ОЗОНОВА ДІРА НАД АНТАРКТИДОЮ ЗМЕНШИЛАСЯ!

Озонова діра над Антарктидою. Джерело ілюстрації: http://ozonewatch.gsfc.nasa.gov

Андрій М. ЗАМОРОКА

Наприкінці 1970-х років, на антарктичних дослідних станціях, вчені помітили, що над найпівденнішим материком зменшується концентрація озону. Прискіпливе вивчення цього явища отримало свою сумнозвісну назву – “озонова діра”. Тривалі спостереження показали, що вона, з року в рік, лише розросталася, і, до слова, зберігає цю тенденцію. Одначе, в цьому році озонова діра над Антарктидою зменшилась.

В уявленні більшості людей, озоновий шар – це своєрідна плівка, яка знаходиться десь високо в небі й захищає нас усіх від пагубних ультрафіолетових променів. Якщо говорити на “хлопський розум”, то приблизно так воно і є, але коли підступитися ближче до проблеми, то вона виявиться більш складною, ніж то видавалось спершу. Виявляється озон не утворює єдиного шару, а розподілений у товщі усієї атмосфери – від поверхні ґрунту й аж до відкритого космосу, з найвищою концентрацією у стратосфері. Якщо взяти уявну колону повітря від рівня моря до верхньої межі атмосфери, а потім, з об’єму цієї колони, зібрати увесь озон на самінькому низу, то його товщина становитиме всього 3 мм! Ось, саме стільки озону міститься над головою кожного з нас.

Розподіл озону у атмосфері землі і циркуляція Брюера-Добсона. Джерело ілюстрації: http://wikipedia.org

Але вміст озону у атмосфері є дуже нерівномірним і надзвичайно нестабільним. До прикладу, концентрація цього газу на екваторі й у тропіках завжди менша, ніж у полярних районах Землі, що майже еквівалентно “озоновим дірам”. Окрім того, в одні дні озону може бути більше, а у інші – менше, що зовсім не залежить від діяльності людини і забруднення атмосфери. Причина такої “дивної” поведінки озонового шару криється у самому озоні – він надзвичайно нестабільний і аґресивний у відношенні до інших речовин, активно вступаючи у хімічні реакції. Ба, понад те, озон дуже активно окислює орґаніку, у тім числі й живі тканини, спричинюючи їх руйнацію, тому він, за своєю природою, є шкідливим для живих істот.

Динаміка концентрації озону в атмосфері над Антарктдою впродовж 1979-2012 років. Джерело ілюстрації: http://wikipedia.org

Одначе, різкі коливання концентрації озону впродовж нетривалого часового відтинку спричинені не лише його нестабільною природою, а й активністю Сонця. Виявляється, основним джерелом озону є не що інше як ультрафіолетові промені, які надають достатньої енерґії для розпаду молекули кисню й утворення молекули озону. Ось тут і криється увесь парадокс озонового шару – він виникає та існує завдяки жорсткій сонячній радіації, від якої й захищає біосферу Землі. То ж: немає жорсткого короткохвильового ультрафіолету – немає озону, але й немає тоді від чого й захищати живих істот…

З’ява і зникнення озонових дір залежать від часу доби і сезону. Вночі, коли ультрафіолет не потрапляє у атмосферу, озон активно розпадається і його концентрація падає, а вдень – навпаки, він активно синтезується, поглинаючи енерґію коротких ультрафіолетових хвиль. Та ж ситуація й у різні пори року – взимку, озону менше, а влітку – більше. Саме цим й пояснюється чому озону у полярних широтах більше, ніж у екваторіальних – на екваторі день і ніч змінюються щодоби, а у полярних – що півроку. Але ж і озонові діри існують лише у полярних широтах…

Тривимірна візуалізація озонової діри над Антарктидою. Джерело ілюстрації: http://www.planethopia.info

Цьогоріч, вчені, вдруге за останнє десятиліття, зафіксували зменшення озонової діри над Антарктидою з 24,7 мільйонів квадратних кілометрів у 2011-му до 17,9 млн. км2 у 2012-му. А найменших розмірів вона мала у 2002-му – 12,0 млн. км2. Слід зазначити, що озонова діра над Антарктидою існує лише впродовж полярної ночі, із максимальними розмірами у вересні-жовтні – на початку весни у південній півкулі. З приходом полярного дня зникає й озонова діра…

Причиною, яка зумовила зменшення антарктичної озонової діри, вчені називають вищу, ніж у попередні роки, температуру стратосферного повітря – від -80 до -70°С. Справа в тому, що озонові діри утворюються у переохолодженому повітрі, коли утворюються стратосферні хмари. Виникнення цих хмар стає можливим завдяки довготривалому полярному циклону, де вітри рухаються по колу, втягують повітря зі страто- та мезосфери, а будь-який обмін із помірними широтами стає неможливим. Саме в таких умовах повітря переохолоджується й сприяє конденсації хмар. Цей циклон руйнується лише з настанням полярного літа і прогрівання атмосфери.

Графіки динаміки розмірів озонової діри, концентрації озону та температури стратосфери впродовж 2012-го року на тлі середніх показників 1979-2011 років. Джерело ілюстрації: http://ozonewatch.gsfc.nasa.gov

Стратосферні хмари багаті на окисли нітроґену. Саме останні й каталізують галогеновий цикл – перетворення хлорнітрату (ClNO3) у реактційні радикали хлору чи його оксиду, котрі, власне, вже здатні вступати у взаємодію з озоном. Джерелом галогенів є атмосферні викиди промисловості – хлорфторвуглецю чи бромфторвуглецю, відомих широкому колу наших читачів за назвою “фреони”. Якогось природного джерела, що вносило б відчутний вклад у баланс фреонів, на сьогодні не виявлено. Однак, завдяки циркуляціям атмосфери ніде більше на Землі не спостерігається утворення озонових дір, і вчені схильні говорити про втрату (у межах 3-5%) озону. У той же час, завдяки специфіці погоди Антарктиди там галогеновий цикл реалізовується у повній мірі.

Заборона на використання фреонів і поступове зниження їх концентрації у атмосфері Землі, повинні забезпечити зростання вмісту озону.

admin Written by:

Be First to Comment

Напишіть відгук

Ваша пошт@ не публікуватиметься. Обов’язкові поля позначені *

5 + 3 =