בשנת 2022 הציגו הארגון המטאורולוגי העולמי (WMO) ותוכנית הסביבה של האו"ם
במקביל, חוקרים משירות הניטורהאווירה של תוכנית החלל האירופית קופרניקוס דיווחה כי החור באוזון מעל אנטארקטיקה בשנת 2022 היה ה-12 בגודלו ב-43 שנות תצפיות. במקביל, במשך שלוש שנים ברציפות, החור באוזון מעל הקוטב הדרומי של כדור הארץ נסגר באיחור חריג: רק בסוף דצמבר.
שינוי בשכבת האוזון בשנת 2022. וידאו: שירות ניטור אטמוספירה של קופרניקוס, ECMWF
מהי שכבת האוזון והחור באוזון?
אוזון הוא גז חסר צבע שנמצא בכלשכבות של האטמוספירה. זהו שינוי אלוטרופי של חמצן, שבו שלושה אטומים של יסוד כימי זה מחוברים. האוזון הוא חומר מחמצן חזק מאוד: הוא הרבה יותר תגובתי מחמצן דו-אטומי ונכנס לאינטראקציה כימית כמעט עם כל המתכות והלא-מתכות, הרבה חומרים אורגניים ואורגניים.
רוב האוזון באטמוספרה של כדור הארץ (כ-90%)נמצא בסטרטוספירה. הוא חלק ממעטפת הגזים של כדור הארץ שמתחילה בגובה של כ-10–16 ק"מ (תלוי בקו הרוחב) מעל פני כוכב הלכת ומתפרשת עד לגובה של כ-50 ק"מ. האוזון בסטרטוספירה מגן על החיים על פני כדור הארץ מקרינה אולטרה סגולה קשה.
התפלגות האוזון באטמוספרה."אוזון שימושי" נחשב לזה שנוצר בסטרטוספירה מעל 15 ק"מ מפני כדור הארץ. אזור זה הוא שמגן על אורגניזמים חיים מפני קרינה אולטרה סגולה מזיקה. עלייה בריכוז האוזון בטרופוספירה ליד פני כדור הארץ קשורה לפליטות אנתרופוגניות ובעלת אופי מזיק ורעיל. תמונה: Salawitch et al, WMO, 2019; שירות ניטור אווירה של קופרניקוס
החור באוזון הוא אזור שבדרך כלל נמצא בואזורי קוטב, שבהם תכולת האוזון הכוללת בעמוד האטמוספירה (עמודת אוויר בשטח של 1 מ"ר) יורדת מתחת ל-220 יחידות דובסון. יחידה כזו שווה לשכבת אוזון של 10 מיקרון בלחץ וטמפרטורה סטנדרטיים.
בדרך כלל, כשאנשים מדברים על חורים באוזון,מתייחסים לדילול שכבת האוזון מעל אנטארקטיקה. זאת בשל העובדה שהתנאים המטאורולוגיים והכימיים המיוחדים שנוצרים מעל הקוטב הדרומי מגבירים את ההשפעה האנתרופוגנית על הסטרטוספירה.
הגודל המרבי של חור באוזון מעל אנטארקטיקה מ-1979 עד 2022. תמונה: CAMS
טמפרטורות נמוכות של ליל הקוטב וההבדל ביןקטבים קרים ואזורים ממוזגים חמים יותר מובילים להיווצרות מערבולת קוטבית סטרטוספירית. הוא מורכב מזרמי אוויר חזקים שמסתובבים גבוה באטמוספירה מעל אנטארקטיקה, אוטמים את האוויר הקר שמעל ומאפשרים להצטברות כימיקלים המדלדלים את האוזון. כתוצאה מכך נוצר חור באוזון מעל האזור מדי אביב בחצי הכדור הדרומי.
עם זאת, זה לא היחיד הידועחפץ דומה. ניתן להבחין בתהליכים דומים (אם כי פחות סדירים ופחות יציבים בשל הקרבה לרכסי ההרים של היבשת) גם בקוטב הצפוני. וחוקר קנדי בשנה שעברה דיווח על גילוי של חור גדול באוזון באזור הטרופי.
כיצד השתנה החור באוזון בשנת 2022?
כמו בכל שנה, בוא הקיץ האוסטרלי (בבחצי הכדור הדרומי, האביב מתחיל בספטמבר והקיץ בדצמבר) עם טמפרטורות סטרטוספיריות גבוהות יחסית גורם למערבולת הקוטבית להתפרק. כתוצאה מכך, ריכוזים גבוהים יותר של אוזון בקווי הרוחב האמצעיים נעים לעבר אזור הקוטב הדרומי, ממלאים את האזור המדולדל וסוגרים את החור.
היווצרות וסגירה עונתית שנתיתחור באוזון מעל אנטארקטיקה. נתונים ממוצעים של תצפיות ארוכות טווח וערכים חריגים לשנים 2020–2022. תמונה: Copernicus Atmosphere Monitoring Service, ECMWF
אבל, בעוד השטח הממוצע של החור באוזוןבדרך כלל יורד במהירות באוקטובר ואפילו מהר יותר בנובמבר, בשלוש השנים האחרונות, חוקרים הבחינו כי החור באוזון נמשך עד נובמבר ונסגר רק בדצמבר. תצפיות ארוכות טווח מראות שזה היה קורה בסוף אוקטובר או נובמבר, ובשנת 2022 נסגר החור באוזון רק באמצע דצמבר. יחד עם זאת, חור האוזון הארוך ביותר בתולדות התצפיות בשנת 2020 נמשך עוד יותר ונסגר רק ב-28 בדצמבר.
