Вчені розкрили дату повного відновлення озонового шару

Опублікована нещодавно наукова доповідь з оцінкою руйнування озонового шару Землі показує, що викиди хімічних речовин, що його руйнують, продовжують знижуватися.

Вчені, що підтримуються ООН, вважають, що озоновий шар на більшій частині нашої планети повернеться до значень 1980-х років приблизно до 2040. Над Антарктикою зміни відбудуться пізніше, до 2066, оскільки на Південному полюсі щорічно з'являється озонова діра.

• природних коливань рівня озону;



• вивержень вулканів, які прискорюють процес руйнування озонового шару,



• боротьби з глобальним потеплінням за допомогою геоінженерії (у верхні шари атмосфери розпорошуються частинки, що відбивають сонячне світло), яка може внести зміни до хімічного складу атмосфери.

«Дії щодо озону створюють прецедент для дій зі боротьби зі зміною клімату. , таким чином, обмеження зростання температури», - заявив голова Всесвітньої метеорологічної організації Петтер Таалас.

Чому озоновий шар такий важливий: він не дає згубної частини ультрафіолету потрапити на поверхню Землі.

Вчені приписують успіх ситуації з озоновим шаром Монреальському протоколу 1987 року — міжнародною угодою про поступову відмову від виробництва та використання озоноруйнівних речовин.

Раніше експерти заявили, що штучні ялинки становлять небезпеку для довкілля та здоров'я людини. Під час виробництва або переробки вони можуть виділяти токсичні речовини, а пластик, з якого вони складаються, розкладатиметься понад 100 років.

Озоновий шар відновлюється, а дірки зростають: як це можливо

ООН наприкінці минулого року оголосила про поступове відновлення озонового шару Землі. Одночасно супутникові спостереження показують, що сезон озонових дірок в Антарктиді останніми роками триває аномально довго. «Хайтек» розуміє, що відбувається із захисною частиною стратосфери і чи досяг Монреальський протокол успіху.

Читайте «Хайтек» у

У 2022 році Всесвітня метеорологічна організація (ВМО) та Програма ООН з навколишнього середовища надали звіт про результати оцінки виснаження озонового шару Землі. Подібне дослідження проводиться раз на чотири роки для оцінки досягнення цілей Монреальського протоколу щодо речовин, що руйнують озоновий шар. Результати довгострокових спостережень свідчать про поступове відновлення захисного шару земної атмосфери.

Одночасно дослідники зі Служби моніторингу атмосфери європейської космічної програми «Коперник» повідомили, що озонова дірка над Антарктидою у 2022 році стала 12 найбільшою за 43 роки спостережень. При цьому вже три роки поспіль озонова дірка над південним полюсом Землі закривається аномально пізно: лише наприкінці грудня.

Зміна озонового шару у 2022 році. Відео: Copernicus Atmosphere Monitoring Service, ECMWF

Що таке озоновий шар та озонова діра?

Озон – безбарвний газ, поширений у всіх шарах атмосфери. Це алотропна модифікація кисню, в якій поєднуються три атоми цього хімічного елемента.Озон — дуже потужний окислювач: він набагато реакційніший, ніж двоатомний кисень, і вступає в хімічну взаємодію практично з усіма металами і неметалами, багатьма неорганічними та органічними речовинами.

Більшість озону земної атмосфери (близько 90%) перебуває у стратосфері. Це частина газової оболонки Землі, яка починається на висоті близько 10-16 км (залежно від широти) над поверхнею планети і тягнеться до висоти близько 50 км. Озон у стратосфері захищає життя Землі від жорсткого ультрафіолетового випромінювання.

Розподіл озону у атмосфері. «Корисним озоном» вважається той, що формується в стратосфері понад 15 км від поверхні Землі. Саме ця ділянка захищає живі організми від шкідливого ультрафіолетового випромінювання. Збільшення концентрації озону в тропосфері на поверхні планети пов'язане з антропогенними викидами і надає шкідливий, токсичний характер. Зображення: Salawitch et al, WMO, 2019; Copernicus Atmosphere Monitoring Service

Озонова діра - це область, як правило, у полярних регіонах, в якій загальний вміст озону в атмосферному стовпі (стовпі повітря площею 1 м2) опускається нижче 220 одиниць Добсона. Одна така одиниця дорівнює шару озону 10 мкм при стандартному тиску і температурі.

Як правило, коли говорять про озонові діри, мають на увазі стоншення озонового шару над Антарктидою. Це з тим, що особливі метеорологічні і хімічні умови, що формуються над південним полюсом, посилюють антропогенний вплив на стратосферу.

Максимальний розмір озонової діри над Антарктидою з 1979 до 2022 року. Зображення: CAMS

Низькі температури полярної ночі та різниця між полюсами холоду та теплішими помірними зонами призводить до формування стратосферного полярного вихору.Він складається з сильних повітряних потоків, що циркулюють високо в атмосфері над Антарктидою, ізолюють холодне повітря над і дозволяють накопичувати хімічні речовини, що руйнують озоновий шар. В результаті щовесни у південній півкулі над регіоном формується озонова діра.

Проте це не єдиний відомий подібний об'єкт. Аналогічні (хоча через близькість до гірських масивів материка і менш регулярні та менш стійкі) процеси можна спостерігати й у північного полюса. А канадський дослідник минулого року повідомив про відкриття великої озонової дірки у тропічному регіоні.

Як змінювалася озонова діра у 2022 році?

Як і щороку, прихід австралійського літа (у південній півкулі весна починається з вересня, а літо у грудні) з відносно вищими стратосферними температурами призводить до того, що полярний вихор розпадається. В результаті більш висока концентрація озону в середніх широтах переміщається до південного полярного регіону, заповнюючи виснажену область та закриваючи дірку.

Щорічне сезонне формування та закриття озонової діри над Антарктидою. Усереднені дані довгострокових спостережень та аномальні значення 2020–2022 років. Зображення: Copernicus Atmosphere Monitoring Service, ECMWF

Але в той час, як середня площа озонової дірки зазвичай швидко зменшується в жовтні і ще швидше в листопаді, останні три роки дослідники спостерігають, що озонова дірка зберігається до листопада і закривається лише у грудні. Дані багаторічних спостережень показують, що раніше це відбувалося наприкінці жовтня чи листопаді, а 2022 року озонова діра закрилася лише у середині грудня. При цьому найтриваліша за всю історію спостережень озонова діра у 2020 році проіснувала ще довше і закрилася лише 28 грудня.

Дослідження із супутника показало, що у 2022 році максимальна площа озонової діри склала майже 25 млн км². Це 12-й результат за історію спостережень з 1979 року. При цьому раніше дослідники фіксували довгостроковий тренд на скорочення площі дірки з 2000 року, лише останні три роки порушують цю тенденцію.

Площа озонової дірки над південним полюсом за даними багаторічних спостережень. Зображення: CAMS

Відновлення озонового шару чи зростання дірок?

Як зазначається у дослідженні ООН та ВМО, концентрації руйнівних озон речовин у стратосфері хоч і повільно, але змінюється: вона знижується з кінця 1990-х років. Це пов'язано, як вважають дослідники, з прийняттям Монреальського протоколу щодо речовин, що руйнують озоновий шар. Цей документ, прийнятий у 1987 році і який набув чинності у 1989 році, визначив перелік заходів щодо захисту озонового шару. Насамперед запровадив поетапне обмеження виробництва та застосування хлорфторуглеродов.

Скорочення кількості речовин, що руйнують озон у тропосфері. Дані спостережень та прогноз. Зображення: WMO, UNEP, NOAA, NASA, European Commission

Тим не менш, той факт, що цей тривалий сезон озонових дірок повторюється втретє поспіль, припускає, що в стратосфері Південного полюса можуть діяти додаткові фактори. Дослідники зі служби моніторингу атмосфери європейської космічної програми «Коперник» називають три можливі фактори, два з яких постійні, а третій характерний лише для 2022 року.

По-перше, розмір та тривалість життя озонової діри може залежати від сили полярного вихору. Область низького атмосферного тиску, що формується під дією безлічі кліматичних факторів, накопичує більшу кількість шкідливих речовин.Наприклад, розвиток озонової діри у 2019 році було різко зупинено раптовим стратосферним потеплінням над Антарктикою у вересні, яке зруйнувало полярний вихор.

Крім того, область зі виснаженням озонового шару створює петлю зворотного зв'язку через радіаційний ефект, уповільнюючи весняне потепління стратосфери і, отже, продовжуючи термін життя озонової діри.

По-друге, глобальне потепління має охолодний ефект у середній і верхній стратосфері: парниковий ефект знижує обмін між різними шарами земної атмосфери (тепліші повітряні маси залишаються «замкненими» в нижніх шарах). Як вважають дослідники, зниження температури стратосфери впливає зростання і збільшення «тривалості життя» озонових дірок.

Нарешті, 2022 року відбулося потужне виверження вулкана Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай. Викид величезного масиву аерозолів і частинок попелу призвів до одного з наймасштабніших збурень у стратосфері за багато років. Хоча вплив викиду на стан озонового шару поки що мало вивчено, дослідники вважають, що він міг призвести до збільшення розміру та терміну життя озонової діри.

Зміна площі озонових дірок у багаторічних спостереженнях. Відео: Copernicus Atmosphere Monitoring Service

Все це свідчить про те, що локальні зміни рік до року в Антарктиді не суперечать глобальному тренду відновлення озонового шару в цілому в атмосфері Землі. Тим не менш, через високу тривалість життя хімічних речовин, які руйнують озон, потрібно ще кілька десятиліть.

ООН та ВМО у своєму звіті прогнозують, що у приполярних областях Антарктиди концентрація озону повернеться до рівнів до 1980-х років лише до 2066 року. При цьому прогноз для Арктики позитивніший — 2045 рік, а в середньому для більшої частини земної кулі в зоні, розташованій між 60° пн.ш. і 60 ° пд.ш., - приблизно до 2040 року.

Читати далі: