Местоположение и функции озонового слоя

 

 

8. Что было сделано  в области защиты озонового  слоя. 
 
Под давлением этих аргументов многие страны начали принимать меры направленные на сокращение производства и использования хлорфторуглерода. С 1978 г. в США было запрещено использование хлорфторуглерода в аэрозолях. К сожалению, использование хлорфторуглерода в других областях ограничено не было. Повторю, что в сентябре 1987 г. 23 ведущих страны мира подписали в Монреале конвенцию, обязывающую их снизить потребление хлорфторуглерода. Согласно достигнутой договоренности развитые страны должны к 1999 г. снизить потребление хлорфторуглерода до половины уровня 1986 г. Для использования в качестве пропеллента в аэрозолях уже найден неплохой заменитель хлорфторуглерода - пропанобутановая смесь. По физическим параметрам она практически не уступает фреонам, но, в отличие от них, огнеопасна. Тем не менее, такие аэрозоли уже производятся во многих странах, в том числе и в России. Сложнее обстоит дело с холодильными установками - вторым по величине потребителем фреонов. Дело в том, что из-за полярности молекулы хлорфторуглерода имеют высокую теплоту испарения, что очень важно для рабочего тела в холодильниках и кондиционерах.  
 
Лучшим известным на сегодня заменителем фреонов является аммиак, но он токсичен и все же уступает хлорфторуглероду по физическим параметрам. Во многих странах ведутся разработки новых заменителей и уже достигнуты неплохие практические результаты, но полностью эта проблема еще не решена. 
 
Использование фреонов продолжается и пока далеко даже до стабилизации уровня хлорфторуглерода в атмосфере. Так, по данным сети Глобального мониторинга изменений климата, в фоновых условиях - на берегах Тихого и Атлантического океанов и на островах, вдали от промышленных и густонаселенных районов - концентрация фреонов в настоящее время растет со скоростью 5-9% в год. Содержание в стратосфере фотохимически активных соединений хлора в настоящее время в 2-3 раза выше по сравнению с уровнем 50-х годов, до начала быстрого производства фреонов. 

 

 

9. Факты говорят сами  за себя. 
 
Вместе с тем, ранние прогнозы, предсказывающие, например, что при сохранении современного уровня выброса хлорфторуглерода, к середине XXI в. содержание озона в стратосфере может упасть вдвое, возможно были слишком пессимистичны. Во-первых, дыра над Антарктидой во многом является следствием метеорологических процессов. Образование озона возможно только при наличии ультрафиолета и во время полярной ночи не идет. Зимой над Антарктикой образуется устойчивый вихрь, препятствующий притоку богатого озоном воздуха со средних широт. Поэтому к весне даже небольшое количество активного хлора способно нанести серьезный ущерб озоновому слою. Такой вихрь практически отсутствует над Арктикой, поэтому в северном полушарии падение концентрации озона значительно меньше.  
 
Многие исследователи считают, что на процесс разрушения озона оказывают влияние полярные стратосферные облака. Эти высотные облака, которые гораздо чаще наблюдаются над Антарктикой, чем над Арктикой, образуются зимой, когда при отсутствии солнечного света и в условиях метеорологической изоляции Антарктиды температура в стратосфере падает ниже -80°С. Можно предположить, что соединения азота конденсируются, замерзают и остаются связанными с облачными частицами и поэтому лишаются возможности вступить в реакцию с хлором. Возможно также, что облачные частицы способны катализировать распад озона и резервуаров хлора. 
 
Все это говорит о том, что хлорфторуглерод способны вызвать заметное понижение концентрации озона только в специфических атмосферных условиях Антарктиды, а для заметного эффекта в средних широтах, концентрация активного хлора должна быть намного выше. Во-вторых, при разрушении озонного слоя жесткий ультрафиолет начнет проникать глубже в атмосферу. Но это означает, что образование озона будет происходить по-прежнему, но только немного ниже, в области с большим содержанием кислорода. Правда, в этом случае озонный слой будет в большей степени подвержен действию атмосферной циркуляции. 
 
Хотя первые мрачные оценки были пересмотрены, это ни в коем случае не означает, что проблемы нет. Скорее стало ясно, что нет серьезной немедленной опасности. Даже наиболее оптимистичные оценки предсказывают при современном уровне выброса хлорфторуглерода в атмосферу серьезные биосферные нарушения во второй половине XXI в., поэтому сокращать использование хлорфторуглерода по-прежнему необходимо.  
 
Над территорией Северного полушария обстановка лучше нежели над Южным. Над Россией все в норме, за исключением Красноярского края и Якутии. Там наблюдается очень высокая и опасная солнечная активность. 
 
Дополнительная солнечная энергия по сравнению с уровнем 80-х годов, проходящая через истощенный на 8-10% озоновый слой, в 2,6раза превышает суммарную ветровую энергию всей планеты, включая энергию образования волн в океанах, стала причиной аномально быстрых темпов потепления и нарушения глобальных механизмов стабилизации климата планеты. С 1999 года в Антарктиде площадь озоновых дыр с истощением озона более чем на 30% составляла 29 млн. кв. км. 
 
Европейский геофизический союз в Вене сообщил, что измерения с января по март 2005 г. 35 станций в Европе показали истощение озонового слоя на 30% - самое большое за все 50 лет наблюдений. 
 
Так, истощение слоя озона в 80-х годах составило 8%, в 90-х-еще 4%, озоновые дыры в Антарктике в 1999-2002 гг. достигали рекордных размеров в 29-30 млн.кв.км. В последние годы обнаружено аномальное сокращение озона и рекордное понижение температуры озонового слоя в Арктике. На основе данных спутниковых наблюдений обнаружено уменьшение уровня содержания озона до 40% от нормы на высотах свыше 40 км в 2004 году. 
 
Как и прогнозировалось, война в Ираке привела к резкому росту темпов глобального потепления климата, к резкому истощению озонового слоя в Европе, усилению стихийных бедствий и, даже, к усилению и учащению землетрясений.  
 
Аномально быстрое таяние льдов в Антарктике, Арктике и Гренландии стало причиной катастрофических землетрясений в декабре 2004 и 2005 гг. 1998, 2002, 2003 ,2005 гг. В России 2004 г. стал одним из 3-х самых теплых годов за тысячелетие. 
 
Впервые за 11 тыс. лет практически полностью растаяли ледники и снега, покрывающие вершину Килиманджаро. Ученые предполагали, что это должно было произойти к 2020 году. 
 
Из-за истощения озонового слоя, в первую очередь, на полюсах, льды быстро тают, Земля теряет свои "аккумуляторы холода". Это и стало единственной причиной усиления землетрясений, так как шельфовые льды Гренландии и Антарктиды при вращении Земли образуют гигантские "гантели" - эту гипотезу в 1953 г. выдвинул еще Эйнштейн.  
Заключение. 
 
Возможности воздействия человека на природу постоянно растут и уже достигли такого уровня, когда возможно нанести биосфере непоправимый ущерб. Уже не в первый раз вещество, которое долгое время считалось совершенно безобидным, оказывается на самом деле крайне опасным. Лет двадцать назад вряд ли кто-нибудь мог предположить, что обычный аэрозольный баллончик может представлять серьезную угрозу для планеты в целом. К несчастью, далеко не всегда удается вовремя предсказать, как то или иное соединение будет воздействовать на биосферу.  
 
Понимание взаимодействий между озоном и изменением климата, и предсказание последствий изменения требует громадных вычислительных мощностей, надежных наблюдений, и здравых диагностических способностей. Способности сообщества науки быстро развились за прошлые десятилетия, но все же некоторые фундаментальные механизмы работы атмосферы все еще не ясны. Успех будущего исследования зависит от общей стратегии, с реальным взаимодействием между наблюдениями ученых и математическими моделями. 
 
Нам нужно все знать о мире, который нас окружает. И, занеся ногу для очередного шага, следует внимательно посмотреть, куда наступишь. Пропасти и топкие болота роковых ошибок уже не прощают человечеству бездумной жизни. 

 

 

 

 

 

 

 

10. Механизм Чепмена.

Механизм образования, а также расходования озона был предложен Сидни Чепменом в 1930 году и носит его имя.

Реакции образования озона :

О2 + hν → 2О.

О2 + O → О3.

Фотолиз молекулярного кислорода происходит в стратосфере под воздействием ультрафиолетового излучения с длиной волны 175—200 нм и до 242 нм.

Озон расходуется в реакциях фотолиза и взаимодействия с атомарным кислородом:

О3 + hν → О2 + О.

О3 + O → 2О2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11. Пути гибели озона.

 

Кроме реакций, входящих в механизм Чепмена, имеется целый ряд других реакций, приводящих к гибели озона. Их все объединяют в несколько семейств, главными из которых является азотное, кислородное (из механизма Чепмена), водородное и галогеновое. Эти реакции представляют собой каталитические циклы, поэтому их также называют соответствующими циклами.

Азотный цикл (NOx):

N2O + O(1D) → NO + NO

О3 + NO → NO2 + О2

NO2 + О → NO + О2

 

Водородный цикл (HOx):

Н2O + O → OH + OH

ОН + О3 → НО2 + О2

НО2 + О3 → ОН + 2О2

 

Хлорный цикл (ClOx):

CFCl3 + hν → CFCl2 + Cl

Cl + O3 → ClO + O2

ClO + O → Cl + O2

 

 

Доля в расходовании озона различных химических семейств на разных высотах:

Давление, гПа	азотное	кислородное	водородное	Галогеновое
1,31	0,10	0,26	0,41	0,21
3,78	0,50	0,14	0,11	0,25
8,93	0,68	0,11	0,08	0,13
21,9	0,46	0,12	0,19	0,20
55,8	0,12	0,03	0,48	0,14

 

 

Доля галогенового пути распада стратосферного озона увеличилась в результате деятельности человека, что привело к возникновению озоновых дыр. Генеральная ассамблея ООН в1994 году провозгласила 16 сентября ежегодным Международным днём охраны озонового слоя.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы:

http://ru.wikipedia.org/wiki/%CE%E7%EE%ED%EE%E2%FB%E9_%F1%EB%EE%E9#.D0.9C.D0.B5.D1.85.D0.B0.D0.BD.D0.B8.D0.B7.D0.BC_.D0.A7.D0.B5.D0.BF.D0.BC.D0.B5.D0.BD.D0.B0

- Озоновый щит Земли и его изменения/ Э. П. Александров , Ю. А. Израэль, И. Л. Кароль и др.- СПб.: Гидрометиоиздательство, 1992.

- С. Ортенберг. Озон: взгляд из космоса.

- П. Александров. Озоновый щит Земли и его изменения.

- Петров С.П. Почему меняется климат Земли.

- Миронов Л.В. Разрушение озонного слоя земли - хлорфторуглеводородами.1998г.