Երկրի մթնոլորտը պարունակում է մի քանի շերտեր, որոնք գտնվում են տարբեր բարձրությունների վրա։ Ամենակարևորներից մեկը օզոնային շերտն է, որը գտնվում է ստրատոսֆերայում։ Որպեսզի պարզեք, թե ինչ է օզոնային անցքը, պետք է հասկանաք այս շերտի գործառույթը և դրա գոյության կարևորությունը մոլորակի վրա կյանքի համար:

Նկարագրություն

Օզոնային շերտի բարձրությունը տատանվում է՝ կախված որոշակի տարածքի ջերմաստիճանի ռեժիմից, օրինակ՝ արևադարձային գոտիներում այն ​​գտնվում է 25-ից 30 կմ միջակայքում, իսկ բևեռներում՝ 15-ից մինչև 20 կմ: Օզոնը գազ է, որն առաջանում է թթվածնի մոլեկուլների վրա արևային ճառագայթման ազդեցությամբ։ Օզոնի տարանջատման գործընթացը հանգեցնում է Արեգակի արձակած վտանգավոր ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման մեծ մասի կլանմանը:
Շերտի հաստությունը սովորաբար չափվում է Դոբսոնի միավորներով, որոնցից յուրաքանչյուրը հավասար է 10 միկրոմետր օզոնային շերտի՝ նորմալ ճնշման և ջերմաստիճանի պայմաններում։ Նվազագույն հաստությունը, որից ցածր շերտը դադարում է գոյություն ունենալ, 220 միավոր է։ Դոբսոն. Օզոնային շերտի առկայությունը հաստատվել է ֆրանսիացի ֆիզիկոսներ Չարլզ Ֆաբրիի և Անրի Բյուսոնի կողմից 20-րդ դարի սկզբին սպեկտրոսկոպիկ վերլուծության միջոցով։

Օզոնի անցքեր

Կան բազմաթիվ վարկածներ այն մասին, թե կոնկրետ ինչն է հրահրում մոլորակի օզոնային շերտի նոսրացումը։ Որոշ գիտնականներ դրա համար մեղադրում են մարդածին գործոններին, իսկ մյուսները դա համարում են բնական գործընթաց: Օզոնի անցքերստրատոսֆերայից տվյալ գազի կրճատումն է կամ լրիվ անհետացումը։ Առաջին անգամ այս երևույթը գրանցվել է 1985 թվականին, այն գտնվում էր Անտարկտիդայի տարածաշրջանի մոտ 1 հազար քառակուսի կիլոմետր տարածքի վրա:
Այս անցքի տեսքը եղել է ցիկլային, այն հայտնվել է օգոստոսին, իսկ դեկտեմբերին անհետացել։ Միևնույն ժամանակ Արկտիկայի տարածաշրջանում մի փոքր ավելի փոքր անցք է հայտնվել։ Տեխնոլոգիաների զարգացման շնորհիվ հնարավոր է դարձել իրական ժամանակում արձանագրել օզոնային շերտի ճեղքվածքների ձևավորումը, և այժմ գիտնականները կարող են վստահորեն ասել, որ դրանք մոլորակի վրա կան մի քանի հարյուր։ Ամենամեծերը գտնվում են բևեռներում:

Օզոնային անցքերի պատճառներն ու հետևանքները

Տեսություն կա, որ օզոնի անցքերը առաջանում են բնական պատճառներով։ Ըստ այդմ, քանի որ թթվածնի վերածումը օզոնի տեղի է ունենում արեգակնային ճառագայթման ազդեցության արդյունքում, ապա բևեռային ձմռանը դրա բացակայության դեպքում այդ գազը չի արտադրվում։ Երկար գիշերվա ընթացքում արդեն ձևավորված օզոնն իր մեծ զանգվածի պատճառով իջնում ​​է մթնոլորտի ստորին շերտերը, որտեղ ճնշումից քայքայվում է։ Այս տարբերակը հիանալի բացատրում է բևեռների վրա անցքերի տեսքը, բայց չի պարզաբանում դրանց լայնածավալ նմանակների ձևավորումը Ղազախստանի և Ռուսաստանի տարածքներում, որտեղ բևեռային գիշերներ չեն նկատվում:
Վերջերս գիտական ​​հանրությունը համաձայնեց, որ օզոնի քայքայման և՛ բնական, և՛ տեխնածին պատճառներ կան: Անթրոպոգեն գործոնը ներառում է որոշակիի կոնցենտրացիայի ավելացում քիմիական նյութերերկրագնդի մթնոլորտում։ Օզոնը քայքայվում է քլորի, ջրածնի, բրոմի, քլորաջրածնի, ազոտի մոնօքսիդի, մեթանի, ինչպես նաև ֆրեոնի և նրա ածանցյալների հետ ռեակցիաների արդյունքում։ Օզոնային անցքերի առաջացման պատճառներն ու հետևանքները դեռ լիովին պարզված չեն, բայց գրեթե ամեն տարի նոր բացահայտումներ են բերում այս ոլորտում:

Ինչու են օզոնի անցքերը վտանգավոր:

Օզոնը կլանում է չափազանց վտանգավոր արեգակնային ճառագայթումը` թույլ չտալով այն հասնել մոլորակի մակերես: Երբ այս գազի շերտը դառնում է ավելի բարակ, Երկրի վրա ամեն ինչ ենթարկվում է սովորական ռադիոակտիվ ճառագայթման: Սա հրահրում է քաղցկեղի աճը, որը հիմնականում տեղայնացված է մաշկի վրա: Բույսերի համար օզոնի անհետացումը նույնպես վնասակար է, նրանց մոտ տեղի են ունենում տարբեր գենետիկ մուտացիաներ և կենսունակության ընդհանուր նվազում։ Վերջին տարիներին մարդկությունն ավելի լավ է գիտակցում, թե որքան վտանգավոր են օզոնային անցքերը Երկրի վրա կյանքի համար:

Եզրակացություն

Գիտակցելով օզոնի ոչնչացման վտանգը՝ միջազգային հանրությունը ձեռնարկել է մի շարք միջոցառումներ՝ ուղղված նվազեցնելու բացասական ազդեցությունմթնոլորտին։ 1987-ին Մոնրեալում ստորագրվեց արձանագրություն, որը պարտավորեցնում է նվազագույնի հասցնել ֆրեոնի օգտագործումը արդյունաբերության մեջ, քանի որ հենց այս գազն է հրահրում բևեռային շրջաններից դուրս անցքերի տեսքը: Այնուամենայնիվ, մոտ հարյուր տարի կպահանջվի, որպեսզի արդեն մթնոլորտ արձակված ֆրեոնը քայքայվի, ուստի Երկրի մթնոլորտում օզոնային անցքերի թիվը մոտ ապագայում դժվար թե նվազի։

Կան բազմաթիվ վարկածներ, որոնք փորձում են բացատրել օզոնի կոնցենտրացիայի նվազումը: Երկրի մթնոլորտում դրա տատանումների պատճառները կապված են.

• · Երկրի մթնոլորտում տեղի ունեցող դինամիկ գործընթացներով (ներքին գրավիտացիոն ալիքներ, Ազորյան անտիցիկլոն և այլն);
• Արեգակի ազդեցությամբ (նրա գործունեության տատանումներ);
• երկրաբանական պրոցեսների արդյունքում հրաբխային (ֆրեոնների արտահոսք հրաբուխներից, որոնք մասնակցում են օզոնային շերտի ոչնչացմանը, տատանումներ) մագնիսական դաշտըԵրկիր և այլն)
• · Երկրի վերին թաղանթներում տեղի ունեցող բնական պրոցեսների հետ, ներառյալ ազոտ արտադրող միկրոօրգանիզմների ակտիվությունը, ծովային հոսանքները (Էլ Նինյո ֆենոմեն), անտառային հրդեհները և այլն.
• · մարդու տնտեսական գործունեության հետ կապված մարդածին գործոնի հետ, երբ մթնոլորտ են արտադրվում օզոնը քայքայող միացությունների զգալի ծավալներ:

