озоновый слой

Больше 30 лет тому назад была оформлена так называемая Монреальская Конвенция о веществах, разрушающих озоновый слой – а именно в 1989 году, когда мировое экологическое сообщество остро осознало необходимость устранения разрушительного воздействия различных химикатов на озоновый слой атмосферы Земли.

Восстановления озонового слоя
Дело в том, что именно озоновый слой играет определяющую роль в противодействии чрезмерному количеству солнечной радиации и ультрафиолетовых лучей, так что задача по его сохранению и восстановлению занимает почетное место уже не первое десятилетие. Впрочем, стоит сказать, что все усилия мирового экологического сообщества не пропали даром.

Сегодня специалисты из ООН при поддержке коллег из ведущих экологических институтов и сообществ по всему миру выпустили отчет относительно текущего состояния и тенденций в отношении восстановления озонового слоя. Согласно ему, уже к середине 2050 гг. стоит ожидать практически полного восстановления озонового слоя над территорией Южного полушария Земля – что касается Северного полушария и Антарктики, то эта дата сдвигается на 2060 гг.

Таким образом, усилия и мероприятия мирового экологического сообщества дали свои плоды – в особенности стоит отметить заслугу его в том, что оно способствовало пересмотру конструирования и создания тех устройств, которые выпускают в атмосферу аэрозоли и аэрозоле-содержащие продукты химии. Пока что отчет не говорит относительно других потенциально опасных веществ, однако становится понятно, что озоновый слой и его защита все еще находятся на достаточно высоком приоритетном уровне в плане экологической защиты во всем мире.

Стоит отметить тот факт, что ранее другие команды специалистов и исследователей в области экологии атмосферы по-разному характеризовали степень восстановления озонового слоя, однако в общем и целом они склонялись к тому, что ближе к тридцатым годам текущего столетия восстановление озонового слоя атмосферы Земли войдет в новую фазу, в ходе которой ученые смогут несколько ускорить этот процесс и поспособствовать его “заживлению”.

Измерение уровня #озонового слоя в Арктике со спутников показало тревожно низкий уровень. Как отмечают эксперты, это были не совсем #озоновые дыры, которые бывают в начале осени, однако толщина слоя значительно ниже нормы. Причем уменьшение озонового слоя специалисты отмечают уже последние два года.

С чем это связано? Как предполагают ученые, истощение озона косвенно связано с потеплением климата. Напомню, что последние два года в результате глобального потепления климата отмечаются рекордные пожары в Сибири и других частях Земли. К примеру, после «Черного лета» в Австралии в #стратосферу было выброшено более 1 миллиона тонн дыма. Как сообщают специалисты, изменение климата может оказать неожиданное влияние на химию атмосферы. Дым от все более сильных лесных пожаров вторгается в стратосферу и потенциально разрушает озоновый слой. Правда, пока это предположение не имеет доказательств, однако замечена определенная взаимосвязь между этими процессами.

Ученые обнаружили, что в атмосфере рекордно быстро сокращается озоновый слой

Дым от лесных пожаров скапливается в стратосфере

Два года назад экипаж немецкого ледокола Polarstern, вмороженного в ледяной лед Арктики, осветил ночное небо зеленым лазером. Отраженный свет луча должен был помочь исследователям изучать ледяные зимние облака. Но вместо этого луч обнаружил нечто неожиданное — на высоте более 7 километров находился слой неизвестных частиц толщиной в несколько километров. Позже исследователи пришли к выводу, что дымка образовалась от огромных лесных пожаров, охвативших тем летом Сибирь.

Ранее я рассказывал о том, что ученые заметили выпадение сажи в Арктике на морской лед, что впоследствии может привести к его нагреву и таянию. Соответственно, это вызовет изменение климата в регионе. Теперь речь пошла о еще одном последствии лесных пожаров, о котором международная группа ученых сообщает в своем исследовании, опубликованном в издании Atmospheric Chemistry and Physics.

Предположительно озоновый слой уничтожает дым от лесных пожаров

“До недавнего времени дым действительно не принимался во внимание с точки зрения глобального воздействия. Теперь это превращается в один из новых рубежей для человечества” — говорит Кэтрин Вилка, стратосферный химик из Стэнфордского университета.

