وفي عام 2022، قدمت المنظمة العالمية للأرصاد الجوية (WMO) وبرنامج الأمم المتحدة للبيئة
في نفس الوقت باحثون من دائرة المراقبةأفاد الغلاف الجوي لبرنامج الفضاء الأوروبي كوبرنيكوس أن ثقب الأوزون فوق القارة القطبية الجنوبية في عام 2022 كان ثاني أكبر ثقب في 43 عامًا من الملاحظات. في الوقت نفسه ، لمدة ثلاث سنوات متتالية ، انغلق ثقب الأوزون فوق القطب الجنوبي للأرض بشكل غير طبيعي في وقت متأخر: فقط في نهاية شهر ديسمبر.
تغير في طبقة الأوزون عام 2022. فيديو: خدمة مراقبة الغلاف الجوي كوبرنيكوس ، ECMWF
ما هي طبقة الاوزون وثقب الاوزون؟
الأوزون هو غاز عديم اللون موجود في الكلطبقات الغلاف الجوي. هذا تعديل متآصل للأكسجين ، حيث ترتبط ثلاث ذرات من هذا العنصر الكيميائي. الأوزون هو عامل مؤكسد قوي للغاية: فهو أكثر تفاعلًا من الأكسجين ثنائي الذرة ويدخل في تفاعل كيميائي مع جميع المعادن وغير المعدنية تقريبًا ، والعديد من المواد غير العضوية والعضوية.
معظم الأوزون في الغلاف الجوي للأرض (حوالي 90٪)يقع في الستراتوسفير. إنه جزء من الغلاف الغازي للأرض الذي يبدأ على ارتفاع حوالي 10-16 كم (حسب خط العرض) فوق سطح الكوكب ويمتد إلى ارتفاع حوالي 50 كم. يحمي الأوزون الموجود في الستراتوسفير الحياة على الأرض من الأشعة فوق البنفسجية القاسية.
توزيع الأوزون في الغلاف الجوي.يعتبر "الأوزون المفيد" هو ذلك الذي يتكون في الستراتوسفير على بعد 15 كم من سطح الأرض. هذه المنطقة هي التي تحمي الكائنات الحية من الأشعة فوق البنفسجية الضارة. ترتبط زيادة تركيز الأوزون في طبقة التروبوسفير بالقرب من سطح الكوكب بالانبعاثات البشرية المنشأ ولها طابع سام ضار. الصورة: Salawitch et al ، المنظمة العالمية للأرصاد الجوية ، 2019 ؛ خدمة مراقبة الغلاف الجوي في كوبرنيكوس
ثقب الأوزون هو منطقة تقع عادة فيالمناطق القطبية، التي يقل فيها إجمالي محتوى الأوزون في عمود الغلاف الجوي (عمود من الهواء مساحته 1 متر مربع) عن 220 وحدة دوبسون. وتعادل إحدى هذه الوحدات طبقة أوزون بحجم 10 ميكرون عند الضغط ودرجة الحرارة القياسية.
عادة، عندما يتحدث الناس عن ثقوب الأوزون،تشير إلى ترقق طبقة الأوزون فوق القارة القطبية الجنوبية. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن الظروف الجوية والكيميائية الخاصة التي تتشكل فوق القطب الجنوبي تزيد من التأثير البشري على طبقة الستراتوسفير.
الحجم الأقصى لثقب الأوزون فوق القارة القطبية الجنوبية من 1979 إلى 2022. الصورة: CAMS
انخفاض درجات الحرارة في الليل القطبي والفرق بينهماتؤدي الأعمدة الباردة والمناطق المعتدلة الأكثر دفئًا إلى تكوين دوامة قطبية الستراتوسفير. وهو يتألف من تيارات هواء قوية تدور عالياً في الغلاف الجوي فوق القارة القطبية الجنوبية ، مما يؤدي إلى عزل الهواء البارد أعلاه والسماح بتراكم المواد الكيميائية المستنفدة لطبقة الأوزون. نتيجة لذلك ، يتشكل ثقب الأوزون فوق المنطقة كل ربيع في نصف الكرة الجنوبي.
