Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Озонова діра



План:


Введення

Зображення антарктичної озонової діри, вересень 2000.
Антарктична озонова діра в вересні, з 1957 по 2001.

Озонова діра - локальне падіння концентрації озону в озоновому шарі Землі. За загальноприйнятою в науковому середовищі теорії, у другій половині XX століття все зростаючий вплив антропогенного чинника у вигляді виділення хлор-і бромсодержащих фреонів призвело до значного потоншення озонового шару, див. наприклад доповідь Всесвітньої метеорологічної організації: [1]

Ці та інші недавно отримані наукові дані зміцнили висновок попередніх оцінок в тому, що перевага на користь наукових доказів свідчить про те, що спостережувана втрата озону в середніх і високих широтах в основному обумовлена ​​антропогенними хлор-і бромсодержащих сполуками
Оригінальний текст (Англ.)

These and other recent scientific findings strengthen the conclusion of the previous assessment that the weight of scientific evidence suggests that the observed middle-and high-latitude ozone losses are largely due to anthropogenic chlorine and bromine compounds

Відповідно до іншої гіпотези, процес утворення "озонових дір" може бути в значній мірі природним і не пов'язаний виключно з шкідливим впливом людської цивілізації. [2]


1. Історія

Озонова діра діаметром понад 1000 км вперше була виявлена ​​в 1985 року в Південній півкулі над Антарктидою групою британських вчених ((Дж. Шанклін (англ.), Дж. Фарм (англ.), Б. Гардінер (англ.)), що опублікували відповідну статтю в журналі Nature. Кожного серпня вона з'являлася, до грудня або січня припиняючи своє існування. Над Північною півкулею в Арктиці утворювалася інша діра менших розмірів. На даному етапі розвитку людства, світові вчені довели, що на Землі існує величезна кількість озонових дірок. Але найбільш небезпечна і велика розташована над Антарктикою.


2. Механізм утворення

Схема реакції галогенів в стратосфері включає реакції галогенів з озоном

До зменшення концентрації озону в атмосфері веде сукупність факторів, головними з яких є загибель молекул озону в реакціях з різними речовинами антропогенного і природного походження, відсутність сонячного випромінювання протягом полярної зими, особливо стійкий полярний вихор, який перешкоджає проникненню озону з приполярних широт, і освіта полярних стратосферних хмар (ПСО), поверхня частинок якого каталізують реакції розпаду озону. Ці фактори особливо характерні для Антарктики, в Арктиці полярний вихор набагато слабкіше з причини відсутності континентальної поверхні, температура вище на кілька градусів, ніж в Антарктиці, а ПСО менш поширені, до того ж мають тенденцію до розпаду на початку осені. Будучи хімічно активними, молекули озону можуть реагувати з багатьма неорганічними і органічними сполуками. Головними речовинами, що вносять вклад у руйнування молекул озону, є прості речовини ( водень, атоми кисню, хлору, брому), неорганічні ( хлороводень, моноксид азоту) і органічні сполуки ( метан, фторхлор-і фторбромфреони, які виділяють атоми хлору і брому). На відміну, наприклад від гідрофторфреонов, які розпадаються до атомів фтору, які, в свою чергу, швидко реагують з водою утворюючи стабільний фтороводород. Таким чином, фтор не бере участь в реакціях розпаду озону. Йод також не руйнує стратосферний озон, так як іодсодержащіе органічні речовини майже повністю витрачаються ще в тропосфері. Основні реакції, що вносять вклад у руйнування озону наведені в статті про озоновий шар.


3. Наслідки

Ослаблення озонового шару підсилює потік сонячної радіації на Землю і викликає у людей зростання числа ракових утворень шкіри. Також від підвищеного рівня випромінювання страждають рослини і тварини.

4. Відновлення озонового шару

Хоча людством було вжито заходів щодо обмеження викидів хлор-і бромсодержащих фреонів шляхом переходу на інші речовини, наприклад фторсодержащие фреони [3], процес відновлення озонового шару займе кілька десятиліть. Насамперед, це обумовлено величезним обсягом вже накопичених в атмосфері фреонів, які мають час життя десятки і навіть сотні років. Тому затягування озонової діри не варто очікувати раніше 2048 року. [4]


5. Омани про озонової діри

Існує кілька широко поширених міфів щодо освіти озонових дір. Незважаючи на свою ненауковість, вони часто з'являються в ЗМІ [5] - іноді по необізнаності, іноді підтримувані прихильниками теорій змов. Нижче перераховані деякі з них.

5.1. Основними руйнівниками озону є фреони

Це твердження справедливо для середніх і високих широт. В інших хлорний цикл відповідальний тільки за 15-25% втрат озону в стратосфері. При цьому необхідно зазначити, що 80% хлору має антропогенне походження [6] (докладніше про внесок різних циклів див. ст. озоновий шар). Тобто втручання людини сильно збільшує внесок хлорного циклу. І при наявної тенденції до збільшення виробництва фреонів до вступу в дію Монреальського протоколу (10% в рік) від 30 до 50% загальних втрат озону в 2050 році обумовлювалося б впливом фреонів. [7] До втручання людини процеси утворення озону і його руйнування перебували в рівновазі. Але фреони, що викидаються при людської діяльності, змістили цю рівновагу в бік зменшення концентрації озону. Що ж до полярних озонових дір, то тут ситуація зовсім інша. Механізм руйнування озону в принципі відрізняється від більш високих широт, ключовою стадією є перетворення неактивних форм галогенсодержащих речовин в оксиди, яка протікає на поверхні частинок полярних стратосферних хмар. І в результаті практично весь озон руйнується в реакціях з галогенами, за 40-50% відповідальний хлор та порядку 20-40% - бром. [8]


5.2. DuPont ініціював заборону старих і перехід на нові типи фреонів тому що у них закінчувався термін дії патенту

Компанія DuPont після оприлюднення даних про участь фреонів в руйнуванні стратосферного озону сприйняла цю теорію в багнети і витратила мільйони доларів на кампанію в пресі щодо захисту фреонів. Голова DuPont писав у статті в журналі Chemical Week від 16 липня 1975 року, що теорія руйнування озону - це наукова фантастика, дурниця, що не має сенсу. [9] Крім DuPont цілий ряд компаній у всьому світі виробляв і виробляє різні типи фреонів без відрахування ліцензійних платежів. [10]


5.3. Фреони занадто важкі, щоб досягати стратосфери

вертикальний розподіл фреону CFC-11
вертикальний розподіл криптону-85

Іноді стверджується, що так як молекули фреонів набагато важче азоту і кисню, то вони не можуть досягти стратосфери в значних кількостях. Однак атмосферні гази перемішуються повністю, а не розшаровуються або сортуються за вагою. Оцінки необхідного часу для дифузійного розшарування газів в атмосфері вимагають часів порядку тисяч років. Звичайно в динамічній атмосфері це неможливо. Процеси вертикального масопереносу, конвекції і турбулентності повністю перемішують атмосферу нижче турбопаузи набагато швидше. Тому навіть такі важкі гази, як інертні або фреони, рівномірно розподіляються в атмосфері, досягаючи в тому числі і стратосфери. Експериментальні вимірювання їх концентрацій в атмосфері підтверджують це, див. наприклад справа графік розподілу фреону CFC-11 по висоті. Також вимірювання показують, що потрібно близько п'яти років для того щоб гази виділилися на поверхні Землі досягли стратосфери, див. другий графік справа. Якби гази в атмосфері не перемішувалися, то такі важкі гази з її складу, як аргон і вуглекислий газ, утворювали б на поверхні Землі шар в кілька десятків метрів завтовшки, що зробило б поверхню Землі безлюдній. Але це не так. І криптон з атомарної масою 84, і гелій з атомарної масою 4, мають одну і ту ж відносну концентрацію, що біля поверхні, що до 100 км висоти. Звичайно, все вищесказане справедливо тільки для газів, які відносно стабільні, як фреони або інертні гази. Речовини, які вступають в реакції, а також піддаються різним фізичним впливам, скажімо, розчиняються у воді, мають залежність концентрації від висоти.


5.4. Основними джерелами галогенів є природні, а не антропогенні

Джерела хлору в стратосфері

Є думка, що природні джерела галогенів, наприклад вулкани або океани, більш значущі для процесу руйнування озону, ніж вироблені людиною. Не піддаючи сумніву внесок природних джерел в загальний баланс галогенів, необхідно зазначити, що в основному вони не досягають стратосфери з огляду на те, що є водорозчинними (в основному хлорид-іони і хлороводень) і вимиваються з атмосфери, випадаючи у вигляді дощів на землю. Також природні сполуки менш стійкі, ніж фреони, наприклад метилхлорид має атмосферний час життя всього близько року, порівняно з десятками і сотнями років для фреонів. Тому їх внесок в руйнуванні стратосферного озону досить малий. Навіть рідкісне за своєю силою виверження вулкана Пінатубо в червні 1991 викликало падіння рівня озону не за рахунок вивільнюваних галогенів, а за рахунок утворення великої маси сірчанокислих аерозолів, поверхня яких каталізувала реакції руйнування озону. На щастя, вже через три роки практично вся маса вулканічних аерозолів була видалена з атмосфери. Таким чином, виверження вулканів є порівняно короткостроковими факторами впливу на озоновий шар, на відміну від фреонів, які мають часи життя в десятки і сотні років. [11]


5.5. Озонова діра повинна перебувати над джерелами фреонів

Динаміка зміни розміру озонової діри і концентрації озону в Антарктиці по роках.

Багато хто не розуміє, чому озонова діра утворюється в Антарктиці, коли основні викиди фреонів відбуваються в Північній півкулі. Справа в тому, що фреони добре перемішані в тропосфері і стратосфері. З причини малої реакційної здатності вони практично не витрачаються в нижніх шарах атмосфери і мають термін життя на кілька років або навіть десятиліть. Тому вони легко досягають верхніх шарів атмосфери. Антарктична "озонова діра" існує не постійно. Вона з'являється в кінці зими - початку весни. Причини, з якої озонова діра утворюється в Антарктиці, пов'язані з особливостями місцевого клімату. Низькі температури антарктичної зими призводять до утворення полярного вихору. Повітря усередині цього вихору рухається в основному по замкнутих траєкторіях навколо Південного полюса. В цей час полярна область не освітлюється Сонцем, і там озон не виникає. З приходом літа кількість озону збільшується і знову виходить на колишню норму. Тобто коливання концентрації озону над Антарктикою - сезонні. Однак, якщо простежити усереднену протягом року динаміку зміни концентрації озону і розміру озонової діри протягом останніх десятиліть, то є строго певна тенденція до падіння концентрації озону.


5.6. Озон руйнується тільки над Антарктикою

Динаміка зміни озонового шару над Ароса, Швейцарія

Це невірно, рівень озону також падає у всій атмосфері. Це показують результати довготривалих вимірювань концентрації озону в різних точках планети. Ви можете подивитися на графік зміни концентрації озону над Ароса в Швейцарії справа.


6. Джерела та примітки

  1. Scientific Assessment of Ozone Depletion: 2006 (Англ.) . Статичний з першоджерела 16 лютого 2012.
  2. "Знання-сила" Новости науки: 27.12.99. Статичний з першоджерела 16 лютого 2012.
  3. Production, Sales, and Atmospheric Release of Fluorocarbons throught 2004 (Англ.) . Статичний з першоджерела 16 лютого 2012.
  4. Paul Newman. Recovery of the Antarctic Ozone Hole (Англ.) . (Недоступна посилання)
  5. І.К.Ларін. Озоновий шар і клімат Землі. Ашіпкі розуму і їх виправлення.. (Недоступна посилання)
  6. Osterman, GB; Salawitch, RJ; Sen, B.; Toon, GC; Stachnik, RA; Pickett, HM; Margitan, JJ; Blavier, J.-F.; Peterson, DB Balloon-Borne Measurements of Stratospheric Radicals and their Precursors Implications for the Production and Loss of Ozone / / Geophys. Res. Lett.. - 1997. - Т. 24. - № 9. - С. 1107-1110 ..
  7. National Academy of Sciences До речовин: вплив на стратосферний озон = Halocarbons: Effects on Stratospheric Ozone - 1976.
  8. Stratospheric Ozone. An Electronic Textbook (Англ.) . (Недоступна посилання)
  9. Jeff Masters, Climate of Fear (Англ.) . Статичний з першоджерела 16 лютого 2012.
  10. John R. Hess. R-12 Retrofitting: Are we really doing it because DuPont's patent for Freon ran out? (Англ.) . Статичний з першоджерела 16 лютого 2012.
  11. Myth: Volcanoes and the Oceans are Causing Ozone Depletion (Англ.)


П:
У Вікіпедії є портал
"Екологія"
Клімат, Кліматологія
Зміна клімату Палеокліматологія Ель-Ніньо Геохімічний цикл вуглецю Протерозойських заледеніння, Льодовиковий період, Малий льодовиковий період Термальний максимум ( Пізньопалеоценового термальний максимум, Останній льодовиковий максимум) Льодовики Теплооборота
Глобальне потепління Вирубка лісів Протидія зміні клімату Глобальна кліматична модель Глобальне похолодання Глобальне затемнення Озонова діра Парниковий ефект Діоксид вуглецю Парникові гази Міжурядова група експертів зі зміни клімату Рамкова конвенція ООН про зміну клімату ( Кіотський протокол) Пік нафти Відновлювана енергія Температурний тренд Підвищення рівня моря Копенгагенський консенус
Екологія
Загальне
Глобальні проблеми
Організації та утворення
Екологічне право
Закони
Екологічні акції
Дні

Міжнародний день запобігання експлуатації навколишнього середовища під час війни та збройних конфліктів Міжнародний день дій проти дамб Міжнародний день охорони озонового шару Міжнародний день Матері-Землі Всесвітній день боротьби з опустелюванням і засухою Всесвітній день водно-болотних угідь Всесвітній день водних ресурсів Всесвітній день охорони місць проживання Всесвітній день навколишнього середовища Всесвітній день захисту тварин Всесвітній день захисту слонів в зоопарках Всесвітній день океанів Всесвітній день моря Всесвітній день китів Всесвітній день Хабітат День Землі День слона День еколога День Балтійського моря Дні захисту від екологічної небезпеки День заповідників і національних парків День працівників лісу і лісопереробної промисловості День дерев

Альтернативна енергетика
Забруднення
Забруднення
Забруднення атмосфери Кислотний дощ Індекс якості повітря Моделювання атмосферного розсіювання Галогеноалкани Глобальне затемнення Глобальна дистиляція Глобальне потепління Якість повітря Озонова діра Смог
Забруднення води Евтрофікація Гіпоксія Екологічний моніторинг Прісноводний екологічний показник якості Забруднення океанів Морський сміття Окислення світового океану Розлив нафти Фармацевтика і особиста гігієна Корабельне забруднення Поверхневий сток Термальне забруднення Міський сток Стічні води Водні захворювання Якість води Застійна вода
Забруднення грунтів Біоремедіації Гербіциди Пестициди
Радіаційна екологія Актиноїди в природі Радіоактивність навколишнього середовища Продукти поділу Радіоактивне зараження Плутоній в природі Променева хвороба Радій в природі Уран в природі
Інші типи забруднення Світлове забруднення Шумове забруднення Радіоактивний спектр забруднень Візуальні забруднення Електромагнітне забруднення Космічне сміття
Міждержавні договори Монреальський протокол Кіотський протокол КоТЗВнБР КЗМССВА Стокгольмська конвенція
Екологічні організації DEFRA Агентство навколишнього середовища (Англія та Уельс) Scottish Environment Protection Agency (Шотландія) US EPA ЕООС Грінпіс
У мистецтві Давайте забруднювати (м / ф, 2009, США)
Див також Ксенобіотик Персистентность


Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Чорна діра
Чорна діра
Біла діра
Школа Чорна діра
Надмасивна чорна діра
Планка чорна діра
Чорна діра (фільм, 2000)
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru