Озоновая дыра над Антарктидой¶
Озоновая дыра — область стратосферы над Антарктидой с резко пониженной концентрацией озонового слоя, обнаруженная в 1985 году британскими учёными Джозефом Фарманом, Брайаном Гардинером и Джоном Шанклином. Термин «дыра» условен: речь идёт не о полном отсутствии озона, а об уменьшении его содержания более чем на 50 % относительно нормы. Явление ежегодно усиливается в период с августа по декабрь, достигая максимума в сентябре — октябре.
¶Причины возникновения
Основной механизм разрушения озонового слоя связан с хлорфторуглеродами (фреонами), которые применялись в бытовой и промышленной технике с 1930-х годов. В стратосфере под действием ультрафиолетового излучения молекулы фреонов распадаются, высвобождая атомы хлора. Каждый атом хлора способен разрушить до 100 000 молекул озона в каталитическом цикле.
Особенность антарктической дыры обусловлена климатом региона. Зимой в стратосфере над континентом формируется полярный вихрь — устойчивое вращение холодного воздуха, изолирующее воздушную массу от остального атмосферного потока. При температурах ниже −78 °C на полярных стратосферных облаках (ПСО) происходят гетерогенные реакции, в которых хлор из инертных соединений (хлороводородная кислота, нитрохлорид) переводится в активную форму. Весной, когда возвращается солнечный свет, активированный хлор начинает массово разрушать озон.
¶История наблюдений
До середины 1980-х годов учёные полагали, что разрушение озонового слоя происходит равномерно по всей планете. В 1974 году Марио Молина и Фрэнк Шервуд Роуланд предсказали разрушительное действие фреонов на озон. В 1985 году данные британской станции «Хэли-Бей» показали падение концентрации озона над Антарктидой на 40 % за период с 1977 по 1984 год. В 1986 году NASA подтвердила результаты с помощью спутниковых наблюдений.
В 1987 году был принят Монреальский протокол — международное соглашение о поэтапном сокращении производства озоноразрушающих веществ. К 2009 году к нему присоединились все страны мира. Согласно оценкам ЮНЕП, без протокола к 2065 году доля озонового слоя могла бы сократиться на 67 %.
¶Характеристики и динамика
Площадь дыры измеряется в единицах Добсона (DU). Нормальная концентрация озона в стратосфере — около 300 DU; при озоновой дыре показатель опускается ниже 220 DU. В 2023 году площадь дыры достигла рекордных значений, превысив 26 миллионов км² — это сопоставимо с площадью Антарктиды.
Наблюдения показывают медленное восстановление озонового слоя — примерно 1 % в десятилетие. Полное восстановление прогнозируется к 2050–2070 годам в зависимости от региона. При этом в 2020-х годах учёные зафиксировали аномально раннее и продолжительное закрытие дыры — в 2020 году она сохранялась до конца декабря, что связывают с извержением вулкана Тонга в январе 2022 года и аномалиями стратосферной циркуляции.
¶Последствия
Уменьшение озонового слоя приводит к увеличению интенсивности ультрафиолетового излучения (UV-B) на поверхности Земли. Повышенная доза UV-B связана с ростом заболеваемости раком кожи и катарактой, а также с негативным влиянием на фитопланктон — основу антарктической экосистемы.
¶См. также
- Монреальский протокол
- Озоновый слой
- Полярные стратосферные облака
¶Источники
- Farman J. C., Gardiner B. G., Shanklin J. D. Large losses of total ozone in Antarctica // Nature. 1985.
- Молина М., Роуланд Ф. Стратосферное разрушение озонового слоя // Nature. 1974.
- ЮНЕП. Озоновый слой: оценка состояния. Отчёты 1985–2023.
- NASA Ozone Watch. Ежегодные данные наблюдений.