מחקר לוויין הראה כי בשנת 2022בשנה, השטח המרבי של חור האוזון היה כמעט 25 מיליון קמ"ר. זוהי התוצאה ה-12 בכל ההיסטוריה של התצפיות מאז 1979. במקביל, חוקרים רשמו בעבר מגמה ארוכת טווח של צמצום שטח החור מאז שנת 2000 רק בשלוש השנים האחרונות שברו מגמה זו.
אזור חור האוזון מעל הקוטב הדרומי על פי תצפיות ארוכות טווח. תמונה: CAMS
שיקום שכבת האוזון או גידול חורים?
כפי שצוין במחקר של האו"ם וה-WMO,ריכוז החומרים המדלדלים את האוזון בסטרטוספירה, אם כי באיטיות, משתנה: הוא הולך ופוחת מאז סוף שנות ה-90. הדבר נובע, לדברי חוקרים, עם אימוץ פרוטוקול מונטריאול על חומרים המדלדלים את שכבת האוזון. מסמך זה, שאומץ ב-1987 ונכנס לתוקף ב-1989, הגדיר רשימה של אמצעים להגנה על שכבת האוזון. קודם כל, הוא הציג הגבלה מדורגת על ייצור ושימוש בכלורופלואורופחמנים.
הפחתת כמות החומרים ההורסים את האוזון בטרופוספירה. נתוני תצפית ותחזית. תמונה: WMO, UNEP, NOAA, נאס"א, הנציבות האירופית
עם זאת, העובדה כי זה ארוך"עונת החורים באוזון" חוזרת על עצמה בפעם השלישית ברציפות, מה שמצביע על כך שגורמים נוספים עשויים לפעול בסטרטוספרה של הקוטב הדרומי. חוקרים משירות הניטור האטמוספרי של תוכנית החלל הקופרניקוס האירופית מציינים שלושה גורמים אפשריים, שניים מהם קבועים, והשלישי אופייני רק לשנת 2022.
ראשית, גודל ותוחלת חייםהחור באוזון עשוי להיות תלוי בחוזקה של המערבולת הקוטבית. אזור הלחץ האטמוספרי הנמוך הנוצר בהשפעת גורמי אקלים רבים צובר כמות גדולה יותר של חומרים מזיקים. לדוגמה, התפתחות החור באוזון ב-2019 נעצרה בפתאומיות על ידי אירוע התחממות סטרטוספירי פתאומי מעל אנטארקטיקה בספטמבר ששיבש את מערבולת הקוטב.
בנוסף, אזור מדלדל אוזון יוצר לולאת משוב דרך אפקט הקרינה, מאט את התחממות האביב של הסטרטוספירה ולכן מאריך את חיי החור באוזון.
שנית, ההתחממות הגלובלית היאאפקט קירור בסטרטוספירה האמצעית והעליונה: אפקט החממה מפחית את החילוף בין שכבות שונות באטמוספירה של כדור הארץ (מסות אוויר חמות יותר נשארות "נעולות" בשכבות התחתונות). לדברי החוקרים, הירידה בטמפרטורת הסטרטוספירה משפיעה על הגדילה והעלייה ב"תוחלת החיים" של חורי האוזון.
לבסוף, בשנת 2022 הייתה התפרצות עוצמתיתהר הגעש הונגה-טונגה-הונגה-האפאי. שחרור של מערך עצום של אירוסולים וחלקיקי אפר הוביל לאחת ההפרעות הגדולות בסטרטוספירה מזה שנים רבות. למרות שהשפעת השחרור על מצב שכבת האוזון עדיין מעט מובנת, החוקרים מאמינים שהיא עלולה להוביל לגידול בגודל ובחייו של החור באוזון.
שינויים באזור חורי האוזון בתצפיות ארוכות טווח. וידאו: שירות ניטור אטמוספירה של קופרניקוס
כל זה מצביע על כך מקומישינויים משנה לשנה באנטארקטיקה אינם סותרים את המגמה העולמית לשיקום שכבת האוזון כולה באטמוספירה של כדור הארץ. עם זאת, בשל אורך החיים הארוך של הכימיקלים שהורסים את האוזון, זה ייקח עוד כמה עשורים.
האו"ם וה-WMO חוזים בדו"ח שלהם את זהבאזורים תת-קוטביים של אנטארקטיקה, ריכוזי האוזון יחזרו לרמות שלפני 1980 רק עד 2066. יחד עם זאת, התחזית לאזור הארקטי חיובית יותר - 2045, ובממוצע עבור רוב כדור הארץ באזור הממוקם בין 60 מעלות N. ו-60° S - בסביבות 2040.
קרא עוד:
כתם שמש ענק פונה לכיוון כדור הארץ. זה גלוי לעין בלתי מזוינת
מדענים הבינו כיצד לשקם את הלב לאחר התקף
TESS גילה "כדור הארץ חדש": כוכב לכת אבן עם מים נמצא באזור המגורים