Фото озоновые дыры: Нынешняя озоновая дыра над Антарктикой – самая крупная за последние несколько лет |

Как человечество объединилось, чтобы решить проблему озоновых дыр

Тренды

Телеканал

Газета

Pro

Инвестиции

РБК+

Новая экономика

Тренды

Недвижимость

Спорт

Стиль

Национальные проекты

Город

Крипто

Дискуссионный клуб

Исследования

Кредитные рейтинги

Франшизы

Конференции

Спецпроекты СПб

Конференции СПб

Спецпроекты

Проверка контрагентов

РБК Библиотека

Подкасты

ESG-индекс

Политика

Экономика

Бизнес

Технологии и медиа

Финансы

РБК КомпанииРБК Life

РБК
Тренды

Фото: Unsplash

В 1980-х годах мир столкнулся с проблемой: озоновый слой Земли разрушался из-за действий человека. Это угрожало жизни на планете. Перед лицом опасности страны смогли объединиться и быстро принять меры

Вред и польза озона

Одна молекула озона состоит из трех атомов кислорода. Этого вещества совсем немного в атмосфере: примерно 0,00006%, что является хорошим значением, так как газ при вдыхании может серьезно навредить легким человека. При этом озон составляет до 90% стратосферы — пространства на высоте от 11 до 50 км от Земли. В ней вещество играет ключевую роль, так как оно удерживает ультрафиолетовое излучение от Солнца, особенно его разновидность УФ-В. Именно УФ-В вызывает солнечные ожоги, а в высокой концентрации может вести к развитию рака у людей и множеству болезней у растений и животных.

Загадка дыры

В 1970-х годах ученые заметили, что озоновый слой атмосферы стал разжижаться, особенно в районе Северного и Южного полюсов. Формировалась так называемая «озоновая дыра». На самом деле никакой дыры не было, так называлась зона стратосферы, где содержание озона за 10 лет упало более чем на 30%. Вскоре исследователи Марио Молина и Шервуд Роуленд нашли причину: хлорфторуглероды. Эти химикаты использовались практически везде: от аэрозолей и растворителей до холодильников. Хлорфторуглероды были дешевыми, эффективными и якобы не вступали в реакции с другими веществами. Молина и Роуленд быстро выяснили, что это не так.

Разрушение стратосферы

Хлорфторуглероды копились в атмосфере, и хлор вступал в реакцию с озоном из стратосферы, формируя кислород и окись хлора. Этот процесс постепенно разрушал озоновый слой. Марио Молина и Шервуд Роуленд в 1974 году опубликовали свое открытие в журнале Nature. Существует полулегендарная история о том, как Шервуд Роуленд вернулся домой, а жена спросила его, как прошел день. Ученый ответил: «Работа идет замечательно, но, я думаю, близится конец света».

Неопровержимые доказательства

Изначально мир воспринял исследование со скепсисом. Даже коллеги Молины и Роуленда предполагали, что разжижение озонового слоя станет проблемой только через 100–200 лет. Однако в 1980-х годах работы других ученых доказали, что выводы были верны. Химик Сьюзан Соломон в 1986 и 1987 годах руководила экспедицией в Антарктиду для сбора доказательств негативного влияния хлорфторуглеродов на озон в стратосфере. Химикам удалось их найти. Теперь нужно было убедить страны действовать. В 1986 году под эгидой ООН начались дискуссии, а уже в 1987-м представители более 200 государств подписали Монреальский протокол, запрещающий повсеместное использование хлорфторуглеродов.

Цели достигнуты

К идеальному миру закон не привел. Например, производители холодильников стали использовать другие вещества, которые не разрушали стратосферу, но способствовали глобальному потеплению. Их тоже стали постепенно запрещать с 2016 года, когда была принята Кигалийская поправка к Монреальскому протоколу. Однако главная цель — спасение озонового слоя — была достигнута. Потребление хлорфторуглеродов снизилось с 800 тыс. т в 1980-х годах до 156 в 2014 году. По подсчетам экспертов, к 2050-м годам стратосфера вернется к своему уровню до начала 1980-х.

Урок на будущее

История Монреальского протокола кажется важным примером того, как практически все страны мира, в том числе и СССР, присоединились к закону, ограничивающему производство вредных для Земли веществ. Сенат США единогласно ратифицировал договор 83 голосами «за». Маргарет Тэтчер, сторонник свободного рынка и противник государственного регулирования, была одним из главных популяризаторов протокола. Сейчас перед человечеством стоит еще большая по масштабам угроза: изменение климата. Миру нужно вспомнить урок 1987 года и вновь объединиться перед лицом общей угрозы.

Обновлено 21.01.2022

Текст

Семен Башкиров

Главное в тренде

Материалы по теме

Озоновая дыра достигла рекордных значений

Площадь озоновой дыры сократилась до рекордных за 40 лет показателей. Впрочем, ученые осторожничают, поясняя, что рекорд поставлен благодаря случайно сложившимся атмосферным условиям.

Озоновая дыра, из-за возникновения которой ученые начали бить тревогу с 40 лет назад, достигла минимальных размеров. Необычное поведение атмосферы над Антарктикой ограничило истощение озонового слоя в сентябре и октябре текущего года, что привело к тому, что

размеры озоновой дыры над этим регионом сократились до минимального уровня за всю эпоху наблюдений, которые постоянно ведутся с 1982 года.