ومع ذلك، هذا ليس الوحيد المعروفكائن مماثل. ويمكن أيضًا ملاحظة عمليات مماثلة (وإن كانت أقل انتظامًا وأقل استقرارًا بسبب قربها من سلاسل الجبال في البر الرئيسي) في القطب الشمالي. وأعلن باحث كندي العام الماضي عن اكتشاف ثقب كبير في الأوزون في المنطقة الاستوائية.
كيف تغير ثقب الأوزون في عام 2022؟
كما هو الحال في كل عام، فإن وصول الصيف الأسترالي (فيفي نصف الكرة الجنوبي، يبدأ الربيع في سبتمبر والصيف في ديسمبر) مع ارتفاع درجات الحرارة في الستراتوسفير نسبيًا يؤدي إلى تفكك الدوامة القطبية. ونتيجة لذلك، فإن التركيزات الأعلى للأوزون في خطوط العرض الوسطى تتحرك نحو المنطقة القطبية الجنوبية، مما يملأ المنطقة المستنفدة ويغلق الثقب.
التكوين والإغلاق الموسمي السنويثقب الأوزون فوق القارة القطبية الجنوبية. بيانات متوسّطة للملاحظات طويلة الأمد والقيم الشاذة للفترة 2020-2022. الصورة: خدمة مراقبة الغلاف الجوي في كوبرنيكوس ، ECMWF
لكن بينما يبلغ متوسط مساحة ثقب الأوزونعادة ما يتناقص بسرعة في أكتوبر وحتى أسرع في نوفمبر ، في السنوات الثلاث الماضية ، لاحظ الباحثون أن ثقب الأوزون يستمر حتى نوفمبر ويغلق فقط في ديسمبر. تظهر الملاحظات طويلة المدى أن هذا كان يحدث في أواخر أكتوبر أو نوفمبر ، وفي عام 2022 تم إغلاق ثقب الأوزون فقط في منتصف ديسمبر. في الوقت نفسه ، استمر أطول ثقب للأوزون في تاريخ عمليات المراقبة في عام 2020 لفترة أطول ولم يغلق إلا في 28 ديسمبر.
وأظهرت دراسة عبر الأقمار الصناعية أنه في عام 2022في العام الماضي، بلغت المساحة القصوى لثقب الأوزون حوالي 25 مليون كيلومتر مربع. وهذه هي النتيجة الثانية عشرة في تاريخ الملاحظات منذ عام 1979. وفي الوقت نفسه، سجل الباحثون سابقا اتجاها طويل الأمد نحو تقليص مساحة الحفرة منذ عام 2000، ولم تكسر هذا الاتجاه إلا السنوات الثلاث الأخيرة.
مساحة ثقب الأوزون فوق القطب الجنوبي حسب الملاحظات طويلة المدى. الصورة: CAMS
استعادة طبقة الأوزون أم نمو الثقوب؟
كما لوحظ في دراسة أجرتها الأمم المتحدة والمنظمة العالمية للأرصاد الجوية ،إن تركيز المواد المستنفدة للأوزون في الستراتوسفير ، وإن كان بطيئاً ، آخذ في التغير: فقد أخذ في الانخفاض منذ أواخر التسعينيات. ويرجع ذلك ، وفقًا للباحثين ، إلى اعتماد بروتوكول مونتريال بشأن المواد المستنفدة لطبقة الأوزون. هذه الوثيقة ، التي تم تبنيها في عام 1987 ودخلت حيز التنفيذ في عام 1989 ، حددت قائمة من التدابير لحماية طبقة الأوزون. بادئ ذي بدء ، أدخل قيدًا تدريجيًا على إنتاج واستخدام مركبات الكربون الكلورية فلورية.