IN վերջին տասնամյակներըանտրոպոգեն գործոնների ազդեցությունը կտրուկ աճել է, ինչը հանգեցրել է առաջացմանը բնապահպանական խնդիրներըորոնք անսպասելիորեն վերածվեցին գլոբալների՝ մարդկանց կողմից՝ ջերմոցային էֆեկտ, թթվային անձրև, անտառահատում, տարածքների անապատացում, շրջակա միջավայրի աղտոտում վնասակար նյութերով, մոլորակի կենսաբազմազանության նվազում։

Որոշ գիտնականներ կարծում են, որ դա այդպես է տնտեսական գործունեությունմարդը մեծապես մեծացրել է ստրատոսֆերային օզոնի հալոգենի քայքայման ուղու բաժինը, ինչը հրահրել է օզոնի անցքերի առաջացումը:

1987 թվականի Մոնրեալի արձանագրությունն արգելեց սառնագենտների արտադրությունը, ինչը վերջին կես դարում թույլ տվեց պահպանել սնունդը և դրանով ոչ միայն մարդկային կյանքն ավելի հարմարավետ դարձրեց, այլև փրկեց միլիոնավոր մարդկանց կյանքեր, ովքեր տառապում էին պարենային անապահովությունից: Քանի որ էժան սառնագենտներն արգելված էին, թերզարգացած երկրները չէին կարողանում թանկարժեք սառնարաններ գնել: Ուստի նրանք չեն կարողանում պահել իրենց գյուղմթերքը։ Նրանց զգալի եկամուտ է բերում ներկրվող թանկարժեք սարքավորումները, որոնք մշակվել են «օզոնային անցքերի դեմ պայքարի» նախաձեռնողների երկրներում։ Սառնագենտների արգելքը նպաստել է ամենաաղքատ երկրներում մահացության աճին։

Այսօր մենք կարող ենք վստահորեն ասել, որ մոլորակի օզոնային շերտի վրա արհեստականորեն ստեղծված քլորոֆտորածխածնի մոլեկուլների կործանարար ազդեցության վերաբերյալ խիստ գիտականորեն ապացուցված ապացույցներ չկան։ Բայց գիտական ​​հանրության մեջ գերակշռում է այն տեսակետը, ըստ որի՝ 20-րդ դարի երկրորդ կեսին օզոնային շերտի հաստության նվազման պատճառը մարդածին գործոնն է, որն արտազատման տեսքով. քլոր և բրոմ պարունակող ֆրեոնները հանգեցրել են օզոնային շերտի զգալի նոսրացման:

Ֆրեոնները հագեցած ածխաջրածինների (հիմնականում մեթան և էթան) ֆտոր պարունակող ածանցյալներ են, որոնք օգտագործվում են որպես սառնագենտներ սառնարաններում: Բացի ֆտորի ատոմներից, ֆրեոնի մոլեկուլները սովորաբար պարունակում են քլորի ատոմներ, ավելի քիչ՝ բրոմի ատոմներ։ Հայտնի են ավելի քան 40 տարբեր ֆրեոններ։ Դրանց մեծ մասն արտադրվում է արդյունաբերության կողմից։

Freon 22 (Freon 22) - վերաբերում է 4-րդ վտանգի դասի նյութերին: 400°C-ից բարձր ջերմաստիճանների ազդեցության տակ այն կարող է քայքայվել՝ առաջացնելով բարձր թունավոր արտադրանքներ՝ տետրաֆտորէթիլեն (վտանգի դաս 4), ջրածնի քլորիդ (վտանգի դաս 2), ֆտորաջրածին (վտանգի դաս 1):

Այսպիսով, ստացված տվյալները ամրապնդեցին շատ (բայց ոչ բոլոր) հետազոտողների եզրակացությունը, որ միջին և բարձր լայնություններում օզոնի նկատվող կորուստը հիմնականում պայմանավորված է մարդածին քլոր և բրոմ պարունակող միացություններով:

Սակայն այլ պատկերացումների համաձայն՝ «օզոնային անցքերի» առաջացումը հիմնականում բնական, պարբերական գործընթաց է, որը բացառապես կապված չէ մարդկային քաղաքակրթության վնասակար ազդեցության հետ։ Այսօր շատ մարդիկ չեն կիսում այս տեսակետը ոչ միայն փաստարկների բացակայության պատճառով, այլ այն պատճառով, որ «գլոբալ ուտոպիաների» հետևանքով ավելի ձեռնտու էր հետևել դրան: Շատ գիտնականներ, ֆինանսական միջոցների բացակայության դեպքում Գիտական ​​հետազոտություն, դարձել և դառնում են դրամաշնորհների զոհ՝ հիմնավորելու «գլոբալ բնապահպանական շովինիզմի» գաղափարները և դրանում առաջընթացի մեղքը։

Ինչպես նշում է ռուսաստանյան օզոնային ոլորտի առաջատար մասնագետ Գ.Կրուչենիցկին, Ա.Խրգյանը, նա գործնականում առաջինն էր, ով ուշադրություն հրավիրեց այն փաստի վրա, որ հյուսիսային կիսագնդում օզոնային անցքերի առաջացումը և անհետացումը փոխկապակցված է մթնոլորտային-դինամիկական, և ոչ. քիմիական գործընթացներ. Երկու-երեք օրվա ընթացքում օզոնի պարունակությունը կարող է փոխվել մի քանի տասնյակ տոկոսով: Այսինքն՝ խոսքը ոչ թե օզոնը քայքայող նյութերի մեջ է, այլ հենց մթնոլորտի դինամիկայի մեջ։

Մթնոլորտի ուսումնասիրության բնագավառի ականավոր մասնագետ Է.Բորիսենկովը, հիմնվելով քսաներեք տարվա ընթացքում արևմտաեվրոպական ինը կայանների տվյալների մշակման վրա, կապ է հաստատել 11-ամյա ցիկլերի միջև։ արևային ակտիվությունև Երկրի մթնոլորտում օզոնի փոփոխությունները:

Օզոնային անցքերի առաջացման պատճառները հիմնականում կապված են միացությունների մարդածին աղբյուրների հետ, որոնք ներթափանցում են Երկրի մթնոլորտի ստրատոսֆերային շերտ: Այնուամենայնիվ, կա մեկ բռնում. Այն բաղկացած է նրանից, որ օզոնը քայքայող միացությունների հիմնական աղբյուրները գտնվում են ոչ թե բևեռային (հարավային և հյուսիսային) լայնություններում, այլ կենտրոնացած են հասարակածին ավելի մոտ և գրեթե ամբողջությամբ տեղակայված են հյուսիսային կիսագնդում: Մինչդեռ օզոնային շերտի նոսրացման (օզոնային անցքերի փաստացի տեսք) առաջացման ամենահաճախ հանդիպող երևույթները դիտվում են Անտարկտիդայում (հարավային կիսագնդում) և ավելի քիչ՝ Արկտիկայի գոտում։

Այսինքն՝ օզոնը քայքայող միացությունների աղբյուրները պետք է արագ և լավ խառնվեն Երկրի մթնոլորտում։ Միաժամանակ արագ հեռանում են մթնոլորտի ստորին շերտերից, որտեղ պետք է դիտարկել նաեւ նրանց ռեակցիաները՝ օզոնի մասնակցությամբ։ Հանուն արդարության պետք է նշել, որ տրոպոսֆերայում շատ ավելի քիչ օզոն կա, քան ստրատոսֆերայում: Բացի այդ, այդ միացությունների «կյանքի ժամկետը» կարող է հասնել մի քանի տարվա: Հետեւաբար, նրանք կարող են հասնել ստրատոսֆերա օդային զանգվածների եւ ջերմության գերիշխող ուղղահայաց շարժումների պայմաններում։ Բայց այստեղ գալիս է դժվարությունը. Քանի որ ջերմության և զանգվածի փոխանցման հետ կապված հիմնական շարժումները (ջերմություն + տեղափոխվող օդի զանգված) իրականացվում են հենց տրոպոսֆերայում: Եվ քանի որ օդի ջերմաստիճանն արդեն 11-10 կմ բարձրության վրա հաստատուն է և կազմում է մոտ -50°C, ապա այս ջերմության և զանգվածի փոխանցումը տրոպոսֆերային շերտից դեպի ստրատոսֆերա պետք է դանդաղեցվի։ Իսկ օզոնային շերտը ոչնչացնող մարդածին աղբյուրների մասնակցությունը կարող է այնքան էլ նշանակալից չլինել, որքան ենթադրվում է մինչ այժմ:

Հաջորդ փաստը, որը կարող է նվազեցնել մարդածին գործոնի դերը Երկրի օզոնային շերտի քայքայման գործում, օզոնային անցքերի ի հայտ գալն է հիմնականում գարնանը կամ ձմռանը։ Բայց սա, նախ, հակասում է Երկրի մթնոլորտում օզոնը քայքայող միացությունների արագ խառնման և օզոնի բարձր կոնցենտրացիայի ստրատոսֆերային շերտ ներթափանցելու հնարավորության մասին ենթադրությանը։ Երկրորդ, օզոնը քայքայող միացությունների մարդածին աղբյուրը մշտական ​​է: Հետևաբար, դժվար է բացատրել անտրոպոգեն պատճառներով օզոնային անցքերի առաջացման պատճառը գարնանը և ձմռանը և նույնիսկ բևեռային լայնություններում։ Մյուս կողմից, բևեռային ձմեռների առկայությունը և արեգակնային ճառագայթման բնական նվազումը ձմռանը բավարար կերպով բացատրում են Անտարկտիդայի և Արկտիկայի վրա օզոնային անցքերի առաջացման բնական պատճառը: Օրինակ, ամռանը Երկրի մթնոլորտում օզոնի կոնցենտրացիաները տատանվում են 0-ից 0,07%, իսկ ձմռանը 0-ից 0,02%:

Անտարկտիդայում և Արկտիկայում օզոնի քայքայման մեխանիզմը սկզբունքորեն տարբերվում է ավելի բարձր լայնություններից: Այստեղ հիմնականում տեղի է ունենում հալոգեն պարունակող նյութերի ոչ ակտիվ ձևերի վերածումը օքսիդների։ Ռեակցիան տեղի է ունենում բևեռային ստրատոսֆերային ամպերի մասնիկների մակերեսի վրա։ Արդյունքում գրեթե ամբողջ օզոնը ոչնչացվում է հալոգենների հետ ռեակցիաների ժամանակ։ Ընդ որում, քլորը պատասխանատու է 40-50%-ի համար, իսկ բրոմը՝ մոտ 20-40%-ը։

Բևեռային ամառվա գալուստով օզոնի քանակն ավելանում է և կրկին հասնում իր նախկին նորմային։ Այսինքն՝ Անտարկտիդայում օզոնի կոնցենտրացիայի տատանումները սեզոնային են։ Սա բոլորն են ճանաչում։ Բայց եթե, այնուամենայնիվ, օզոնը քայքայող միացությունների մարդածին աղբյուրների ավելի վաղ կողմնակիցները հակված էին պնդելու, որ տարվա ընթացքում օզոնի կոնցենտրացիայի կայուն նվազում է նկատվում, ապա ավելի ուշ այս դինամիկան հակառակն էր։ Օզոնի անցքերը սկսեցին փոքրանալ։ Թեեւ, նրանց կարծիքով, օզոնային շերտի վերականգնումը պետք է տեւի մի քանի տասնամյակ։ Քանի որ ենթադրվում էր, որ մթնոլորտում կուտակվել է մարդածին աղբյուրներից ստացված հսկայական քանակությամբ ֆրեոններ, որոնք տևել են տասնյակ և նույնիսկ հարյուրավոր տարիներ: Ուստի օզոնային անցքի ձգում պետք չէ սպասել մինչև 2048 թվականը։ Ինչպես տեսնում եք, այս կանխատեսումը չիրականացավ։ Մյուս կողմից, կարդինալ դարձան ֆրեոնի արտադրության ծավալները նվազեցնելու ջանքերը։

օրգանիզմի ուլտրամանուշակագույն օզոնային ծովային

Օզոնի անցքեր - ստրատոսֆերային հորձանուտների «երեխաներ»:

Չնայած ժամանակակից մթնոլորտում շատ օզոն չկա՝ մնացած գազերի մեկ երեք միլիոներորդից ոչ ավելին, սակայն նրա դերը չափազանց մեծ է. այն հետաձգում է կոշտ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը (կարճ ալիքի մասը. արեգակնային սպեկտրը), որը քայքայում է սպիտակուցները նուկլեինաթթուներ. Բացի այդ, ստրատոսֆերային օզոնը կարևոր կլիմայական գործոն է, որը որոշում է եղանակի կարճաժամկետ և տեղական փոփոխությունները:

Օզոնի ոչնչացման ռեակցիաների արագությունը կախված է կատալիզատորներից, որոնք կարող են լինել ինչպես բնական մթնոլորտային օքսիդներ, այնպես էլ բնական աղետների արդյունքում մթնոլորտ արտանետվող նյութեր (օրինակ՝ հզոր հրաբխային ժայթքումներ): Այնուամենայնիվ, անցյալ դարի երկրորդ կեսին պարզվեց, որ արդյունաբերական ծագման նյութերը կարող են նաև որպես օզոնի ոչնչացման ռեակցիաների կատալիզատորներ ծառայել, և մարդկությունը լրջորեն անհանգստացավ ...

Օզոնը (O 3) թթվածնի համեմատաբար հազվադեպ մոլեկուլային ձև է, որը բաղկացած է երեք ատոմից։ Չնայած ժամանակակից մթնոլորտում օզոնը քիչ է, մնացած գազերի ոչ ավելի, քան մեկ երեք միլիոներորդ մասը, նրա դերը չափազանց մեծ է. այն հետաձգում է կոշտ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը (արևային սպեկտրի կարճ ալիքների մասը), որը ոչնչացնում է սպիտակուցները և նուկլեինաթթուներ. Հետևաբար, մինչև ֆոտոսինթեզի հայտնվելը, և, համապատասխանաբար, ազատ թթվածինը և մթնոլորտում օզոնային շերտը, կյանքը կարող էր գոյություն ունենալ միայն ջրի մեջ:

Բացի այդ, ստրատոսֆերային օզոնը կարևոր կլիմայական գործոն է, որը որոշում է եղանակի կարճաժամկետ և տեղական փոփոխությունները: Կլանելով արեգակնային ճառագայթումը և էներգիան փոխանցելով այլ գազերին՝ օզոնը տաքացնում է ստրատոսֆերան և դրանով իսկ կարգավորում է մոլորակային ջերմային և շրջանաձև գործընթացների բնույթը ողջ մթնոլորտում։

Օզոնի անկայուն մոլեկուլները բնականաբար ձևավորվում և քայքայվում են դրա ազդեցության տակ տարբեր գործոններկենդանի և անկենդան բնությունը, և երկար էվոլյուցիայի ընթացքում այս գործընթացը հասել է որոշակի դինամիկ հավասարակշռության: Օզոնի ոչնչացման ռեակցիաների արագությունը կախված է կատալիզատորներից, որոնք կարող են լինել ինչպես բնական մթնոլորտային օքսիդներ, այնպես էլ բնական աղետների արդյունքում մթնոլորտ արտանետվող նյութեր (օրինակ՝ հզոր հրաբխային ժայթքումներ):

Այնուամենայնիվ, անցյալ դարի երկրորդ կեսին պարզվեց, որ արդյունաբերական ծագման նյութերը կարող են նաև որպես օզոնի ոչնչացման ռեակցիաների կատալիզատորներ ծառայել, և մարդկությունը լրջորեն անհանգստացավ: Հատկապես հանրային կարծիքոգևորված է Անտարկտիդայի վրա այսպես կոչված օզոնի «անցքի» հայտնաբերմամբ:

«Փոս» Անտարկտիդայի վրայով

Անտարկտիդայի վրայով օզոնային շերտի նկատելի նվազում՝ օզոնային անցքը, առաջին անգամ հայտնաբերվել է 1957 թվականին՝ Միջազգային երկրաֆիզիկական տարվա ընթացքում: Նրա իրական պատմությունը սկսվեց 28 տարի անց ամսագրի մայիսյան համարում հրապարակված հոդվածից Բնություն, որտեղ ենթադրվում էր, որ Անտարկտիդայի վրա TO-ի գարնանային անոմալ նվազագույնի պատճառը արդյունաբերական (ներառյալ ֆրեոնները) մթնոլորտային աղտոտվածությունն է (Farman et al., 1985).

Պարզվել է, որ Անտարկտիդայի վրայի օզոնային անցքը սովորաբար առաջանում է երկու տարին մեկ անգամ, տեւում է մոտ երեք ամիս, իսկ հետո անհետանում։ Այն ոչ թե միջանցք է, ինչպես կարող է թվալ, այլ խորշ, ուստի ավելի ճիշտ է խոսել «օզոնային շերտի թուլացման» մասին։ Ցավոք, օզոնային անցքի հետագա բոլոր ուսումնասիրությունները հիմնականում ուղղված են եղել դրա մարդածին ծագումն ապացուցելուն (Roan, 1989):

ՄԵԿ ՄԻԼԻՄԵՏՐ ՕԶՈՆ Մթնոլորտային օզոնը Երկրի մակերեւույթից մոտ 90 կմ հաստությամբ գնդաձեւ շերտ է, որի վրա օզոնը բաշխված է անհավասարաչափ։ Այս գազի մեծ մասը կենտրոնացած է արևադարձային գոտիներում 26–27 կմ բարձրության վրա, միջին լայնություններում՝ 20–21 կմ և բևեռային շրջաններում 15–17 կմ բարձրության վրա։
Օզոնի ընդհանուր պարունակությունը (TOS), այսինքն՝ որոշակի կետում մթնոլորտային սյունակում օզոնի քանակը չափվում է արեգակնային ճառագայթման կլանմամբ և արտանետմամբ: Որպես չափման միավոր օգտագործվում է այսպես կոչված Դոբսոնի միավորը (D.U.), որը համապատասխանում է մաքուր օզոնի շերտի հաստությանը նորմալ ճնշման դեպքում (760 մմ Hg) և 0 ° C ջերմաստիճանում: Հարյուր Դոբսոնի միավորը համապատասխանում է. օզոնային շերտի հաստությունը 1 մմ.
Մթնոլորտում օզոնի պարունակության արժեքը օրական, սեզոնային, տարեկան և երկարաժամկետ տատանումներ է ունենում: Միջին գլոբալ TO-ի 290 DU-ի դեպքում օզոնային շերտի հզորությունը տատանվում է լայն շրջանակում՝ 90-ից մինչև 760 D.U:
Մթնոլորտում օզոնի պարունակությունը վերահսկվում է շուրջ հարյուր հիսուն ցամաքային օզոնոմետրիկ կայաններից բաղկացած համաշխարհային ցանցի միջոցով, որոնք շատ անհավասար բաշխված են ցամաքում: Նման ցանցը գործնականում չի կարող անոմալիաներ գրանցել օզոնի համաշխարհային բաշխման մեջ, նույնիսկ եթե նման անոմալիաների գծային չափերը հասնում են հազարավոր կիլոմետրերի։ Օզոնի վերաբերյալ ավելի մանրամասն տվյալներ են ձեռք բերվում՝ օգտագործելով օպտիկական սարքավորումների վրա տեղադրված արհեստական ​​արբանյակներԵրկիր.
Հարկ է նշել, որ ընդհանուր օզոնի (TO) որոշակի նվազումն ինքնին աղետալի չէ, հատկապես միջին և բարձր լայնություններում, քանի որ ամպերն ու աերոզոլները կարող են նաև կլանել ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը: Նույն Կենտրոնական Սիբիրում, որտեղ ամպամած օրերի թիվը մեծ է, նույնիսկ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման դեֆիցիտ կա (բժշկական նորմայի մոտ 45%-ը)։

Այսօր տարբեր վարկածներ կան օզոնային անցքերի առաջացման քիմիական և դինամիկ մեխանիզմների վերաբերյալ։ Այնուամենայնիվ, քիմիական մարդածին տեսությունը այնքան էլ չի համապատասխանում հայտնի փաստեր. Օրինակ՝ ստրատոսֆերային օզոնի աճը որոշակի աշխարհագրական շրջաններում։

Ահա ամենա«միամիտ» հարցը՝ ինչո՞ւ է հարավային կիսագնդում անցք գոյանում, չնայած հյուսիսայինում ֆրեոններ են արտադրվում, չնայած հայտնի չէ, թե այդ ժամանակ կիսագնդերի միջև օդային հաղորդակցություն կա՞։

Անտարկտիդայի վրայով օզոնային շերտի նկատելի նվազումը առաջին անգամ հայտնաբերվել է դեռևս 1957 թվականին, և երեք տասնամյակ անց դրա համար մեղադրվել է արդյունաբերությունը:

Գոյություն ունեցող տեսություններից ոչ մեկը հիմնված չէ լայնածավալ TO չափումների և ստրատոսֆերայում տեղի ունեցող գործընթացների ուսումնասիրությունների վրա: Անտարկտիդայի վրայով բևեռային ստրատոսֆերայի մեկուսացման աստիճանի, ինչպես նաև օզոնային անցքերի առաջացման խնդրի հետ կապված մի շարք այլ հարցերի պատասխանելու համար հնարավոր եղավ միայն շարժումներին հետևելու նոր մեթոդի օգնությամբ. Վ.Բ.Կաշկինի առաջարկած օդային հոսքերի մասին (Kashkin, Sukhinin, 2001; Kashkin et al., 2002).

Տրոպոսֆերայում օդային հոսքերը (մինչև 10 կմ բարձրություն) վաղուց են հետագծվել՝ դիտարկելով ամպերի թարգմանական և պտտվող շարժումները։ Օզոնը, ըստ էության, նաև հսկայական «ամպ» է Երկրի ամբողջ մակերևույթի վրա, և դրա խտության փոփոխությունները կարող են օգտագործվել 10 կմ-ից բարձր օդային զանգվածների տեղաշարժը գնահատելու համար, ինչպես որ մենք գիտենք քամու ուղղությունը՝ նայելով: ամպամած երկնքում ամպամած օրը: Այդ նպատակով օզոնի խտությունը պետք է չափել տարածական ցանցի կետերում՝ որոշակի ժամանակային ընդմիջումով, օրինակ՝ 24 ժամը մեկ։ Հետևելով, թե ինչպես է փոխվել օզոնային դաշտը, հնարավոր է գնահատել դրա պտտման անկյունը օրական, շարժման ուղղությունն ու արագությունը։

FREON BAN - Ո՞Վ Է ՀԱՂԹՈՒՄ: 1973 թվականին ամերիկացիներ Ս. Ռոուլենդը և Մ. Մոլինան հայտնաբերեցին, որ արևային ճառագայթման ազդեցության տակ որոշ ցնդող արհեստական ​​քիմիական նյութերից ազատված քլորի ատոմները կարող են ոչնչացնել ստրատոսֆերային օզոնը։ Նրանք այս գործընթացում առաջատար դերը վերագրեցին, այսպես կոչված, ֆրեոններին (քլորֆտորածխածիններ), որոնք այն ժամանակ լայնորեն օգտագործվում էին կենցաղային սառնարաններում, օդորակիչներում, որպես աերոզոլների շարժիչ ուժ և այլն։ 1995 թվականին այս գիտնականները Պ. Կրուտցենը պարգևատրվել է իրենց հայտնագործության համար Նոբելյան մրցանակքիմիայի մեջ։
Սկսեցին սահմանափակումներ մտցնել քլորֆտորածխածինների և օզոնային շերտը քայքայող այլ նյութերի արտադրության և օգտագործման վրա։ Օզոնային շերտը քայքայող նյութերի մասին Մոնրեալի արձանագրությունը, որը վերահսկում է 95 միացություններ, այժմ ստորագրվել է ավելի քան 180 պետությունների կողմից: Օրենքով Ռուսաստանի Դաշնությունշրջակա միջավայրի պահպանության վերաբերյալ բնական միջավայրԿա նաև նվիրված հոդված
Երկրի օզոնային շերտի պաշտպանություն. Օզոնը քայքայող նյութերի արտադրության և սպառման արգելքը տնտեսական և քաղաքական լուրջ հետևանքներ ունեցավ։ Ի վերջո, ֆրեոնները շատ առավելություններ ունեն. դրանք ցածր թունավոր են այլ սառնագենտների համեմատ, քիմիապես կայուն են, դյուրավառ չեն և համատեղելի են բազմաթիվ նյութերի հետ: Ուստի քիմիական արդյունաբերության ղեկավարները, հատկապես ԱՄՆ-ում, ի սկզբանե դեմ էին արգելքին։ Սակայն ավելի ուշ DuPont կոնցեռնը միացավ արգելքին՝ առաջարկելով որպես ֆրեոնների այլընտրանք օգտագործել հիդրոքլորֆտորածխածիններն ու հիդրոֆտորածխածինները։
IN Արևմտյան երկրներ«բումը» սկսվեց հին սառնարանների և օդորակիչների փոխարինմամբ նորերով, որոնք չեն պարունակում օզոնը քայքայող նյութեր, թեև նման տեխնիկական սարքերն ավելի քիչ արդյունավետ են, ավելի քիչ հուսալի, ավելի շատ էներգիա են սպառում և ավելի թանկ են։ Այն ընկերությունները, որոնք առաջ են քաշել նոր սառնագենտների կիրառումը, շահեցին և հսկայական շահույթներ ստացան: Միայն ԱՄՆ-ում CFC-ի արգելքները արժեն տասնյակ, եթե ոչ ավելի, միլիարդավոր դոլարներ: Կարծիք կար, որ այսպես կոչված օզոնը խնայող քաղաքականությունը կարող է ներշնչվել խոշոր քիմիական կորպորացիաների սեփականատերերի կողմից՝ համաշխարհային շուկայում իրենց մենաշնորհային դիրքն ամրապնդելու համար։

