 г. в южното полукълбо, над Антарктида, от група британски учени: (Английски), (Английски), (Английски), който публикува съответна статия в списание Nature. Всеки август се появяваше, а през декември - януари преставаше да съществува. Над северното полукълбо в Арктика има множество мини-озонови дупки през есента и зимата. Площта на такава дупка не надвишава 2 милиона км², животът й е до 7 дни.

Образователен механизъм[ | ]

В резултат на липсата слънчева радиация, през полярните нощи не се образува озон. Без ултравиолетови - без озон. Имайки голяма маса, озоновите молекули потъват на повърхността на Земята и се унищожават, тъй като са нестабилни при нормално налягане.

Роуланд и Молина предполагат, че хлорните атоми могат да причинят разрушаването на големи количества озон в стратосферата. Техните констатации се основават на подобна работа на Пол Джоузеф Крутцен и Харолд Джонстън, които показват, че азотният (II) оксид (NO) може да ускори изчерпването на озона.

Комбинация от фактори води до намаляване на концентрацията на озон в атмосферата, основният от които е смъртта на озонови молекули в реакции с различни веществаантропогенен и естествен произход, липсата на слънчева радиация по време на полярната зима, особено стабилен полярен вихър, който предотвратява проникването на озон от субполярните ширини и образуването на полярни стратосферни облаци (PSC), повърхността на които частици катализират разпада на озона реакции. Тези фактори са особено характерни за Антарктика; в Арктика полярният вихър е много по-слаб поради липсата на континентална повърхност, температурата е с няколко градуса по-висока, отколкото в Антарктика, а PSO са по-рядко срещани и също са склонни да се разпадат в ранна есен. Тъй като са химически активни, озоновите молекули могат да реагират с много неорганични и органични съединения. Основните вещества, които допринасят за разрушаването на озоновите молекули, са прости вещества (водород, кислород, хлор, бромни атоми), неорганични (хлороводород, азотен оксид) и органични съединения (метан, флуорохлор и флуоробромофреони, които освобождават хлорни и бромни атоми) . За разлика например от хидрофлуорофреоните, които се разлагат до флуорни атоми, които от своя страна бързо реагират с водата, образувайки стабилен флуороводород. По този начин флуорът не участва в реакциите на разлагане на озона. Йодът също не разрушава стратосферния озон, тъй като съдържа йод органична материяпочти напълно се консумират в тропосферата. Основните реакции, които допринасят за разрушаването на озона, са дадени в статията за озоновия слой.

Последствия [ | ]

Отслабването на озоновия слой увеличава ултравиолетовия поток слънчева радиацияпроникване в океанските води, което води до повишена смъртност сред морските животни и растения.

Възстановяване на озоновия слой[ | ]

Въпреки че човечеството е предприело мерки за ограничаване на емисиите на фреони, съдържащи хлор и бром, чрез преминаване към други вещества, като например фреони, съдържащи флуор, процесът на възстановяване на озоновия слой ще отнеме няколко десетилетия. На първо място, това се дължи на вече натрупания в атмосферата огромен обем фреони, които имат живот от десетки и дори стотици години. Следователно не трябва да се очаква озоновата дупка да се затвори до 2048 г. Според проф. Сюзън Соломон от 2000 до 2015г озоновата дупканад Антарктика е намалял приблизително с площта на Индия. Според НАСА през 2000 г. средната годишна площ на озоновата дупка над Антарктика е била 24,8 милиона квадратни километра, през 2015 г. - 25,6 милиона квадратни километра.

Погрешни схващания за озоновата дупка[ | ]

Има няколко широко разпространени мита относно образуването на озонови дупки. Въпреки ненаучността си, те често се появяват в медиите [ ] – понякога поради незнание, понякога подкрепено от поддръжници на конспиративни теории. Някои от тях са изброени по-долу.