تقليل كمية المواد التي تدمر طبقة الأوزون في طبقة التروبوسفير. بيانات الرصد والتنبؤ. الصورة: المنظمة العالمية للأرصاد الجوية ، برنامج الأمم المتحدة للبيئة ، NOAA ، ناسا ، المفوضية الأوروبية
ومع ذلك ، فإن حقيقة أن هذا مطوليتكرر "موسم ثقب الأوزون" للمرة الثالثة على التوالي ، مما يشير إلى احتمال وجود عوامل إضافية في طبقة الستراتوسفير بالقطب الجنوبي. قام باحثون من خدمة مراقبة الغلاف الجوي لبرنامج الفضاء الأوروبي كوبرنيكوس بتسمية ثلاثة عوامل محتملة ، اثنان منها ثابتان ، والثالث مميز فقط لعام 2022.
أولاً ، الحجم والعمرقد يعتمد ثقب الأوزون على قوة الدوامة القطبية. تتراكم منطقة الضغط الجوي المنخفض التي تشكلت تحت تأثير العديد من العوامل المناخية كمية أكبر من المواد الضارة. على سبيل المثال ، توقف تطوير ثقب الأوزون في عام 2019 بشكل مفاجئ بسبب الاحترار المفاجئ في الستراتوسفير فوق القارة القطبية الجنوبية في سبتمبر ، مما أدى إلى تعطيل الدوامة القطبية.
بالإضافة إلى ذلك ، فإن المنطقة المستنفدة للأوزون تخلق حلقة تغذية مرتدة من خلال التأثير الإشعاعي ، مما يبطئ الاحترار الربيعي لطبقة الستراتوسفير وبالتالي إطالة عمر ثقب الأوزون.
ثانيا ، الاحتباس الحراريتأثير التبريد في الطبقة الوسطى والعليا من الستراتوسفير: يقلل تأثير الاحتباس الحراري التبادل بين الطبقات المختلفة من الغلاف الجوي للأرض (تظل الكتل الهوائية الأكثر دفئًا "مغلقة" في الطبقات السفلية). وفقا للباحثين ، فإن انخفاض درجة حرارة الستراتوسفير يؤثر على نمو وزيادة "متوسط العمر المتوقع" لثقوب الأوزون.
أخيرًا ، في عام 2022 كان هناك انفجار قويبركان هونغا - تونغا - هونغغا - هاباي. أدى إطلاق مجموعة ضخمة من الهباء الجوي وجزيئات الرماد إلى واحدة من أكبر الاضطرابات في الستراتوسفير منذ سنوات عديدة. على الرغم من أن تأثير الإطلاق على حالة طبقة الأوزون لا يزال غير مفهوم إلا أن الباحثين يعتقدون أنه يمكن أن يؤدي إلى زيادة حجم وعمر ثقب الأوزون.
التغييرات في مجال ثقوب الأوزون في عمليات الرصد طويلة المدى. فيديو: خدمة كوبرنيكوس لمراقبة الغلاف الجوي
كل هذا يدل على أن المحليةإن التغيرات السنوية في القارة القطبية الجنوبية لا تتعارض مع الاتجاه العالمي نحو استعادة طبقة الأوزون ككل في الغلاف الجوي للأرض. ومع ذلك، ونظرًا للعمر الطويل للمواد الكيميائية التي تدمر الأوزون، فسوف يستغرق الأمر عدة عقود أخرى.
وتتوقع الأمم المتحدة والمنظمة العالمية للأرصاد الجوية في تقريرهما أنالمناطق شبه القطبية في أنتاركتيكا ، ستعود تركيزات الأوزون إلى مستويات ما قبل 1980 فقط بحلول عام 2066. في الوقت نفسه ، تكون التوقعات الخاصة بالقطب الشمالي أكثر إيجابية - 2045 ، وفي المتوسط بالنسبة لمعظم الكرة الأرضية في المنطقة الواقعة بين 60 درجة شمالًا. و 60 درجة جنوبا - حوالي عام 2040.
قراءة المزيد:
بقعة شمسية عملاقة تتجه نحو الأرض. إنه مرئي للعين المجردة
اكتشف العلماء كيفية استعادة القلب بعد النوبة
اكتشف TESS "أرضًا جديدة": كوكب حجري به ماء يقع في المنطقة الصالحة للسكن