Նոր մեթոդի կիրառմամբ օզոնային շերտի դինամիկան ուսումնասիրվել է 2000 թվականին, երբ Անտարկտիդայի վրա նկատվել է ռեկորդային օզոնային փոս (Կաշկին. et al., 2002): Դրա համար օգտագործվել են արբանյակային տվյալներ օզոնի խտության վերաբերյալ ողջ հարավային կիսագնդում` հասարակածից մինչև բևեռ: Արդյունքում պարզվել է, որ օզոնի պարունակությունը նվազագույն է բևեռի վերևում ձևավորված, այսպես կոչված, շրջաբևեռ հորձանուտի կենտրոնում, որը մենք մանրամասն կքննարկենք ստորև։ Այս տվյալների հիման վրա առաջ է քաշվել օզոնային «անցքերի» առաջացման բնական մեխանիզմի վարկածը։

Ստրատոսֆերայի գլոբալ դինամիկան. հիպոթեզ

Շրջաբևեռ հորձանուտները ձևավորվում են ստրատոսֆերային օդային զանգվածների միջօրեական և լայնական ուղղություններով շարժման ժամանակ։ Ինչպե՞ս է դա տեղի ունենում: Ստրատոսֆերան ավելի բարձր է տաք հասարակածում, իսկ ցածր՝ սառը բևեռում։ Օդային հոսքերը (օզոնի հետ միասին) ստրատոսֆերայից բլրի պես ցած են գլորվում և ավելի ու ավելի արագ են շարժվում հասարակածից դեպի բևեռ։ Շարժումը արևմուտքից արևելք տեղի է ունենում Coriolis ուժի ազդեցության տակ, որը կապված է Երկրի պտույտի հետ: Արդյունքում, օդային հոսքերը կարծես թե փաթաթված են, ինչպես թելերը լիսեռի վրա, հարավային և հյուսիսային կիսագնդերի վրա:

Օդի զանգվածների «սպինկը» պտտվում է ամբողջ տարվա ընթացքում երկու կիսագնդերում, բայց ավելի արտահայտված է ձմռան վերջին և վաղ գարնանը, քանի որ ստրատոսֆերայի բարձրությունը հասարակածում գրեթե չի փոխվում տարվա ընթացքում, իսկ բևեռներում այն ​​ավելի բարձր է։ ամռանը և ավելի ցածր ձմռանը, երբ հատկապես ցուրտ է:

Օզոնային շերտը միջին լայնություններում առաջանում է հասարակածից հզոր ներհոսքի, ինչպես նաև տեղում տեղի ունեցող ֆոտոքիմիական ռեակցիաների արդյունքում։ Բայց բևեռի տարածաշրջանում օզոնն իր ծագման համար հիմնականում պայմանավորված է հասարակածից և միջին լայնություններից հոսքով, և դրա պարունակությունն այնտեղ բավականին ցածր է։ Ֆոտոքիմիական ռեակցիաները բևեռում, որտեղ արեւի ճառագայթներըփոքր անկյան տակ ընկնել, դանդաղ գնալ, և հասարակածից եկող օզոնի մի զգալի մասը հաջողվում է ոչնչացնել ճանապարհին։

Օզոնի խտության վերաբերյալ արբանյակային տվյալների հիման վրա առաջ է քաշվել օզոնային անցքերի առաջացման բնական մեխանիզմի վարկածը։

Բայց օդային զանգվածները միշտ չէ, որ այդպես են շարժվում։ Ամենացուրտ ձմեռներին, երբ բևեռի վրայով ստրատոսֆերան շատ ցածր է իջնում ​​Երկրի մակերևույթից և «բլուրը» դառնում է հատկապես զառիթափ, իրավիճակը փոխվում է։ Ստրատոսֆերային հոսանքները այնքան արագ են գլորվում ներքև, որ կա մի էֆեկտ, որը ծանոթ է յուրաքանչյուրին, ով դիտել է ջրի հոսքը լոգարանի անցքից: Հասնելով որոշակի արագության՝ ջուրը սկսում է արագ պտտվել, և անցքի շուրջ ձևավորվում է բնորոշ ձագար՝ ստեղծված կենտրոնախույս ուժով։

Նման բան տեղի է ունենում ստրատոսֆերային հոսքերի գլոբալ դինամիկայի մեջ։ Երբ ստրատոսֆերային օդի հոսանքները բավականաչափ բարձր արագություն են ստանում, կենտրոնախույս ուժսկսում է նրանց մղել բևեռից դեպի միջին լայնություններ: Արդյունքում օդային զանգվածները շարժվում են հասարակածից և բևեռից դեպի միմյանց, ինչը հանգեցնում է միջին լայնություններում հորձանուտի արագ պտտվող «լիսեռի» ձևավորմանը։

Հասարակածային և բևեռային շրջանների միջև օդի փոխանակումը դադարում է, իսկ օզոնը հասարակածից և միջին լայնություններից բևեռ չի հասնում: Բացի այդ, բևեռում մնացած օզոնը, ինչպես ցենտրիֆուգում, կենտրոնախույս ուժով սեղմվում է դեպի միջին լայնություններ, քանի որ այն ավելի ծանր է, քան օդը: Արդյունքում, ձագարի ներսում օզոնի կոնցենտրացիան կտրուկ իջնում ​​է. բևեռի վերևում ձևավորվում է օզոնի «անցք», իսկ միջին լայնություններում՝ օզոնի բարձր պարունակությամբ տարածք, որը համապատասխանում է շրջանաձև հորձանուտի «լիսեռին»:

Գարնանը Անտարկտիդայի ստրատոսֆերան տաքանում և բարձրանում է ավելի բարձր՝ ձագարն անհետանում է: Միջին և բարձր լայնությունների միջև օդային հաղորդակցությունը վերականգնվում է, արագանում են նաև օզոնի առաջացման ֆոտոքիմիական ռեակցիաները։ Օզոնային անցքը անհետանում է Հարավային բևեռում մեկ այլ հատկապես ցուրտ ձմեռից առաջ:

Ինչ վերաբերում է Արկտիկայում:

Չնայած ստրատոսֆերային հոսքերի և, համապատասխանաբար, օզոնային շերտի դինամիկան հյուսիսային և հարավային կիսագնդերում ընդհանուր առմամբ նման է, օզոնային փոսը ժամանակ առ ժամանակ առաջանում է միայն Հարավային բևեռի վրա: Վերևում Հյուսիսային բեւեռՕզոնի անցքեր չկան, քանի որ ձմեռներն ավելի մեղմ են, և ստրատոսֆերան երբեք այնքան ցածր չի իջնում, որպեսզի օդային հոսանքները հավաքեն ձագար ձևավորելու համար անհրաժեշտ արագությունը:

Թեև շրջանային հորձանուտը ձևավորվում է նաև հյուսիսային կիսագնդում, օզոնային անցքեր այնտեղ չեն նկատվում ավելի մեղմ ձմեռների պատճառով, քան հարավային կիսագնդում։

Կա ևս մեկ կարևոր տարբերություն. Հարավային կիսագնդում շրջանաձև բևեռային հորձանուտը պտտվում է գրեթե երկու անգամ ավելի արագ, քան հյուսիսայինում: Եվ դա զարմանալի չէ. Անտարկտիդան շրջապատված է ծովերով, և դրա շուրջը շրջանաձև ծովային հոսանք է. ըստ էության, ջրի և օդի հսկա զանգվածները պտտվում են միասին: Պատկերն այլ է հյուսիսային կիսագնդում. միջին լայնություններում կան մայրցամաքներ լեռնաշղթաներ, և օդի զանգվածի շփումը երկրի մակերեսըթույլ չի տալիս շրջանագծային հորձանուտին բավականաչափ բարձր արագություն ձեռք բերել:

Սակայն հյուսիսային կիսագնդի միջին լայնություններում երբեմն հայտնվում են այլ ծագման օզոնի փոքր «անցքեր»։ որտեղի՞ց են նրանք գալիս։ Օդի շարժումը լեռնային հյուսիսային կիսագնդի միջին լայնության ստրատոսֆերայում նման է ջրի շարժմանը ծանծաղ հոսանքով, ժայռոտ հատակով, երբ ջրի մակերևույթի վրա գոյանում են բազմաթիվ հորձանուտներ։ Հյուսիսային կիսագնդի միջին լայնություններում ստորին մակերեսի ռելիեֆի դերը խաղում է մայրցամաքների և օվկիանոսների, լեռնաշղթաների և հարթավայրերի սահմաններում ջերմաստիճանի տարբերությունները:

Երկրի մակերեւույթի ջերմաստիճանի կտրուկ փոփոխությունը հանգեցնում է ուղղահայաց հոսքերի առաջացմանը տրոպոսֆերայում։ Ստրատոսֆերային քամիները, բախվելով այս հոսանքներին, ստեղծում են պտտումներ, որոնք հավասար հավանականությամբ կարող են պտտվել երկու ուղղություններով: Դրանց ներսում հայտնվում են օզոնի ցածր պարունակությամբ տարածքներ, այսինքն՝ օզոնային անցքեր շատ ավելի փոքր չափերով, քան Հարավային բևեռում։ Եվ պետք է նշել, որ պտտման տարբեր ուղղություններով նման հորձանուտներ հայտնաբերվել են առաջին իսկ փորձից։

Այսպիսով, ստրատոսֆերային օդային հոսանքների դինամիկան, որը մենք հետևել ենք՝ դիտարկելով օզոնային ամպը, մեզ թույլ է տալիս խելամիտ բացատրություն տալ Անտարկտիդայի վրայով օզոնային անցքի ձևավորման մեխանիզմին: Ըստ ամենայնի, օզոնային շերտում նման փոփոխությունները, որոնք պայմանավորված են ստրատոսֆերայում աերոդինամիկական երեւույթներով, տեղի են ունեցել մարդու հայտնվելուց շատ առաջ։

Վերը նշված բոլորը ամենևին չի նշանակում, որ ֆրեոնները և արդյունաբերական ծագման այլ գազերը կործանարար ազդեցություն չունեն օզոնային շերտի վրա։ Այնուամենայնիվ, գիտնականները դեռ պետք է պարզեն, թե ինչպիսին է օզոնային անցքերի առաջացման վրա ազդող բնական և մարդածին գործոնների հարաբերակցությունը. նման կարևոր հարցերի շուրջ հապճեպ եզրակացություններ անելն անընդունելի է:

Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթների ազդեցության տակ գտնվող թթվածնից. Երկրի մթնոլորտը օզոնային շերտ ունի մոտ 25 կիլոմետր բարձրության վրա. այս գազի շերտը խիտ շրջապատում է մեր մոլորակը՝ պաշտպանելով այն ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման բարձր կոնցենտրացիաներից: Եթե ​​չլիներ այս գազը, ինտենսիվ ճառագայթումը կարող էր սպանել Երկրի վրա գտնվող ողջ կյանքը:

Օզոնային շերտը բավականին բարակ է, այն չի կարող ամբողջությամբ պաշտպանել մոլորակը ճառագայթման ներթափանցումից, որը վնասակար ազդեցություն է ունենում պետության վրա և առաջացնում հիվանդություններ։ Բայց երկար ժամանակ դա բավական էր Երկիրը վտանգից պաշտպանելու համար։

1980-ականներին պարզվեց, որ օզոնային շերտում կան տարածքներ, որտեղ այս գազի պարունակությունը զգալիորեն կրճատվել է` այսպես կոչված, օզոնային անցքեր: Առաջին փոսը հայտնաբերվել է Անտարկտիդայի վրա բրիտանացի գիտնականների կողմից, նրանք ապշած էին երևույթի մասշտաբով. ավելի քան հազար կիլոմետր տրամագծով հատվածը գրեթե պաշտպանիչ շերտ չուներ և ենթարկվում էր ավելի ուժեղ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման:

Հետագայում հայտնաբերվեցին օզոնի այլ անցքեր՝ ավելի փոքր չափերով, բայց ոչ պակաս վտանգավոր։

Օզոնային անցքերի առաջացման պատճառները

Երկրի մթնոլորտում օզոնային շերտի առաջացման մեխանիզմը բավականին բարդ է, և տարբեր պատճառներ կարող են հանգեցնել դրա խախտման։ Սկզբում գիտնականները բազմաթիվ վարկածներ առաջարկեցին. և ընթացքում ձևավորված մասնիկների ազդեցությունը ատոմային պայթյուններ, և Էլ Չիկոնի հրաբխի ժայթքման ազդեցությունը, նույնիսկ կարծիքներ են արտահայտվել այլմոլորակայինների գործունեության մասին։

Օզոնային շերտի քայքայման պատճառները կարող են լինել արեգակնային ճառագայթման բացակայությունը, ստրատոսֆերային ամպերի ձևավորումը, բևեռային պտույտները, բայց ամենից հաճախ այս գազի կոնցենտրացիան ընկնում է տարբեր նյութերի հետ իր ռեակցիաների պատճառով, որոնք կարող են լինել և՛ բնական, և՛ բնական: մարդածին բնույթ. Մոլեկուլները ոչնչացվում են ջրածնի, թթվածնի, քլորի, օրգանական միացություններ. Առայժմ գիտնականները չեն կարող միանշանակ ասել՝ օզոնային անցքերի առաջացումը հիմնականում պայմանավորված է մարդու գործունեությամբ, թե՞ դա բնական է։

Ապացուցված է, որ շատ սարքերի շահագործման ընթացքում արձակված ֆրեոնները միջին և բարձր լայնություններում օզոնի կորուստ են առաջացնում, սակայն դրանք չեն ազդում բևեռային օզոնային անցքերի առաջացման վրա։

Հավանական է, որ բազմաթիվ, ինչպես մարդկային, այնպես էլ բնական գործոնների համադրությունը հանգեցրել է օզոնային անցքերի առաջացմանը: Մի կողմից ավելացել է հրաբխային ակտիվությունը, մյուս կողմից՝ մարդիկ սկսել են լրջորեն ազդել բնության վրա՝ օզոնային շերտը կարող է լինել ոչ միայն ֆրեոնի արտազատումից, այլև ձախողված արբանյակների հետ բախումից։ 20-րդ դարի վերջից ժայթքող հրաբուխների թվի նվազման և ֆրեոնների օգտագործման սահմանափակման պատճառով իրավիճակը սկսել է մի փոքր բարելավվել. գիտնականները վերջերս Անտարկտիդայի վրա գրանցել են փոքրիկ փոս: Օզոնային շերտի քայքայման ավելի մանրամասն ուսումնասիրությունը թույլ կտա կանխել այդ տարածքների տեսքը։

Ներածություն

Ավելի քան 1000 կմ տրամագծով օզոնային անցք առաջին անգամ հայտնաբերվել է 1985 թվականին Հարավային կիսագնդում մի խումբ բրիտանացի գիտնականների կողմից Անտարկտիդայում: Ամեն օգոստոս այն հայտնվում էր, դեկտեմբերին կամ հունվարին դադարեց գոյություն ունենալուց։ Մեկ այլ ավելի փոքր անցք էր ձևավորվում Արկտիկայի հյուսիսային կիսագնդի վրա:

Օզոնի փոս- Երկրի օզոնային շերտում օզոնի կոնցենտրացիայի տեղական անկում. Համաձայն գիտական ​​հանրության կողմից ընդունված տեսության՝ 20-րդ դարի երկրորդ կեսին անընդհատ աճող ազդեցությունը. մարդածին գործոնքլոր և բրոմ պարունակող ֆրեոնների արտազատման տեսքով հանգեցրել է օզոնային շերտի զգալի նոսրացման, օրինակ՝ տես Համաշխարհային օդերևութաբանական կազմակերպության զեկույցը.

Այս և այլ վերջին գիտական ​​բացահայտումները ամրապնդեցին նախորդ գնահատականների այն եզրակացությունը, որ գիտական ​​ապացույցների կշիռը վկայում է այն մասին, որ օզոնի նկատվող կորուստը միջին և բարձր լայնություններում հիմնականում պայմանավորված է քլոր և բրոմ պարունակող մարդածին միացություններով:

Մեկ այլ վարկածի համաձայն՝ «օզոնային անցքերի» ձևավորման գործընթացը կարող է մեծ մասամբ բնական լինել և կապված չէ բացառապես մարդկային քաղաքակրթության վնասակար հետևանքների հետ։

Կրթության մեխանիզմ

Գործոնների համակցությունը հանգեցնում է մթնոլորտում օզոնի կոնցենտրացիայի նվազմանը, որոնցից հիմնականը օզոնի մոլեկուլների մահն է մարդածին և բնական ծագման տարբեր նյութերի հետ ռեակցիաներում, բևեռային ձմռանը արևային ճառագայթման բացակայությունը, մասնավորապես. կայուն բևեռային հորձանուտ, որը կանխում է օզոնի ներթափանցումը ենթաբևեռ լայնություններից, և բևեռային ստրատոսֆերային ամպերի ձևավորումը (PSC), որոնց մակերեսային մասնիկները կատալիզացնում են օզոնի քայքայման ռեակցիաները: Այս գործոնները հատկապես բնորոշ են Անտարկտիդայի համար, Արկտիկայում բևեռային հորձանուտը շատ ավելի թույլ է մայրցամաքային մակերևույթի բացակայության պատճառով, ջերմաստիճանը մի քանի աստիճանով բարձր է, քան Անտարկտիդայում, և PSO-ները ավելի քիչ են տարածված, և նրանք նույնպես հակված են կոտրվել: մինչև վաղ աշնանը: Լինելով ռեակտիվ՝ օզոնի մոլեկուլները կարող են արձագանքել բազմաթիվ անօրգանական և օրգանական միացությունների հետ։ Օզոնի մոլեկուլների ոչնչացմանը նպաստող հիմնական նյութերն են պարզ նյութերը՝ ջրածինը, քլորի բրոմի թթվածնի ատոմները, մեթանի, ֆտորքլորի և ֆտորոբրոմֆրեոնների անօրգանական (հիդրոքլորիդ ազոտի մոնօքսիդ) և օրգանական միացությունները, որոնք արտանետում են քլոր և բրոմ ատոմներ։ Ի տարբերություն, օրինակ, հիդրոֆտորոֆրեոնների, որոնք քայքայվում են ֆտորի ատոմների, որոնք, իրենց հերթին, արագ արձագանքում են պահոցի հետ՝ կայուն ջրածնի ֆտորիդ առաջացնելով։ Այսպիսով, ֆտորը չի մասնակցում օզոնի քայքայման ռեակցիաներին: Յոդը նույնպես չի քայքայում ստրատոսֆերային օզոնը, քանի որ յոդ պարունակող օրգանական նյութերը գրեթե ամբողջությամբ սպառվում են նույնիսկ տրոպոսֆերայում: Հիմնական ռեակցիաները, որոնք նպաստում են օզոնի ոչնչացմանը, բերված են պրոոզոնային շերտ հոդվածում։

Հետեւանքները

Օզոնային շերտի թուլացումը մեծացնում է արեգակնային ճառագայթման հոսքը դեպի երկիր և առաջացնում է մարդկանց մաշկի քաղցկեղի քանակի աճ։ Բույսերն ու կենդանիները նույնպես տառապում են ճառագայթման մակարդակի բարձրացումից:

Օզոնային շերտի վերականգնում

Չնայած մարդկությունը միջոցներ է ձեռնարկել քլոր և բրոմ պարունակող ֆրեոնների արտանետումները սահմանափակելու համար՝ անցնելով այլ նյութերի, օրինակ՝ ֆտոր պարունակող ֆրեոնների։ , օզոնային շերտի վերականգնման գործընթացը կտեւի մի քանի տասնամյակ։ Առաջին հերթին դա պայմանավորված է մթնոլորտում արդեն կուտակված ֆրեոնների հսկայական ծավալով, որոնք տասնյակ և նույնիսկ հարյուրավոր տարիների կյանք ունեն։ Ուստի օզոնային անցքի ձգում պետք չէ սպասել մինչև 2048 թվականը։

Օզոնային անցքի մասին սխալ պատկերացումներ

Օզոնային անցքերի առաջացման մասին մի քանի տարածված առասպելներ կան։ Չնայած իրենց ոչ գիտական ​​բնույթին, նրանք հաճախ հայտնվում են լրատվամիջոցներում՝ երբեմն անտեղյակությունից, երբեմն աջակցում են կողմնակիցներին։ դավադրության տեսություններ. Նրանցից մի քանիսը թվարկված են ստորև:

Ֆրեոնները օզոնի հիմնական կործանիչներն են։

Այս հայտարարությունը ճիշտ է միջին և բարձր լայնությունների համար: Մնացած մասում քլորի ցիկլը պատասխանատու է ստրատոսֆերայում օզոնի կորստի միայն 15-25%-ի համար: Նշենք, որ քլորի 80%-ը մարդածին ծագում ունի։ (Տարբեր ցիկլերի ներդրման մասին լրացուցիչ մանրամասների համար տե՛ս Արվեստ. օզոնի շերտ) Այսինքն, մարդու միջամտությունը մեծապես մեծացնում է քլորի ցիկլի ներդրումը: Եվ հաշվի առնելով մինչեւ ուժի մեջ մտնելը ֆրեոնների արտադրությունն ավելացնելու միտումը Մոնրեալի արձանագրություն(տարեկան 10%) 2050 թվականին օզոնի ընդհանուր կորստի 30-ից 50%-ը կապված կլինի CFC-ի ազդեցության հետ: Մինչև մարդու միջամտությունը օզոնի ձևավորման և դրա ոչնչացման գործընթացները գտնվում էին հավասարակշռության մեջ։ Բայց մարդու գործունեության արդյունքում արտանետվող ֆրեոնները այս հավասարակշռությունը տեղափոխել են դեպի օզոնի կոնցենտրացիայի նվազման: Ինչ վերաբերում է բևեռային օզոնի անցքերին, ապա իրավիճակը բոլորովին այլ է։ Օզոնի ոչնչացման մեխանիզմը սկզբունքորեն տարբերվում է ավելի բարձր լայնություններից, առանցքային փուլը հալոգեն պարունակող նյութերի ոչ ակտիվ ձևերի վերածումն է օքսիդների, ինչը տեղի է ունենում բևեռային ստրատոսֆերային ամպերի մասնիկների մակերեսին: Եվ արդյունքում գրեթե ամբողջ օզոնը ոչնչացվում է հալոգենների հետ ռեակցիաներում, քլորը պատասխանատու է 40-50%-ի համար, իսկ բրոմը՝ մոտ 20-40%-ը։

DuPont-ը նախաձեռնել է ֆրեոնների հին և նոր տեսակների անցման արգելք, քանի որ դրանց արտոնագրի ժամկետը սպառվում էր

