Причины появления озоновых дыр


Озоновая дыра, из-за возникновения которой ученые начали бить тревогу с 40 лет назад, достигла минимальных размеров. Необычное поведение атмосферы над Антарктикой ограничило истощение озонового слоя в сентябре и октябре текущего года, что привело к тому, что

размеры озоновой дыры над этим регионом сократились до минимального уровня за всю эпоху наблюдений, которые постоянно ведутся с 1982 года.

К таким выводам пришли ученые NASA и Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA). Ежегодно площадь озоновой дыры достигает своего максимума в 16,4 млн квадратных километров в районе 8 сентября, затем дыра сужается к октябрю –

в эти дни она сократилась до рекордных 10 млн кв. км.

«Это отличные новости для озона в Южном полушарии, — считает Пол Ньюман, из Космического центра имени Годдарда в NASA. – Однако важно понимать, что то, что мы видим в этом году, происходит из-за более теплых температур в стратосфере. Это не признак того, что атмосферный озон вдруг встал на путь восстановления».


Наблюдения за плотностью озонового слоя ведутся со спутников, среди которых 20 аппаратов американской системы Joint Polar Satellite System. В районе Южного полюса ученые также используют баллоны, которые измеряют концентрацию озона на разных высотах. «В этом году измерения над Южным полюсом не показали наличие участков атмосферы, где полностью лишенных озонового слоя», — пояснил Брайан Джонсон из NOAA.

По словам ученых, третий раз за последние 40 лет атмосферные условия вызывают необычайно теплые температуры стратосферы, ограничивающие исчезновение озона. Похожие картины наблюдались в сентябре 1988 и 2002 года.

Тем не менее озоновый слой Земли с 2000 года восстанавливается от нанесенного ему использованием аэрозолей и хладагентов ущерба, выяснили в 2018 году специалисты Всемирной метеорологической организации (ВМО). Это восстановление происходит со скоростью 1-3% в десятилетие.

Такими темпами в Северном полушарии озоновый слой полностью восстановится к 2030-м годам, а на всей планете — к 2060 году.


В 1970-х годах американские ученые выяснили, что ряд химических веществ, используемых в промышленности, способен разрушать озоновый слой Земли. Молекулы хлорфторуглеродов (ХФУ) оказались очень стойки в нижних слоях атмосферы, однако уже в средних слоях стратосферы под воздействием ультрафиолетового излучения распадались, выделяя хлор, который разрушал озон. Позже Франк Шервуд Роуланд и Марио Молина, обнаружившие эту особенность, были удостоены Нобелевской премии по химии за свое открытие.

Так как озоновый слой поглощает опасную для живых организмов часть ультрафиолетового излучения Солнца, стало очевидно, что его разрушение приведет к тяжелым последствиям — от учащения случаев рака кожи у людей до гибели фитопланктона и повреждения зерновых культур.

Пока промышленники пытались оспорить эти данные, выяснилось, что озоновый слой начал быстро истощаться. Виной тому, по мнению ученых, стали галогенированные углеводороды — вещества, используемые в качестве растворителей и хладагентов. В 1985 году был разработан Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой, который устанавливал сроки, в течение которых те или иные вещества, разрушающие озоновый слой, должны быть сняты с производства и исключены из использования. Он вступил в силу в 1987 году.


Меры принесли свои плоды, и озоновая дыра над Антарктидой, диаметр которой к тому моменту превышал 1000 км, начала постепенно затягиваться. Однако, учитывая, что в атмосфере уже накопилось огромное количество разрушающих озоновый слой веществ, способных существовать десятки лет, этот процесс растянулся на долгие годы.

Согласно Монреальскому протоколу, производство и использование хлорфторуглерода ХФУ-11 должно было быть прекращено к 2010 году (в частности, Россия отказалась от него еще в 1998-2000 годах). С 1993 года его концентрация в атмосфере снизилась на 15%.

Однако, наблюдения показали, что если в 2006 году выбросы трихлорметана ХФУ-11 приближались к нулевым значениям, то с 2013 года они составили более 14 тыс. тонн. В конце июня 2018 года газета The New York Times провела свое расследование и предположила, что выбросы трихлорфторметана происходят в Китае,

где его используют в качестве, например, пенообразующего средства.


Позднее британское Агентство экологических расследований (Environmental Investigations Agency EIA), представило публике отчет, в котором говорится о существовании в Китае целой индустрии, ответственной за масштабные выбросы трихлорфторметана, несмотря на запрет его использования, действующий с 2010 года. Выступая в качестве покупателей, экологи добились признания самих китайских производителей в использовании этого вещества –
как минимум на 18 фабриках, расположенных в десяти китайских провинциях.

Оказалось, что скомпрометировавший себя газ – отличное вспенивающее вещество для производства полиуретановой пены, которая используется для производства теплоизоляционных строительных материалов. В своем расследовании экологи пришли к выводу, что этот агент используется на большинстве китайских предприятий, где производятся подобные материалы. Один из производителей прямо признался, что запрещенный газ при производстве такой пены используют 70% китайских производителей.

Источник: www.gazeta.ru

В начале 70-х годов ученые начали замечать уменьшения озонового слоя. Причиной этому является попадание в верхние слои стратосферы озоноразрушающих веществ, использующихся в промышленности, запуск ракет, вырубка лесов и много других факторов. В основном это молекулы хлора и брома. Хлорфторуглероды и другие вещества, выпущенные человеком, достигают стратосферы, где под влиянием солнечных лучей распадаются на хлор и сжигают молекулы озона. Доказано что одна молекула хлора может сжечь 100000 молекул озона. А держится она в атмосфере от 75 до 111 лет!


В результате падения озона в атмосфере происходят озоновые дыры. Первая была обнаружена в начале 80-х в Арктике. Диаметр ее был не сильно велик, а падение озона составило на 9 процентов.

Озоновая дыра в Арктике

Озоновая дыра над АрктикойОзоновая дыра — это сильное падение процента озона в определенных местах атмосферы. Само слова «дыра» нам дает понять это без лишних объяснений.

Весной, 1985-го года в Антарктиде, над станцией Халли-Бей содержание озона упало на 40%. Дыра оказалась огромной и продвинулась уже за пределы Антарктиды. По высоте ее слой достигает до 24-х км. В 2008-м году подсчитали, что ее размер уже составляет более 26 млн км2. Это ошеломило весь мир. Стало ясно? что наша атмосфера в наиболее большей опасности, чем мы предполагали. С 1971-го года по всему миру слой озона упал на 7%. В результате этого на нашу планету стало попадать ультрафиолетовое излучение Солнца, которое биологически опасно.

Врачи считают что в результате уменьшения озона вырос процент заболевания раком кожи и слепоты из-за катаракты. Также падает иммунитет человека, что приводит к различным видам иных заболеваний. Больше всего страдают жители верхних слоев океанов. Это креветки, крабы, водоросли, планктон и т.д.


Сейчас подписано международное соглашение ООН об уменьшении использования озоноразрушающих веществ. Но даже если перестать их использовать. чтобы закрыть дыры понадобиться более 100 лет.

Озоновая дыра над Сибирью

Озоновая дыра над Сибирью

Чтобы сохранить и восстановить озоновый слой, было принято решение регулировать процесс выброса озоноразрушающих элементов. Они содержат бром и хлор. Но это не решит основную проблему.

На сегодняшний день ученые предложили один способ восстановления озона при помощи летательных аппаратов. Для этого необходимо на высоте 12-30 километров над Землей выпускать кислород либо озон, созданный искусственным путем, и рассеивать его специальным распылителем. Так понемногу могут заполняться озоновые дыры. Недостаток этого метода в том, что он требует существенных экономических растрат. К тому же невозможно за один раз выпустить в атмосферу большое количество озона. Также сам процесс транспортировки озона является сложным и небезопасным.


Поскольку проблема озоновых дыр остается открытой, вокруг нее сформировалось несколько заблуждений. Так истощение озонового слоя стремились превратить в вымысел, который выгоден промышленности якобы из-за обогащения. Наоборот все хлорфторуглеродные вещества были заменены на дешевые и более безопасные компоненты природного происхождения.

Еще одно ложное утверждение о том, что якобы фреоны, разрушающие озон, слишком тяжелые, чтобы достигать озонового слоя. Но в атмосфере все элементы перемешиваются, и загрязняющие компоненты способны достигнуть уровня стратосферы, в которой находится озоновый слой.

Не стоит доверять и утверждению, что озон разрушают галогены природного происхождения, а не антропогенного. Это не так, именно деятельность человека способствует выделению различных вредных веществ, которые разрушают озоновый слой. Последствия взрыва вулканов и другие природные катастрофы практически не влияют на состояние озона.

И последний миф о том, что озон разрушается только над Антарктидой. На самом деле озоновые дыры образовываются повсюду в атмосфере, из-за чего количество озона уменьшается в целом.

С тех пор, как озоновые дыры стали глобальной экологической проблемой планеты, за ними ведется пристальное наблюдение. В последнее время ситуация сложилась совсем неоднозначная. С одной стороны во многих странах небольшие озоновые дыры то появляются, то исчезают, особенно в индустриально развитых районах, а с другой стороны наблюдается позитивная динамика сокращения некоторых крупных озоновых дыр.


В ходе наблюдений исследователи зафиксировали, что наибольшая озоновая дыра нависла над Антарктидой, и она достигла максимальных размеров в 2000 году. С тех пор, судя по снимкам, сделанным спутниками, дыра постепенно затягивается. Данные утверждения изложены в научном журнале «Science». Экологи подсчитали, что ее площадь уменьшилась на 4 млн. кв. километров.

Исследования показывают, что постепенно из года в год количество озона в стратосфере увеличивается. Этому способствовало подписание Монреальского протокола в 1987 году. В соответствии с этим документом все страны стараются уменьшать выбросы в атмосферу, сокращается количество транспорта. Особенно в этом вопросе преуспел Китай. Там регулируется появление новых автомобилей и существует понятие квоты, то есть в год может быть зарегистрировано определенное число номерных знаков автомобилей. Кроме того, определенные успехи в улучшении атмосферы достигнуты, потому что постепенно люди переходят на альтернативные источники энергии, происходит поиск эффективных ресурсов, которые бы помогли сохранить экологию.

После 1987 года проблема озоновых дыр поднималась не единожды. Данной проблеме посвящено много конференций и собраний ученых. Также вопросы экологии обсуждаются на встречах представителей государств. Так в 2015 году в Париже состоялась Конференция по климату, целью которой было выработать действия, направленные против изменения климата. Это также будет способствовать понижению выбросов в атмосферу, а, значит, озоновые дыры будут постепенно затягиваться. К примеру, ученые прогнозируют, что к концу 21 века озоновая дыра над Антарктидой полностью исчезнет.

Источник: ECOportal.info


Механизм образования

В то время, когда на полюсах наступает долгая полярная ночь, из-за резкого снижения температуры формируются стратосферные облака с ледяными кристалликами. Как следствие, под такими облаками накапливается молекулярный хлор, бром, водород и другие вещества, с которыми вступает в реакцию химически активный озон. Дыра, образовавшаяся в озоновом слое, затягивается тогда, когда наступает полярный день. В это время под действием солнечного света к полюсам направляются потоки воздуха с новыми порциями озона.

Причины появления

Существует много причин образования озоновых дыр, но один из основных факторов, приводящий к падению концентрации озона — это загрязнение окружающей среды в результате хозяйственной деятельности человека.

Химические соединения, обладающие высоким озоноразрушающим потенциалом, это:

  • простые атомы (водорода, хлора, брома);
  • неорганические вещества (хлороводород, моноксид азота);
  • органические вещества (метан, фреоны).

Выбросы промышленных объектов

Отсутствие или низкая эффективность очистительных сооружений на тепловых электростанциях и промышленных объектах приводят к значительному загрязнению атмосферы газодымовыми выбросами. Уголь высокой зольности, который сжигают тепловые электростанции, приводит к образованию углекислого и сернистого газов. От комбинатов по производству химических реагентов, удобрений, пестицидов в атмосферу поступают соединения хлора и фтора.

Ядерные испытания

В результате ядерных испытаний в атмосфере образовывалось огромное количество оксидов азота, способных вступать в реакцию с озоном и разрушать его структуру. И хоть ядерные испытания запрещены ООН в 1996 году, но экологическая проблема, вызванная ими, существует по сей день.

Полёты реактивных самолётов

Запуски космических ракет и полёты сверхзвуковых реактивных самолётов провоцируют выброс в воздушное пространство значительного количества оксидов азота. Это происходит после сгорания топлива в турбинах.

Чем больше мощность турбореактивного двигателя, тем выше температура в камерах его сгорания, и, соответственно, больше азотных окислов выбрасывает это воздушное судно в атмосферу. Согласно подсчётам учёных, ежегодный объём азота, выбрасываемого в воздух, составляет 1 миллион тонн, из них одна треть приходится на воздушный транспорт.

Негативное влияние на озоновую оболочку планеты оказывает и запуск ракетных установок.

Использование минеральных удобрений

Использование минеральных удобрений в сельском хозяйстве служит предпосылкой для формирования в атмосфере окислов азота. Попадая в грунт, компоненты минеральных удобрений вступают в реакции с почвенными бактериями, что приводит к образованию закиси азота, из которой образуются окислы.

Где располагается большинство озоновых дыр

Первая большая брешь в озоновом слое была зафиксирована английским учёным Джо Фарменом над Антарктидой в 1985 году. Дыра увеличивалась в августе и исчезала к наступлению зимнего сезона, к декабрю. Вторая аномальная зона была замечена над Арктикой в 1992 году.

На сегодняшний день значительная по размерам озоновая дыра расположилась над Китаем. Нарушения озонового слоя существуют и над Западной Сибирью — над Хакасией и Тюменью, а также над Омской, Кемеровской, Томской областями и Алтайским краем.

Следует отметить, что со временем озоновые дыры способны затягиваться и образовываться в совершенно иных местах.

Последствия явления

Ослабление озонового слоя усиливает губительное воздействие солнечного излучения на растения, животных и людей.

Увеличение случаев кожных и онкологических заболеваний у людей

Даже незначительные бреши в озоновом пространстве влекут за собой ухудшение сопротивляемости человека к различным заболеваниям, поражения органов зрения. Учёные полагают, что при уменьшении озонового слоя лишь на 1% число заболеваний раком кожи увеличится в тысячу раз. Дело в том, что при увеличении ультрафиолетового облучения меланоциты, находящиеся в коже человека, начинают лавинообразно делиться. Это даёт начало росту меланомы — опасной злокачественной болезни.

Увеличение смертности среди представителей флоры и фауны

Растения оказываются самыми чувствительными к вредному воздействию ультрафиолета. Нарушение функции образования хлорофилла приводит в итоге к исчезновению некоторых видов растений. Это влечёт за собой уменьшение поголовья травоядных животных. Без озоновой защиты поток солнечной радиации, попадая в поверхностные слои воды, вызывает гибель планктона. Это провоцирует недостаток пищи для рыб и млекопитающих, популяция которых так же может стремительно уменьшаться.

Причины появления озоновых дыр

Пути решения проблемы

Чтобы приостановить процесс разрушения защитного озонового слоя, необходимы кардинально новые научные пути решения проблемы. Они должны позволить производить, отапливать и летать без применения веществ с высоким озоноразрушающим потенциалом.

Мероприятия по восстановлению озонового слоя

Чтобы запустить процесс восстановления озонового слоя, необходимо:

  • уменьшать поступление в атмосферу веществ с высоким озоноразрушающим потенциалом;
  • использовать хладагенты, не содержащие хлора;
  • проводить высадки зелёных насаждений;
  • производить подпитку озоном — распылять в стратосфере искусственно созданный озон.

Усовершенствование очистных сооружений на промышленных объектах

Так как большинство крупных промышленных предприятий было построено ещё в середине – конце прошлого века, их очистные сооружения устарели и нуждаются в модернизации. К примеру, на дымоотводящие трубы должны быть установлены специальные фильтры.

Источник: greenologia.ru


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.