Озоновый слой восстанавливается, а дыры растут: как это возможно

Публикация: 19.01.2023
Источник Комментарии

Озоновый слой восстанавливается, а дыры растут: как это возможно

В 2022 году Всемирная метеорологическая организация (ВМО) и Программа ООН по окружающей среде представили отчет о результатах оценки истощения озонового слоя Земли. Подобное исследование проводится раз в четыре года для оценки достижения целей Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой. Результаты долгосрочных наблюдений показывают постепенное восстановление защитного слоя земной атмосферы.

Одновременно исследователи из Службы мониторинга атмосферы европейской космической программы «Коперник» сообщили, что озоновая дыра над Антарктидой в 2022 году стала 12-й крупнейшей за 43 года наблюдений. При этом вот уже три года подряд озоновая дыра над южным полюсом Земли закрывается аномально поздно: только в конце декабря.


Что такое озоновый слой и озоновая дыра?

Озон — бесцветный газ, распространенный во всех слоях атмосферы. Это аллотропная модификация кислорода, в которой соединяются три атома этого химического элемента. Озон — очень мощный окислитель: он намного более реакционноспособный, чем двухатомный кислород, и вступает в химическое взаимодействие практически со всеми металлам и неметаллами, многими неорганическими и органическими веществами.

Большая часть озона земной атмосферы (около 90%) находится в стратосфере. Это часть газовой оболочки Земли, которая начинается на высоте около 10–16 км (в зависимости от широты) над поверхностью планеты и простирается до высоты около 50 км. Озон в стратосфере защищает жизнь на Земле от жесткого ультрафиолетового излучения.

Распределение озона в атмосфере. «Полезным озоном» считается тот, что формируется в стратосфере Выше 15 км от поверхности Земли. Именно этот участок защищает живые организмы от вредного ультрафиолетового излучения. Увеличение концентрации озона в тропосфере у поверхности планеты связано с антропогенными выбросами и оказывает вредный, токсичный характер. Изображение: Salawitch et al, WMO, 2019; Copernicus Atmosphere Monitoring Service

Озоновая дыра — это область, как правило, в полярных регионах, в которой общее содержание озона в атмосферном столбе (столбе воздуха площадью 1 м²) опускается ниже 220 единиц Добсона. Одна такая единица равна слою озона 10 мкм при стандартных давлении и температуре. 

Как правило, когда говорят об озоновых дырах, имеют в виду истончение озонового слоя над Антарктидой. Это связано с тем, что особые метеорологические и химические условия, формирующиеся над южным полюсом, усиливают антропогенное воздействие на стратосферу. 

Максимальный размер озоновой дыры над Антарктидой с 1979 по 2022 годы. Изображение: CAMS

Низкие температуры полярной ночи и разница между полюсами холода и более теплыми умеренными зонами приводит к формированию стратосферного полярного вихря. Он состоит из сильных воздушных потоков, циркулирующих высоко в атмосфере над Антарктидой, изолирующих холодный воздух над и позволяющих накапливать химические вещества, разрушающие озоновый слой. В результате каждую весну в южном полушарии над регионом формируется озоновая дыра.

Тем не менее, это не единственный известный подобный объект. Аналогичные (хоть из-за близости к горным массивам материка и менее регулярные и менее устойчивые) процессы можно наблюдать и у северного полюса. А канадский исследователь в прошлом году сообщил об открытии крупной озоновой дыры в тропическом регионе. 

Как изменялась озоновая дыра в 2022 году?

Как и каждый год, приход австралийского лета (в южном полушарии весна начинается с сентября, а лето в декабре) с относительно более высокими стратосферными температурами приводит к тому, что полярный вихрь распадается. В результате более высокая концентрация озона в средних широтах перемещается к южному полярному региону, заполняя истощенную область и закрывая дыру.  

Ежегодное сезонное формирование и закрытие озоновой дыры над Антарктидой. Усредненные данные долгосрочных наблюдений и аномальные значения 2020–2022 годов. Изображение: Copernicus Atmosphere Monitoring Service, ECMWF

Но в то время, как средняя площадь озоновой дыры обычно быстро уменьшается в октябре и еще быстрее в ноябре, в последние три года исследователи наблюдают, что озоновая дыра сохраняется до ноября и закрывается только в декабре. Данные многолетних наблюдений показывают, что раньше это происходило в конце октября или ноябре, а в 2022 году озоновая дыра закрылась только в середине декабря. При этом самая продолжительная за всю историю наблюдений озоновая дыра в 2020 году просуществовала еще дольше и закрылась только 28 декабря.

Исследование со спутника показало, что в 2022 году максимальная площадь озоновой дыры составила почти 25 млн км². Это 12-й результат за всю историю наблюдений с 1979 года. При этом ранее исследователи фиксировали долгосрочный тренд на сокращение площади дыры с 2000 года, только последние три года нарушают эту тенденцию. 

Площадь озоновой дыры над южным полюсом по данным многолетних наблюдений. Изображение: CAMS

Восстановление озонового слоя или рост дыр?

Как отмечается в исследовании ООН и ВМО, концентрации разрушающих озон веществ в стратосфере хоть и медленно, но изменяется: она снижается с конца 1990-х годов. Это связано, как полагают исследователи, с принятием Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой. Этот документ, принятый в 1987 году и вступивший в силу в 1989 году, определил перечень мер по защите озонового слоя. Прежде всего ввел поэтапное ограничение на производство и применение хлорфторуглеродов.

Сокращение количества веществ, разрушающих озон в тропосфере. Данные наблюдений и прогноз. Изображение: WMO, UNEP, NOAA, NASA, European Commission

Тем не менее, тот факт, что этот продолжительный «сезон озоновых дыр» повторяется в третий раз подряд, предполагает, что в стратосфере Южного полюса могут действовать дополнительные факторы. Исследователи из службы мониторинга атмосферы европейской космической программы «Коперник» называют три возможных фактора, два из которых постоянны, а третий — характерен только для 2022 года.

Во-первых, размер и продолжительность жизни озоновой дыры может зависеть от силы полярного вихря. Формирующаяся под действием множества климатических факторов область низкого атмосферного давления накапливает большее количество вредных веществ. Например, развитие озоновой дыры в 2019 году было резко остановлено внезапным стратосферным потеплением над Антарктикой в сентябре, которое разрушило полярный вихрь.

Кроме того, область с истощением озонового слоя создает петлю обратной связи через радиационный эффект, замедляя весеннее потепление стратосферы и, следовательно, продлевая срок жизни озоновой дыры.

Во-вторых, глобальное потепление оказывает охлаждающий эффект в средней и верхней стратосфере: парниковый эффект снижает обмен между различными слоями земной атмосферы (более теплые воздушные массы остаются «запертыми» в нижних слоях). Как полагают исследователи, снижение температуры стратосферы влияет на рост и увеличение «продолжительности жизни» озоновых дыр.

Наконец, в 2022 году произошло мощное извержение вулкана Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай. Выброс огромного массива аэрозолей и частиц пепла привел к одним из самых масштабных возмущений в стратосфере за многие годы. Хотя влияние выброса на состояние озонового слоя пока мало изучено, исследователи полагают, что он мог привести к увеличению размера и срока жизни озоновой дыры.


Все это свидетельствует о том, что локальные изменения год к году в Антарктиде не противоречат глобальному тренду на восстановление озонового слоя в целом в атмосфере Земли. Тем не менее, из-за высокой продолжительности жизни химических веществ, которые разрушают озон, потребуется еще несколько десятилетий. 

ООН и ВМО в своем отчете прогнозируют, что в приполярных областях Антарктиды концентрация озона вернется к уровням до 1980-х годов только к 2066 году. При этом прогноз для Арктики более позитивный — 2045 год, а в среднем для большей части земного шара в зоне, расположенной между 60° с.ш. и 60° ю.ш., — примерно к 2040 году.

Читать далее:

Гигантское солнечное пятно поворачивается к Земле. Его видно невооруженным взглядом

Ученые придумали, как восстановить сердце после приступа

TESS открыл «новую Землю»: каменная планета с водой находится в обитаемой зоне


Понравилась статья? Поделись с друзьями!

LongReef Team Автор статьи: LongReef Team
23
Нет Комментариев.
Но, вы можете быть первыми кто его оставит

Авторизуйся что бы оставить свой коммент...

Популярные Статьи

Впервые за 100 лет в Саккаре обнаружили полный папирус «Книги Мертвых».
26.01.2023
Ученые придумали новый метод ядерного синтеза, который поможет проникнуть в подледный океан Европы....
26.01.2023
25 января 1983 года на околоземную орбиту вывели первый в истории инфракрасный космический телескоп...
25.01.2023
В этом году стрелки Часов Судного дня поменяют впервые за два года. «Хайтек» объясняет, что это...
24.01.2023
Ученые выяснили, как некоторые деструктивные стратегии поведения в браке влияют на здоровье людей....
23.01.2023
Компания Verve Therapeutics в 2022 году объявила о начале клинические испытаний использования...
22.01.2023
Теоретические звезды Бухдаля — самые плотные объекты во Вселенной, которые могут не превращаться в...
20.01.2023
НАСА раскрыло планы по созданию многомиллиардного телескопа для поиска жизни на инопланетных мирах....
18.01.2023
С помощью лазерного сканирования исследователи изучили тропические леса Гватемалы. Под пологом...
18.01.2023
50 лет назад советская автоматическая межпланетная станция «Луна-21» доставила на поверхность...
15.01.2023
Астрономы сравнили два изображения туманности Бабочка, сделанные космическим телескопом «Хаббл» в...
13.01.2023
Технологии виртуальной реальности и метавселенной в автомобильной индустрии перестали быть научной...
13.01.2023
Группе астрономов из Института астрофизики Макса Планка удалось идентифицировать «бедное старое...
12.01.2023
Климатологи Европейского союза подвели итоги наблюдений за изменениями погоды в 2022 году. Он...
12.01.2023
Астрофизики представили первые результаты исследования космическим телескопом «Джеймс Уэбб» первых...
11.01.2023
Российские геймеры ищут пути продолжать игру, китайцы учатся жить в новых условиях внутренних...
10.01.2023
В Лас-Вегасе завершилась крупнейшая технологическая конференция CES 2023. Более 50 лет это событие...
10.01.2023
Некоторые физические теории допускают существование параллельных вселенных — по крайней мере, на...
09.01.2023
Исследование, проведенное подземной лабораторией, изменяет представления физиков о внутреннем...
03.01.2023
2023 год обещает космической отрасли много нового. «Хайтек» уже рассказывал про основные...
03.01.2023
Visual Capitalist изучил последние 20 лет самых популярных поисковых запросов Google. «Хайтек»...
02.01.2023
В 2022 году космический телескоп «Джеймс Уэбб» начал активную работу. «Хайтек» показывает самые...
02.01.2023
На протяжение нескольких последних лет главной целью космических полетов был Марс, но новый год...
30.12.2022
Журналистка «Хайтека» проходит обучение на UX-писателя в Нетологии и рассказывает, как построено...
29.12.2022
Раньше решить проблему с доставкой или задать вопрос банку можно было только по телефону, а теперь...
29.12.2022
2022 год запомнился множеством ярких космических открытий. В этом году в полную силу начал работать...
29.12.2022
Активность нашей звезды значительно возросла и в этом году «Хайтек» часто рассказывал о солнечных...
28.12.2022
Снежный человек — одна из самых известных легенд Северной Америки. Тысячи людей утверждают, что...
28.12.2022
Авторы нового исследования по-новому взглянули на поиск внеземной жизни. Вместо того, чтобы искать...
26.12.2022
Биение сердца ассоциируется с самой человеческой жизнью. Сердце — совершенный насос, который...
25.12.2022
Новый эксперимент, проведенный Вашингтонским университетом в Сент-Луисе, опровергает все надежды...
24.12.2022
Люди пока не умеют передвигаться со скоростью света. Однако авторы нового исследования решили...
24.12.2022
НАСА закрывает миссию посадочного модуля InSight Mars после многих лет научных исследований....
23.12.2022
Физики пытаются найти сигналы квантовой гравитации в подземной итальянской лаборатории. «Хайтек»...
22.12.2022
Два крупнейших поставщика оборудования для сетей связи — Nokia и Ericsson — объявили о намерении...
22.12.2022
Ученые переосмыслили идею космических городов. Раньше их предлагали строить на поверхности...
21.12.2022
В 2022 году бытовая техника и устройства обязаны быть умными. В этом плане российскому...
21.12.2022
Роботы — сложные устройства и каждая мелочь здесь имеет значение. В этом году «Хайтек» много...
21.12.2022
Метеороид, сгоревший в 2021 году в небе над канадским штатом Альберта, оказался крайне необычным....
17.12.2022
Сфера ИТ стоит перед новыми вызовами. Программисты и разработчики необыкновенно востребованы, они...
17.12.2022
Мы выбрали пять мероприятий в Москве для тех, кто хочет на досуге погрузиться в мир технологий.
16.12.2022
Ученые придумали новый способ обнаружить инопланетные цивилизации. Все получится, если они...
16.12.2022
Новаторский эксперимент дает ученым надежду на то, что некоторые антиядра смогут выдержать...
16.12.2022
Сегодня люди знают о космосе и Вселенной гораздо больше, чем несколько веков назад. Тем не менее...
14.12.2022
Ученые смоделировали на суперкомпьютере двумерную проекцию космической паутины. Так физики нашли...
13.12.2022
Бионические протезы замещают утраченные конечности и выполняют их функции. Но когда речь заходит о...
13.12.2022
Метеорный поток Геминид — одно из самых ярких ежегодных событий для любителей ночного неба. Пик...
13.12.2022
В мире осталось только два северных белых носорога, и обе они самки. Но биологи убеждены, что...
11.12.2022
Первый полет лунной миссии «Артемида» подходит к концу. В воскресенье, 11 декабря, корабль «Орион»...
10.12.2022
Перевернутый во времени фотон нельзя использовать для путешествий во времени, но он поможет ученым...
10.12.2022
Сахара — самая большая пустыня, а две половинки дождевого червя вырастут в два новых организма. Что...
10.12.2022
Достижения в области медицины и технологий помогли ученым разработать более действенные методы...
08.12.2022
Британские антимонопольные органы продолжают расследовать влияние дуополии Apple и Google на...
07.12.2022
Технология лазерного лечения, известная как транскраниальная фотобиомодуляция, показала хорошие...
07.12.2022
По сообщениям китайских СМИ, на искусственном острове в провинции Хайнань активно ведется...
06.12.2022
Ученые использовали квантовый компьютер для моделирования первой в мире голографической червоточины...
05.12.2022
Одна из самых давних фундаментальных загадок биологии связана с плохо изученным происхождением...
01.12.2022
Амеба заражает людей, попадая в организм через нос, а затем — в мозг. Сейчас ее находят в штатах,...
30.11.2022
Рассказываем, что происходит с наукой в экстремальных условиях регионов России.
28.11.2022
Ученых по всему миру занимают одни и те же темы — они занимаются проблемами, которые улучшат наше...
28.11.2022