Az ózonréteg helyreáll, lyukak nőnek: hogyan lehetséges ez?

2022-ben a Meteorológiai Világszervezet (WMO) és az Egyesült Nemzetek Környezetvédelmi Programja mutatkozott be

az ózonréteg lebontását értékelő jelentésa Föld rétege. Négyévente végeznek ilyen vizsgálatot az ózonréteget lebontó anyagokról szóló Montreali Jegyzőkönyv céljainak megvalósulásának értékelésére. A hosszú távú megfigyelések eredményei a földi légkör védőrétegének fokozatos helyreállását mutatják.

Ugyanakkor a Monitoring Szolgálat kutatóiAz Európai Kopernikusz űrprogram atmoszférája szerint az Antarktisz felett 2022-ben a 12. legnagyobb ózonlyuk volt a megfigyelések 43 évében. Ugyanakkor három egymást követő évben rendellenesen későn záródik be a Föld déli pólusa feletti ózonlyuk: csak december végén.

Az ózonréteg változása 2022-ben. Videó: Copernicus Atmosphere Monitoring Service, ECMWF

Mi az ózonréteg és az ózonlyuk?

Az ózon színtelen gáz, amely mindenben megtalálhatóa légkör rétegei. Ez az oxigén allotróp módosítása, amelyben ennek a kémiai elemnek három atomja kapcsolódik. Az ózon nagyon erős oxidálószer: sokkal reaktívabb, mint a kétatomos oxigén, és szinte minden fémmel és nemfémmel, sok szervetlen és szerves anyaggal kémiai kölcsönhatásba lép.

A Föld légkörében található ózon nagy része (körülbelül 90%)a sztratoszférában van. A Föld gáznemű burkának része, amely körülbelül 10-16 km-es magasságban kezdődik (szélességtől függően) a bolygó felszíne felett, és körülbelül 50 km-es magasságig terjed. A sztratoszférában lévő ózon megvédi a földi életet a kemény ultraibolya sugárzástól.

Az ózon eloszlása ​​a légkörben."Hasznos ózonnak" azt tekintjük, amely a sztratoszférában képződik a Föld felszínétől 15 km felett. Ez a terület védi az élő szervezeteket a káros ultraibolya sugárzástól. A bolygó felszínéhez közeli troposzférában az ózonkoncentráció növekedése antropogén kibocsátással jár, és káros, mérgező jellegű. Kép: Salawitch et al, WMO, 2019; Kopernikusz légkörfigyelő szolgáltatás

Az ózonlyuk egy olyan terület, amely jellemzően benne vanpoláris régiók, ahol a teljes ózontartalom a légkörben (1 m² területű levegőoszlopban) 220 Dobson egység alá esik. Egy ilyen egység 10 mikronos ózonrétegnek felel meg normál nyomáson és hőmérsékleten.

Általában, amikor az emberek ózonlyukakról beszélnek,az Antarktisz feletti ózonréteg elvékonyodására utal. Ennek oka, hogy a déli pólus felett kialakuló speciális meteorológiai és kémiai viszonyok fokozzák az antropogén hatást a sztratoszférára.

Az ózonlyuk legnagyobb mérete az Antarktisz felett 1979 és 2022 között. Kép: KAMERÁK

Alacsony hőmérséklet a sarki éjszaka és a különbséghideg pólusok és melegebb mérsékelt égövi zónák sztratoszférikus poláris örvény kialakulásához vezetnek. Erős légáramlatokból áll, amelyek magasan keringenek a légkörben az Antarktisz felett, elzárják a felette lévő hideg levegőt, és lehetővé teszik az ózonréteget lebontó vegyszerek felhalmozódását. Ennek eredményeként a déli féltekén minden tavasszal ózonlyuk képződik a régió felett.

Azonban nem ez az egyetlen ismerthasonló tárgy. Hasonló (bár az anyaország hegyvonulataihoz való közelség miatt kevésbé szabályos és kevésbé stabil) folyamatok az Északi-sarkon is megfigyelhetők. Egy kanadai kutató pedig tavaly egy nagy ózonlyuk felfedezéséről számolt be a trópusi régióban. 

Hogyan változott az ózonlyuk 2022-ben?

Mint minden évben, most is beköszönt az ausztrál nyár (inA déli féltekén a tavasz szeptemberben kezdődik, a nyár pedig decemberben) a viszonylag magasabb sztratoszférikus hőmérséklet hatására a sarki örvény felbomlik. Ennek eredményeként a középső szélességi körökben az ózon magasabb koncentrációja a déli sarki régió felé mozdul el, kitöltve a kimerült területet és bezárva a lyukat.

Éves szezonális kialakítás és lezárásózonlyuk az Antarktisz felett. A hosszú távú megfigyelések és anomáliás értékek átlagolt adatai a 2020–2022-es időszakra. Kép: Copernicus Atmosphere Monitoring Service, ECMWF

De míg az ózonlyuk átlagos területeÁltalában októberben gyorsan, novemberben pedig még gyorsabban csökken, az elmúlt három évben a kutatók megfigyelték, hogy az ózonlyuk novemberig fennmarad, és csak decemberben záródik be. A hosszú távú megfigyelések szerint ez október végén vagy novemberben történt, 2022-ben pedig csak december közepén záródott be az ózonlyuk. Ugyanakkor a 2020-as megfigyelések történetének leghosszabb ózonlyukja még tovább tartott, és csak december 28-án záródott be.

