2022. gadā prezentēja Pasaules Meteoroloģijas organizācija (PMO) un Apvienoto Nāciju Organizācijas Vides programma
Tajā pašā laikā Uzraudzības dienesta pētniekiEiropas kosmosa programmas Copernicus atmosfēra ziņoja, ka ozona caurums virs Antarktīdas 2022. gadā bija 12. lielākais novērojumu 43 gadu laikā. Tajā pašā laikā trīs gadus pēc kārtas ozona caurums virs Zemes dienvidu pola aizveras anomāli vēlu: tikai decembra beigās.
Ozona slāņa izmaiņas 2022. gadā. Video: Copernicus Atmosfēras uzraudzības dienests, ECMWF
Kas ir ozona slānis un ozona caurums?
Ozons ir bezkrāsaina gāze, kas atrodama visāsatmosfēras slāņi. Šī ir skābekļa alotropiskā modifikācija, kurā ir savienoti trīs šī ķīmiskā elementa atomi. Ozons ir ļoti spēcīgs oksidētājs: tas ir daudz reaktīvāks nekā divatomiskais skābeklis un nonāk ķīmiskā mijiedarbībā ar gandrīz visiem metāliem un nemetāliem, daudzām neorganiskām un organiskām vielām.
Lielākā daļa ozona zemes atmosfērā (apmēram 90%)atrodas stratosfērā. Tā ir daļa no Zemes gāzveida apvalka, kas sākas aptuveni 10–16 km augstumā (atkarībā no platuma) virs planētas virsmas un stiepjas līdz aptuveni 50 km augstumam. Ozons stratosfērā aizsargā dzīvību uz Zemes no skarbā ultravioletā starojuma.
Ozona izplatība atmosfērā.Par "noderīgo ozonu" tiek uzskatīts tas, kas veidojas stratosfērā virs 15 km no Zemes virsmas. Tieši šī zona aizsargā dzīvos organismus no kaitīgā ultravioletā starojuma. Ozona koncentrācijas palielināšanās troposfērā netālu no planētas virsmas ir saistīta ar antropogēnām emisijām, un tai ir kaitīgs, toksisks raksturs. Attēls: Salawitch et al, WMO, 2019; Copernicus atmosfēras uzraudzības dienests
Ozona caurums ir apgabals, kurā parasti atrodaspolārie apgabali, kuros kopējais ozona saturs atmosfēras kolonnā (gaisa kolonna ar laukumu 1 m²) nokrītas zem 220 Dobsona vienībām. Viena šāda vienība ir vienāda ar 10 mikronu ozona slāni standarta spiedienā un temperatūrā.
Parasti, kad cilvēki runā par ozona caurumiem,attiecas uz ozona slāņa retināšanu virs Antarktīdas. Tas ir saistīts ar faktu, ka īpašie meteoroloģiskie un ķīmiskie apstākļi, kas veidojas virs dienvidu pola, palielina antropogēno ietekmi uz stratosfēru.
Maksimālais ozona cauruma izmērs virs Antarktīdas no 1979. līdz 2022. gadam. Attēls: CAMS
Polārās nakts zemās temperatūras un starpība starpaukstie stabi un siltākas mērenās zonas noved pie stratosfēras polārā virpuļa veidošanās. Tas sastāv no spēcīgām gaisa straumēm, kas cirkulē augstu atmosfērā virs Antarktīdas, noslēdzot auksto gaisu un ļaujot uzkrāties ozonu noārdošām ķīmiskām vielām. Tā rezultātā katru pavasari dienvidu puslodē virs reģiona veidojas ozona caurums.
Tomēr tas nav vienīgais zināmaislīdzīgs objekts. Līdzīgus (kaut arī mazāk regulārus un mazāk stabilus kontinentālās kalnu grēdu tuvuma dēļ) procesus var novērot arī Ziemeļpolā. Un kāds Kanādas pētnieks pagājušajā gadā ziņoja par liela ozona cauruma atklāšanu tropu reģionā.
Kā ir mainījies ozona caurums 2022. gadā?
Kā katru gadu, Austrālijas vasaras atnākšana (inDienvidu puslodē pavasaris sākas septembrī un vasara decembrī) ar relatīvi augstāku stratosfēras temperatūru izraisa polāro virpuļu sadalīšanos. Rezultātā augstākas ozona koncentrācijas vidējos platuma grādos virzās uz dienvidu polāro reģionu, aizpildot noplicināto zonu un aizverot caurumu.
Ikgadējā sezonālā veidošanās un slēgšanaozona caurums virs Antarktīdas. Ilgtermiņa novērojumu un anomālo vērtību vidējie dati par 2020.–2022. Attēls: Copernicus Atmosfēras uzraudzības dienests, ECMWF
Bet, kamēr vidējais ozona cauruma laukumsparasti strauji samazinās oktobrī un vēl straujāk novembrī, pēdējos trīs gados pētnieki novērojuši, ka ozona caurums saglabājas līdz novembrim un aizveras tikai decembrī. Ilgtermiņa novērojumi liecina, ka agrāk tas notika oktobra beigās vai novembrī, un 2022. gadā ozona caurums aizvērās tikai decembra vidū. Tajā pašā laikā 2020. gada novērojumu vēsturē garākā ozona bedre ilga vēl ilgāk un aizvērās tikai 28. decembrī.
Satelītpētījums parādīja, ka 2022.ggadā ozona cauruma maksimālā platība bija gandrīz 25 miljoni km². Šis ir 12. rezultāts visā novērojumu vēsturē kopš 1979. gada. Tajā pašā laikā pētnieki iepriekš ir reģistrējuši ilgtermiņa tendenci uz cauruma laukuma samazināšanos kopš 2000. gada tikai pēdējos trīs gados.
Ozona cauruma laukums virs Dienvidpola saskaņā ar ilgtermiņa novērojumiem. Attēls: CAMS
Ozona slāņa atjaunošana vai caurumu augšana?
Kā norādīts ANO un WMO pētījumā,Ozona slāni noārdošo vielu koncentrācija stratosfērā, lai arī lēni, tomēr ir mainījusies: kopš 90. gadu beigām tā samazinās. Tas, pēc pētnieku domām, ir saistīts ar Monreālas protokola par vielām, kas noārda ozona slāni, pieņemšanu. Šis dokuments, kas pieņemts 1987. gadā un stājās spēkā 1989. gadā, definēja ozona slāņa aizsardzības pasākumu sarakstu. Pirmkārt, viņš ieviesa pakāpenisku hlorfluorogļūdeņražu ražošanas un izmantošanas ierobežojumu.
Ozonu iznīcinošo vielu daudzuma samazināšana troposfērā. Novērojumu dati un prognoze. Attēls: WMO, UNEP, NOAA, NASA, Eiropas Komisija
Tomēr fakts, ka šis garš"ozona caurumu sezona" atkārtojas trešo reizi pēc kārtas, liekot domāt, ka Dienvidpola stratosfērā var būt papildu faktori. Pētnieki no Eiropas kosmosa programmas Copernicus atmosfēras monitoringa dienesta nosauc trīs iespējamos faktorus, no kuriem divi ir nemainīgi, bet trešais ir raksturīgs tikai 2022. gadam.
Pirmkārt, izmērs un kalpošanas laiksozona caurums var būt atkarīgs no polārā virpuļa stipruma. Zema atmosfēras spiediena zonā, kas veidojas daudzu klimatisko faktoru ietekmē, uzkrājas lielāks kaitīgo vielu daudzums. Piemēram, ozona cauruma attīstību 2019. gadā pēkšņi apturēja pēkšņs stratosfēras sasilšanas notikums virs Antarktīdas septembrī, kas izjauca polāro virpuļu.
Turklāt ozona slāni noārdošā zona rada atgriezeniskās saites cilpu caur starojuma efektu, palēninot stratosfēras pavasara sasilšanu un tādējādi pagarinot ozona cauruma kalpošanas laiku.
Otrkārt, globālā sasilšana irdzesēšanas efekts vidējā un augšējā stratosfērā: siltumnīcas efekts samazina apmaiņu starp dažādiem zemes atmosfēras slāņiem (siltākas gaisa masas paliek "ieslēgtas" apakšējos slāņos). Pēc pētnieku domām, stratosfēras temperatūras pazemināšanās ietekmē ozona caurumu augšanu un "paredzamā mūža ilguma" palielināšanos.
Visbeidzot, 2022. gadā notika spēcīgs izvirdumsVulkāns Hunga-Tonga-Hunga-Haapai. Milzīga aerosolu un pelnu daļiņu klāsta izdalīšanās izraisīja vienu no lielākajiem stratosfēras traucējumiem daudzu gadu laikā. Lai gan izdalīšanās ietekme uz ozona slāņa stāvokli joprojām ir maz izprotama, pētnieki uzskata, ka tas varētu izraisīt ozona cauruma izmēra un dzīves ilguma palielināšanos.
Izmaiņas ozona caurumu zonā ilgtermiņa novērojumos. Video: Copernicus atmosfēras uzraudzības dienests
Tas viss liecina, ka vietējāgada izmaiņas Antarktīdā nav pretrunā ar globālo tendenci atjaunot ozona slāni kopumā Zemes atmosfērā. Tomēr, ņemot vērā ozonu iznīcinošo ķīmisko vielu ilgo kalpošanas laiku, tas prasīs vēl vairākas desmitgades.
ANO un PMO savā ziņojumā prognozē, kaAntarktīdas subpolārajos reģionos ozona koncentrācija atgriezīsies līmenī, kāds bija pirms 1980. gada, tikai līdz 2066. gadam. Tajā pašā laikā prognoze Arktikai ir pozitīvāka - 2045, un vidēji lielākajai daļai zemeslodes zonā, kas atrodas starp 60 ° Z. un 60° S — ap 2040. gadu.
Lasīt vairāk:
Milzu saules plankums griežas pret Zemi. Tas ir redzams ar neapbruņotu aci
Zinātnieki ir izdomājuši, kā atjaunot sirdi pēc uzbrukuma
TESS atklāja "jaunu Zemi": akmens planēta ar ūdeni atrodas apdzīvojamajā zonā