как они появились и как мы их будем латать – Москва 24, 02.05.2020
Кто виноват в появлении озоновых дыр и сможем ли мы их теперь залатать – в колонке обозревателя Николая Гринько.
Фото: Роскосмос
На днях Международная служба мониторинга атмосферы Земли сообщила, что озоновая дыра над Арктикой, образовавшаяся несколько недель назад, самостоятельно затянулась. Внимательный читатель насторожится: погодите, как же так? Ведь долгие годы нам сообщали о том, что озоновый слой разрушается над Антарктидой, то есть над южным, а не над северным полюсом планеты!
Все верно. Северная озоновая дыра появилась впервые в истории наблюдений и исчезла так же неожиданно, как образовалась. Удивительно, но в ее возникновении ученые винят вовсе не человека, а природу, в частности сильный полярный вихрь. Нет заслуги человечества и в ее исчезновении: как только атмосфера успокоилась, количество озона в ней восстановилось.
А вот на противоположном полюсе Земли ситуация вовсе не такая успокаивающая, хотя в ней и наметились положительные изменения.
Видео: YouTube/euronews (en español)
Когда в прошлом веке над Антарктидой было обнаружено сильное снижение количества озона, исследователи довольно быстро выяснили причину этого явления. Дело в том, что озон образуется в атмосфере под воздействием ультрафиолета, и именно этот процесс вызывает поглощение наиболее жесткой части ультрафиолетового излучения, опасного для живых организмов. Но во время полярных ночей солнце не освещает полюса. А раз нет ультрафиолета, значит, не появляется нового озона взамен распавшегося.
Поначалу казалось, что это естественный процесс, но позже выяснилось, что хлор- и фторсодержащие фреоны, попадая в атмосферу, выступают катализаторами распада озона, во много раз ускоряя этот процесс. А ветра над Антарктидой во время полярной ночи движутся по замкнутой траектории, почти не допуская сюда атмосферу из других участков Земли. То есть полгода над континентом собирается фреон со всей планеты, а во время полярной зимы он концентрируется над полюсом, «прогрызая» в небе озоновую дыру.
Как только эти исследования были опубликованы, разразилась настоящая буря: экологи обрушились на производителей фреонов, обвиняя их в варварском отношении к природе, а химические предприятия тратили миллионы долларов на защиту фреонов в прессе. Производители хладагентов, спреев и аэрозолей во главе с компанией DuPont – одной из крупнейших химических компаний в мире – в один голос заявляли, что теория разрушения озона – «это научная фантастика, куча мусора и полная ерунда».
Фото: AP/Michel Euler
К счастью, здравый смысл все-таки победил. В 1985 году была согласована Венская конвенция об охране озонового слоя, а в 1989 году вступил в силу Монреальский протокол, в котором изложены цели и методы сокращения разрушающих озон веществ. К 2013 году протокол ратифицировали все страны ООН и Европейский союз. Фреоны попали под запрет. Правда, не все и не полностью, но корпорации теперь обязаны заменять их веществами, не наносящими вреда природе. За соблюдением этих условий строго следят международные комиссии, и в результате выброс фреонов в атмосферу постоянно сокращается.
Но на мгновенное восстановление озонового слоя Земли рассчитывать не стоит. За прошедшие десятилетия в атмосфере накоплен огромный объем фреонов, которые распадаются десятками и даже сотнями лет. Даже по самым оптимистичным прогнозам исчезновение озоновой дыры стоит ожидать не раньше 2050 года. Если, конечно, к этому моменту человечество не найдет новый способ уничтожения атмосферного озона.
Хотя…
Гринько Николай
наука
причины образования, места возникновения, последствия
2 533 5 0
Озоновые дыры – локальное сокращение концентрации озона в верхнем слое земной атмосферы. Все живые организмы, живущие под озоновой дырой, находятся в опасности. Им вредит солнечная радиация, которая свободно попадает на поверхность нашей планеты, создавая серьезные проблемы. Много лет геофизики пытаются найти истинные причины появления данной аномалии.
Содержание:
- 1 Что такое озоновые дыры
- 2 Причины образования озоновых дыр
- 3 Места возникновения озоновых дыр
- 4 Самые большие озоновые дыры на планете
- 5 Последствия для человека и природы
- 6 Способы восстановления озонового слоя
- 7 Распространенные мифы
Что такое озоновые дыры
На сегодняшний день ситуация образования озоновых дыр остается для геофизиков и общественности одной из наименее непонятных.
Слово «дыра» используется учеными как метафора области, в которой резко сокращается содержание озона (ниже установленного значения в 220 единиц Добсона). Благодаря подобной метафоре ученые могут описать размер и глубину озоновых дыр.
Иными словами, озоновая дыра – это разрушение защитного слоя озона в стратосфере. Благоприятная жизнь на Земле без слоя озона не представляется возможной, ведь он поглощает вредные УФ-лучи. Живые организмы, обитающие в местах формирования озоновых дыр, находятся в группе риска. Сильное солнечное излучение может стать причиной серьезных проблем со здоровьем (например, повреждение глаз, рак кожи).
Причины образования озоновых дыр
Неуклонное истончение слоя озона в атмосфере ученые стали отмечать в 70-х годах. В ходе многочисленных метеорологических исследований выявлено, что разрушение озоносферы происходит не только в местах обитания человека, но и далеко за их пределами, например, в Антарктиде и Арктике. Исходя из этого можно сделать вывод о воздействии двух групп факторов возникновения озоновых дыр: естественных и антропогенных.
Как выяснилось, группы факторов, способствующие образованию озоновых дыр, не связаны друг с другом.
Естественные факторы
Причины естественного характера сложно поддаются контролю человеком. Это природные явления, наблюдающиеся в приполярных областях нашей планеты. Объяснение простое: в период полярной ночи, когда солнце не появляется на горизонте, нет осадков, прекращается выработка озона, формируются хлорные облака. В связи с высоким содержанием хлора снижается концентрация озона. Затягивается дыра с наступлением полярного дня.
В некоторых зонах на количество концентрации озона влияет и вулканическая активность. Во время взрыва вулкана в воздух выделяются продукты горения, которые разрушающе воздействуют на озоновые молекулы.
Антропогенные факторы
Главной причиной истончения слоя, защищающего от излишнего солнечного излучения, считают хлорфторуглероды. Для человека они не опасны, но при взаимодействии с воздухом приводят к распаду молекул озона. Яркий пример – фреоны, используемые в качестве доступного хладагента в холодильниках. Сегодня уверенно можно говорить о том, что антропогенные факторы являются причиной появления 80% озоновых дыр.
Действие фреоновых установок – далеко не единственная причина возникновения дыр. Пагубное воздействие оказывают и выхлопные газы воздушного транспорта. В составе топлива есть такие элементы, как хлор, двуокись углерод, оксид азота. Выделяясь в виде газа данные элементы начинают взаимодействовать с озоном, что провоцирует небольшие разрушения защитного слоя.
Еще одна антропогенная причина – использование в сельском хозяйстве веществ с содержанием азота.
Такие удобрения человек применяет с конца XX века, но на сегодняшний день масштабы их применения приобрели угрожающий характер. При разложении вещества выделяют окислы азота, вступающими в реакцию с озоном, разрушая его. Чаще используют:
- сульфид аммония;
- карбонат аммония;
- аммофос и диаммофос;
- сульфат аммония;
- хлористый аммония.
Места возникновения озоновых дыр
Образование гигантских озоновых дыр в районах Южного и Северного полюсов объясняется особенностями формирования защитного слоя. Она образуется за счет поглощения УФ-лучей, «питаясь» ими.
С наступлением полярных ночей солнце перестает освещать полюса. Данный фактор становится причиной критического содержания озона вплоть до полного его исчезновения.
Различный размер между полюсами объясняется отличием в характере вихревых потоков и движения облаков, которые благоприятствуют исчезновению защитного слоя. Возникновению озоновой дыры над Китаем (Тибетская) способствовали антропогенные факторы, а именно, развитие промышленной сферы.
Небольшие дыры обнаружены в Томской области, Омской и Кемеровской, Алтайском крае, Хакасии, Тюмени.
Самые большие озоновые дыры на планете
Впервые истончение озоносферы было выявлено в 80-х годах над Антарктидой. Если брать данные за 70-е годы, то концентрация озона в этом месте уменьшилась на 40%. В дальнейшем были исследованы и другие части озоносферы над Антарктидой, что помогло узнать о существовании гигантской озоновой дыры. Ее размер составляет более 22 млн. кв. км, более 1000 км в диаметре.
Другая гигантская дыра находится в Арктике. Ее площадь периодически меняется. Третья крупнейшая озоновая дыра – Тибетская. Точных данных о ее размерах нет, по некоторым данным она достигает 20 млн. кв. км. Большая озоновая дыра образовалась и над Западной Сибирью. В регионе концентрация озона снижена на 50%. Здесь сосредоточены «вредные» производства, из-за деятельности которых исчезает озоновый слой.
Последствия для человека и природы
Последствия от разрушения озоносферы сказываются не только на отдельных организмах, но и общем состоянии климата.
Сильное ультрафиолетовое излучение опасно для жизни человека. Лучи УФ-А способствуют выработке витамина D. Лучи УФ-B и УФ-C пагубны для здоровья. Излишнее облучение провоцирует:
- раздражительность;
- головную боль;
- сонливость;
- задержку роста;
- ожоги;
- поражение иммунной системы;
- рак кожи и др.
Экология нашей планеты также страдает из-за нарушения озонового слоя. Особенно данная аномалия плохо сказывается на морских обитателях. Из-за чрезмерного ультрафиолетового излучения может погибнуть фитопланктон, который является пищей для рыб и морских обитателей. Растительный мир также страдает от излишнего ультрафиолета. Меняется форма и размер растений, заметно сокращается срок их жизни.
Способы восстановления озонового слоя
После обнаружения озоновых дыр человек старается предпринимать все возможное, чтобы защитить и сохранить озоносферу. В 1987 году государствами был утвержден Монреальский протокол, согласно которому государства обязаны предпринимать меры по снижению пагубного воздействия на атмосферу.
Обязанности нашего государства по данному вопросу закреплены в федеральном законе ФЗ-7 в ст. 54.
Разрушение защитного слоя происходит под влиянием химических реакций расщепления в процессе выброса вредных компонентов. Ученые предложили вариант восстановления защитного слоя путем обратной реакции соединения молекул. В атмосферу должны попадать «полезные» выбросы. Взаимодействуя с кислородом, они должны образовывать трехатомные соединения. Это возможно при рассеивании с высоты жидких реагентов с содержанием кислорода и водорода.
Другой вариант – сократить использование фреона в промышленности и быту. Вещество выделяется не только при эксплуатации холодильных устройств, но и в случае распыления аэрозольного баллончика. Для этого необходимо заменить фреон на другие вещества, которые позволяют сохранить свойства устройств и товаров. Например, можно использовать углекислый газ, аммиак, нетоксичный пропан, изобутан.
Распространенные мифы
На сегодняшний день проблема появления озоновых дыр никуда не делась и по-прежнему остается актуальной, поэтому появилось множество домыслов и заблуждений вокруг нее.
Один из распространенных мифов – появление озоновых дыр возможно лишь над промышленными зонами, а не над Антарктидой. Данное заключение было бы возможным если бы воздух в атмосфере не перемешивался бы.
Другой распространенный среди населения миф – пагубное воздействие фреона на озоновый слой не что иное, как вымысел, придуманный производителями более дорогостоящих хладагентов. Тем временем фреоны значительно дешевле и их без проблем при необходимости можно применять в технологическом процессе. Благодаря научным исследованиям данный миф легко опровергается.
Еще один миф – фреоны тяжелые и подняться в атмосферу не могут. Они тяжелые, но в ходе регулярного перемещения воздушных масс фреоны равномерно распределяются в атмосфере.
За определенный промежуток времени они попадают и в стратосферу. Если признать это утверждение, то, например, углекислота, которая тяжелее воздуха, образовывала бы мощный приземный слой. Результат – на планете было бы невозможно жить.
Сегодня ученые планеты собираются на различных конференциях для решения ситуации касаемо образования озоновых дыр. Вопросы экологии регулярно обсуждаются и главами государств. Для того чтобы жизнь на планете сохранилась, необходимо постоянно предпринимать действия по исключению антропогенных факторов, которые являются основной причиной снижения уровня озона.
Озоновая дыра и глобальное потепление
Деятельность человека
Деятельность человека вызывает истощение озона и глобальное потепление деятельность, которая выбрасывает загрязняющие вещества в атмосферу, изменяя ее.
Глобальное потепление вызвано в первую очередь выбросом слишком большого количества углекислого газа в атмосферу, когда уголь, нефть и природный газ сжигаются для производства электроэнергии или для работы наших автомобилей.
Углекислый газ распространяется по планете подобно одеялу и является одним из основных газов, отвечающих за поглощение инфракрасного излучения (ощущаемого как тепло), которое составляет основную часть солнечной энергии.
Истощение озонового слоя происходит, когда в атмосферу выбрасываются хлорфторуглероды (ХФУ) и галоны — газы, ранее находившиеся в аэрозольных баллончиках и хладагентах (подробности см. ниже).
Озон находится в верхних слоях атмосферы и поглощает ультрафиолетовое излучение, еще один вид солнечной энергии, вредный для людей, животных и растений. ХФУ и галоны вызывают химические реакции, которые разрушают молекулы озона, снижая способность озона поглощать ультрафиолетовое излучение.
Как работает озон
Как работает озон
Солнце излучает электромагнитное излучение с разной длиной волны, то есть с разной интенсивностью. Атмосфера действует как многослойный щит, защищающий Землю от опасного солнечного излучения.
Озон находится в двух разных частях нашей атмосферы.
Приземный или «плохой» озон является раздражителем здоровья человека и компонентом смога. Он находится в нижних слоях атмосферы (тропосфере) и не имеет никакого отношения к «озоновой дыре».
Высокий уровень или «хороший» озон встречается в стратосфере и составляет большую часть атмосферного озона.
Стратосферный озоновый слой поглощает ультрафиолетовое (УФ) излучение, предотвращая попадание опасных ультрафиолетовых лучей на поверхность Земли и нанесение вреда живым организмам. УФ-лучи нельзя увидеть или почувствовать, но они очень мощные и изменяют химическую структуру молекул.
УФ-излучение играет небольшую роль в глобальном потеплении, потому что его количества недостаточно, чтобы вызвать избыточное тепло, оставшееся в атмосфере. УФ-излучение представляет собой небольшой процент солнечной энергии и не сильно поглощается или рассеивается в атмосфере, особенно по сравнению с другими длинами волн, такими как инфракрасное излучение. Но истощение озона также вызывает беспокойство, потому что оно напрямую влияет на здоровье людей и других живых организмов.
Озоновая дыра
Озоновая дыра
Термин «озоновая дыра» относится к истощению защитного озонового слоя в верхних слоях атмосферы (стратосфере) над полярными регионами Земли. Людям, растениям и животным, живущим под озоновой дырой, вредит солнечная радиация, которая в настоящее время достигает поверхности Земли, вызывая проблемы со здоровьем, от поражения глаз до рака кожи.
Стратосферный озон постоянно образуется в результате действия солнечного ультрафиолетового излучения на молекулы кислорода (известного как фотохимические реакции). Хотя озон создается в основном в тропических широтах, крупномасштабные модели циркуляции воздуха в нижней стратосфере перемещают озон к полюсам, где его концентрация возрастает.
В дополнение к этому глобальному движению сильные зимние полярные вихри также важны для концентрации озона на полюсах. Во время непрерывно темной полярной зимы воздух внутри полярных вихрей становится чрезвычайно холодным, что является необходимым условием для образования полярных стратосферных облаков.
Полярные стратосферные облака создают условия для резкого разрушения озона, обеспечивая поверхность для перехода хлора в озоноразрушающую форму. Обычно они длятся до восхода солнца весной.
В 1980-х годах ученые обнаружили, что озоновый слой истончается в нижних слоях стратосферы, особенно с резкой потерей озона — известной как «озоновая дыра» — антарктической весной (сентябрь и октябрь).
Ученые также обнаружили, что истончение озонового слоя было вызвано увеличением концентрации озоноразрушающих химических веществ – хлорфторуглеродов или CFC (соединений с хлором и/или фтором, присоединенных к углероду) и, в меньшей степени, галонов (аналогичных соединений с бромом или йод). Эти химические вещества могут оставаться в атмосфере от десятилетий до более века.
На полюсах ХФУ прикрепляются к частицам льда в облаках. Когда полярной весной снова выходит солнце, частицы льда тают, высвобождая молекулы, разрушающие озоновый слой, с поверхности ледяных частиц.
После высвобождения эти разрушающие озон молекулы делают свою грязную работу, разрывая молекулярные связи в озоне, поглощающем УФ-излучение.
Монреальский протокол
Монреальский протокол
ХФУ обычно встречались в хладагентах, растворителях, пропеллентах и пенообразователях до того, как в 1980-е годы – международное обязательство по поэтапному отказу от озоноразрушающих химических веществ, которое было повсеместно ратифицировано всеми странами, входящими в ООН.
Монреальский протокол создал важный прецедент, но многое еще предстоит сделать. Маловероятно, что уменьшение количества озоноразрушающих веществ само по себе приведет к восстановлению стратосферного озонового слоя до уровня его концентрации до 1980 года из-за конкурирующих и неопределенных последствий дальнейшего изменения климата.
Вызывает тревогу тот факт, что после экстремально холодной зимы в начале 2011 г. впервые сокращение содержания озона в Арктике было сопоставимо с уменьшением содержания озона в Антарктике.
Стратосферный озон также имеет естественные процессы, удаляющие его из атмосферы. Крошечные частицы сульфатов (аэрозоли), выброшенные в стратосферу в результате извержения вулкана Пинатубо в 1991 г.
, вызвали заметное уменьшение содержания озона в течение нескольких лет после извержений.
Стратосферный озоновый слой
Влияет ли глобальное потепление на стратосферный озоновый слой?
С 1960-х годов наблюдается тенденция к увеличению потепления нижних слоев атмосферы и охлаждению верхних слоев атмосферы. Эта динамика потепления-охлаждения создает условия, которые приводят к потере озона.
Наблюдения показывают, что по мере увеличения количества парниковых газов, что приводит к нагреву в нижних слоях атмосферы (тропосфере), в верхних слоях атмосферы (стратосфере) происходит охлаждение. Во многом потому, что тепло с поверхности Земли, которое обычно проходит через тропосферу и стратосферу и в конечном итоге уходит в космос, теперь задерживается (или ограничивается тропосферой).
Повышение температуры на поверхности Земли и понижение температуры в верхних слоях атмосферы можно частично объяснить, используя аналогию с покровом.
Углекислый газ и другие удерживающие тепло газы поднимаются в атмосферу и распространяются по земному шару, как одеяло, окутывающее Землю.
Это одеяло согревает поверхность Земли и защищает ее от холодного воздуха над ней.
Повышенная концентрация улавливающих тепло газов делает одеяло некомфортно более толстым. Завернутая теперь в более толстое одеяло, поверхность Земли нагревается, нагревает само одеяло и удерживает больше тепла в нижних слоях атмосферы.
Одеяло также предотвращает перемещение тепла из нижних слоев атмосферы в стратосферу, в результате чего стратосфера охлаждается.
Другими словами, удерживающие тепло газы способствуют созданию условий охлаждения в атмосфере, которые приводят к разрушению озонового слоя. Парниковые газы поглощают тепло на относительно низких высотах и нагревают поверхность, но на больших высотах они оказывают противоположный эффект, поскольку препятствуют подъему тепла.
В более прохладной стратосфере потеря озона создает охлаждающий эффект, который приводит к дальнейшему истощению озона. УФ-излучение выделяет тепло в стратосферу при взаимодействии с озоном.
При меньшем количестве озона выделяется меньше тепла, что усиливает охлаждение в нижних слоях стратосферы и способствует образованию разрушающих озон полярных стратосферных облаков, особенно вблизи Южного полюса.
Связанные ресурсы
Что случилось с мировой озоновой дырой?
Загрузка
Узнать факты | Атмосфера
(Изображение предоставлено Getty Images)
Кира Уокер, 22 марта 2022 г.
Еще в 1990-х годах дыра в озоновом слое планеты была насущным глобальным кризисом — если бы мы проигнорировали ее, сегодня их было бы несколько.
I
В конце 1970-х годов Джонатан Шанклин, метеоролог из Британской антарктической службы, проводил большую часть своего времени, спрятавшись в офисе в Кембридже, работая с массивом данных с самого южного континента нашей планеты.
Шанклин отвечал за надзор за оцифровкой бумажных записей и расчетом значений спектрофотометров Добсона — наземных приборов, измеряющих изменения в атмосферном озоне.
Лучшее за 2022 год
Эта статья является частью сборника BBC Future «Лучшее за 2022 год», в котором мы представляем вам некоторые из наших любимых историй за последние 12 месяцев. Узнайте больше о наших подборках здесь .
Шли годы, и Шанклин начал понимать, что что-то происходит — после почти двух десятилетий довольно постоянных измерений он заметил, что уровень озона начал падать в конце 19 века.70-е годы. Поначалу начальство Шанклина не было так уверено, как он сам, что что-то происходит, что его расстраивало.
К 1984 году озоновый слой над исследовательской станцией в бухте Халли в Антарктиде потерял треть своей толщины по сравнению с предыдущими десятилетиями. Шанклин и его коллеги Джо Фарман и Брайан Гардинер опубликовали свои выводы в следующем году, предполагая связь с искусственным соединением, называемым хлорфторуглеродами (ХФУ), которые используются в аэрозолях и охлаждающих устройствах. Их открытие, истончение озонового слоя над Антарктидой, стало известно как озоновая дыра.
Когда новость об открытии распространилась, тревога охватила весь мир. Прогнозы о том, что разрушение озонового слоя негативно повлияет на здоровье людей и экосистемы, вызвали общественный страх, мобилизовали научные исследования и побудили правительства мира к беспрецедентному сотрудничеству.
Вам также могут понравиться:
- Сладко-горькая история о том, как мы остановили кислотные дожди
- Как бороться с загрязнением микропластиком с помощью магнитов
- Странная сделка, создавшая город-призрак
С момента своего расцвета история одной из самых серьезных экологических проблем, с которыми сталкивалось человечество, в значительной степени выпала из поля зрения.
Что случилось с дырой в озоновом слое спустя более 30 лет после ее открытия?
Жизненно важное явление
Озон в основном находится в стратосфере – слое атмосферы на высоте от шести до 30 миль (10–50 км) над поверхностью Земли.
Этот озоновый слой образует невидимый защитный экран над планетой, поглощая губительное ультрафиолетовое излучение Солнца. Без него жизнь на Земле была бы невозможна.
Британская антарктическая служба впервые начала измерять концентрацию озона над Антарктидой в 1950-х годах. Но прошло несколько десятилетий, прежде чем стало ясно, что проблема существует.
В Австралии в 1981 году была запущена кампания по охране здоровья «Slip, slop, slap», чтобы призвать граждан пользоваться защитой от солнца. Позже это стало более актуальным с открытием озоновой дыры. До этого ХФУ считались безвредными, но Молина и Роуленд предположили, что это предположение было неверным. Их результаты подверглись критике со стороны промышленности, которая настаивала на безопасности своей продукции. Среди ученых их исследования оспаривались. Прогнозы указывали на то, что истощение озонового слоя будет незначительным — от 2 до 4% — и многие думали, что это произойдет в течение столетий.
Использование ХФУ не ослабевало, и к 1970-м годам они были повсеместно распространены во всем мире, использовались в качестве хладагентов в холодильниках и кондиционерах, в аэрозольных баллончиках и в качестве промышленных чистящих средств.
Всего десять лет спустя, в 1985 году, Британская антарктическая служба подтвердила наличие дыры в озоновом слое и предположила связь с ХФУ, подтвердив работу Молины и Роуленда, которым в 1995 году была присуждена Нобелевская премия по химии. Хуже того, истощение происходило гораздо быстрее, чем предполагалось. «Это было действительно шокирующим событием», — говорит Шанклин, ныне почетный сотрудник Британской антарктической службы.
С тех пор ученые бросились выяснять, как и почему это происходит.
В 1986 году, когда антарктическая зима подходила к концу, Сьюзен Соломон, исследователь из Национального управления океанических и атмосферных исследований США, привела группу ученых на базу Мак-Мердо в поисках ответов. В то время ученые обсуждали три возможные теории, одна из которых была предложена Соломоном: что ответ может заключаться в химии поверхности с участием хлора в полярных стратосферных облаках, которые встречаются в высоких широтах и образуются только при очень низких температурах полярной зимой.
«Это была великая загадка», — говорит Соломон, ныне профессор химии атмосферы и климатологии в Массачусетском технологическом институте. Ее исследование объяснило, как и почему в Антарктиде возникает озоновая дыра. «Все данные указывали на комбинацию увеличения содержания хлора в результате использования человеком ХФУ и присутствия полярных стратосферных облаков как на спусковой крючок того, что произошло».
Спутниковый мониторинг подтвердил, что истощение озонового слоя распространилось на обширную территорию – 7,7 миллионов квадратных миль (20 миллионов квадратных километров).
Серьезная угроза, связанная с истощением озонового слоя – рост заболеваемости раком кожи и катарактой у людей, вред для роста растений, сельскохозяйственных культур и животных, а также репродуктивные проблемы у рыб, крабов, лягушек и фитопланктона – основа морской пищевой цепи – spurred international действие и сотрудничество.
Но, учитывая, насколько серьезной угрозой считалась озоновая дыра, почему мы больше не слышим о ней?
«Это уже не та причина для беспокойства, которая была раньше», — говорит Лаура Ревелл, доцент кафедры физики окружающей среды в Университете Кентербери, Новая Зеландия.
Во многом это связано с беспрецедентными международными шагами, предпринятыми правительствами для решения проблемы.
Холодильники, произведенные до 1995 года, содержали хладагенты CFC, которые вместе с другими веществами, разрушающими озоновый слой, стали причиной образования озоновой дыры (Фото: Getty Images).
Думая, что разрушение озонового слоя будет незначительным и произойдет в далеком будущем, международные политики изначально придерживались осторожного подхода к защите озонового слоя. В 1977 году был принят глобальный план действий, призывающий к мониторингу озона и солнечной радиации, изучению воздействия истощения озонового слоя на здоровье человека, экосистемы и климат, а также к оценке рентабельности мер контроля. За несколько месяцев до открытия озоновой дыры британскими учеными это привело к 1985 Венской конвенции, призывающей к дальнейшим исследованиям. Но он не включал юридически обязательный контроль за сокращением ХФУ, что разочаровало многих.
После открытия озоновой дыры значительные инвестиции в научные исследования, мобилизация экономических ресурсов и скоординированные международные политические действия помогли изменить ситуацию.
В 1987 году был принят Монреальский протокол для защиты озонового слоя путем отказа от химических веществ, разрушающих его. Для поддержки соблюдения договор признает «общую, но дифференцированную ответственность», разбивая графики поэтапного отказа для развитых и развивающихся стран и учреждая многосторонний фонд для оказания финансовой и технической помощи, чтобы помочь развивающимся странам выполнить свои обязательства.
В 1990-х и начале 2000-х производство и потребление ХФУ были остановлены. К 2009 году 98% химикатов, согласованных в соглашении, были выведены из употребления. Шесть поправок, которые допускаются соглашением, когда научные данные свидетельствуют о необходимости дальнейших действий, привели к ужесточению ограничений на вещества, вводимые вместо ХФУ, такие как гидрохлорфторуглероды (ГХФУ) и гидрофторуглероды (ГФУ). Эти замены оказались полезными для озонового слоя, но оказались вредными для климата. Например, потенциал глобального потепления наиболее часто используемого ГХФУ почти в 2000 раз выше, чем у двуокиси углерода.
Климатические преимущества договора оказались положительным побочным эффектом. В 2010 году сокращение выбросов благодаря Монреальскому протоколу составило от 9,7 до 12,5 гигатонн в эквиваленте CO2, что примерно в пять-шесть раз превышает цель Киотского протокола, международного договора, принятого в 1997 году и направленного на сокращение выбросов парниковых газов. Принятие в 2016 году Кигалийской поправки, которая ограничит использование ГФУ, поможет избежать глобального потепления до 0,5 °C к 2100 году. чем любое другое [климатическое] соглашение, которое у нас было на сегодняшний день», — говорит Ревелл.
С момента принятия Монреальский протокол был подписан каждой страной на Земле — на сегодняшний день это единственный договор, ратифицированный всеми. Это широко считается триумфом международного экологического сотрудничества. Согласно некоторым моделям, Монреальский протокол и поправки к нему помогли ежегодно предотвращать до двух миллионов случаев рака кожи и предотвращали миллионы случаев катаракты во всем мире.
Озоновый кризис потребовал от человечества совместной работы (Фото: Getty Images)
Если бы мир не запретил ХФУ, сейчас мы оказались бы на грани массового истощения озонового слоя. «К 2050 году довольно хорошо известно, что у нас будут условия, подобные озоновым дырам, по всей планете, и планета станет непригодной для жизни», — говорит Соломон.
Соломон приписывает быстрое решение проблемы трем факторам: очевидная и реальная опасность, которую озоновая дыра представляет для здоровья человека, сделала ее личной для людей, яркие спутниковые снимки сделали ее заметной, и были практические решения этой проблемы – озоноразрушающие вещества может быть заменена довольно быстро и легко.
Долгое восстановление
Сегодня все еще существует озоновая дыра, которая ежегодно весной образуется над Антарктидой. Летом он снова закрывается, когда к нему примешивается стратосферный воздух из более низких широт, исправляя его до следующей весны, когда цикл начинается снова.
Но есть свидетельства того, что он начинает исчезать и восстанавливаться более или менее, как и ожидалось, говорит Соломон. Согласно научным оценкам, ожидается, что озоновый слой вернется к уровням, существовавшим до 1980 года, примерно в середине века. Заживление происходит медленно из-за длительного срока службы молекул, разрушающих озоновый слой. Некоторые сохраняются в атмосфере от 50 до 150 лет, прежде чем разлагаются.
Несмотря на общий успех Монреальского протокола, были и неудачи. В 2018 году, например, было обнаружено, что концентрация ХФУ-11, запрещенного с 2010 года, не снижается так быстро, как ожидалось, что позволяет предположить, что незадекларированные выбросы происходят откуда-то. Агентство экологических исследований отследило выбросы до заводов в Китае, которые производили его для использования в изоляционной пене. После обнародования китайское правительство быстро приняло меры, и ученые говорят, что теперь мы вернулись на правильный путь.
По мнению Шанклина, это подчеркивает жизненную важность долгосрочного мониторинга переменных параметров окружающей среды, будь то фреоны, температура или индикаторы биоразнообразия.
«Если мы не следим за ними, мы не знаем, в беде мы или нет, а если вы не знаете, что у вас проблемы, вы не можете принять превентивные меры, и я думаю, что это жизненно важная часть. этой истории».
И будущее не лишено рисков. Крупные извержения вулканов обычно приводят к кратковременным потерям озона, в то время как закись азота, мощный парниковый газ, выделяемый при применении удобрений в сельском хозяйстве, также является веществом, сильно разрушающим озоновый слой. Однако он не регулируется Монреальским протоколом, объясняет Ревелл, и выбросы растут.
Озоновая дыра открывается над Антарктидой каждую весну и снова закрывается летом. Он перестал расти в 1990-х годах и с тех пор сокращается. может предотвратить худшие последствия глобального потепления, закачивая аэрозоль в стратосферу для охлаждения климата, заставляя солнечный свет отражаться от этих аэрозольных частиц.
«Очень важно, чтобы мы помнили об уроках, извлеченных из истории с озоновой дырой, и всегда были в курсе того, что происходит в стратосфере, — говорит Ревелл.
«Риск заключается в том, что мы нанесем непредвиденный ущерб озоновому слою, если такие оценки не будут проведены заранее».
Существует тенденция сравнивать озоновую дыру с изменением климата, но хотя Монреальский протокол и демонстрирует, что мы можем решать крупные экологические проблемы, это сравнение заходит слишком далеко. ХФУ были заменяемым компонентом нескольких продуктов. Масштабы изменения климата значительно затрудняют его решение; ископаемое топливо широко распространено в нашем образе жизни, его нельзя заменить так же легко, и большинство правительств и промышленности до сих пор сопротивлялись сокращению выбросов ископаемого топлива.
Для Шанклин печально, что мы оказались там, где мы есть, остановились в борьбе с изменением климата, продолжая говорить о том, что мы могли бы сделать, когда есть такой яркий пример, на котором можно учиться.
«Создание озоновой дыры показало, как быстро мы можем изменить нашу планетарную среду к худшему, и этот урок на самом деле не воспринимается политиками достаточно серьезно», — говорит Шанклин.