2022 presenterade Världsmeteorologiska organisationen (WMO) och FN:s miljöprogram
Samtidigt forskare från ÖvervakningstjänstenAtmosfären i det europeiska rymdprogrammet Copernicus rapporterade att ozonhålet över Antarktis 2022 var det 12:e största på 43 års observationer. Samtidigt, tre år i rad, stängs ozonhålet ovanför jordens sydpol onormalt sent: först i slutet av december.
Förändring i ozonskiktet 2022. Video: Copernicus Atmosphere Monitoring Service, ECMWF
Vad är ozonskiktet och ozonhålet?
Ozon är en färglös gas som finns i allalager av atmosfären. Detta är en allotropisk modifiering av syre, där tre atomer av detta kemiska element är anslutna. Ozon är ett mycket kraftfullt oxidationsmedel: det är mycket mer reaktivt än diatomiskt syre och går in i kemisk interaktion med nästan alla metaller och icke-metaller, många oorganiska och organiska ämnen.
Det mesta av ozonet i jordens atmosfär (cirka 90 %)är i stratosfären. Det är en del av jordens gashölje som börjar på en höjd av cirka 10–16 km (beroende på latitud) över planetens yta och sträcker sig till en höjd av cirka 50 km. Ozon i stratosfären skyddar livet på jorden från hård ultraviolett strålning.
Fördelning av ozon i atmosfären."Användbart ozon" anses vara det som bildas i stratosfären över 15 km från jordens yta. Det är detta område som skyddar levande organismer från skadlig ultraviolett strålning. En ökning av koncentrationen av ozon i troposfären nära planetens yta är förknippad med antropogena utsläpp och har en skadlig, giftig karaktär. Bild: Salawitch et al, WMO, 2019; Copernicus Atmosphere Monitoring Service
Ozonhålet är ett område som vanligtvis ligger ipolära områden, där den totala ozonhalten i atmosfärskolonnen (en luftpelare med en yta på 1 m²) faller under 220 Dobson-enheter. En sådan enhet är lika med ett 10 mikron ozonskikt vid standardtryck och temperatur.
Vanligtvis när folk pratar om ozonhål,hänvisa till uttunningen av ozonskiktet över Antarktis. Detta beror på att de speciella meteorologiska och kemiska förhållandena som bildas ovanför sydpolen ökar den antropogena påverkan på stratosfären.
Den maximala storleken på ozonhålet över Antarktis från 1979 till 2022. Bild: CAMS
Låga temperaturer på polarnatten och skillnaden mellankalla poler och varmare tempererade zoner leder till bildandet av en stratosfärisk polarvirvel. Den består av starka luftströmmar som cirkulerar högt upp i atmosfären över Antarktis, som tätar den kalla luften ovanför och tillåter ozonnedbrytande kemikalier att byggas upp. Som ett resultat bildas ett ozonhål över regionen varje vår på södra halvklotet.
Detta är dock inte det enda kändaliknande föremål. Liknande (om än mindre regelbundna och mindre stabila på grund av närheten till bergskedjorna på fastlandet) kan också observeras på Nordpolen. Och en kanadensisk forskare rapporterade förra året upptäckten av ett stort ozonhål i den tropiska regionen.
Hur har ozonhålet förändrats 2022?
Som varje år kommer den australiensiska sommarens ankomst (inPå södra halvklotet börjar våren i september och sommaren i december) med relativt högre stratosfäriska temperaturer gör att polarvirveln bryts upp. Som ett resultat rör sig högre koncentrationer av ozon på mellanbreddgraderna mot den sydpolära regionen, fyller det utarmade området och stänger hålet.
Årlig säsongsbildning och stängningozonhål över Antarktis. Genomsnittsdata för långtidsobservationer och avvikande värden för 2020–2022. Bild: Copernicus Atmosphere Monitoring Service, ECMWF
Men, medan den genomsnittliga ytan av ozonhåletvanligtvis minskar snabbt i oktober och ännu snabbare i november, under de senaste tre åren har forskare observerat att ozonhålet består till november och stängs först i december. Långtidsobservationer visar att detta brukade ske i slutet av oktober eller november, och 2022 stängdes ozonhålet först i mitten av december. Samtidigt varade det längsta ozonhålet i observationshistorien 2020 ännu längre och stängdes först den 28 december.
