Vuonna 2022 Maailman ilmatieteen järjestö (WMO) ja YK:n ympäristöohjelma esittelivät
Samaan aikaan tarkkailupalvelun tutkijatEurooppalaisen Copernicus-avaruusohjelman ilmapiiri raportoi, että Etelämantereen päällä vuonna 2022 syntynyt otsoniaukko oli 12. suurin 43 vuoden aikana. Samanaikaisesti kolmen vuoden peräkkäin otsoniaukko Maan etelänavan yläpuolella sulkeutuu poikkeuksellisen myöhään: vasta joulukuun lopussa.
Otsonikerroksen muutos vuonna 2022. Video: Copernicus Atmosphere Monitoring Service, ECMWF
Mikä on otsonikerros ja otsoniaukko?
Otsoni on väritön kaasu, jota löytyy kaikistailmakehän kerroksia. Tämä on hapen allotrooppinen modifikaatio, jossa tämän kemiallisen alkuaineen kolme atomia on yhdistetty. Otsoni on erittäin voimakas hapettava aine: se on paljon reaktiivisempi kuin kaksiatominen happi ja tulee kemialliseen vuorovaikutukseen lähes kaikkien metallien ja ei-metallien, monien epäorgaanisten ja orgaanisten aineiden kanssa.
Suurin osa maapallon ilmakehän otsonista (noin 90 %)on stratosfäärissä. Se on osa Maan kaasuvaippaa, joka alkaa noin 10–16 km:n korkeudesta (leveysasteesta riippuen) planeetan pinnan yläpuolella ja ulottuu noin 50 km:n korkeuteen. Stratosfäärissä oleva otsoni suojaa maapallon elämää ankaralta ultraviolettisäteilyltä.
Otsonin jakautuminen ilmakehään."Hyödyllinen otsoni" on otsoni, joka muodostuu stratosfäärissä yli 15 km:n etäisyydellä maan pinnasta. Tämä alue suojaa eläviä organismeja haitallisilta ultraviolettisäteilyltä. Otsonipitoisuuden kasvu troposfäärissä lähellä planeetan pintaa liittyy ihmisen aiheuttamiin päästöihin ja sillä on haitallinen, myrkyllinen luonne. Kuva: Salawitch et al, WMO, 2019; Copernicus Atmosphere Monitoring Service
Otsoniaukko on tyypillisesti aluenapa-alueet, joissa kokonaisotsonipitoisuus ilmakehän kolonnissa (ilmapatsas, jonka pinta-ala on 1 m²) laskee alle 220 Dobson-yksikön. Yksi tällainen yksikkö vastaa 10 mikronin otsonikerrosta vakiopaineessa ja -lämpötilassa.
Yleensä kun ihmiset puhuvat otsonirei'istä,viittaavat otsonikerroksen ohenemiseen Etelämantereen yllä. Tämä johtuu siitä, että etelänavan yläpuolelle muodostuvat erityiset meteorologiset ja kemialliset olosuhteet lisäävät ihmisen aiheuttamaa vaikutusta stratosfääriin.
Etelämantereen yläpuolella olevan otsoniaukon enimmäiskoko vuosina 1979–2022. Kuva: CAMS
Napayön alhaiset lämpötilat ja niiden välinen erokylmät navat ja lämpimät lauhkeat vyöhykkeet johtavat stratosfäärin napapyörteen muodostumiseen. Se koostuu voimakkaista ilmavirroista, jotka kiertävät korkealla ilmakehässä Etelämantereen yllä, sulkevat kylmän ilman yläpuolella ja mahdollistavat otsonikerrosta heikentävien kemikaalien kerääntymisen. Tämän seurauksena alueen päälle muodostuu joka kevät otsoniaukko eteläisellä pallonpuoliskolla.
Tämä ei kuitenkaan ole ainoa tiedossa olevasamanlainen kohde. Samanlaisia (vaikkakin vähemmän säännöllisiä ja vähemmän vakaita mantereen vuoristoalueiden läheisyyden vuoksi) prosesseja voidaan havaita myös pohjoisnavalla. Ja kanadalainen tutkija raportoi viime vuonna suuren otsoniaukon löytämisestä trooppisella alueella.
Miten otsoniaukko on muuttunut vuonna 2022?
Kuten joka vuosi, Australian kesä saapuu (inEteläisellä pallonpuoliskolla kevät alkaa syyskuussa ja kesä joulukuussa) suhteellisesti korkeampi stratosfäärin lämpötila saa napapyörteen hajoamaan. Tämän seurauksena korkeammat otsonipitoisuudet keskileveysasteilla siirtyvät kohti etelänapa-aluetta täyttäen köyhtyneen alueen ja sulkeen aukon.
Vuotuinen kausimuodostus ja sulkeminenotsoniaukko Etelämantereen yllä. Pitkäaikaisten havaintojen ja poikkeavien arvojen keskiarvotiedot vuosilta 2020–2022. Kuva: Copernicus Atmosphere Monitoring Service, ECMWF
Mutta vaikka otsoniaukon keskimääräinen pinta-alayleensä vähenee nopeasti lokakuussa ja vielä nopeammin marraskuussa, viimeisen kolmen vuoden aikana, tutkijat ovat havainneet, että otsoniaukko säilyy marraskuuhun asti ja sulkeutuu vasta joulukuussa. Pitkän aikavälin havainnot osoittavat, että tämä tapahtui aiemmin lokakuun lopussa tai marraskuussa, ja vuonna 2022 otsoniaukko sulkeutui vasta joulukuun puolivälissä. Samaan aikaan vuoden 2020 havaintohistorian pisin otsoniaukko kesti vielä pidempään ja sulkeutui vasta 28. joulukuuta.