Egy műholdas tanulmány kimutatta, hogy 2022évben az ózonlyuk legnagyobb területe csaknem 25 millió km² volt. Ez a 12. eredmény az 1979 óta tartó megfigyelések teljes történetében. Ugyanakkor a kutatók korábban a lyuk területének 2000 óta tartó hosszú távú csökkenését figyelték meg, csak az elmúlt három év törte meg ezt a tendenciát.

Az ózonlyuk területe a Déli-sark felett hosszú távú megfigyelések szerint. Kép: KAMERÁK

Az ózonréteg helyreállítása vagy lyukak növekedése?

Amint azt az ENSZ és a WMO tanulmánya megállapította,Az ózonréteget lebontó anyagok koncentrációja a sztratoszférában, bár lassan, de változik: a 90-es évek vége óta folyamatosan csökken. Ez a kutatók szerint az ózonréteget lebontó anyagokról szóló Montreali Jegyzőkönyv elfogadásának köszönhető. Ez az 1987-ben elfogadott és 1989-ben hatályba lépett dokumentum az ózonréteg védelmét szolgáló intézkedések listáját határozta meg. Mindenekelőtt fokozatos korlátozást vezetett be a klórozott-fluorozott szénhidrogének előállítására és felhasználására vonatkozóan.

Az ózont lebontó anyagok mennyiségének csökkentése a troposzférában. Megfigyelési adatok és előrejelzés. Kép: WMO, UNEP, NOAA, NASA, Európai Bizottság

Azonban az a tény, hogy ez a hosszadalmasAz "ózonlyuk-szezon" sorozatban harmadszor ismétlődik, ami arra utal, hogy további tényezők is hatnak a Déli-sark sztratoszférájában. Az Európai Kopernikusz űrprogram légkörfigyelő szolgálatának kutatói három lehetséges tényezőt neveznek meg, amelyek közül kettő állandó, a harmadik pedig csak 2022-re jellemző.

Először is a méret és az élettartamaz ózonlyuk a sarki örvény erősségétől függhet. A sok éghajlati tényező hatására kialakuló alacsony légköri nyomású területen nagyobb mennyiségű káros anyag halmozódik fel. Például az ózonlyuk kialakulását 2019-ben hirtelen megállította az Antarktisz felett szeptemberben bekövetkezett hirtelen sztratoszféra-felmelegedés, amely megzavarta a sarki örvényt.

Ezenkívül egy ózonréteget lebontó terület a sugárzási hatáson keresztül visszacsatoló hurkot hoz létre, lelassítva a sztratoszféra tavaszi felmelegedését, ezáltal meghosszabbítva az ózonlyuk élettartamát.

Másodszor, a globális felmelegedéshűtőhatás a középső és felső sztratoszférában: az üvegházhatás csökkenti a föld légkörének különböző rétegei közötti cserét (a melegebb légtömegek „bezárva” maradnak az alsóbb rétegekben). A kutatók szerint a sztratoszféra hőmérsékletének csökkenése befolyásolja az ózonlyukak növekedését és "élettartamának" növekedését.

Végül 2022-ben volt egy hatalmas kitörésHunga-Tonga-Hunga-Haapai vulkán. Az aeroszolok és hamurészecskék hatalmas tömbjének felszabadulása évek óta az egyik legnagyobb zavart okozta a sztratoszférában. Bár a kibocsátás hatása az ózonréteg állapotára még mindig kevéssé ismert, a kutatók úgy vélik, hogy ez az ózonlyuk méretének és élettartamának növekedéséhez vezethet.

Az ózonlyukak területének változásai hosszú távú megfigyelésekben. Videó: Kopernikusz légkörfigyelő szolgáltatás

Mindez arra utal, hogy helyiAz Antarktiszon évről évre bekövetkező változások nem mondanak ellent a Föld légkörében az ózonréteg egészének helyreállítására irányuló globális tendenciának. Az ózont lebontó vegyszerek hosszú élettartama miatt azonban ez még több évtizedet vesz igénybe.

Az ENSZ és a WMO jelentésében azt jósoljaAz Antarktisz szubpoláris régióiban az ózonkoncentráció csak 2066-ra tér vissza az 1980 előtti szintre. Ugyanakkor az Északi-sarkvidékre vonatkozó előrejelzés pozitívabb - 2045, és átlagosan a Föld nagy részén az északi 60 ° közötti zónában. és 60° D – 2040 körül.

Olvass tovább:

Egy óriási napfolt a Föld felé fordul. Szabad szemmel látható

A tudósok rájöttek, hogyan lehet helyreállítani a szívet egy roham után

A TESS felfedezett egy "új Földet": egy vízzel rendelkező kőbolygó a lakható zónában található