En satellitstudie visade att 2022år var ozonhålets maximala yta nästan 25 miljoner km². Detta är det 12:e resultatet i hela observationshistorien sedan 1979. Samtidigt har forskare tidigare registrerat en långsiktig trend mot en minskning av hålets yta sedan 2000; endast de senaste tre åren har brutit denna trend.
Området för ozonhålet ovanför sydpolen enligt långtidsobservationer. Bild: CAMS
Återställande av ozonskiktet eller tillväxt av hål?
Som noterats i en studie av FN och WMO,Koncentrationen av ozonnedbrytande ämnen i stratosfären har, om än långsamt, förändrats: den har minskat sedan slutet av 1990-talet. Detta beror, enligt forskare, på antagandet av Montrealprotokollet om ämnen som bryter ned ozonskiktet. Detta dokument, som antogs 1987 och trädde i kraft 1989, definierade en lista över åtgärder för att skydda ozonskiktet. Först och främst införde han en stegvis begränsning av produktion och användning av klorfluorkolväten.
Minska mängden ämnen som förstör ozon i troposfären. Observationsdata och prognos. Bild: WMO, UNEP, NOAA, NASA, Europeiska kommissionen
Men det faktum att detta långa"ozonhålssäsongen" upprepas för tredje gången i rad, vilket tyder på att ytterligare faktorer kan vara verksamma i sydpolens stratosfär. Forskare från atmosfärsövervakningstjänsten för det europeiska rymdprogrammet Copernicus nämner tre möjliga faktorer, varav två är konstanta, och den tredje är typisk bara för 2022.
För det första, storlek och livslängdozonhålet kan bero på styrkan hos polarvirveln. Området med lågt atmosfärstryck som bildas under påverkan av många klimatfaktorer ackumulerar en större mängd skadliga ämnen. Till exempel stoppades utvecklingen av ozonhålet 2019 abrupt av en plötslig stratosfärisk uppvärmning över Antarktis i september som störde polarvirveln.
Dessutom skapar ett ozonnedbrytande område en återkopplingsslinga genom strålningseffekten, vilket saktar ner stratosfärens våruppvärmning och förlänger därför ozonhålets livslängd.
För det andra är den globala uppvärmningenkyleffekt i den mellersta och övre stratosfären: växthuseffekten minskar utbytet mellan olika lager av jordens atmosfär (varmare luftmassor förblir "låsta" i de nedre lagren). Enligt forskarna påverkar minskningen av temperaturen i stratosfären tillväxten och ökningen av "förväntad livslängd" för ozonhål.
Äntligen, 2022 var det ett kraftigt utbrottVulkanen Hunga-Tonga-Hunga-Haapai. Utsläppet av en enorm mängd aerosoler och askpartiklar ledde till en av de största störningarna i stratosfären på många år. Även om effekten av utsläppet på ozonskiktets tillstånd fortfarande är lite förstådd, tror forskarna att det kan leda till en ökning av storleken och livslängden på ozonhålet.
Förändringar i området för ozonhål i långtidsobservationer. Video: Copernicus Atmosphere Monitoring Service
Allt detta tyder på att lokalÅrliga förändringar i Antarktis motsäger inte den globala trenden mot återställande av ozonskiktet som helhet i jordens atmosfär. Men på grund av den långa livslängden för kemikalierna som förstör ozon kommer det att ta flera decennier till.
Det förutspår FN och WMO i sin rapportsubpolära regioner i Antarktis kommer ozonkoncentrationerna att återgå till nivåerna före 1980 först 2066. Samtidigt är prognosen för Arktis mer positiv - 2045, och i genomsnitt för större delen av världen i zonen som ligger mellan 60 ° N. och 60° S – runt 2040.
Läs mer:
En gigantisk solfläck vänder sig mot jorden. Det är synligt för blotta ögat
Forskare har kommit på hur man kan återställa hjärtat efter en attack
TESS upptäckte en "ny jord": en stenplanet med vatten är i den beboeliga zonen