Озоновата дупка над Антарктида съществува отдавна[ | ]

Систематични научни наблюдения на озоновия слой на Антарктида се провеждат от 20-те години на 20-ти век, но едва през втората половина на 70-те години е открито образуването на „стабилна“ антарктическа озонова дупка и бърза скоростнейното развитие (увеличаване на размера и намаляване на средната концентрация на озон в границите на дупката) през 80-те и 90-те години предизвика панически страхове, че точката без връщане в степента на разрушителното антропогенно въздействие върху озоновия слой вече е настъпила е преминато.

Фреоните са основните разрушители на озона[ | ]

Това твърдение е вярно за средни и високи географски ширини. В останалата част цикълът на хлор е отговорен само за 15-25% от загубата на озон в стратосферата. Трябва да се отбележи, че 80% от хлора е с антропогенен произход (за повече информация относно приноса на различни цикли вижте статията за озоновия слой). Тоест човешката намеса значително увеличава приноса на цикъла на хлора. И при съществуващата тенденция към увеличаване на производството на фреони преди влизането в сила на Монреалския протокол (10% годишно), от 30 до 50% от общите загуби на озон през 2050 г. ще се дължат на въздействието на фреони. Преди човешката намеса процесите на образуване и разрушаване на озона са били в равновесие. Но фреоните, отделяни от човешката дейност, са изместили този баланс към намаляване на концентрацията на озон. Що се отнася до полярните озонови дупки, тук ситуацията е съвсем различна. Механизмът на разрушаване на озона е коренно различен от по-високите географски ширини, като ключовият етап е превръщането на неактивни форми на халоген-съдържащи вещества в оксиди, което се случва на повърхността на частиците от полярните стратосферни облаци. И в резултат на това почти целият озон се разрушава при реакции с халогени, хлорът е отговорен за 40-50%, а бромът е отговорен за около 20-40%.

Позицията на DuPont[ | ]

DuPont, след като публикува данни за участието на фреоните в унищожаването на стратосферния озон, прие тази теория враждебно и похарчи милиони долари за кампания в пресата за защита на фреоните. Председателят на DuPont пише в статия от 16 юли 1975 г. в Chemical Week, че теорията за изчерпването на озоновия слой е научна фантастика, глупост и няма смисъл. Освен DuPont, редица компании по света са произвеждали и произвеждат Различни видовефреони без заплащане на роялти.

Фреоните са твърде тежки, за да достигнат до стратосферата[ | ]

Понякога се твърди, че тъй като молекулите на фреона са много по-тежки от азота и кислорода, те не могат да достигнат стратосферата в значителни количества. Атмосферните газове обаче са напълно смесени, а не стратифицирани или сортирани по тегло. Оценките на необходимото време за дифузионна стратификация на газовете в атмосферата изискват времена от порядъка на хиляди години. Разбира се, това е невъзможно в динамична атмосфера. Процесите на вертикален масов пренос, конвекция и турбулентност напълно смесват атмосферата под турбопаузата много по-бързо. Следователно дори такива тежки газове като инертни или фреони се разпределят равномерно в атмосферата, включително достигайки стратосферата. Експерименталните измервания на техните концентрации в атмосферата потвърждават това, вижте например вдясно графиката на разпределението на фреона CFC-11 по височина. Измерванията показват също, че са необходими около пет години на газовете, изпуснати на повърхността на Земята, за да достигнат до стратосферата, вижте втората графика вдясно. Ако газовете в атмосферата не се смесват, тогава такива тежки газове от нейния състав като аргон и въглероден диоксид биха образували слой с дебелина няколко десетки метра на повърхността на Земята, което би направило повърхността на Земята необитаема. Но това не е вярно. Както криптонът с атомна маса 84, така и хелият с атомна маса 4 имат еднаква относителна концентрация, както близо до повърхността, така и на височина до 100 km. Разбира се, всичко по-горе е вярно само за газове, които са относително стабилни, като фреони или инертни газове. Веществата, които реагират и също са обект на различни физически въздействия, да речем, се разтварят във вода, имат зависимост на концентрацията от надморската височина.

Основните източници на халогени са естествени, а не антропогенни[ | ]

Източници на хлор в стратосферата

Смята се, че естествените източници на халогени, като вулкани или океани, са по-значими за процеса на разрушаване на озона от тези, произведени от хората. Без да поставя под въпрос приноса естествени източницив общия баланс на халогените, трябва да се отбележи, че те обикновено не достигат до стратосферата поради факта, че са водоразтворими (главно хлоридни йони и хлороводород) и се измиват от атмосферата, падайки като дъжд върху земята. Освен това естествените съединения са по-малко стабилни от фреоните; например метил хлоридът има атмосферен живот само около година, в сравнение с десетки и стотици години за фреоните. Следователно техният принос за разрушаването на стратосферния озон е доста малък. Дори рядкото изригване на планината Пинатубо през юни 1991 г. причини спад в нивата на озон не поради освободените халогени, а поради образуването на голяма маса аерозоли от сярна киселина, чиято повърхност катализира реакциите на разрушаване на озона. За щастие, само след три години почти цялата маса вулканични аерозоли беше премахната от атмосферата. По този начин вулканичните изригвания са относително краткотрайни фактори, засягащи озоновия слой, за разлика от фреоните, които имат живот от десетки и стотици години.

Озоновата дупка трябва да се намира над източниците на фреони[ | ]

Динамика на промените в размера на озоновата дупка и концентрацията на озон в Антарктика по години

Много хора не разбират защо озоновата дупка се образува в Антарктика, когато основните емисии на CFC се случват в Северното полукълбо. Факт е, че фреоните са добре смесени в тропосферата и стратосферата. Поради ниската си реактивност те практически не се консумират в долните слоеве на атмосферата и имат продължителност на живот от няколко години или дори десетилетия. Тъй като са силно летливи молекулни съединения, те достигат сравнително лесно горните слоеве на атмосферата.

Самата антарктическа „озонова дупка“ не съществува през цялата година. Проявява се в края на зимата - началото на пролетта (август-септември) и се изразява в забележимо намаляване на средната концентрация на озон в рамките на голяма географска област. Причините за образуването на озоновата дупка в Антарктика са свързани с характеристиките местен климат. Ниските температури на антарктическата зима водят до образуването на полярен вихър. Въздухът вътре в този вихър се движи главно по затворени траектории около Южния полюс и е слабо смесен с въздух от други географски ширини. По това време полярната област не е осветена от Слънцето и при липса на ултравиолетово облъчване озонът не се образува, а натрупаният преди това се унищожава (както в резултат на взаимодействия с други вещества и частици, така и спонтанно, тъй като озонът молекулите са нестабилни). С настъпването на полярния ден количеството озон постепенно се увеличава и се връща към нормалните нива. Тоест, колебанията в концентрацията на озон над Антарктида са сезонни.

Но ако проследите динамиката на промените в концентрацията на озон и средния размер на озоновата дупка за всяка година последните десетилетия, има силна тенденция средната концентрация на озон да спада в голяма географска област.

Източници и бележки[ | ]

1. Научна оценка на разрушаването на озоновия слой: 2006 г(Английски) . Посетен на 13 декември 2007. Архивиран на 16 февруари 2012.
2. „Знанието е сила“ Научни новини: 12/27/99 (Руски). Посетен на 3 юли 2007 г. Архивиран на 16 февруари 2012 г.

Озоновият слой е широк атмосферен пояс, простиращ се от 10 до 50 км над земната повърхност. Химически озонът е молекула, състояща се от три кислородни атома (кислородната молекула съдържа два атома). Концентрацията на озон в атмосферата е много ниска и малки промени в количеството озон водят до големи промени в интензитета на ултравиолетовата радиация, достигайки земната повърхност. За разлика от обикновения кислород, озонът е нестабилен, той лесно се трансформира в двуатомна стабилна форма на кислорода. Озонът е много по-силен окислител от кислорода и това го прави способен да убива бактериите и да потиска растежа и развитието на растенията. Въпреки това, поради ниската си нормални условияконцентрации в приземните слоеве на въздуха, тези характеристики практически не оказват влияние върху състоянието на живите системи.

Много по-важно е другото му свойство, което прави този газ абсолютно необходим за целия живот на сушата. Това свойство е способността на озона да абсорбира твърдата (късовълнова) ултравиолетова (UV) радиация от Слънцето. Твърдите ултравиолетови кванти имат енергия, достатъчна да разкъсат някои химични връзки, така че се класифицират като йонизиращо лъчение. Подобно на други лъчения от този вид, рентгеновите лъчи и гама лъчението, то причинява множество смущения в клетките на живите организми. Озонът се образува под въздействието на високоенергийна слънчева радиация, която стимулира реакцията между О2 и свободните кислородни атоми. Когато е изложен на умерено лъчение, той се разпада, абсорбирайки енергията на това лъчение. Така този цикличен процес „изяжда“ опасната ултравиолетова радиация.

Молекулите на озон, подобно на кислорода, са електрически неутрални, т.е. не носи електрически заряд. Следователно самото магнитно поле на Земята не влияе върху разпределението на озона в атмосферата. Горният слой на атмосферата, йоносферата, практически съвпада с озоновия слой.

В полярните зони, където електропроводи магнитно полеЗемята е затворена на повърхността си, изкривяванията на йоносферата са много значителни. Броят на йони, включително йонизиран кислород, в горните слоеве на атмосферата на полярните зони е намален. Но главната причинаниското съдържание на озон в полярната област означава ниска интензивност на слънчевата радиация, падаща дори през полярния ден под малки ъгли спрямо хоризонта, а през полярната нощ тя напълно липсва. Площта на полярните „дупки“ в озоновия слой е надежден индикатор за промените в общото съдържание на озон в атмосферата.

Съдържанието на озон в атмосферата варира поради много естествени причини. Периодични трептениясвързани с циклите на слънчевата активност; Много компоненти на вулканичните газове са способни да унищожат озона, така че увеличаването на вулканичната активност води до намаляване на концентрацията му. Благодарение на високите скорости с компресор въздушно течениеВ стратосферата веществата, разрушаващи озона, се разпространяват на големи площи. Транспортират се не само разрушаващите озона вещества, но и самият озон, така че смущенията в концентрацията на озон бързо се разпространяват на големи площи и локалните малки „дупки“ в озоновия щит, причинени например от изстрелване на ракета, се затварят сравнително бързо. Само в полярни регионивъздухът е неактивен, в резултат на което изчезването на озон там не се компенсира от въвеждането му от други географски ширини, а полярните „озонови дупки“, особено на Южния полюс, са много стабилни.

Източници на разрушаване на озоновия слой. Сред разрушаващите озоновия слой са:

1) Фреони.

Озонът се разрушава от хлорни съединения, известни като фреони, които, също унищожени от слънчевата радиация, освобождават хлор, който „откъсва“ „третия“ атом от озоновите молекули. Хлорът не образува съединения, но служи като "разбиващ" катализатор. Така един хлорен атом може да „унищожи“ много озон. Смята се, че хлорните съединения могат да останат в атмосферата от 50 до 1500 години (в зависимост от състава на веществото) на Земята. Наблюденията на озоновия слой на планетата се извършват от антарктически експедиции от средата на 50-те години.

Озоновата дупка над Антарктика, която се увеличава през пролетта и намалява през есента, е открита през 1985 г. Откритието на метеоролозите предизвика верига от икономически последици. Факт е, че съществуването на „дупката“ беше обвинено химическа индустрия, произвеждащи вещества, съдържащи фреони, които допринасят за разрушаването на озона (от дезодоранти до хладилни агрегати).

По въпроса доколко хората са виновни за образуването на "озонови дупки" - консенсусНе.

От една страна, да, със сигурност е виновен. Производството на съединения, които водят до изчерпване на озоновия слой, трябва да бъде сведено до минимум или още по-добре напълно спряно. Тоест да изоставим цял индустриален сектор с оборот от много милиарди долари. И ако не откажете, тогава го прехвърлете на „безопасни“ релси, което също струва пари.

Гледната точка на скептиците: човешкото влияние върху атмосферните процеси, въпреки цялата му разрушителност на местно ниво, е незначително в планетарен мащаб. Антифреоновата кампания на Зелените има напълно прозрачна икономическа и политическа основа: с нейна помощ големите американски корпорации (например DuPont) удушават своите чуждестранни конкуренти, като налагат споразумения за "защита" заобикаляща среда„на държавно ниво и насилствено въвеждане на нова технологична революция, която икономически по-слабите държави не са в състояние да издържат.

2) Самолет за голяма надморска височина.

Разрушаването на озоновия слой се улеснява не само от фреоните, изпускани в атмосферата и навлизащи в стратосферата. Азотните оксиди, които се образуват по време на ядрени експлозии, също участват в разрушаването на озоновия слой. Но азотните оксиди се образуват и в горивните камери турбореактивни двигателисамолети на голяма височина. Азотните оксиди се образуват от азота и кислорода, които се намират там. Колкото по-висока е температурата, т.е. колкото по-голяма е мощността на двигателя, толкова по-голяма е скоростта на образуване на азотни оксиди.

Важна е не само мощността на двигателя на самолета, но и височината, на която той лети и отделя азотни оксиди, разрушаващи озона. Колкото по-високо е образуването на азотен оксид или оксид, толкова по-разрушителен е той за озона.

Общото количество азотен оксид, което се отделя в атмосферата годишно, се оценява на 1 милиард тона.Около една трета от това количество се отделя от самолети над средното ниво на тропопаузата (11 km). Що се отнася до самолетите, най-вредните емисии са от военните самолети, чийто брой възлиза на десетки хиляди. Те летят предимно на височини в озоновия слой.

3) Минерални торове.

Озонът в стратосферата може да намалее и поради факта, че азотният оксид N2O навлиза в стратосферата, който се образува по време на денитрификацията на азота, свързан от почвените бактерии. Същата денитрификация на фиксиран азот се извършва и от микроорганизми в горния слой на океаните и моретата. Процесът на денитрификация е пряко свързан с количеството фиксиран азот в почвата. По този начин можете да сте сигурни, че с увеличаване на количеството минерални торове, внесени в почвата, количеството на произведения азотен оксид N2O също ще се увеличи в същата степен. Освен това от азотен оксид се образуват азотни оксиди, които водят до разрушаване на стратосферния озон.

4) Ядрени експлозии.

Ядрените експлозии освобождават много енергия под формата на топлина. Температура от 60 000 K се установява в рамките на няколко секунди след ядрена експлозия. Това е енергия огнено кълбо. В силно нагрята атмосфера се случват такива трансформации химически вещества, които при нормални условия или не се случват, или се случват много бавно. Що се отнася до озона и неговото изчезване, най-опасни за него са азотните оксиди, образувани при тези трансформации. Така за периода от 1952 до 1971 г. в резултат ядрени експлозииВ атмосферата са се образували около 3 милиона тона азотни оксиди. По-нататъшна съдбаТе са както следва: в резултат на смесването на атмосферата те падат на различни височини, включително в атмосферата. Там влизат химична реакцияс участието на озон, което води до неговото разрушаване. озонова дупка стратосферна екосистема

5) Изгаряне на гориво.

Азотният оксид се намира и в димните газове от електроцентралите. Фактът, че азотният оксид и диоксид присъстват в продуктите на горенето, е известен отдавна. Но тези висши оксиди не влияят на озона. Те, разбира се, замърсяват атмосферата и допринасят за образуването на смог в нея, но бързо се отстраняват от тропосферата. Азотният оксид, както вече беше споменато, е опасен за озона. При ниски температуриобразува се при следните реакции:

N2 + O + M = N2O + M,

2NH3 + 2O2 =N2O = 3H2.

Мащабът на това явление е много значителен. По този начин годишно в атмосферата се образуват около 3 милиона тона азотен оксид! Тази цифра предполага, че този източник на разрушаване на озона е значителен.

Озонова дупка над Антарктида

Значително намаление на общия озон над Антарктида е докладвано за първи път през 1985 г. от Британското антарктическо проучване въз основа на анализ на данни от озоновата станция Халей Бей (76°S). Намаляване на озона се наблюдава и от тази услуга на аржентинските острови (65 градуса южно).

От 28 август до 29 септември 1987 г. са извършени 13 полета на лабораторния самолет над Антарктида. Експериментът позволи да се регистрира раждането на озоновата дупка. Получиха се размерите му. Проучванията показват, че най-голямото намаляване на озона се наблюдава на надморска височина от 14 - 19 km. Устройствата са регистрирани тук най-голямото числоаерозоли (аерозолни слоеве). Оказа се, че колкото повече аерозоли има на дадена надморска височина, толкова по-малко е озонът. Лабораторията на самолета регистрира намаляване на озона, равно на 50%. Под 14 км. промените в озона са незначителни.

Още в началото на октомври 1985 г. озоновата дупка (минималното количество озон) обхваща нива с налягане от 100 до 25 hPa, а през декември диапазонът от височини, на които се наблюдава, се разширява.

Много експерименти измерват не само количеството озон и други малки компоненти на атмосферата, но и температурата. Най-тясна връзка е установена между количеството озон в стратосферата и температурата на въздуха там. Оказа се, че естеството на изменението на количеството озон е тясно свързано с топлинния режим на стратосферата над Антарктида.

Образуването и развитието на озоновата дупка в Антарктика е наблюдавано от британски учени през 1987 г. През пролетта общото съдържание на озон намалява с 25%.

Американски изследователи извършиха измервания в Антарктида през зимата и в началото на пролетта 1987 озон и други малки компоненти на атмосферата (HCl, HF, NO, NO2, HNO3, ClONO2, N2O, CH4) с помощта на специален спектрометър. Данните от тези измервания позволиха да се очертае зона около Южния полюс, в която количеството озон е намалено. Оказа се, че този регион съвпада почти точно с крайния полярен стратосферен вихър. При преминаване през ръба на вихъра количеството не само озон, но и други малки компоненти, които влияят върху разрушаването на озона, рязко се променя. В озоновата дупка (или с други думи полярната стратосферен вихър) концентрация на HCl, NO2 и азотна киселинабеше значително по-малко, отколкото извън вихъра. Това се случва, защото хлорините по време на студената полярна нощ разрушават озона в съответните реакции, действайки като катализатори в тях. Именно в каталитичния цикъл с участието на хлор настъпва основното намаляване на концентрацията на озон (поне 80% от това намаление).

Тези реакции протичат на повърхността на частиците, които изграждат полярните стратосферни облаци. Така че, отколкото по-голяма площтази повърхност, т.е. колкото повече частици от стратосферните облаци и следователно самите облаци, толкова по-бързо озонът в крайна сметка се разпада и следователно толкова по-ефективно се образува озоновата дупка.

Един от най-забележителните „зелени“ митове е твърдението, че озоновите дупки над полюсите на Земята са причинени от емисии на определени вещества, произведени от хората в атмосферата. Хиляди хора все още вярват в него, въпреки че всеки ученик, който не е пропускал часовете по химия и география, може да развенчае този мит.

Митът, че човешката дейност причинява разрастването на така наречената озонова дупка, е забележителен в много отношения. Първо, той е изключително правдоподобен, тоест се основава на реални факти. Като например наличието на самата озонова дупка и факта, че редица вещества, произведени от хората, могат да разрушат озона. И ако е така, тогава неспециалистът няма съмнение, че човешката дейност е виновна за изтъняването на озоновия слой - просто погледнете графиките на растежа на дупката и увеличаването на емисиите на съответните вещества в атмосферата.

И тук се появява още една особеност на мита за „озона“. По някаква причина онези, които вярват на горепосочените доказателства, напълно забравят, че простото съвпадение на две графики не означава нищо. В края на краищата може да е просто инцидент. За да има неоспорими доказателства за антропогенната теория за произхода на озоновите дупки, е необходимо да се изследва не само механизмът на разрушаване на озона от фреони и други вещества, но и механизмът на последващо възстановяване на слоя.

Е, тук идва забавната част. Веднага щом заинтересован неспециалист започне да изучава всички тези механизми (за които не е нужно да седите в библиотеката с дни - просто си спомнете няколко параграфа от училищните учебници по химия и география), той веднага разбира, че тази версия- нищо повече от мит. И като си спомним влиянието, което имаше този мит световна икономика, като ограничи производството на фреони, той веднага разбира защо е създаден. Нека обаче да разгледаме ситуацията от самото начало и по ред.

От курса по химия помним, че озонът е алотропна модификация на кислорода. Молекулите му съдържат не два атома О, а три. Озонът може да се образува по различни начини, но най-често срещаният в природата е този: кислородът абсорбира част ултравиолетова радиацияс дължина на вълната 175-200 nm и 280-315 nm и се превръща в озон. Точно така се е формирал озоновият защитен слой в древността (преди някъде 2-1,7 милиарда години) и така продължава да се формира и до днес.

Между другото, от горното следва, че почти половината от опасната UV радиация всъщност се абсорбира от кислорода, а не от озона. Озонът е само „страничен продукт“ от този процес. Ценността му обаче е в това, че поглъща и част от ултравиолетовото - това, чиято дължина на вълната е от 200 до 280 nm. Но какво се случва със самия озон? Точно така – превръща се обратно в кислород. По този начин в горните слоеве на атмосферата има определен цикличен равновесен процес - ултравиолетовите лъчи от един тип насърчават превръщането на озона в кислород и той, абсорбирайки ултравиолетовото лъчение от друг тип, отново се превръща в O 2.

От всичко това следва едно просто и логично заключение - за да унищожим напълно озоновия слой, трябва да лишим атмосферата си от кислород. В края на краищата, без значение колко произведени от човека фреони (въглеводороди, съдържащи хлор и бром, използвани като хладилни агенти и разтворители), метан, хлороводород и азотен оксид унищожават озоновите молекули, ултравиолетовото облъчване на кислород отново ще възстанови озоновия слой - в крайна сметка, тези вещества са "изключени" не могат! Освен че намалява количеството кислород в атмосферата, тъй като дърветата, тревите и водораслите го произвеждат стотици хиляди пъти повече от човечеството – гореспоменатите разрушители на озона.

И така, както можете да видите, нито едно вещество, създадено от хора, не е в състояние да унищожи озоновия слой, докато в земната атмосфера има кислород и Слънцето излъчва ултравиолетова радиация. Но защо тогава възникват озоновите дупки? Искам веднага да кажа, че самият термин „дупка“ не е съвсем правилен - говорим само за изтъняване на озоновия слой в определени части на стратосферата, а не за пълното му отсъствие. За да отговорите на въпроса обаче, трябва само да си спомните къде точно на планетата съществуват най-големите и най-устойчиви озонови дупки.

И тук няма какво да помним: най-голямата от стабилните озонови дупки се намира точно над Антарктида, а другата, малко по-малка, се намира над Арктика. Всички останали озонови дупки на Земята са нестабилни, те се образуват бързо, но също толкова бързо се „замазват“. Защо изтъняването на озоновия слой продължава доста дълго време в полярните региони? Да, просто защото на тези места полярната нощ продължава шест месеца. И през това време атмосферата над Арктика и Антарктика не получава достатъчно ултравиолетова светлина, за да превърне кислорода в озон.

Е, O 3, от своя страна, оставен без „попълване“, започва бързо да се разпада - в крайна сметка това е много нестабилно вещество. Ето защо озоновият слой над полюсите значително изтънява, но процесът протича с известно закъснение - видима дупка се появява в началото на лятото и изчезва до средата на зимата. Въпреки това, когато настъпи полярният ден, озонът започва да се произвежда отново и озоновата дупка бавно се запушва. Вярно, не напълно - все пак времето на интензивно получаване на ултравиолетова радиация в тези части е по-кратко от периода на нейния дефицит. Ето защо озоновата дупка не изчезва.

Но защо в този случай е създаден и тиражиран митът? Отговорът на този въпрос е не само прост, но и много прост. Факт е, че наличието на постоянна озонова дупка над Антарктида е доказано за първи път през 1985 г. А в края на 1986 г. специалисти американска компания DuPont (т.е. DuPont) стартира производството на нов клас хладилни агенти - флуоровъглеводороди, които не съдържат хлор. Това значително намали разходите за производство, но новото вещество все още трябваше да бъде рекламирано на пазара.

И тук DuPont финансира разпространението в медиите на мит за злите фреони, които развалят озоновия слой, създаден от група метеоролози по негова поръчка. В резултат на това изплашеното общество започна да настоява властите да предприемат действия. И тези мерки бяха взети в края на 1987 г., когато в Монреал беше подписан протокол за ограничаване на производството на вещества, които разрушават озоновия слой. Това доведе до разоряването на много компании, произвеждащи фреони, а също и до факта, че DuPont дълги годинистана монополист на пазара на хладилни агенти.

Между другото, именно скоростта, с която ръководството на DuPont взе решение да използва озоновата дупка за свои цели, доведе до факта, че митът се оказа толкова незавършен, че можеше да бъде разобличен от обикновен ученик, който го направи не пропускайте часовете по химия и география. Ако имаха повече време, разбирате ли, щяха да съчинят по-убедителна версия. Въпреки това дори това, което учените в крайна сметка „родиха“ по искане на DuPont, успя да убеди много хора.

Тази огромна дупка в озоновия слой на Земята беше открита през 1985 г.; тя се появи над Антарктида. Той е повече от хиляда километра в диаметър и приблизително девет милиона квадратни километра на площ.

Всяка година през месец август дупката изчезва и се случва така, сякаш тази огромна озонова празнина никога не е съществувала.

Озонова дупка - определение

Озоновата дупка е намаляване или пълно отсъствие на концентрация на озон в озоновия слой на Земята. Според доклада на Световната метеорологична организация и общоприетата теория в науката значителното намаляване на озоновия слой се дължи на постоянно нарастващ антропогенен фактор - отделянето на бром- и хлорсъдържащи фреони.

Има и друга хипотеза, според която самият процес на образуване на дупки в озоновия слой е естествен и по никакъв начин не е свързан с резултатите от дейността на човешката цивилизация.

Комбинация от фактори причинява намаляване на концентрацията на озон в атмосферата. Една от основните е разрушаването на озоновите молекули по време на реакции с различни вещества от естествен и антропогенен произход, както и липсата на слънчева светлинаи радиация през полярната зима. Това включва полярния вихър, който е особено стабилен и предотвратява проникването на озон от циркумполярните ширини, и получените стратосферни полярни облаци, чиято повърхност частици действат като катализатор за реакцията на разпадане на озона.

Тези фактори са типични за Антарктида, а в Арктика полярният вихър е много по-слаб поради факта, че там няма континентална повърхност. Температурата тук е малко по-висока, за разлика от Антарктида. Полярните стратосферни облаци са по-рядко срещани в Арктика и са склонни да се разпадат в началото на есента.

Какво е озон?

Озонът е токсично вещество, което е вредно за хората. В малки количества има много хубава миризма. За да се уверите в това, можете да се разходите в гората по време на гръмотевична буря - ще й се насладим след време свеж въздух, но по-късно ще се почувствате много зле.

При нормални условия в дъното на земната атмосфера практически няма озон - това вещество присъства в големи количества в стратосферата, започвайки някъде около 11 километра над земята и достигайки до 50-51 километра. Озоновият слой се намира точно на самия връх, тоест приблизително на 51 километра над земята. Този слой абсорбира смъртоносните слънчеви лъчи и по този начин защитава живота ни и не само нашия.

Преди откриването на озоновите дупки, озонът се смяташе за вещество, което трови атмосферата. Те вярваха, че атмосферата е пълна с озон и че той е главният виновник " парников ефект”, с който трябва да направите нещо.

В момента човечеството, напротив, се опитва да предприеме стъпки за възстановяване на озоновия слой, тъй като озоновият слой става по-тънък по цялата Земя, а не само над Антарктида.