Ozonové díry

Je známo, že hlavní část přirozeného ozonu je soustředěna ve stratosféře ve výšce 15 až 50 km nad povrchem Země. Ozonová vrstva začíná ve výškách asi 8 km nad póly (nebo 17 km nad rovníkem) a rozšiřuje se nahoru do výšek přibližně 50 km. Hustota ozonu je však velmi nízká a pokud jej stlačíte na hustotu, kterou má vzduch na povrchu země, pak tloušťka ozonové vrstvy nepřesáhne 3,5 mm. Ozón se tvoří, když sluneční ultrafialové záření bombarduje molekuly kyslíku.

Většina ozonu je v pětikilometrové vrstvě ve výšce 20 až 25 km, která se nazývá ozonová vrstva.

ochrannou roli. Ozon pohlcuje část ultrafialového záření Slunce: jeho široké absorpční pásmo (vlnová délka 200-300 nm) navíc zahrnuje záření, které je škodlivé pro veškerý život na Zemi.

Důvody vzniku "ozónové díry"

V létě a na jaře koncentrace ozonu stoupají; nad polárními oblastmi je vždy vyšší než nad rovníkovými. Navíc se mění v 11letém cyklu, který se shoduje s cyklem sluneční aktivita. To vše bylo dobře známo již v 80. letech. Pozorování ukázala, že nad Antarktidou rok od roku dochází k pomalému, ale trvalému poklesu koncentrace stratosférického ozonu. Tento jev se nazývá " ozónová díra“(i když ve správném významu tohoto slova samozřejmě nebyla žádná díra) a začalo se pečlivě zkoumat. Později, v 90. letech, začalo ke stejnému poklesu docházet i nad Arktidou. Fenomén antarktické „ozónové díry“ zatím není jasný: zda „díra“ vznikla v důsledku antropogenního znečištění atmosféry, nebo jde o přirozený geoastrofyzikální proces.

Nejprve se předpokládalo, že ozón je ovlivněn částicemi emitovanými během atomové výbuchy; se pokusil vysvětlit změnu koncentrace ozonu raketovými lety a výškovými letadly. Nakonec se jednoznačně prokázalo, že příčinou nežádoucího jevu je reakce některých látek produkovaných chemickými závody s ozonem. Jedná se především o chlorované uhlovodíky a zejména freony - chlorfluoruhlovodíky, neboli uhlovodíky, ve kterých jsou všechny nebo většina atomů vodíku nahrazeny atomy fluoru a chloru.

Předpokládá se, že vlivem destruktivního působení chloru a podobně působícího bromu do konce 90. let. koncentrace ozonu ve stratosféře klesla o 10 %.

V roce 1985 britští vědci zveřejnili údaje, které ukazují, že během předchozích osmi let bylo zjištěno, že ozonové díry se nad severním a jižním pólem každé jaro zvětšují.

Vědci navrhli tři teorie k vysvětlení příčin tohoto jevu:

oxidy dusíku – sloučeniny, které se přirozeně tvoří ve slunečním světle;

ničení ozónu sloučeninami chlóru.

Především by mělo být jasné: ozónová díra, na rozdíl od jejího názvu, není dírou v atmosféře. Molekula ozonu se od běžné molekuly kyslíku liší tím, že se skládá nikoli ze dvou, ale ze tří navzájem spojených atomů kyslíku. V atmosféře se ozón koncentruje v tzv. ozonové vrstvě, ve výšce asi 30 km ve stratosféře. V této vrstvě probíhá absorpce ultrafialových paprsků vyzařovaných Sluncem - jinak by sluneční záření mohlo způsobit velké škody na životě na povrchu Země. Jakékoli ohrožení ozonové vrstvy si proto zaslouží ten nejvážnější přístup. V roce 1985 britští vědci pracující na jižním pólu zjistili, že během antarktického jara byla hladina ozonu v atmosféře výrazně pod normálem. Každým rokem ve stejnou dobu množství ozonu ubývalo – někdy více, někdy méně. Také se objevily podobné, ale méně výrazné ozónové díry Severní pól během arktického jara.

V následujících letech vědci přišli na to, proč se ozonová díra objevuje. Když se slunce skryje a začne dlouhá polární noc, dojde k prudkému poklesu teploty a vytvoří se vysoká stratosférická oblačnost obsahující ledové krystaly. Vzhled těchto krystalů způsobuje řadu složitých chemických reakcí vedoucích k akumulaci molekulárního chloru (molekula chloru se skládá ze dvou spojených atomů chloru). Když se objeví slunce a začne antarktické jaro, pod vlivem ultrafialových paprsků se přeruší intramolekulární vazby a do atmosféry se řítí proud atomů chloru. Tyto atomy působí jako katalyzátory pro přeměnu ozonu na jednoduchý kyslík, přičemž se postupuje podle následujícího dvojitého schématu:

Cl + O3 -> ClO + O2 a ClO + O -> Cl + O2

V důsledku těchto reakcí dochází k přeměně molekul ozonu (O3) na molekuly kyslíku (O2), přičemž původní atomy chloru zůstávají ve volném stavu a jsou opět zapojeny do tohoto procesu (každá molekula chloru zničí milion molekul ozonu, než jsou odstraněny z atmosféry jinými chemickými reakcemi). V důsledku tohoto řetězce přeměn začíná ozón mizet z atmosféry nad Antarktidou a vytváří ozónovou díru. Brzy se však s oteplováním antarktické víry zhroutí, do oblasti se nažene čerstvý vzduch (obsahující nový ozón) a díra zmizí.

V roce 1987 byl přijat Montrealský protokol, podle kterého byl stanoven seznam nejnebezpečnějších chlorfluoruhlovodíků a země vyrábějící chlorfluoruhlovodíky se zavázaly omezit jejich uvolňování. V červnu 1990 byl v Londýně Montrealský protokol pozměněn: do roku 1995 snížit produkci freonů na polovinu a do roku 2000 ji úplně zastavit.

Bylo zjištěno, že obsah ozonu ovlivňují látky znečišťující ovzduší obsahující dusík, které se objevují jak v důsledku přírodních procesů, tak v důsledku antropogenního znečištění.

NO se tvoří ve spalovacích motorech. V souladu s tím vede start raket a nadzvukových letadel ke zničení ozonové vrstvy.

Zdrojem NO ve stratosféře je také plyn N2O, který je v troposféře stabilní a působením tvrdého UV záření se ve stratosféře rozkládá.

"Možná můžete říci, že účelem člověka je zničit svůj druh, protože předtím učinil zeměkouli neobyvatelnou."

J. B. Lamarck.

Od vzniku vysoce industrializované společnosti se nebezpečný lidský zásah do přírody dramaticky zvýšil, stala se rozmanitější a hrozí, že se stane globálním nebezpečím pro lidstvo. Nad světem visí skutečná hrozba globální ekologické krize, kterou chápe celá populace planety. Skutečná naděje na její prevenci spočívá v nepřetržitém environmentální výchova a vzdělávání lidí.

Je možné identifikovat hlavní důvody vedoucí k ekologická katastrofa:

znečištění

otravy životního prostředí;

vyčerpání atmosféry kyslíkem;

Vznik ozónových „děr“.

Tato zpráva shrnuje některé literární údaje o příčinách a důsledcích ničení ozonové vrstvy a také o způsobech řešení problému tvorby „ozónových děr“.

Chemické a biologické vlastnosti ozonu

Ozon je alotropní modifikace kyslíku. Charakter chemické vazby v ozonu způsobuje jeho nestabilitu (ozón se po určité době samovolně mění na kyslík: 2O 3 → 3O 2) a vysokou oxidační schopnost. Oxidační účinek ozonu na organické látky je spojen se vznikem radikálů: RH + O 3 → RO 2. +OH.

Tyto radikály iniciují radikálové řetězové reakce s bioorganickými molekulami (lipidy, proteiny, nukleové kyseliny), které vedou k buněčné smrti. Využití ozónu ke sterilizaci pití vody na základě jeho schopnosti zabíjet choroboplodné zárodky. Ozon není lhostejný ani vyšším organismům. Dlouhodobé vystavení prostředí obsahujícím ozón (jako je fyzioterapie a křemenné ozařovny) může způsobit vážné poškození. nervový systém. Proto je ozon ve velkých dávkách toxický plyn. Jeho maximální přípustná koncentrace ve vzduchu pracovního prostoru je 0,1 mg/m3.

V atmosféře je velmi málo ozónu, který tak nádherně voní během bouřky - 3-4 ppm (ppm) - (3-4) * 10 -4%. Pro flóru a faunu planety je však její přítomnost nesmírně důležitá. Koneckonců, život, který vznikl v oceánských hlubinách, byl schopen „vylézt“ na pevninu až poté, co se před 600–800 miliony let vytvořil ozonový štít. Pohlcováním biologicky aktivního slunečního ultrafialového záření zajistila jeho bezpečnou hladinu na povrchu planety. Život na Zemi je nemyslitelný bez ozónové vrstvy, která chrání vše živé před škodlivým ultrafialovým zářením slunce. Zmizení ozonosféry by vedlo k nepředvídatelným následkům – propuknutí rakoviny kůže, zničení planktonu v oceánu, mutacím flóry a fauny. Proto je tak důležité porozumět příčinám ozónové „díry“ nad Antarktidou a poklesu obsahu ozonu na severní polokouli.

Ozon se tvoří v horní stratosféře (40-50 km) během fotochemických reakcí zahrnujících kyslík, dusík, vodík a chlór. Atmosférický ozon je soustředěn ve dvou oblastech – stratosféře (až 90 %) a troposféře. Pokud jde o vrstvu troposférického ozonu rozmístěnou v nadmořské výšce 0 až 10 km, právě díky nekontrolovaným průmyslovým emisím je stále více. Ve spodní stratosféře (10-25 km), kde je nejvíce ozónu, vedoucí role sezónní a dlouhodobější změny jeho koncentrace sehrávají procesy přenosu vzduchové hmoty.

Tloušťka ozonové vrstvy nad Evropou klesá rychlým tempem, což nemůže vzrušit mysl vědců. Za minulý rok tloušťka ozónového „povlaku“ se snížila o 30 % a rychlost zhoršování přirozeného ochranného obalu dosáhla nejvyšší úrovně za posledních 50 let. To se rozhodlo chemické reakce na povrchu dochází k poškozování ozónové vrstvy ledové krystaly a jakékoli další částice zachycené ve vysokých stratosférických vrstvách nad polárními oblastmi. Jaké nebezpečí to představuje pro lidi?

Tenký ozónová vrstva(2-3 mm při rozložení kolem zeměkoule) nedokáže zabránit pronikání krátkovlnných ultrafialových paprsků, které způsobují rakovinu kůže a jsou nebezpečné pro rostliny. Proto se dnes kvůli vysoké aktivitě slunce opalování stalo méně užitečným. Ve skutečnosti by centra ekologie měla dávat obyvatelům doporučení, jak se chovat v závislosti na aktivitě slunce, ale takové centrum u nás neexistuje.

Souvisí s úbytkem ozonové vrstvy klimatická změna. Je jasné, že ke změnám nedojde pouze na území, nad kterým se „roztahuje“ ozonová díra. Řetězová reakce bude mít za následek změny v mnoha hlubokých procesech naší planety. To neznamená, že jde o rapid globální oteplování jak nás děsí v hororových filmech. Přesto je to příliš složitý a zdlouhavý proces. Mohou ale vzniknout další kataklyzmata, například se zvýší počet tajfunů, tornád, hurikánů.

Bylo zjištěno, že „díry“ v ozonové vrstvě se vyskytují nad Arktidou a Antarktidou. To je způsobeno tím, že se na pólech tvoří kyselé mraky, které ničí ozonovou vrstvu. Ukazuje se, že ozónové díry nevznikají činností Slunce, jak se běžně věří, ale každodenní činností všech obyvatel planety, včetně nás. Pak se „kyselé mezery“ posouvají a nejčastěji na Sibiř.

Pomocí nového matematického modelu bylo možné propojit data z pozemních, satelitních a vzdušných pozorování s úrovněmi pravděpodobných budoucích emisí sloučenin poškozujících ozonovou vrstvu do atmosféry, dobou jejich transportu do Antarktidy a počasím v jižních zeměpisných šířkách. Pomocí modelu byla získána předpověď, podle níž se ozonová vrstva nad Antarktidou obnoví v roce 2068, a ne v roce 2050, jak se předpokládalo.

Je známo, že v současnosti je hladina ozonu ve stratosféře nad územími vzdálenými od pólů pod normou asi o 6 %. Zároveň se v jarním období může obsah ozonu nad Antarktidou snížit o 70 % oproti průměrné roční hodnotě. Nový model umožňuje přesněji předpovídat hladiny plynů poškozujících ozónovou vrstvu nad Antarktidou a jejich časovou dynamiku, která určuje velikost ozónové „díry“.

Použití látek poškozujících ozonovou vrstvu je omezeno Montrealským protokolem. Věřilo se, že to povede k rychlému „utažení“ ozónové díry. Nové studie však ukázaly, že ve skutečnosti bude tempo jeho poklesu patrné až od roku 2018.

Historie ozonu

První pozorování ozonu pocházejí z roku 1840, ale problém ozonu se rychle rozvinul ve 20. letech 20. století, kdy se v Anglii a Švýcarsku objevily speciální pozemní stanice.

Vzduchové sondování atmosférického ozonu a úniky ozonových sond otevřely další cestu ke studiu vztahu mezi transportem ozonu a atmosférickou stratifikací. Nová éra poznamenané výskytem umělých družic Země, které pozorují atmosférický ozón a poskytují obrovské množství informací.

V roce 1986 byl podepsán Montrealský protokol o omezení výroby a spotřeby látek poškozujících ozonovou vrstvu, které poškozují ozonovou vrstvu. K dnešnímu dni přistoupilo k Montrealskému protokolu 189 zemí. Rovněž byly stanoveny lhůty pro ukončení výroby dalších látek poškozujících ozonovou vrstvu. Podle modelových předpovědí se při dodržení Protokolu sníží hladina chlóru v atmosféře do roku 2050 na úroveň roku 1980, což může vést ke zmizení antarktické „ozónové díry“.

Důvody vzniku „ozónové díry“

V létě a na jaře se koncentrace ozónu zvyšuje. Nad polárními oblastmi je vždy vyšší než nad rovníkovými. Navíc se mění podle 11letého cyklu, který se shoduje s cyklem sluneční aktivity. To vše bylo dobře známo již v 80. letech. Pozorování ukázala, že nad Antarktidou rok od roku dochází k pomalému, ale trvalému poklesu koncentrace stratosférického ozonu. Tomuto jevu se říkalo „ozónová díra“ (i když ve správném významu tohoto slova samozřejmě žádná díra nebyla).

Později, v 90. letech minulého století, začalo ke stejnému poklesu docházet i nad Arktidou. Fenomén antarktické „ozónové díry“ zatím není jasný: zda „díra“ vznikla v důsledku antropogenního znečištění atmosféry, nebo jde o přirozený geoastrofyzikální proces.

Mezi verzemi tvorby ozónových děr jsou:

· vliv částic emitovaných při atomových explozích;

lety raket a výškových letadel;

· reakce s ozonem některých látek produkovaných chemickými závody. Jedná se především o chlorované uhlovodíky a zejména freony - chlorfluoruhlovodíky, neboli uhlovodíky, ve kterých jsou všechny nebo většina atomů vodíku nahrazeny atomy fluoru a chloru.

Chlorfluoruhlovodíky jsou široce používány v moderních domácích a průmyslových chladničkách (proto se jim říká „freony“), v aerosolových nádobách, jako chemické čisticí prostředky, pro hašení požárů v dopravě, jako pěnidla, pro syntézu polymerů. Světová produkce těchto látek dosáhla téměř 1,5 mil. tun/rok.

Chlorfluoruhlovodíky, které jsou vysoce těkavé a poměrně odolné vůči chemickému napadení, se po použití dostávají do atmosféry a mohou v ní zůstat až 75 let, dokud nedosáhnou výšky ozonové vrstvy. Zde se působením slunečního záření rozkládají a uvolňují atomový chlór, který slouží jako hlavní „rušič“ v ozonové vrstvě.

Široké využívání fosilních zdrojů je doprovázeno uvolňováním velkých mas různých druhů do atmosféry chemické sloučeniny. Většina antropogenních zdrojů je soustředěna ve městech, která zabírají jen malou část území naší planety. V důsledku pohybu vzdušných mas ze závětrné strany velkých měst vzniká mnohakilometrový oblak znečištění.

Zdrojem znečištění ovzduší jsou:

1) Silniční doprava. Dá se předpokládat, že s nárůstem počtu automobilů se bude podíl dopravy na znečištění ovzduší zvyšovat.

2) Průmyslová výroba. Základními produkty hlavní organické syntézy jsou ethylen (téměř polovina všech organická hmota), propylen, butadien, benzen, toluen, xyleny a methanol. Emise z chemického a petrochemického průmyslu obsahují širokou škálu znečišťujících látek: složky surovin, meziprodukty, vedlejší produkty a cílové produkty syntézy.

3) Aerosoly. Fluorochlorované uhlovodíky (freony) jsou široce používány jako těkavé složky (propelanty) v aerosolových obalech. Pro tyto účely bylo použito asi 85% freonů a pouze 15% - v chladicích a umělých klimatizačních zařízeních. Specifičnost použití freonů je taková, že 95 % jejich množství se dostává do atmosféry 1-2 roky po výrobě. Předpokládá se, že téměř veškeré množství produkovaných freonů musí dříve nebo později vstoupit do stratosféry a být zahrnuto do katalytického cyklu ničení ozónu.

Zemská kůra obsahuje různé plyny ve volném stavu, sorbované různými horninami a rozpuštěné ve vodě. Některé z těchto plynů se dostávají na zemský povrch hlubokými zlomy a trhlinami a difundují do atmosféry. O existenci uhlovodíkového dýchání zemské kůry svědčí zvýšený obsah metanu v povrchovém ovzduší nad ropnými a plynovými pánvemi oproti globálnímu pozadí.

Studie ukázaly, že plyny sopek v Nikaragui obsahují značné množství HF. Analýza vzorků vzduchu odebraných z kráteru sopky Masaya také ukázala přítomnost freonů v nich spolu s dalšími organické sloučeniny. Halogenované uhlovodíky jsou také přítomny v plynech hydrotermálních zdrojů. Tyto údaje vyžadovaly důkaz, že objevené fluorované uhlovodíky nejsou antropogenního původu. A takové důkazy byly získány. CFC byly nalezeny ve vzduchových bublinách 2000 let starého antarktického ledu. Experti NASA provedli unikátní studii vzduchu z hermeticky uzavřené olověné rakve nalezené v Marylandu a spolehlivě datované do 17. století. Byly v něm nalezeny i freony. Další potvrzení existence přirozeného zdroje freonů bylo „vyzdviženo“ c mořské dno. CFCl 3 byl nalezen ve vodě extrahované v roce 1982 z hloubky více než 4000 metrů v rovníkové části Atlantický oceán, na dně aleutské prolákliny a v hloubce 4500 metrů u pobřeží Antarktidy.

Mylné představy o ozónových „dírách“

Existuje několik rozšířených mýtů o vzniku ozónových děr. Navzdory své nevědecké povaze se často objevují v médiích – někdy z neznalosti, jindy podporováni konspiračními teoretiky. Některé z nich jsou uvedeny níže.

1) Freony jsou hlavními ničiteli ozónu. Toto tvrzení platí pro střední a vysoké zeměpisné šířky. Ve zbytku je cyklus chlóru zodpovědný za pouze 15-25 % ztráty ozonu ve stratosféře. Je třeba poznamenat, že 80 % chloru je antropogenního původu. To znamená, že lidský zásah značně zvyšuje příspěvek cyklu chlóru. Před zásahem člověka byly procesy tvorby ozonu a jeho ničení v rovnováze. Ale freony emitované lidskou činností posunuly tuto rovnováhu směrem ke snížení koncentrace ozonu. Mechanismus destrukce ozonu v polárních oblastech se v zásadě liší od vyšších zeměpisných šířek, klíčovou fází je přeměna neaktivních forem látek obsahujících halogen na oxidy, ke které dochází na povrchu částic polárních stratosférických mraků. A v důsledku toho se téměř veškerý ozón zničí při reakcích s halogeny (chlor je zodpovědný za 40-50% a brom je asi 20-40%).

2) Freony jsou příliš těžké na to, aby se dostaly do stratosféry .

Někdy se tvrdí, že protože molekuly freonu jsou mnohem těžší než dusík a kyslík, nemohou dosáhnout stratosféry ve významných množstvích. Atmosférické plyny jsou však zcela smíchány, nikoli stratifikovány nebo tříděny podle hmotnosti. Odhady potřebné doby pro difúzní separaci plynů v atmosféře vyžadují doby v řádu tisíců let. V dynamické atmosféře to samozřejmě nejde. Proto jsou i tak těžké plyny, jako jsou inertní nebo freony, v atmosféře rovnoměrně rozmístěny a dostávají se mimo jiné i do stratosféry. Experimentální měření jejich koncentrací v atmosféře to potvrzují. Pokud by se plyny v atmosféře nemísily, pak takové těžké plyny z jejího složení jako argon a oxid uhličitý by na povrchu Země vytvořila vrstvu o tloušťce několika desítek metrů, díky níž by byl povrch Země neobydlený. Naštěstí tomu tak není.

3) Hlavní zdroje halogenů jsou přírodní, nikoli antropogenní

Zdroje chlóru ve stratosféře

Předpokládá se, že přírodní zdroje halogenů, jako jsou sopky nebo oceány, jsou pro proces poškozování ozónové vrstvy významnější než ty, které vytvořil člověk. Bez zpochybňování příspěvku přírodní zdroje v celkové bilanci halogenů je třeba poznamenat, že se většinou nedostanou do stratosféry kvůli tomu, že jsou rozpustné ve vodě (hlavně chloridové ionty a chlorovodík) a vyplavují se z atmosféry a padají jako déšť na zem.

4) Ozónová díra musí být umístěna nad zdroji freonu

Dynamika změn velikosti ozonové díry a koncentrace ozonu v Antarktidě v průběhu let.

Mnozí nechápou, proč ozonová díra vzniká v Antarktidě, když hlavní emise freonů se vyskytují na severní polokouli. Faktem je, že freony jsou dobře promíchány v troposféře a stratosféře. Vzhledem k jejich nízké reaktivitě se ve spodních vrstvách atmosféry prakticky nespotřebovávají a mají životnost několik let až desetiletí. Proto se snadno dostanou do horních vrstev atmosféry. Antarktická „ozónová díra“ neexistuje trvale. Objevuje se koncem zimy - brzy na jaře.

Důvody, proč ozonová díra v Antarktidě vzniká, souvisí s místním klimatem. Nízké teploty antarktické zimy vedou ke vzniku polárního víru. Vzduch uvnitř tohoto víru se pohybuje většinou po uzavřených drahách kolem jižního pólu. V této době není polární oblast osvětlena Sluncem a nevyskytuje se tam ozón. S příchodem léta se množství ozónu zvyšuje a opět dosahuje své předchozí normy. To znamená, že kolísání koncentrace ozonu nad Antarktidou je sezónní. Pokud však sledujeme dynamiku změn koncentrace ozonu a velikosti ozonové díry, v průměru za rok, během poslední desetiletí, pak existuje přesně definovaná tendence k poklesu koncentrace ozonu.

5) Ozon se rozkládá pouze nad Antarktidou

Vývoj ozonové vrstvy nad Arosou ve Švýcarsku

Není to pravda, hladina ozonu klesá i v celé atmosféře. Ukazují to výsledky dlouhodobého měření koncentrace ozonu v různých částech planety. Můžete se podívat na graf koncentrace ozonu nad Arosou (Švýcarsko).

Způsoby řešení problémů

Pro nastartování globální obnovy je nutné omezit přístup do atmosféry všem látkám, které velmi rychle ničí ozón a jsou zde dlouhodobě skladovány. Lidé by to měli pochopit a pomoci přírodě zapnout proces obnovy ozonové vrstvy, zejména jsou potřeba nové lesní plantáže.

Aby se obnovila ozonová vrstva, je třeba ji nakrmit. Nejprve se za tímto účelem mělo vytvořit několik pozemních továren na ozon a „vyhodit“ ozón do horních vrstev atmosféry na nákladních letadlech. Tento projekt (pravděpodobně to byl první projekt na „léčení“ planety) však nebyl realizován. Další způsob navrhuje ruské konsorcium „Interozone“: vyrábět ozon přímo v atmosféře. V blízké budoucnosti se plánuje společně s německou společností Daza vynést do výšky 15 km balony s infračervenými lasery, pomocí kterých lze získat ozón z dvouatomového kyslíku. Pokud se tento experiment osvědčí, má v budoucnu využít zkušeností Rusa orbitální stanici"Mir" a vytvořit několik vesmírných platforem se zdroji energie a lasery ve výšce 400 km. Laserové paprsky budou směrovány do centrální části ozonové vrstvy a budou ji neustále vyživovat. Zdrojem energie mohou být solární panely. Astronauti na těchto platformách budou vyžadováni pouze pro pravidelné kontroly a opravy.

Zda se grandiózní mírový projekt uskuteční, ukáže čas.

Vzhledem k naléhavosti situace se zdá nezbytné:

Rozšiřte okruh teoretických a experimentální studie o problému zachování ozonové vrstvy;

Aktivními prostředky zřídit Mezinárodní fond pro zachování ozonové vrstvy;

Zorganizujte mezinárodní výbor pro rozvoj strategie pro přežití lidstva v extrémních podmínkách.

Bibliografie

1. (ru -).

2. ((citujte web - | url = http://www.duel.ru/200530/?30_4_2 - | title = "Duel" Stojí to za to? - | datum přístupu = 3.07.2007 - | lang = ru - ))

3. I.K.Larin. Ozonová vrstva a klima Země. Chyby mysli a jejich náprava ..

4. Halocarbons National Academy of Sciences: Účinky na stratosférický ozón. - 1976.

5. Chladiva Babakin B. S.: historie vzhledu, klasifikace, použití.

6. Časopis "Ekologie a život". Článek E.A. Zhadina, kandidát fyzikálních a matematických věd.

Výskyt ozonových děr v polárních oblastech je způsoben vlivem řady faktorů. Koncentrace ozonu se snižuje v důsledku expozice látkám přírodního a antropogenního původu a také v důsledku nedostatku solární radiace během polární zimy. Hlavní antropogenní faktor způsobující výskyt ozonových děr v polárních oblastech je způsoben vlivem řady faktorů. Koncentrace ozonu klesá v důsledku expozice látkám přírodního a antropogenního původu a také v důsledku nedostatku slunečního záření během polární zimy. Hlavním antropogenním faktorem způsobujícím pokles koncentrace ozonu je uvolňování freonů obsahujících chlór a brom. Extrémně nízké teploty v polárních oblastech navíc způsobují vznik takzvaných polárních stratosférických mraků, které v kombinaci s polárními víry fungují jako katalyzátory při rozpadu ozonu, tedy ozón prostě zabíjejí.

Zdroje ničení

Mezi poškozovače ozonové vrstvy patří:

1) Freony.

Ozón se ničí působením sloučenin chloru známých jako freony, které, také když jsou zničeny vlivem slunečního záření, uvolňují chlór, který „odtrhává“ „třetí“ atom z molekul ozonu. Chlór netvoří sloučeniny, ale slouží jako katalyzátor „roztržení“. Jeden atom chloru je tedy schopen „zničit“ spoustu ozónu. Předpokládá se, že sloučeniny chloru jsou schopny zůstat v atmosféře od 50 do 1500 let (v závislosti na složení látky) Země. Pozorování ozonové vrstvy planety provádějí antarktické expedice od poloviny 50. let.

Ozonová díra nad Antarktidou, která se na jaře zvětšuje a na podzim zmenšuje, byla objevena v roce 1985. Objev meteorologů způsobil řetězec důsledků ekonomické povahy. Faktem je, že existence „díry“ byla obviňována z chemického průmyslu, který vyrábí látky obsahující freony, které přispívají k ničení ozónu (od deodorantů po chladicí jednotky). Neexistuje shoda v otázce, do jaké míry je člověk vinen tvorbou „ozónových děr“. Na jednu stranu - ano, samozřejmě, vinen. Produkce sloučenin poškozujících ozonovou vrstvu by měla být minimalizována, nebo ještě lépe, úplně zastavena. Tedy opustit celý průmyslový sektor s obratem mnoha miliard dolarů. A pokud neodmítnete, přeneste jej na „bezpečnou“ trať, což také stojí peníze.

Hledisko skeptiků: vliv člověka na atmosférické procesy je přes veškerou jeho destruktivnost na lokální úrovni, v planetárním měřítku zanedbatelný. Antifreonová kampaň „zelených“ má zcela transparentní ekonomické a politické pozadí: s její pomocí velké americké korporace (například DuPont) dusí své zahraniční konkurenty vnucováním dohod o „ochraně životní prostředí„na státní úrovni a násilně zavádět novou technologickou revoluci, kterou ekonomicky slabší státy nejsou schopny ustát.

2)vysokoletá letadla

Ničení ozonové vrstvy usnadňují nejen freony uvolňované do atmosféry a vstupující do stratosféry. Na destrukci ozonové vrstvy se podílejí i oxidy dusíku, které vznikají při jaderných explozích. Oxidy dusíku ale vznikají i ve spalovacích komorách proudových motorů vysokohorských letadel. Oxidy dusíku se tvoří z dusíku a kyslíku, které tam jsou. Rychlost tvorby oxidů dusíku je tím větší, čím vyšší je teplota, tj. čím větší je výkon motoru. Důležitý je nejen výkon motoru letadla, ale také nadmořská výška, ve které letí a uvolňuje oxidy dusíku ničící ozón. Čím výše oxid nebo oxid dusný vzniká, tím je pro ozón ničivější. Celkové množství oxidů dusíku vypuštěných do atmosféry za rok se odhaduje na 1 miliardu t. Zhruba třetinu tohoto množství vypouštějí letadla nad průměrnou hladinou tropopauzy (11 km). Co se týče letadel, nejškodlivějšími emisemi jsou vojenská letadla, jejichž počet se pohybuje v desítkách tisíc. Létají především ve výškách ozonové vrstvy.

3) Minerální hnojiva

Ozon ve stratosféře může ubývat i díky tomu, že se do stratosféry dostává oxid dusný N 2 O, který vzniká při denitrifikaci dusíku vázaného půdními bakteriemi. Stejnou denitrifikaci vázaného dusíku provádějí také mikroorganismy v horní vrstvě oceánů a moří. Proces denitrifikace přímo souvisí s množstvím vázaného dusíku v půdě. Lze si tedy být jisti, že se zvýšením množství minerálních hnojiv aplikovaných do půdy se stejnou měrou zvýší i množství vytvořeného oxidu dusného N 2 O. Dále se z oxidu dusného tvoří oxidy dusíku, které vedou k destrukci stratosférického ozonu.

4) jaderné výbuchy

Jaderné výbuchy uvolňují velké množství energie ve formě tepla. Teplota rovna 6000 0 C je nastavena během několika sekund po jaderném výbuchu. Toto je energie ohnivé koule. Ve velmi horké atmosféře k takovým proměnám dochází chemické substance, které za normálních podmínek buď nenastávají, nebo probíhají velmi pomalu. Pokud jde o ozon, jeho mizení, nejnebezpečnější jsou pro něj oxidy dusíku vznikající při těchto přeměnách. Takže v období od roku 1952 do roku 1971 se v důsledku jaderných výbuchů vytvořilo v atmosféře asi 3 miliony tun oxidů dusíku. Další osud Jsou následující: v důsledku míšení atmosféry padají do různých výšek, včetně do atmosféry. Tam vstupují do chemických reakcí za účasti ozonu, což vede k jeho zničení.

5) Spalování paliva.

Oxid dusný se nachází i ve spalinách z elektráren. Skutečnost, že oxid dusnatý a oxid dusnatý jsou přítomny ve spalinách, je známá již dlouhou dobu. Tyto vyšší oxidy však neovlivňují ozón. Ty samozřejmě znečišťují atmosféru, přispívají k tvorbě smogu v ní, ale jsou rychle odstraněny z troposféry. Oxid dusný, jak již bylo zmíněno, je pro ozón nebezpečný. Při nízkých teplotách vzniká v následujících reakcích:

N 2 + O + M \u003d N 2 O + M,

2NH3 + 202 \u003d N20 \u003d 3H 2.

Rozsah tohoto jevu je velmi významný. Tímto způsobem se v atmosféře ročně vytvoří přibližně 3 miliony tun oxidu dusného! Tento údaj ukazuje, že jde o zdroj ničení ozónu.

Závěr: Zdroje ničení jsou: freony, vysokohorská letadla, minerální hnojiva, jaderné výbuchy, spalování paliva.

Ozonové díry – „děti“ stratosférických vírů

Přestože v moderní atmosféře není mnoho ozónu – ne více než jedna tři miliontina zbytku plynů – jeho role je extrémně velká: zpožďuje tvrdé ultrafialové záření (krátkovlnná část slunečního spektra), které ničí bílkoviny a nukleové kyseliny. Stratosférický ozon je navíc důležitým klimatickým faktorem, který určuje krátkodobé a lokální změny počasí.

Rychlost reakcí ničení ozonu závisí na katalyzátorech, kterými mohou být jak přírodní atmosférické oxidy, tak látky uvolňované do atmosféry v důsledku přírodních katastrof (například silných sopečných erupcí). Ve druhé polovině minulého století se však zjistilo, že látky průmyslového původu mohou sloužit i jako katalyzátory reakcí ničení ozónu a lidstvo mělo vážné obavy ...

Ozon (O 3) je poměrně vzácná molekulární forma kyslíku, skládající se ze tří atomů. Přestože je v moderní atmosféře ozónu málo – ne více než jedna tři miliontina zbytku plynů – jeho role je extrémně velká: zpožďuje tvrdé ultrafialové záření (krátkovlnná část slunečního spektra), které ničí bílkoviny a nukleové kyseliny. Proto před nástupem fotosyntézy – a tedy volného kyslíku a ozónové vrstvy v atmosféře – mohl život existovat pouze ve vodě.

Stratosférický ozon je navíc důležitým klimatickým faktorem, který určuje krátkodobé a lokální změny počasí. Pohlcováním slunečního záření a předáváním energie jiným plynům ozón zahřívá stratosféru a tím reguluje povahu planetárních tepelných a kruhových procesů v celé atmosféře.

Nestabilní molekuly ozonu se přirozeně tvoří a rozkládají působením různé faktoryživá a neživá příroda a v průběhu dlouhého vývoje se tento proces dostal do určité dynamické rovnováhy. Rychlost reakcí ničení ozonu závisí na katalyzátorech, kterými mohou být jak přírodní atmosférické oxidy, tak látky uvolňované do atmosféry v důsledku přírodních katastrof (například silných sopečných erupcí).

Ve druhé polovině minulého století se však zjistilo, že látky průmyslového původu mohou sloužit i jako katalyzátory reakcí ničení ozónu a lidstvo mělo vážné obavy. Zvláště veřejný názor nadchlo objev takzvané ozónové „díry“ nad Antarktidou.

"Díra" nad Antarktidou

Znatelný pokles ozónové vrstvy nad Antarktidou – ozónová díra – byl poprvé objeven již v roce 1957, během Mezinárodního geofyzikálního roku. Její skutečný příběh začal o 28 let později článkem v květnovém čísle časopisu Příroda, kde bylo navrženo, že důvodem anomálního jarního minima TO nad Antarktidou je průmyslové (včetně freonů) znečištění atmosféry (Farman a kol., 1985).

Bylo zjištěno, že ozonová díra nad Antarktidou se obvykle vyskytuje jednou za dva roky, trvá asi tři měsíce a poté zmizí. Nejde o průchozí otvor, jak by se mohlo zdát, ale o prohlubeň, správnější je tedy mluvit o „propadnutí ozónové vrstvy“. Bohužel všechny další studie ozonové díry směřovaly především k prokázání jejího antropogenního původu (Roan, 1989).

JEDEN MILIMETR OZONU Atmosférický ozón je kulovitá vrstva o tloušťce asi 90 km nad povrchem Země a ozón je v ní rozložen nerovnoměrně. Většina tohoto plynu se koncentruje v tropech ve výšce 26–27 km, ve středních šířkách ve výšce 20–21 km a v polárních oblastech ve výšce 15–17 km.
Celkový obsah ozonu (TOS), tj. množství ozonu v atmosférickém sloupci v určitém bodě, se měří absorpcí a emisí slunečního záření. Jako měrná jednotka se používá tzv. Dobsonova jednotka (D.U.), odpovídající tloušťce vrstvy čistého ozonu za normálního tlaku (760 mm Hg) a teplotě 0 ° C. Sto Dobsonových jednotek odpovídá tloušťce ozonové vrstvy 1 mm.
Hodnota obsahu ozonu v atmosféře zažívá denní, sezónní, roční i dlouhodobé výkyvy. S průměrným globálním TO 290 D.U. se síla ozonové vrstvy mění v širokém rozmezí – od 90 do 760 D.U.
Obsah ozonu v atmosféře sleduje celosvětová síť asi sto padesáti pozemních ozonometrických stanic, velmi nerovnoměrně rozmístěných po pevnině. Taková síť prakticky nemůže registrovat anomálie v globální distribuci ozonu, i když lineární velikost takových anomálií dosahuje tisíců kilometrů. Podrobnější údaje o ozonu jsou získávány pomocí optického zařízení instalovaného na umělé družice Země.
Je třeba poznamenat, že určitý pokles celkového ozonu (TO) není sám o sobě katastrofický, zejména ve středních a vysokých zeměpisných šířkách, protože mraky a aerosoly mohou absorbovat i ultrafialové záření. Ve stejné střední Sibiři, kde je vysoký počet zamračených dnů, je dokonce nedostatek ultrafialového záření (asi 45% lékařské normy).

Dnes existují různé hypotézy týkající se chemických a dynamických mechanismů vzniku ozonových děr. Chemická antropogenní teorie však příliš nesedí známá fakta. Například růst stratosférického ozonu v určitých geografických oblastech.

Zde je ta „nejnaivnější“ otázka: proč se na jižní polokouli tvoří díra, ačkoli na severní polokouli vznikají freony, přestože není známo, zda v té době mezi polokoulemi existuje vzduchová komunikace?

Znatelné snížení ozonové vrstvy nad Antarktidou bylo poprvé objeveno již v roce 1957 a o tři desetiletí později za to byl obviňován průmysl.

Žádná z existujících teorií není založena na rozsáhlých detailních měřeních TO a studiích procesů probíhajících ve stratosféře. Na otázku o míře izolace polární stratosféry nad Antarktidou, stejně jako na řadu dalších otázek souvisejících s problémem vzniku ozonových děr, bylo možné odpovědět pouze pomocí nové metody sledování pohybů proudění vzduchu navržené V. B. Kaškinem (Kashkin, Sukhinin, 2001; Kashkin a kol., 2002).

Proudění vzduchu v troposféře (až do výšky 10 km) bylo dlouho sledováno pozorováním translačních a rotačních pohybů mraků. Ozon je ve skutečnosti také obrovský „mrak“ nad celým povrchem Země a změny jeho hustoty lze využít k posouzení pohybu vzdušných hmot nad 10 km, stejně jako poznáme směr větru při pohledu na zataženou oblohu za zataženého dne. Pro tyto účely by se hustota ozonu měla měřit v bodech prostorové mřížky s určitým časovým odstupem, například každých 24 hodin. Sledováním toho, jak se změnilo ozonové pole, lze odhadnout úhel jeho rotace za den, směr a rychlost pohybu.

FREONOVÝ BAN – KDO VYHRAJE? V roce 1973 Američané S. Rowland a M. Molina zjistili, že atomy chlóru uvolněné z některých těkavých umělých chemikálií působením slunečního záření mohou zničit stratosférický ozón. Vedoucí roli v tomto procesu přisoudili tzv. freonům (chlorfluoruhlovodíkům), které se v té době hojně používaly v domácích ledničkách, klimatizacích, jako hnací plyn v aerosolech atd. V roce 1995 byli tito vědci spolu s P. Krutzenem oceněni za objev Nobelova cena v chemii.
Začala se omezovat výroba a používání chlorfluoruhlovodíků a dalších látek, které poškozují ozonovou vrstvu. Montrealský protokol o látkách, které poškozují ozonovou vrstvu, který kontroluje 95 sloučenin, nyní podepsalo více než 180 států. V právu Ruská Federace o ochraně životního prostředí přírodní prostředí K dispozici je také samostatný článek o
ochrana ozonové vrstvy Země. Zákaz výroby a spotřeby látek poškozujících ozonovou vrstvu měl vážné ekonomické a politické důsledky. Ostatně freony mají spoustu výhod: ve srovnání s jinými chladivy jsou málo toxické, chemicky stabilní, nehořlavé a kompatibilní s mnoha materiály. Proto byli představitelé chemického průmyslu, zejména v USA, zpočátku proti zákazu. K zákazu se ale později připojil koncern DuPont, který jako alternativu freonů navrhl používat hydrochlorfluoruhlovodíky a hydrofluoruhlovodíky.
V západní státy„boom“ začal výměnou starých chladniček a klimatizací za nové, které neobsahují látky poškozující ozónovou vrstvu, ačkoli taková technická zařízení jsou méně účinná, méně spolehlivá, spotřebují více energie a jsou dražší. Společnosti, které byly průkopníky používání nových chladiv, z toho těžily a měly obrovské zisky. Jen v USA stojí zákazy CFC desítky, ne-li více, miliardy dolarů. Panoval názor, že tzv. ozonovou úspornou politiku by mohli inspirovat vlastníci velkých chemických korporací, aby posílili své monopolní postavení na světovém trhu.

Pomocí nové metody byla studována dynamika ozonové vrstvy v roce 2000, kdy byla nad Antarktidou pozorována rekordní ozonová díra (Kashkin a kol., 2002). K tomu byla použita satelitní data o hustotě ozonu na celé jižní polokouli, od rovníku po pól. V důsledku toho bylo zjištěno, že obsah ozonu je minimální ve středu trychtýře tzv. cirkumpolárního víru, který se vytvořil nad pólem, kterému se budeme podrobně věnovat níže. Na základě těchto dat byla vyslovena hypotéza přirozeného mechanismu vzniku ozónových „děr“.

Globální dynamika stratosféry: hypotéza

Cirkumpolární víry vznikají při pohybu stratosférických vzduchových hmot ve směru poledníku a zeměpisné šířky. Jak se to stane? Stratosféra je výše na teplém rovníku a níže na studeném pólu. Proudy vzduchu (spolu s ozonem) se valí ze stratosféry jako kopec a pohybují se stále rychleji od rovníku k pólu. K pohybu ze západu na východ dochází vlivem Coriolisovy síly spojené s rotací Země. V důsledku toho se zdá, že proudy vzduchu jsou navinuty jako vlákna na vřetenu na jižní a severní polokouli.

„Vřeteno“ vzduchových hmot rotuje po celý rok na obou polokoulích, výraznější je však koncem zimy a brzy na jaře, protože výška stratosféry na rovníku se po celý rok téměř nemění a na pólech je vyšší v létě a nižší v zimě, kdy je tam obzvlášť chladno.

Ozonová vrstva ve středních zeměpisných šířkách vzniká v důsledku silného přílivu z rovníku a také v důsledku fotochemických reakcí probíhajících na místě. Ale ozon v oblasti pólu vděčí za svůj vznik především proudění od rovníku a ze středních zeměpisných šířek a jeho obsah je tam poměrně nízký. Fotochemické reakce na pólu, kam sluneční paprsky dopadají pod nízkým úhlem, jsou pomalé a značná část ozonu přicházející z rovníku má čas být cestou zničena.

Na základě satelitních dat o hustotě ozonu byla předložena hypotéza přirozeného mechanismu vzniku ozonových děr.

Vzduchové masy se ale ne vždy takto pohybují. V nejchladnějších zimách, kdy stratosféra nad pólem klesá velmi nízko nad zemským povrchem a „kopec“ je obzvláště strmý, se situace mění. Stratosférické proudy se valí dolů tak rychle, že existuje efekt známý každému, kdo viděl, jak voda stéká dírou ve vaně. Po dosažení určité rychlosti se voda začne rychle otáčet a kolem otvoru se vytvoří charakteristický trychtýř, vytvořený odstředivá síla.

Něco podobného se děje v globální dynamice stratosférických toků. Když proudy stratosférického vzduchu naberou dostatečně vysokou rychlost, odstředivá síla je začne odtlačovat od pólu směrem ke středním zeměpisným šířkám. V důsledku toho se vzduchové hmoty pohybují od rovníku a od pólu směrem k sobě, což vede k vytvoření rychle rotující „hřídele“ víru ve středních zeměpisných šířkách.

Výměna vzduchu mezi rovníkovou a polární oblastí ustává a ozón z rovníku a ze středních šířek se k pólu nedostane. Kromě toho je ozón zbývající na pólu, jako v odstředivce, vytlačován do středních zeměpisných šířek odstředivou silou, protože je těžší než vzduch. V důsledku toho koncentrace ozonu uvnitř trychtýře prudce klesá - nad pólem se vytváří ozónová „díra“ a ve středních zeměpisných šířkách - oblast s vysokým obsahem ozonu, která odpovídá „hřídelu“ cirkumpolárního víru.

Na jaře se antarktická stratosféra otepluje a stoupá výše – trychtýř mizí. Obnovuje se vzdušná komunikace mezi středními a vysokými zeměpisnými šířkami a zrychlují se i fotochemické reakce tvorby ozonu. Ozonová díra zmizí před další obzvlášť chladnou zimou na jižním pólu.

A co v Arktidě?

Přestože dynamika proudění ve stratosféře a tedy i ozonová vrstva na severní a jižní polokouli je obecně podobná, ozónová díra se čas od času vyskytuje pouze nad jižním pólem. Nad severním pólem nejsou žádné ozónové díry, protože zimy jsou mírnější a stratosféra nikdy neklesá dostatečně nízko, aby vzdušné proudy nabraly rychlost potřebnou k vytvoření trychtýře.

Přestože cirkumpolární vír vzniká i na severní polokouli, ozónové díry tam nejsou pozorovány kvůli mírnějším zimám než na jižní polokouli.

Je tu ještě jeden důležitý rozdíl. Na jižní polokouli rotuje cirkumpolární vír téměř dvakrát rychleji než na severní. A není se čemu divit: Antarktida je obklopena moři a kolem ní je cirkumpolární mořský proud – v podstatě spolu rotují gigantické masy vody a vzduchu. Obrázek je jiný na severní polokouli: ve středních zeměpisných šířkách jsou kontinenty s pohoří, a tření vzduchové hmoty o povrch Země neumožňuje cirkumpolárnímu víru získat dostatečně vysokou rychlost.

Ve středních zeměpisných šířkách severní polokoule se však občas objevují malé ozónové „díry“ jiného původu. Odkud přicházejí? Pohyb vzduchu ve stratosféře střední šířky hornaté severní polokoule připomíná pohyb vody v mělkém toku s kamenitým dnem, kdy se na hladině vody tvoří četné víry. Ve středních zeměpisných šířkách severní polokoule hrají roli reliéfu spodního povrchu teplotní rozdíly na rozhraní kontinentů a oceánů, pohoří a rovin.

Prudká změna teploty na povrchu Země vede ke vzniku vertikálních proudění v troposféře. Stratosférické větry srážející se s těmito proudy vytvářejí víry, které se mohou otáčet oběma směry se stejnou pravděpodobností. V jejich rámci se objevují oblasti s nízkým obsahem ozonu, tedy ozonové díry mnohem menší velikosti než na jižním pólu. A nutno podotknout, že takové víry s různými směry rotace byly objeveny hned na první pokus.

Dynamika proudů stratosférického vzduchu, kterou jsme sledovali pozorováním ozonového mraku, nám tedy umožňuje podat věrohodné vysvětlení mechanismu vzniku ozonové díry nad Antarktidou. K takovým změnám v ozonové vrstvě, v důsledku aerodynamických jevů ve stratosféře, došlo zřejmě dlouho před objevením člověka.

Vše výše uvedené vůbec neznamená, že freony a další plyny průmyslového původu nepůsobí destruktivně na ozonovou vrstvu. Vědci však teprve musí zjistit, jaký je poměr přírodních a antropogenních faktorů ovlivňujících vznik ozonových děr – dělat unáhlené závěry o tak důležitých otázkách je nepřijatelné.

Země je bezesporu nejunikátnější planetou u nás Sluneční Soustava. Je to jediná planeta přizpůsobená pro život. Ne vždy si toho ale vážíme a věříme, že nejsme schopni změnit a narušit to, co se za miliardy let vytvořilo. Za celou historii existence naše planeta nikdy nedostala takové zatížení, jaké jí dal člověk.

Na naší planetě je ozónová vrstva, která je pro náš život tak nezbytná. Chrání nás před účinky ultrafialových paprsků ze slunce. Bez něj by život na této planetě nebyl možný.

Ozón je modrý plyn s charakteristickým zápachem. Každý z nás zná tento štiplavý zápach, který je slyšitelný zejména po dešti. Není divu, že ozón v řečtině znamená „vonící“. Vzniká ve výšce až 50 km od povrchu země. Většina z toho se ale nachází na 22 - 24 km.

Příčiny ozónových děr

Počátkem 70. let minulého století začali vědci pozorovat úbytek ozonové vrstvy. Důvodem je vstup látek poškozujících ozonovou vrstvu používaných v průmyslu do horních vrstev stratosféry, starty raket a mnoho dalších faktorů. Jde především o molekuly chloru a bromu. Chlorfluoruhlovodíky a další látky uvolňované člověkem se dostávají do stratosféry, kde pod vlivem sluneční paprsky rozkládají se na chlór a spalují molekuly ozonu. Bylo prokázáno, že jedna molekula chloru dokáže spálit 100 000 molekul ozónu. A udržuje se v atmosféře 75 až 111 let!

V důsledku klesajícího ozónu vznikají v atmosféře ozónové díry. První byl objeven na počátku 80. let v Arktidě. Jeho průměr nebyl příliš velký a pokles ozonu činil 9 procent.

Ozonová díra v Arktidě

Ozónová díra je velký pokles procenta ozónu na určitých místech v atmosféře. Samotné slovo „díra“ nám to umožňuje pochopit bez dalšího vysvětlování.

Na jaře 1985 v Antarktidě nad stanicí Halle Bay klesl obsah ozonu o 40 %. Ukázalo se, že díra je obrovská a už se posunula za hranice Antarktidy. Na výšku jeho vrstva dosahuje až 24 km. V roce 2008 se odhadovalo, že jeho velikost je již více než 26 milionů km2. Ohromilo to celý svět. Je to jasné? že naše atmosféra je ve větším nebezpečí, než jsme si mysleli. Od roku 1971 celosvětově klesla ozonová vrstva o 7 %. V důsledku toho začalo na naši planetu dopadat ultrafialové záření ze Slunce, které je biologicky nebezpečné.

Důsledky ozónových děr

Lékaři se domnívají, že v důsledku poklesu ozónu se zvýšilo procento rakoviny kůže a slepoty v důsledku šedého zákalu. Také lidská imunita klesá, což vede k různé typy jiné nemoci. Nejvíce trpí obyvatelé horních vrstev oceánů. Jsou to krevety, krabi, řasy, plankton atd.

Organizace spojených národů nyní podepsala mezinárodní dohodu o omezení používání látek poškozujících ozonovou vrstvu. Ale i když je přestanete používat. uzavření děr bude trvat více než 100 let.

Dají se ozonové díry opravit?

K dnešnímu dni vědci navrhli jeden způsob, jak obnovit ozón pomocí letadel. K tomu je potřeba ve výšce 12-30 kilometrů nad Zemí uvolnit kyslík nebo uměle vytvořený ozón a rozptýlit jej speciálním atomizérem. Ozónové díry tak mohou být postupně zaplňovány. Nevýhodou této metody je, že vyžaduje značné ekonomické plýtvání. Navíc je nemožné uvolnit velké množství ozónu do atmosféry najednou. Také proces přepravy ozonu je složitý a nebezpečný.

Mýty o ozónových dírách

Protože problém ozonových děr zůstává otevřený, vytvořilo se kolem něj několik mylných představ. Z úbytku ozonové vrstvy se tedy snažilo udělat fikci prospěšnou průmyslu, údajně kvůli obohacování. Naopak všechny chlorfluoruhlovodíkové látky byly nahrazeny levnějšími a bezpečnějšími složkami přírodního původu.

Další falešné tvrzení, že údajně freony poškozující ozonovou vrstvu jsou příliš těžké na to, aby dosáhly ozonové vrstvy. Ale v atmosféře se všechny prvky mísí a znečišťující složky jsou schopny dosáhnout úrovně stratosféry, ve které se nachází ozonová vrstva.

Neměli byste věřit tvrzení, že ozón ničí halogeny přírodního původu a ne antropogenní. Není tomu tak, je to lidská činnost, která přispívá k uvolňování různých škodlivých látek, které ničí ozonovou vrstvu. Následky výbuchu sopek a dalších přírodních katastrof prakticky neovlivňují stav ozonu.

A posledním mýtem je, že ozón se ničí pouze nad Antarktidou. Ve skutečnosti se ozónové díry tvoří všude v atmosféře, což způsobuje, že množství ozónu obecně klesá.

Prognózy do budoucna

Od doby, kdy se ozónové díry staly, byly pečlivě sledovány. V poslední době je situace značně nejednoznačná. Na jedné straně se v mnoha zemích objevují a mizí malé ozonové díry, zejména v průmyslových oblastech, a na druhé straně je pozitivní trend ve snižování některých velkých ozónových děr.

V průběhu pozorování vědci zaznamenali, že největší ozonová díra visela nad Antarktidou a své maximální velikosti dosáhla v roce 2000. Od té doby, soudě podle snímků pořízených satelity, se díra postupně uzavírá. Tato tvrzení jsou prezentována ve vědeckém časopise Science. Ekologové spočítali, že se jeho plocha zmenšila o 4 miliony metrů čtverečních. kilometrů.

Studie ukazují, že postupně rok od roku množství ozonu ve stratosféře narůstá. To bylo usnadněno podpisem Montrealského protokolu v roce 1987. V souladu s tímto dokumentem se všechny země snaží snižovat emise do atmosféry, snižují množství dopravy. Čína je v tomto ohledu obzvláště úspěšná. Upravuje vznik nových aut a existuje koncept kvóty, to znamená, že lze registrovat určitý počet SPZ za rok. Navíc došlo k určitému pokroku ve zlepšování atmosféry, protože postupně lidé přecházejí na alternativní zdroje energie, hledají se efektivní zdroje, které by pomohly ušetřit.

Od roku 1987 byl problém ozonových děr zmiňován více než jednou. Tomuto problému je věnováno mnoho konferencí a setkání vědců. Otázky se projednávají i na jednáních zástupců státu. V roce 2015 se tedy v Paříži konala konference, jejímž účelem bylo vypracovat opatření proti změně klimatu. To také pomůže snížit emise do atmosféry, což znamená, že ozónové díry se budou postupně utahovat. Vědci například předpovídají, že do konce 21. století ozónová díra nad Antarktidou úplně zmizí.

Kde jsou ozónové díry (VIDEO)