Как отмечают ученые, с конца 1970-х годов спутники могут отслеживать частицы дыма, которые хорошо видны из космоса, поскольку являются сильными поглотителями ультрафиолетового излучения. Однако до 2017 года ими не было зафиксировано признаков дыма, проникающего в стратосферу в сколько-нибудь заметном количестве. Событие, связанное с задымлением в Арктике, вызывает у экспертов особую тревогу. Ранее предполагалось, что что Арктика будет действительно чистой.

Пожары или вулкан — как дым проник в стратосферу над Арктикой
Над Арктикой отсутствуют грозы, которые способны переносить загрязняющие вещества в стратосферу. Всегда, когда в Сибири возникали пожары, она была охвачена волной тепла и системой высокого давления, которая подавляла восходящие потоки. Поэтому для ученых остается загадкой, как дым проник в стратосферу.

По одной из версий ученые обнаружили в атмосфере следы выброса вулкана на Камчатке

По одной из версий, мог произойти так называемый “самоподъем”. Данная модель предполагает, что частицы темного дыма поглощали солнечный свет настолько эффективно, что быстро нагревали воздух вокруг себя, заставляя дым подниматься. В результате этого процесса дым мог подняться на 10 километров над землей, а затем ветры могли перенести его в низкую арктическую стратосферу.

Как сообщают авторы работы, этой теории имеется подтверждение. Во время проходов над сибирскими пожарами лазерный спутник NASA Cloud-Aerosol Lidar и инфракрасный спутник Pathfinder Satellite Observation (CALIPSO) зафиксировали клубы дыма, поднимающегося на высоту от 4 до 10 километров. Однако с этой теорией согласны не все ученые. К примеру, Майкл Фромм, исследователь из Военно-морской исследовательской лаборатории США, считает, что без дополнительного ускорения от огненной бури дым вряд ли сможет проникнуть через тропопаузу, границу, которая изолирует стратосферу.

По мнению Майкла Фромма, зафиксированные над Арктикой частицы представляют собой задержанные сульфатные аэрозоли из Райкоке, вулкана к юго-западу от полуострова Камчатка, который в 2019 году поднял газ и пепел в стратосферу. Он указывает, что спутник не может отличить дым от сульфатов.

Истончение озонового слоя может привести к сильной солнечной радиации в средних широтах

Тем не менее авторы работы утверждают, что усовершенствованный лидар измеряет поглощение и отражение света на двух разных длинах волн, однозначно фиксирует дым от лесных пожаров. Такой же дым он фиксировал во время пожаров в Австралии. Также команда отмечает, что спутник видит частицы сульфата из Райкока, они образуют тонкий слой в стратосфере на еще большей высоте.

Как дым уничтожает озоновый слой атмосферы

Как отмечают ученые-химики, дым попадает в стратосферу, может вступать в реакцию с хлором, который все еще остается в стратосфере из-за хлорфторуглеродов и других загрязнителей, хотя были запрещены несколько десятилетий назад. В результате реакции образуются свободные радикалы хлора, которые разъедают озон.

Кроме того, дым может каким-то образом усилить ворот стратосферных ветров, называемый полярным вихрем. Это приводит к ускоренному охлаждению полюсов и ускоренному истощению озона. Но, самое главное, как отмечают ученые, влияние стратосферного дыма не обязательно ограничивается полюсами.

По мере расширения лесных пожаров, дым может уменьшить озон выше средних широт, где проживает большая часть населения мира. Подобное уже происходило при извержении вулкана на горе Пинатубо в 1991 году. Напоследок напомню, что в этом году была зафиксирована одна из самых крупных озоновых дыр за всю историю наблюдений.

Прошел ровно год с тех пор, как ученые сообщили о загадочном всплеске уровня разрушающих озоновый слой химических веществ, известных как хлорфторуглероды (ХФУ).

Запрещенные к использованию в 1987 году в соответствии с подписанным Монреальским протоколом, этому было только одно объяснение: где-то там, в неизвестном месте, кто-то жульничает, задерживая прогресс восстановления озонового слоя на десятилетие или более.

После долгих поисков, местонахождение и величина этих вредных выбросов были подтверждены в научных исследованиях. Они приходят с северо-восточного побережья материкового Китая.

С тех пор, как Монреальский протокол был объявлен успешно выполняющимся в 2013 году, этот высокоиндустриальный регион продолжает выбрасывать, случайно или нет, ХФУ-11: второй по распространенности хлорфторуглерод в атмосфере. Между периодами 2008-2012 и 2014-2017 годами, фактически выбросы ХФУ-11 увеличились в этом регионе примерно на 110 процентов.

«Это увеличение составляет значительную долю (по крайней мере, 40–60 процентов) глобального роста выбросов ХФУ-11», — пишет международная группа исследователей в новом докладе.

«Мы не находим никаких доказательств значительного увеличения выбросов ХФУ-11 из каких-либо других стран Восточной Азии или других регионов мира, где имеются данные для обнаружения выбросов».

Об этих нарушениях, не сообщается, несмотря на то, что ХФУ-11 является незаконным, он также является одним из самых дешевых способов производства новой пенной изоляции в холодильниках и зданиях.

После отслеживания документов и международных источников независимые исследователи обнаружили, что на некоторых заводах в Китае незаконное использование ХФУ проводится в течение многих лет.

Независимо от того, знают ли на этих производствах, что они делают, или нет, их действия представляют серьезную угрозу не только для озонового слоя, но и для климата в целом. ХФУ-11 обладает мощным эффектом удержания тепла в атмосфере, поэтому, если выбросы будут оставаться такими же, как они есть, эксперты говорят, что это будет эквивалентно количеству CO2, производимого 16 угольными электростанциями в год.

В настоящее время Китай производит около трети пенополиуретана в мире, и выбросы до сих пор могут составлять лишь часть того, что уже было произведено. Остальная часть ХФУ -11 все еще может оставаться в ловушке внутри медленно разлагающейся пены.

Это исследование было опубликовано в журнале Nature.

Немногим более трех десятилетий мировые сообщества объединились для исторического соглашения, чтобы не дать разрастаться дыре в озоновом слое. Этот международный договор, известный как Монреальский протокол, запретил использование вредных химических веществ, пагубно влияющих на естественный озоновый барьер Земли, который, в свою очередь, защищает нас от ультрафиолетового излучения Солнца.

Недавно опубликованная статья в журнале Европейского Сообщества Геофизических наук « Атмосферная химия и физика» говорит о том, что восстановление озонового слоя на более низких широтах происходит не так, как ожидалось. В частности, озоновый слой на средних и низких широтах, где проживает большинство людей, демонстрирует неожиданное снижение по причинам, которые всё ещё неясны.

Сегодня он ниже, чем 20 лет назад, а это важно, потому что полученные данные не соответствуют тому, что предполагают наши модели атмосферных процессов, которые должны происходить в нижних слоях стратосферы.

Полученные результаты могут быть признаком проблемы, связанной с неточностью моделей атмосферной циркуляции, которыми пользовались до сих пор. Но озоновый слой также может становиться тоньше из-за того, что разрушающие озон вещества, такие как хлор и бром, не регулируемые в рамках Монреальского протокола, достигают озонового слоя стратосферы.

Учёные делают предположения, что участие так называемых «очень короткоживущих веществ», примером которых являются хлор и бром, ранее игнорировалось, поскольку они не должны были просуществовать достаточно долго в свободном состоянии, чтобы достичь озонового слоя. Поэтому исследователи предлагают откорректировать существующие модели циркуляции атмосферы Земли с учётом предполагаемых факторов.

Пока ясно лишь одно: всё ещё необъяснимое снижение озона на низких широтах не следует воспринимать как провал Монреальского протокола, благодаря которому к 2030 году случится на миллион случаев рака кожи в год меньше. Протокол также помогает бороться с изменением климата: с 1989 по 2013 годы предусмотренные меры помогли избежать выбросов в атмосферу загрязняющих веществ в количестве 135 миллиардов тонн. Это эквивалентно выбросам примерно 5,6 милиардов тонн CO2 в год.

Учёные считают, что дальнейшие действия против изменения климата в рамках Монреальского и Парижского климатических соглашений необходимо продолжать. По крайней мере, требуется постоянный мониторинг как озонового слоя, так и атмосферы Земли в целом, поскольку могут появляться новые неожиданные экологические факторы, не учитываемые существующими климатическими моделями.