Satelliittitutkimus osoitti, että vuonna 2022vuonna otsoniaukon enimmäispinta-ala oli lähes 25 miljoonaa km². Tämä on 12. tulos koko havaintohistoriassa vuodesta 1979 lähtien. Samaan aikaan tutkijat havaitsivat aiemmin pitkän aikavälin trendin reiän pinta-alan pienentymiseen vuodesta 2000 lähtien; vain viimeiset kolme vuotta ovat rikkoneet tämän suuntauksen.
Otsoniaukon pinta-ala etelänavan yläpuolella pitkän aikavälin havaintojen mukaan. Kuva: CAMS
Otsonikerroksen palautuminen vai reikien kasvu?
Kuten YK:n ja WMO:n tutkimuksessa todettiin,Otsonikerrosta heikentävien aineiden pitoisuus stratosfäärissä on, vaikkakin hitaasti, muuttunut: se on laskenut 1990-luvun lopulta lähtien. Tämä johtuu tutkijoiden mukaan Montrealin pöytäkirjan hyväksymisestä otsonikerrosta heikentävistä aineista. Tässä vuonna 1987 hyväksytyssä ja vuonna 1989 voimaan tulleessa asiakirjassa määriteltiin luettelo toimenpiteistä otsonikerroksen suojelemiseksi. Ensinnäkin hän otti käyttöön vaiheittaisen rajoituksen kloorifluorihiilivetyjen tuotantoon ja käyttöön.
Otsonia tuhoavien aineiden määrän vähentäminen troposfäärissä. Havaintotiedot ja ennusteet. Kuva: WMO, UNEP, NOAA, NASA, Euroopan komissio
Kuitenkin se, että tämä pitkä"otsoniaukkokausi" toistuu kolmatta kertaa peräkkäin, mikä viittaa siihen, että etelänavan stratosfäärissä voi olla muita tekijöitä. Eurooppalaisen Copernicus-avaruusohjelman ilmakehän seurantapalvelun tutkijat nimeävät kolme mahdollista tekijää, joista kaksi on vakioita ja kolmas vain vuodelle 2022.
Ensinnäkin koko ja käyttöikäotsoniaukko voi riippua napapyörteen voimakkuudesta. Monien ilmastotekijöiden vaikutuksesta muodostuva matalan ilmanpaineen alue kerää enemmän haitallisia aineita. Esimerkiksi otsoniaukon kehitys vuonna 2019 pysähtyi äkillisesti Etelämantereen yllä syyskuussa tapahtuneen stratosfäärin lämpenemisen vuoksi, joka häiritsi napapyörteen.
Lisäksi otsonikerrosta heikentävä alue luo säteilyvaikutuksen kautta takaisinkytkentäsilmukan, joka hidastaa stratosfäärin kevään lämpenemistä ja pidentää siten otsoniaukon käyttöikää.
Toiseksi ilmaston lämpeneminen onjäähdytysvaikutus keski- ja ylästratosfäärissä: kasvihuoneilmiö vähentää vaihtoa maapallon ilmakehän eri kerrosten välillä (lämpimät ilmamassat pysyvät "lukittuina" alemmissa kerroksissa). Tutkijoiden mukaan stratosfäärin lämpötilan lasku vaikuttaa otsoniaukkojen kasvuun ja pidentymiseen "elinajanodotuksessa".
Lopulta vuonna 2022 tapahtui voimakas purkausTulivuori Hunga-Tonga-Hunga-Haapai. Valtavan joukon aerosoli- ja tuhkahiukkasia vapautuminen johti yhteen suurimmista häiriöistä stratosfäärissä moneen vuoteen. Vaikka vapautumisen vaikutusta otsonikerroksen tilaan tiedetään vielä vähän, tutkijat uskovat, että se voi johtaa otsoniaukon koon ja käyttöiän pidentämiseen.
Muutokset otsoniaukojen alueella pitkän aikavälin havainnoissa. Video: Copernicus Atmosphere Monitoring Service
Kaikki tämä osoittaa, että paikallistaVuosittaiset muutokset Etelämantereella eivät ole ristiriidassa maailmanlaajuisen suuntauksen kanssa, jonka mukaan maapallon ilmakehän otsonikerros kokonaisuudessaan palautuu. Otsonia tuhoavien kemikaalien pitkästä käyttöiästä johtuen se kuitenkin vie vielä useita vuosikymmeniä.
YK ja WMO ennustavat raportissaan, ettäEtelämantereen subpolaarisilla alueilla otsonipitoisuudet palaavat vuotta 1980 edeltäneelle tasolle vasta vuoteen 2066 mennessä. Samaan aikaan arktisen alueen ennuste on positiivisempi - 2045, ja keskimäärin suurimmalle osalle maapalloa alueella, joka sijaitsee 60 ° N välillä. ja 60° S - noin 2040.
Lue lisää:
Jättiläiskä auringonpilkku kääntyy kohti maata. Se näkyy paljaalla silmällä
Tutkijat ovat keksineet, kuinka sydän palautetaan hyökkäyksen jälkeen
TESS löysi "uuden maan": kiviplaneetta, jossa on vettä, on asuttavalla alueella