К таким выводам пришли ученые NASA и Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA). Ежегодно площадь озоновой дыры достигает своего максимума в 16,4 млн квадратных километров в районе 8 сентября, затем дыра сужается к октябрю –

в эти дни она сократилась до рекордных 10 млн кв. км.

«Это отличные новости для озона в Южном полушарии, — считает Пол Ньюман, из Космического центра имени Годдарда в NASA. – Однако важно понимать, что то, что мы видим в этом году, происходит из-за более теплых температур в стратосфере. Это не признак того, что атмосферный озон вдруг встал на путь восстановления».

close

100%

Наблюдения за плотностью озонового слоя ведутся со спутников, среди которых 20 аппаратов американской системы Joint Polar Satellite System. В районе Южного полюса ученые также используют баллоны, которые измеряют концентрацию озона на разных высотах. «В этом году измерения над Южным полюсом не показали наличие участков атмосферы, где полностью лишенных озонового слоя», — пояснил Брайан Джонсон из NOAA.

По словам ученых, третий раз за последние 40 лет атмосферные условия вызывают необычайно теплые температуры стратосферы, ограничивающие исчезновение озона. Похожие картины наблюдались в сентябре 1988 и 2002 года.

Тем не менее озоновый слой Земли с 2000 года восстанавливается от нанесенного ему использованием аэрозолей и хладагентов ущерба, выяснили в 2018 году специалисты Всемирной метеорологической организации (ВМО). Это восстановление происходит со скоростью 1-3% в десятилетие.

Такими темпами в Северном полушарии озоновый слой полностью восстановится к 2030-м годам, а на всей планете — к 2060 году.

В 1970-х годах американские ученые выяснили, что ряд химических веществ, используемых в промышленности, способен разрушать озоновый слой Земли. Молекулы хлорфторуглеродов (ХФУ) оказались очень стойки в нижних слоях атмосферы, однако уже в средних слоях стратосферы под воздействием ультрафиолетового излучения распадались, выделяя хлор, который разрушал озон. Позже Франк Шервуд Роуланд и Марио Молина, обнаружившие эту особенность, были удостоены Нобелевской премии по химии за свое открытие.

Так как озоновый слой поглощает опасную для живых организмов часть ультрафиолетового излучения Солнца, стало очевидно, что его разрушение приведет к тяжелым последствиям — от учащения случаев рака кожи у людей до гибели фитопланктона и повреждения зерновых культур.

Пока промышленники пытались оспорить эти данные, выяснилось, что озоновый слой начал быстро истощаться. Виной тому, по мнению ученых, стали галогенированные углеводороды — вещества, используемые в качестве растворителей и хладагентов. В 1985 году был разработан Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой, который устанавливал сроки, в течение которых те или иные вещества, разрушающие озоновый слой, должны быть сняты с производства и исключены из использования. Он вступил в силу в 1987 году.

Меры принесли свои плоды, и озоновая дыра над Антарктидой, диаметр которой к тому моменту превышал 1000 км, начала постепенно затягиваться. Однако, учитывая, что в атмосфере уже накопилось огромное количество разрушающих озоновый слой веществ, способных существовать десятки лет, этот процесс растянулся на долгие годы.

Согласно Монреальскому протоколу, производство и использование хлорфторуглерода ХФУ-11 должно было быть прекращено к 2010 году (в частности, Россия отказалась от него еще в 1998-2000 годах). С 1993 года его концентрация в атмосфере снизилась на 15%.

Однако, наблюдения показали, что если в 2006 году выбросы трихлорметана ХФУ-11 приближались к нулевым значениям, то с 2013 года они составили более 14 тыс. тонн. В конце июня 2018 года газета The New York Times провела свое расследование и предположила, что выбросы трихлорфторметана происходят в Китае,

где его используют в качестве, например, пенообразующего средства.

Позднее британское Агентство экологических расследований (Environmental Investigations Agency EIA), представило публике отчет, в котором говорится о существовании в Китае целой индустрии, ответственной за масштабные выбросы трихлорфторметана, несмотря на запрет его использования, действующий с 2010 года. Выступая в качестве покупателей, экологи добились признания самих китайских производителей в использовании этого вещества –
как минимум на 18 фабриках, расположенных в десяти китайских провинциях.

Оказалось, что скомпрометировавший себя газ – отличное вспенивающее вещество для производства полиуретановой пены, которая используется для производства теплоизоляционных строительных материалов. В своем расследовании экологи пришли к выводу, что этот агент используется на большинстве китайских предприятий, где производятся подобные материалы. Один из производителей прямо признался, что запрещенный газ при производстве такой пены используют 70% китайских производителей.

Озоновая дыра • Джеймс Трефил, энциклопедия «Двести законов мироздания»

200 законов мироздания > Науки о Земле

Когда в южном полушарии весна, озоновый слой над Южным полюсом истончается.

Прежде всего следует уяснить: озоновая дыра, вопреки своему названию, — это не брешь в атмосфере. Молекула озона отличается от обычной молекулы кислорода тем, что состоит не из двух, а из трех атомов кислорода, соединенных друг с другом. В атмосфере озон сконцентрирован в так называемом озоновом слое, на высоте примерно 30 км в пределах стратосферы. В этом слое происходит поглощение ультрафиолетовых лучей, испускаемых Солнцем, — иначе солнечная радиация могла бы нанести большой вред жизни на поверхности Земли. Поэтому любая угроза озоновому слою заслуживает самого серьезного отношения. В 1985 году британские ученые, работавшие на Южном полюсе, обнаружили, что во время антарктической весны уровень озона в атмосфере там значительно ниже нормы. Ежегодно в одно и то же время количество озона уменьшалось — иногда в большей степени, иногда в меньшей. Подобные, но не столь ярко выраженные озоновые дыры появлялись также над Северным полюсом — во время арктической весны.

В последующие годы ученые выяснили, отчего появляется озоновая дыра. Когда солнце прячется и начинается долгая полярная ночь, происходит резкое падение температуры, и образуются высокие стратосферные облака, содержащие кристаллики льда. Появление этих кристалликов вызывает серию сложных химических реакций, приводящих к накоплению молекулярного хлора (молекула хлора состоит из двух соединенных атомов хлора). Когда появляется солнце и начинается антарктическая весна, под действием ультрафиолетовых лучей происходит разрыв внутримолекулярных связей, и в атмосферу устремляется поток атомов хлора. Эти атомы выступают в роли катализаторов реакций превращения озона в простой кислород, протекающих по следующей двойной схеме:

Cl + O₃ —> ClO + O₂ и ClO + O —> Cl + O₂

В результате этих реакций молекулы озона (O₃) превращаются в молекулы кислорода (O₂), причем исходные атомы хлора остаются в свободном состоянии и снова участвуют в этом процессе (каждая молекула хлора разрушает миллион молекул озона до того, как они удалятся из атмосферы под действием других химических реакций). Вследствие этой цепочки превращений озон начинает исчезать из атмосферы над Антарктидой, образуя озоновую дыру. Однако вскоре, с потеплением, антарктические вихри разрушаются, свежий воздух (содержащий новый озон) устремляется в этот район, и дыра исчезает.

В 1987 году в Монреале состоялась Международная конференция, посвященная угрозе озоновому слою, и промышленно развитые страны договорились о сокращении, а в конечном итоге и о прекращении производства хлорированных и фторированных углеводородов (хлорфторуглеродов, ХФУ) — химических веществ, разрушающих озоновый слой. К 1992 году замена этих веществ на безопасные проходила так успешно, что было принято решение о полном их уничтожении к 1996 году. Сегодня ученые верят, что лет через пятьдесят озоновый слой восстановится полностью.

11

Показать комментарии (11)

Свернуть комментарии (11)

Написать комментарий

1899

Онтогенез повторяет филогенез

1913

Объяснение Бора

Новостная рассылка
 

«Элементы» в соцсетях: 

NASA Ozone Watch: последнее состояние озона

Просмотр последнего состояния озонового слоя над Антарктикой,
с упором на озоновую дыру. Монитор спутниковых инструментов
озоновый слой, и мы используем их данные для создания изображений
которые изображают количество озона.

Щелкните любое изображение карты, чтобы открыть новую страницу с
изображение высокого разрешения.

Озон Фильмы

Посмотрите фильм о ежедневном развитии сезона или
годовая прогрессия средства за месяц. Стол
всех фильмов об озоне доступны в нашем

мультимедиа

раздел.

Источники данных

• НАСА ТОМС
  • НАСА/НОАА Нимбус-7
  • НАСА МЕТЕОР-3
  • Земной зонд НАСА TOMS
• Аура ОМИ
  (КНМИ
  |
  НАСА)

  OMTO3d (Глобальные данные об озоне)

• OMPS АЭС Суоми

  NMTO3-L3-ЕЖЕДНЕВНО

• НАСА

  ГМАО

  • МЕРРА

  • МЕРРА-2

  • ГЕОС ФП

• ЕКА
  ИДИТЕ

• СБУВ/2

  • НАСА Нимбус-4, Нимбус-7
  • НОАА-9, НОАА-11, НОАА-14, НОАА-16
• Лаборатория реактивного движения НАСА

  МЛС

  • УАРС

  • Аура

• Южный полюс NOAA

  Зонды для воздушных шаров

Факты об озоне

Что такое озон?

Озон — бесцветный газ. Химически озон очень активен;
он легко реагирует с большим количеством других веществ. Около
на поверхности Земли эти реакции вызывают растрескивание резины,
наносят вред растениям и повреждают ткани легких людей. Но
озон также поглощает вредные компоненты солнечного света, известные как
«ультрафиолет В», или «УФ-В». Высокая
над поверхностью, даже над погодными системами, тонкая
слой озонового газа поглощает УФ-В, защищая живые существа
ниже.

Что такое блок Добсона?

Единица Добсона (DU) — это единица измерения общего содержания озона.
Если бы вы взяли весь озон в столбе воздуха
простирающиеся от поверхности земли до космоса, и принести
весь этот озон до стандартной температуры (0 ° по Цельсию) и
давление (1013,25 мбар, или одна атмосфера, или
«атм»), столбец будет около 0,3
сантиметров толщиной. Таким образом, общее количество озона будет равно 0,3.
атм-см. Для облегчения работы с блоками
«Единица Добсона» определяется как 0,001 атм-см. Наш
0,3 атм-см будет 300 DU.

Что такое озоновая дыра?

Каждый год в течение последних нескольких десятилетий во время Южного
Весна полушария, химические реакции с участием хлора
и бром вызывают образование озона в южной полярной области.
разрушается быстро и сильно. Эта истощенная область
известный как «озоновая дыра». Площадь
озоновая дыра определяется по карте общего содержания озона в столбе.
Он рассчитывается из площади на Земле, которая
обведен линией с постоянным значением 220 Добсона
Единицы. Значение 220 единиц Добсона выбрано из-за того, что
значения озона менее 220 единиц Добсона не обнаружены
в исторических наблюдениях над Антарктидой до
1979. Кроме того, по прямым измерениям над Антарктидой
уровень озона в столбе менее 220 единиц Добсона является
результат потери озона из хлора и брома
соединения.

Последнее изображение общего содержания озона в искусственных цветах над
Антарктический полюс. Фиолетовый и синий цвета там, где есть
меньше всего озона, а желтые и красные — там, где
озона больше.

Сезон 2022 г.

Графики выше показывают прогресс озоновой дыры для
2022. Серая заливка указывает на самый высокий и
самые низкие значения, измеренные с 1979 года. Красные цифры
максимальные или минимальные значения. стратосферный
температура и количество солнечного света, попадающего на
южный полярный регион контролирует глубину и размер
Антарктическая озоновая дыра. Штриховая линия на минимуме
Температурный график показывает температуру, ниже которой
PSC типа I (NAT) могут
форма.

Данные для

площадь озоновой дыры,

минимум озона и

минимальная температура стратосферы
доступны. Также доступен

стол

значений, показывающих максимальную площадь озоновой дыры и минимальную
значения озона для каждого года.

Годовые отчеты

Нажмите на изображение, чтобы получить

стол

ценностей.

На приведенных выше графиках показаны изменения содержания озона в зависимости от года.
к году. Красные полосы указывают наибольшую площадь и
наименьшее минимальное значение. Годовые колебания составляют
накладывается на тренд, охватывающий последние три
десятилетия.

• • 9 окт.

• • 8 окт.

• • 7 окт.

• • 6 окт.

• • 5 окт.

• • 4 окт.

История открытия озоновой дыры – UKRI

Без озонового слоя не было бы сложной жизни на Земле. В 1980-х годах группа ученых потрясла мир, обнаружив в слое дыру.

В 1977 году 24-летний Джонатан Шанклин увидел объявление о приеме на работу в Британскую антарктическую службу (БАС), которое гласило:

Разыскивается: физик, интересующийся метеорологией и обладающий навыками программирования.

Чувствуя, что он удовлетворил требованиям, Шанклин подал заявку, и ему предложили роль.

Нацарапывание данных на листах бумаги

Сначала одной из главных задач Шанклина была проверка и корректировка всех данных озонового спектрофотометра Добсона в Антарктиде. Этот прибор измеряет количество ультрафиолетового света, достигающего Земли, и дает точную картину того, сколько озона содержится в атмосфере. Было огромное отставание, так как до этого ученые просто нацарапали данные на листах бумаги.

Примерно в это же время BAS планировала провести день открытых дверей в своей штаб-квартире в Кембридже, чтобы продемонстрировать последние достижения антарктической науки видным ученым, политикам и общественности.

Шанклин вспоминает:

В то время существовали опасения, что выхлопные газы Concorde (сверхзвуковой пассажирский самолет) или хлорфторуглероды (CFC) из аэрозольных баллончиков могут повредить озоновый слой.

Будучи невежественным физиком, я подумал, что это маловероятно, поэтому решил представить данные за тот год и сравнить их со значениями, которые мой босс вычислил десятилетием ранее. Я ожидал, что они будут такими же, поэтому Concorde сможет продолжать летать, а публика сможет продолжать использовать свои аэрозольные баллончики.

Единственная проблема заключалась в том, что они не были одинаковыми.

Весенний спад озона

Удивленный и слегка встревоженный, Шанклин продолжил работу над отставанием, чтобы проверить, был ли этот год просто разовым.

Не было. Результаты были очевидны: с конца 1970-х годов наблюдается систематическое снижение количества весеннего озона. К 1984 году озоновый слой над исследовательской станцией Галлея в Антарктиде был всего на две трети толще, чем в предыдущие десятилетия.

Поначалу Шанклин не осознавал огромных последствий открытия.

Я думал, что это что-то, возможно, присущее Антарктиде и представляющее только научный интерес.

Тем не менее, Шанклин начал готовить статью для научного журнала Nature, включая возможный химический механизм для объяснения наблюдений. Начальник отдела Шанклина, выдающийся физик Джо Фарман, считал необходимым опубликовать столь важное открытие в журнале.

Он был выпущен в мае 1985 года и сильно потряс мир.

Подтверждение результатов

Независимая группа ученых быстро подтвердила результаты. Спутники показали, что озоновая дыра простирается на обширную территорию в 20 миллионов квадратных километров.

Исследователи быстро сошлись во мнении, что ответственными за это должны быть соединения, называемые ХФУ, которые часто используются в аэрозольных баллончиках и охлаждающих устройствах, таких как холодильники.

Озоновый слой над Антарктидой особенно чувствителен к фреонам из-за своего уникального географического положения. Антарктида представляет собой гористый континент, окруженный обширным открытым океаном.

Сочетание этих двух факторов приводит к тому, что во время антарктической полярной зимы температура в озоновом слое падает ниже -78°C.

Образуются облака, и на поверхности этих облаков происходят химические реакции, превращающие хлор из фреонов в активную форму. Этот активный хлор разрушает озон, когда весной возвращается солнце.

Политическая акция

Исследование привело непосредственно к Монреальскому протоколу 1987 года. Это было соглашение о замораживании производства и потребления озоноразрушающих веществ на нынешнем уровне.

Более поздние поправки ужесточили эти ограничения, и глобальное производство и потребление ХФУ было прекращено к 2010 году.

Протокол продолжает обновляться по мере появления новых данных о воздействии ХФУ и их заменителей на озоновый слой. Например, в 2016 году исследования, финансируемые Советом по исследованиям в области окружающей среды, привели к тому, что гидрофторуглероды (ГФУ), сильнодействующие климатические газы, были добавлены в список контролируемых веществ. Было достигнуто соглашение о поэтапном сокращении их использования в течение следующих 30 лет.

Теперь протокол широко признан одним из самых успешных международных экологических соглашений всех времен. Антарктическая озоновая дыра медленно заживает, хотя, поскольку время жизни ХФУ в атмосфере составляет 50 и более лет, атмосфера полностью не восстановится до 2070 года, даже при отсутствии дальнейших выбросов.

Шанклин говорит:

Унизительно думать, что промышленность во всем мире должна была измениться из-за того, что казалось небольшим открытием в неизвестной части Антарктики, о котором большинство людей никогда не слышали.

Влияние

Влияние открытия невозможно переоценить. Согласно анализу, проведенному Deloitte в 2015 году, если бы Шанклин, Фарман и Гардинер не обнаружили дыру в озоновом слое вовремя, это задержало бы Монреальский протокол на пять-десять лет.

Программа ООН по окружающей среде подсчитала, что без протокола к 2030 году число случаев рака кожи в мире было бы на 14% выше. Только в Великобритании рак кожи уносил бы почти 300 жизней в год.

Более того, недавнее исследование международной группы ученых, финансируемое UKRI, показало, что, если бы ХФУ не были запрещены в конце 1980-х годов, их дальнейшее использование привело бы к повышению средней глобальной температуры воздуха еще на 2,5 C к концу века. Это сверх существующего потепления.

Этому есть две причины. ХФУ сами по себе являются мощными парниковыми газами и поэтому могут напрямую способствовать изменению климата. УФ-излучение также наносит вред растениям, останавливая их рост и задерживая углекислый газ из атмосферы.

Долгосрочный мониторинг окружающей среды

Ученые подсчитали, что без Монреальского протокола к концу этого века будет:

• С 325 до 690 миллиардов тонн меньше углерода, хранящегося в лесах, другой растительности и почвах
• такое уменьшение компенсации выбросов CO2 привело бы к дальнейшему повышению глобальной температуры на 0,8°C, тем самым ускорив существующие темпы глобального потепления, вызванного сжиганием ископаемого топлива
• дополнительные 115-235 частей на миллион углекислого газа в атмосфере по сравнению с доиндустриальным уровнем.

Шанклин поясняет:

С озоновой дырой все было совершенно ясно, можно было показать политикам картину антарктической озоновой дыры.

Поскольку повышенное ультрафиолетовое излучение также было связано с заболеваемостью раком кожи, это было проблемой общественного здравоохранения, и поэтому политические усилия были задействованы невероятно быстро.

В статье подчеркивается важность проведения долгосрочного мониторинга окружающей среды и принятия срочных мер, когда это необходимо.

Дополнительная информация

Интервью: сохранение озонового слоя тогда и сейчас

Авторы и права: Джонатан Франклин

В честь Международного дня охраны озонового слоя мы встречаемся с двумя учеными, чья работа сыграла важную роль в сохранении этого жизненно важного щит на четыре десятилетия.

Прошло 36 лет с тех пор, как ученые впервые обнаружили дыру в озоновом слое — невидимом щите, поглощающем вредные ультрафиолетовые лучи Солнца. Без которого сложной жизни на Земле не существовало бы.

Открытие стимулировало целое экологическое движение в 1980-х годах и привело к полному запрету ХФУ (химических веществ, ответственных за разрушение озона).

Однако на этом история не закончилась. Исследователи продолжают следить за озоновым слоем, чтобы убедиться, что он продолжает восстанавливаться.

Мы говорим о влиянии находки с:

• Джонатан Шанклин, один из ученых, открывших дыру
• Анна Джонс, временно исполняющая обязанности директора по науке Британской антарктической службы (БАС).

Джонатан, не могли бы вы рассказать нам немного о том, как вы впервые обнаружили дыру в озоновом слое?

Джонатан говорит:

Когда я впервые присоединился к BAS, часть моей работы заключалась в контроле и проверке данных об озоне, поступающих с озонового спектрофотометра Добсона в Антарктиде.

Озоновый спектрофотометр Добсона в Галлее измеряет количество УФ-излучения, достигающего Земли, и дает точную картину содержания озона в атмосфере.

Когда Джонатан начинал, было огромное отставание в загрузке данных в систему, так как до этого ученые просто записывали показания на листах бумаги.

Примерно в это же время у нас был день открытых дверей, на который были приглашены представители общественности, чтобы узнать обо всех исследованиях, которые мы проводили в Антарктиде. Было много опасений, что выхлопные газы Concorde могут разрушить озоновый слой, а аэрозольные баллончики могут разрушить озоновый слой.

Будучи невежественным физиком, я подумал, что если взять данные по озону за этот год и сравнить их с показаниями за двадцать лет до этого, они будут такими же, и поэтому людям не о чем беспокоиться. Но показания не были одинаковыми, и это требовало дальнейших действий.

Шанклин продолжал работать над своим невыполненным заданием, чтобы проверить, не был ли этот год единственным.

Авторы и права: Джонатан Франклин

Не было. Результаты были очевидны. С конца 1970-х годов наблюдается систематическое снижение количества весеннего озона. К 1984, озоновый слой над Галлеем был примерно на две трети толще, чем в предыдущие десятилетия.

Выводы Шанклина были опубликованы в основополагающей статье в журнале Nature в мае 1985 года. Исследование привело непосредственно к Монреальскому протоколу 1987 года. Это соглашение о замораживании производства и потребления озоноразрушающих веществ по нынешним ценам.

Более поздние поправки ужесточили эти ограничения, и глобальное производство и потребление ХФУ было прекращено к 2010 году. 2070. Это даже при отсутствии дальнейших выбросов.

Анна, на ваш взгляд, какое влияние на мир оказало первоначальное открытие дыры в озоновом слое?

Это произвело огромное впечатление. Это вызвало экологическое движение 1980-х годов. Он поставил защиту окружающей среды на первое место в политической повестке дня, но также обеспечил основу в форме Монреальского протокола для решения глобальных экологических проблем.

Что было очень умно в Протоколе, так это то, что, хотя он был подписан в 19В 80-х годах в нем был пункт, в котором говорилось, что его необходимо регулярно пересматривать. Таким образом, по мере появления новых данных о других веществах, разрушающих озоновый слой, их также можно было бы включить.

Например, в 2016 году исследование NERC привело к тому, что ГФУ (сильнодействующие климатические газы) были добавлены в список контролируемых веществ с соглашением о поэтапном сокращении их использования в течение следующих 30 лет.

Это действительно продемонстрировало тип законодательства, необходимого для решения глобальных экологических проблем, а это именно то, что нам нужно сейчас с изменением климата.

Джонатан, ты согласен?

Открытие имело всемирный резонанс. Это все еще имеет такое влияние. Потому что даже самые незначительные изменения в показаниях озона могут выявить интересные вещи. Недавно было обнаружено, что количество ХФУ сокращается не так быстро, как следовало бы. Это было прослежено до источника из Китая, и китайское правительство приняло меры, и теперь оно вернулось на правильный путь.

Удивительно, что правительства мира соблюдают протокол. Унизительно думать, что промышленность во всем мире должна была измениться из-за того, что казалось небольшим открытием в малоизвестной части Антарктики, о которой большинство людей никогда не слышали.

Анна, не могли бы вы рассказать нам о своем прошлом и исследованиях, которые вы проводите в Антарктиде?

Я исполняю обязанности директора по науке BAS, но по образованию я атмосферный химик. Я получил степень по химии в Университете Восточной Англии, а затем защитил докторскую диссертацию в Кембридже. Моя кандидатская диссертация на самом деле рассматривала влияние сверхзвуковых самолетов на озоновый слой.

За свою карьеру я провел много исследований стратосферы, верхних слоев атмосферы, где была обнаружена дыра в озоне. Однако в последнее время я также многое сделал в тропосфере, самом нижнем слое атмосферы.

Как ваши исследования помогают восстановить озоновый слой?

В рамках своих обязанностей я наблюдаю за долгосрочными наблюдениями за озоном на станции Галлей.

Чтобы получить полное представление об озоновом слое и его изменениях, ученые используют разную информацию. Они сочетают в себе наземные измерения столба озона, такие как измерения в Галлее, с атмосферными измерениями, сделанными на разных высотах с помощью воздушного шара. Они также используют спутниковые измерения, так что все эти разные части составляют часть головоломки.

Эта работа невероятно важна, потому что есть люди, которые говорят, что проблема озона решена, мы запретили эти различные химические вещества, разрушающие озоновый слой. Но на самом деле история вовсе не закончена. Как говорит Джонатан, недавно было обнаружено, что фреоны по-прежнему производятся нелегально.

Жизненно важно, чтобы мы продолжали следить за озоновым слоем до тех пор, пока у нас не будет полной уверенности в том, что он полностью вернется на прежнее место. Долгосрочные измерения озона невероятно важны, потому что восстановление далеко не завершено.

Ученые считают, что дыра в озоновом слое полностью исчезнет к 2075 году.

Существуют ли какие-либо проблемы или барьеры, препятствующие этому?

Анна говорит:

Одной из проблем является незаконное производство химикатов, разрушающих озоновый слой.

Однако могут также производиться или синтезироваться новые химические вещества, которые оказываются озоноразрушающими веществами.

Другое дело, что происходит с температурой в стратосфере. Хотя парниковые газы в целом вызывают глобальное потепление, на самом деле они охлаждают верхние слои атмосферы. Эти условия усугубляют потерю озона.

Все, что мы делаем для борьбы с глобальным потеплением и изменением климата, уменьшит охлаждение стратосферы и поможет быстрее восстановить озоновый слой.

Джонатан, как вы думаете, почему важно продолжать следить за озоном?

Вам необходим долгосрочный мониторинг, чтобы уверенно видеть, как все изменилось. Если вы проводите только точечные измерения и не знаете, какие изменения произошли за этот интервал, то вы не сможете сказать, является ли ваше изменение разовым событием или чем-то систематическим.

Вот где у нас действительно было преимущество перед всеми остальными, когда мы открыли озоновую дыру, поскольку у нас были непрерывные данные со станции Галлей, начиная с 1956 года.

Эти долгосрочные измерения имеют свою цену, и они, возможно, не являются передовыми научными достижениями, но если мы не знаем точно, что было сделано в прошлом, мы не будем иметь представления о том, что нас ждет в будущем.

Монреальский протокол считается наиболее успешным соглашением по охране окружающей среды на сегодняшний день. Джонатан, почему ты думаешь, что это было так успешно?

Я думаю, дело в том, что это было абсолютно ясно. Можно было показать политикам картину антарктической озоновой дыры, и они очень быстро смогли принять меры.

Были также альтернативы ХФУ, которые уже были доступны. Поскольку усиление ультрафиолетового излучения было связано с увеличением числа случаев рака кожи, слово «рак» сделало его проблемой общественного здравоохранения, и поэтому политические усилия были задействованы невероятно быстро.

Анна, какие уроки мы можем извлечь из Монреальского протокола, пытаясь сегодня бороться с изменением климата?

Существуют важные параллели между Монреальским протоколом и законодательством, необходимым для решения проблемы изменения климата, наиболее очевидно, что и то, и другое требует значительного международного сотрудничества.

Но проблема изменения климата гораздо сложнее, учитывая нашу нынешнюю почти глобальную зависимость от ископаемого топлива.

Есть надежда, что Монреальский протокол дает некоторую гарантию того, что решения глобальных экологических проблем могут быть найдены, даже если они непростые.

Джонатан соглашается:

Монреальский протокол служит образцом того, как все должно работать.

Если бы мы могли применить тот же подход к изменению климата и действовать так же быстро, то мы не были бы в таком плохом положении, как сейчас, поскольку нам следовало бы начать принимать меры по борьбе с изменением климата десятилетия назад.

Последнее обновление: 20 июня 2022 г.

Утверждения о новой «тропической озоновой дыре» вызывают споры

Действительно ли над тропиками огромная озоновая дыра? Одно исследование утверждает, что да, но эксперты не согласны с выводами.
(Изображение предоставлено: CHRISTOPH BURGSTEDT/SCIENCE PHOTO LIBRARY через Getty Images)

Ученый недавно заявил, что обнаружил гигантскую дыру в озоновом слое, которая впервые появилась над тропиками в 1980-х годах, но до сих пор оставалась незамеченной. Однако после того, как его исследование было опубликовано, ученый подвергся резкой критике со стороны экспертов, которые отметили его исследование как глубоко ошибочное.

«Я удивлен, что это исследование вообще было опубликовано в его нынешнем виде», — сказал Мартин Чипперфилд, профессор химии атмосферы в Университете Лидса в Англии.0457 Science Media Center , независимая пресс-служба в Великобритании, которая работает с исследователями, журналистами и политиками для распространения точной научной информации.

«Утверждение в этом исследовании о таких больших изменениях озона в тропиках не было очевидным в других исследованиях, что вызывает у меня большие подозрения», сказал Чипперфилд. «Наука никогда не должна зависеть только от одного исследования, и эта новая работа нуждается в тщательной проверке, прежде чем ее можно будет принять как факт».

Автор нового исследования, Цин-Бин Лу, профессор кафедры физики и астрономии Университета Ватерлоо в Онтарио, сказал, что он не согласен с критикой Чипперфилда и других. «На мой взгляд, эта критика беспочвенна и не может быть вынесена из обзора научной литературы», — сказал он Live Science в электронном письме.

Связанный: ХФУ, разрушающие озоновый слой, могут вернуться в конце 21 века

Спорный отчет был опубликован 5 июля в журнале AIP Advances (открывается в новой вкладке). Исследование прошло стандартный процесс рецензирования журнала, в ходе которого независимый рецензент определил, что оно подходит для публикации, А. Т. Об этом в электронном письме Live Science сообщил Чарли Джонсон-младший, заместитель редактора AIP Advances. Затем редакторы журнала определили, что работа достаточно достойна освещения в печати, чтобы ее можно было выделить в качестве избранной статьи на их веб-сайте.

«Насколько нам известно, мы не получали никаких сообщений от внешнего сообщества, ставящих под сомнение их достоверность», — сказал Джонсон. «Мы призываем читателей и исследователей по возможности связываться с авторами, чтобы обсудить потенциальные технические недостатки, чтобы они могли быть устранены в исправлениях в литературе или в комментариях и ответах». Или же, по его словам, читатели могут связаться с журналом напрямую. В это время журнал будет работать над подтверждением любых утверждений, сделанных в отношении работы, запросом объяснений или ответов от автора и исправлением литературы, если это необходимо.

Озон — газ, состоящий из O3 или кислорода атомов, связанных вместе в группы по три — образуется в верхних слоях атмосферы Земли. Большая часть озона находится в стратосфере, атмосферном слое, который находится на высоте от 6 до 31 мили (от 10 до 50 километров) над поверхностью планеты. Там газ действует как своего рода солнцезащитный крем, защищая Земля от мощных солнечных ультрафиолетовых (УФ) лучей.

В 1980-х годах ученые обнаружили, что долгоживущие атмосферные загрязнители, называемые хлорфторуглеродами (ХФУ), распадаются на хлор и бром под воздействием УФ-лучей за пределами озонового слоя.0457 Земная обсерватория НАСА (откроется в новой вкладке). Эти химически активные элементы разрывают молекулы O3 на части и, таким образом, истончают участки озонового слоя, создавая «дыры», в первую очередь над Антарктидой, где холодные атмосферные условия позволяют очень эффективно протекать реакциям разрушения озона.

Обычно озоновая дыра определяется как область, где концентрация озона падает ниже 220 «единиц Добсона» — меры количества молекул озона в данном столбе воздуха, который простирается от поверхности планеты до космоса. Открытие озоновых дыр привело к прохождению 1987 Монреальский протокол, международный договор, направленный на поэтапный отказ от производства озоноразрушающих химических веществ, таких как ХФУ, и в настоящее время озоновый слой находится на пути к восстановлению, согласно Всемирной метеорологической организации ВМО).

Однако в новом исследовании Лу предупредил, что новооткрытая озоновая дыра может угрожать жизням миллиардов людей, живущих в тропиках.

В частности, Лу сообщил об обнаружении «большой всесезонной озоновой дыры» в нижней стратосфере над тропиками, на высоте от 6,2 до 15,5 миль (10-25 км) над поверхностью Земли. Эта дыра по «глубине» похожа на сезонную озоновую дыру, которая открывается над Антарктидой в конце зимы и ранней весной, но занимает площадь в семь раз больше, чем весенняя антарктическая дыра, сообщил он.

Связанный: «Клякса» в Тихом океане связана с всплеском озона излучения и поражают 50% площади поверхности Земли, на которой проживает примерно 50% населения мира», — написал Лу в отчете AIP. «Воздействие повышенного уровня УФ-В может увеличить заболеваемость раком кожи и катарактой у людей, ослабить человека иммунная система , снижают продуктивность сельского хозяйства и негативно влияют на чувствительные водные организмы и экосистемы». % по сравнению с невозмущенной атмосферой». Озоновые дыры , наблюдаемые над Северным полюсом , были отмечены падением озона примерно на 25%, поэтому это новое определение оправдано, сказал он Live Science. Важно отметить, что «озоновая дыра над тропики будут наблюдаться в соответствии с общепринятым определением озоновой дыры», поскольку общий уровень озона над тропиками падает выше порога в 220 единиц Добсона, отметил Лу в своем отчете.      

Вскоре после того, как исследование Лу было опубликовано, Чипперфилд и несколько других экспертов поделились своей критикой исследования с Центром научных СМИ.

«Тропической озоновой дыры не существует», — сказал Пол Янг, ученый-атмосферник из Ланкастерского университета в Англии и соавтор доклада «Научная оценка истощения озонового слоя 2022 года», подготовленного ВМО и Организацией Объединенных Наций.

«Автор идентифицировал «тропическую озоновую дыру» благодаря тому, что он рассматривал процентные изменения озона, а не абсолютные изменения, причем последние гораздо более важны для разрушительного ультрафиолетового излучения, достигающего поверхности», — сказал Янг. «Интересно, что его статья также не опирается на обширную литературу, которая исследует и документирует тенденции озона во всех регионах атмосферы».

Одним из важнейших факторов, влияющих на концентрацию озона в тропической стратосфере, является явление, называемое циркуляцией Брюера-Добсона, глобальная модель циркуляции воздуха, которая выталкивает озон из тропиков к полюсам, сказала Марта Абалос Альварес, исследователь из Кафедра физики Земли и астрофизики Мадридского университета Комплутенсе. Эта циркуляция ускорилась за последние годы из-за изменения климата , и это ускорение объясняет долгосрочные закономерности истощения озона, наблюдаемые в тропиках, сказала она.

«На мой взгляд, статье [Лу] не хватает научной строгости, необходимой для того, чтобы считаться надежным вкладом», — сказал Абалос Альварес.