DuPont-ը, ստրատոսֆերային օզոնի ոչնչացմանը ֆրեոնների մասնակցության վերաբերյալ տվյալների հրապարակումից հետո, թշնամաբար ընդունեց այս տեսությունը և միլիոնավոր դոլարներ ծախսեց ֆրեոնների պաշտպանության համար մամուլի արշավի վրա: DuPont-ի նախագահը Chemical Week-ում 1975 թվականի հուլիսի 16-ին հոդվածում գրել է, որ օզոնի քայքայման տեսությունը գիտական ​​ֆանտաստիկա է, անհեթեթություն, որն անիմաստ է: Բացի DuPont-ից ամբողջ գիծըընկերություններն ամբողջ աշխարհում արտադրում և արտադրում են տարբեր տեսակի ֆրեոններ՝ առանց հոնորարների նվազեցման

Ֆրեոնները չափազանց ծանր են ստրատոսֆերա հասնելու համար

Երբեմն պնդում են, որ քանի որ ֆրեոնի մոլեկուլները շատ ավելի ծանր են, քան ազոտը և թթվածինը, նրանք չեն կարող զգալի քանակությամբ հասնել ստրատոսֆերա: Այնուամենայնիվ, մթնոլորտային գազերը ամբողջությամբ խառնվում են և չեն շերտավորված կամ տեսակավորված ըստ քաշի: Մթնոլորտում գազերի դիֆուզիոն տարանջատման համար անհրաժեշտ ժամանակի գնահատականները պահանջում են հազարամյակների կարգի ժամանակներ։ Իհարկե, դինամիկ մթնոլորտում դա հնարավոր չէ։ Կոնվեկցիայի և տուրբուլենտության ուղղահայաց զանգվածի փոխանցման գործընթացները շատ ավելի արագ խառնում են մթնոլորտը տուրբոպաուզից ցածր: Հետևաբար, նույնիսկ այնպիսի ծանր գազերը, ինչպիսիք են իներտ ֆրեոնները, հավասարաչափ բաշխված են մթնոլորտում՝ հասնելով, ի թիվս այլ բաների, մինչև ստրատոսֆերա։ Մթնոլորտում դրանց կոնցենտրացիաների փորձարարական չափումները հաստատում են դա. Չափումները ցույց են տալիս նաև, որ Երկրի մակերևույթի վրա արձակված գազերը ստրատոսֆերա հասնելու համար պահանջվում է մոտ հինգ տարի, տես աջ կողմում գտնվող երկրորդ գրաֆիկը։ Եթե ​​մթնոլորտի գազերը չխառնվեին, ապա դրա բաղադրության այնպիսի ծանր գազերը, ինչպիսին է ածխաթթու գազը, Երկրի մակերեսին մի քանի տասնյակ մետր հաստությամբ շերտ կկազմեն, որը Երկրի մակերեսը կդարձներ անմարդաբնակ։ Բարեբախտաբար, դա այդպես չէ: Նույն հարաբերական կոնցենտրացիան ունեն 84 ատոմային զանգվածով իկրիպտոնը և 4 ատոմային զանգվածով հելիումը, որը գտնվում է մինչև 100 կմ բարձրության մակերեսին մոտ։ Իհարկե, վերը նշված բոլորը ճիշտ են միայն համեմատաբար կայուն գազերի համար, ինչպիսիք են ֆրեոնները կամ իներտ գազերը: Այն նյութերը, որոնք մտնում են ռեակցիաների մեջ և ենթարկվում են նաև տարբեր ֆիզիկական ազդեցությունների, ասենք, լուծվում են ջրում, ունեն կոնցենտրացիայի կախվածություն բարձրությունից։

Հալոգենների հիմնական աղբյուրները բնական են, ոչ թե մարդածին

Ենթադրվում է, որ հալոգենների բնական աղբյուրները, ինչպիսիք են հրաբուխները և օվկիանոսները, ավելի կարևոր են օզոնի քայքայման գործընթացում, քան մարդու կողմից արտադրվածները: Առանց կասկածի տակ դնելու բնական աղբյուրների ներդրումը հալոգենների ընդհանուր հավասարակշռության մեջ, հարկ է նշել, որ դրանք սովորաբար չեն հասնում ստրատոսֆերա՝ ջրում լուծվող լինելու պատճառով (հիմնականում քլորիդի իոններ և ջրածնի քլորիդ) և լվանում են ջրից: մթնոլորտ, անձրևի պես թափվում է գետնին: Բացի այդ, բնական միացությունները ավելի քիչ կայուն են, քան ֆրեոնները, օրինակ, մեթիլքլորիդը մթնոլորտային կյանք ունի ընդամենը մոտ մեկ տարի՝ համեմատած տասնյակ և հարյուրավոր տարիների ֆրեոնների հետ: Ուստի նրանց ներդրումը ստրատոսֆերային օզոնի ոչնչացման գործում բավականին փոքր է։ Նույնիսկ 1991 թվականի հունիսին Պինատուբո հրաբխի հազվագյուտ ժայթքումը առաջացրեց օզոնի մակարդակի անկում ոչ թե ազատված հալոգենների, այլ ծծմբաթթվի աերոզոլների մեծ զանգվածի ձևավորման պատճառով, որի մակերեսը կատալիզացնում էր օզոնի ոչնչացման ռեակցիաները: Բարեբախտաբար, երեք տարի անց հրաբխային աերոզոլների գրեթե ողջ զանգվածը հեռացվեց մթնոլորտից։ Այսպիսով, հրաբխային ժայթքումները համեմատաբար կարճաժամկետ գործոններ են, որոնք ազդում են օզոնային շերտի վրա, ի տարբերություն ֆրեոնների, որոնք ունեն տասնյակ և հարյուրավոր տարիների կյանք:

Օզոնի անցքը պետք է լինի ֆրեոնի աղբյուրներից վեր

Շատերը չեն հասկանում, թե ինչու է օզոնային անցքը գոյանում Անտարկտիդայում, երբ ֆրեոնների հիմնական արտանետումները տեղի են ունենում Հյուսիսային կիսագնդում։ Փաստն այն է, որ ֆրեոնները լավ խառնված են տրոպոսֆերայում և ստրատոսֆերայում։ Հաշվի առնելով նրանց ցածր ռեակտիվությունը, դրանք գործնականում չեն սպառվում մթնոլորտի ստորին շերտերում և ունեն մի քանի տարի կամ նույնիսկ տասնամյակների կյանք: Հետեւաբար, նրանք հեշտությամբ հասնում են մթնոլորտի վերին հատվածին։ Անտարկտիդայի «օզոնային փոսը» մշտապես գոյություն չունի։ Այն հայտնվում է ուշ ձմռանը - վաղ գարնանը: Անտարկտիդայում օզոնի անցքի ձևավորման պատճառները կապված են տեղական կլիմայի հետ: Անտարկտիդայի ձմռան ցածր ջերմաստիճանը հանգեցնում է բևեռային հորձանուտի ձևավորմանը։ Այս հորձանուտի ներսում օդը հիմնականում շարժվում է Հարավային բևեռի շուրջ փակ ուղիներով: Այս պահին բևեռային շրջանը չի լուսավորվում Արեգակի կողմից, և օզոն այնտեղ չի առաջանում: Ամառվա գալուստով օզոնի քանակն ավելանում է և կրկին հասնում իր նախկին նորմային։ Այսինքն՝ Անտարկտիդայում օզոնի կոնցենտրացիայի տատանումները սեզոնային են։ Այնուամենայնիվ, եթե մենք հետևենք վերջին տասնամյակների ընթացքում մեկ տարվա ընթացքում միջինացված օզոնի կոնցենտրացիայի և օզոնային անցքի չափի փոփոխության դինամիկային, ապա կա օզոնի կոնցենտրացիայի նվազման խիստ սահմանված միտում:

Օզոնը քայքայվում է միայն Անտարկտիդայի վրա

Օզոնի շերտի էվոլյուցիան Արոսայի վրա, Շվեյցարիա

Սա ճիշտ չէ, օզոնի մակարդակը նույնպես նվազում է ողջ մթնոլորտում։ Դա ցույց են տալիս մոլորակի տարբեր մասերում օզոնի կոնցենտրացիայի երկարաժամկետ չափումների արդյունքները։ Դուք կարող եք դիտել օզոնի գրաֆիկը Արոսայի վրա Շվեյցարիայում աջ կողմում: