¹⁶ молекул в атмосферном столбе с площадью основания в 1 квадратный сантиметр поверхности Земли (0,447 миллимоля на квадратный метр). Средняя толщина озонового слоя Земли равна 300 DU, то есть, под давлением в 1 атмосферу стратосферный озон образовал бы слой толщиной 3 мм.

Концентрация стратосферного озона стала предметом серьезного изучения лишь в 70–80-х годах прошлого столетия. В 1974 году химики из Калифорнийского университета Марио Молина и Фрэнк Шервуд Роланд предположили, что такие соединения, как хлорфторуглероды (ХФУ), попадая в атмосферу, могут разрушать стратосферный озон. Обнаружение «озоновой дыры» над Антарктикой подтвердило это предположение. Подробнее

Справиться с разрушением озонового слоя не по силам ни какой-то отдельно взятой стране, ни даже группе стран. Ликвидация общей угрозы требует объединения усилий практически всех наций. Подробнее

В 2015-2019 годах, согласно требованиям Монреальского протокола, объем потребления ГХФУ в России не должен превышать 90% от базового уровня, что соответствует 399,6 тонны ОРС в год. Чтобы предотвратить потенциально возможный выход страны из режима соблюдения этого международного соглашения в 2015 году, Минприроды России инициировало разработку проекта по сокращению потребления озоноразрушающих веществ. Во многом благодаря реализации этого проекта Российской Федерации удалось выполнить взятые на себя обязательства —потребление ОРВ в России в 2015 году составило 344,67 тонны ОРС. Подробнее

Существует несколько широко распространённых мифов, касающихся как значения озонового экрана, так и причин образования озоновых дыр. Увы, реальность, как обычно, прозаичнее и в чем-то страшнее выдумок конспирологов. Подробнее

На замену ГХФУ должны прийти вещества, которые не только не разрушают озоновый экран планеты, но и не приводят к парниковому эффекту и не наносят иного вреда окружающей среде. Подробнее

«Аммиак как хладагент» — это название новой рубрики журнала «ЮНИДО в России» и нового раздела портала www.ozoneprogram.ru. В них мы хотим поделиться богатым международным опытом использования аммиака, который во многих случаях может стать энергоэффективной и экологически безопасной альтернативой гидрофторуглеродным хладагентам (ГФУ). Подробнее

Вступление в силу Монреальского протокола явилось стимулом для бурного роста производства ГХФУ и ГФУ, предлагавшихся в качестве замены ХФУ. Концентрации ГФУ и ГХФУ в атмосфере увеличивались со скоростью 15–20% в год. Страны Европейского Союза, озабоченные воздействием этих веществ на климат планеты, разработали и внедрили меры по регулированию оборота фторсодержащих газов. При подготовке концепции Проекта ЮНИДО/ГЭФ – Минприроды России этот опыт был учтен, и при осуществлении конверсии на озонобезопасные вещества предполагается использовать альтернативы, не содержащие фтор. Подробнее

Ссылки на близкие по тематике страницы сайта. Подробнее

Фильм «Антарктика. Озоновая дыра» Подробнее

Озоновый слой Земли, что это такое, зачем он нужен, причины и последствия разрушения

Если Вы получали солнечный ожог, значит, Вы испытали на себе агрессивное воздействие ультрафиолетового излучения. Чтобы защититься от УФ-лучей, мы чаще всего используем солнцезащитный крем. Для нашей планеты роль крема от загара играет озоновый слой. Без этого «щита» мы бы не просто загорели — на Земле бы со временем не осталось ничего живого.

Ученые предполагают, что возникновение озонового экрана Земли произошло четыреста миллионов лет назад. Именно этот процесс, по их мнению, позволил микроорганизмам подняться со дна океана и выйти на сушу. Так на Земле появилась жизнь.

Содержание:

Что такое озоновый слой

Озоновый слой — это самый легкий и тонкий слой в атмосфере, который содержит относительную концентрацию озона (до 0,001%). Озоновый слой защищает нашу планету от опасного ультрафиолетового излучения, которое способно причинить значительный ущерб жизни на Земле.

Однако озоновый слой не только покрывает нашу планету. Его также можно найти и на поверхности земли — он используется для таких целей, как отбеливание бумажной целлюлозы, обеззараживание питьевой воды и удаление неприятных запахов из продуктов.

Как образуется озоновый слой

Озон — это аллотропная модификация кислорода. Ультрафиолетовые лучи расщепляют молекулы кислорода, превращая О₂ в О+О. После расщепления О присоединяется к другим молекулам кислорода, образуя озон (О₃=О+О₂).

Аллотропными модификациями называют вещества, сходные по составу, но отличающиеся по химическому строению и, соответственно, физическим свойствам.

О₃ и молекулы кислорода «поглощают» около 97–99% вредного ультрафиолетового излучения, преобразовывая его в тепло.

Где находится озоновый слой

Озоновый слой находится на высоте от 10 до 50 км над поверхностью Земли, в верхних слоях атмосферы. Озоносфера (или озоновый экран) в разных широтах планеты находится на разных уровнях. В тропических широтах озоновый слой находится на расстоянии от 25 до 30 км, в умеренных — от 20 до 25 км, в полярном круге расстояние еще меньше — от 15 до 25 км.

Толщина озонового слоя

Озоновый слой считается самым тонким в атмосфере. Концентрация озона в верхних слоях измеряется в единицах Добсона. Одна единица Добсона составляет 10 микрометров чистого озона при температуре 0 °C и стабильном атмосферном давлении. Нормальной концентрацией озона считается 300 единиц. Отсюда следует, что толщина озонового слоя составляет всего 3 000 микрометров (3 миллиметра).

Гордон Миллер Борн Добсон — британский физик и метеоролог XX века. Он посвятил свою жизнь изучению озона в атмосфере и сконструировал первый озоновый спектрометр.

Озоновый слой и УФ-излучение

Главная задача озонового слоя — оберегать планету от опасной солнечной радиации.

УФ-излучение в малых дозах полезно для человеческого организма, потому что напрямую связано с выработкой витамина D.

В современной медицине это излучение используется для лечения псориаза, остеопороза, желтухи, экземы и рахита. При лечении также учитывается риск негативного воздействия, поэтому любое использование данного излучения происходит под четким медицинским наблюдением.

Долгосрочное воздействие солнечного ультрафиолетового излучения на человека может спровоцировать развитие острых и хронических заболеваний кожи, глаз и иммунной системы.

Солнечные ожоги случаются в результате долгого влияния УФ-излучения на кожу. Оно способно вызвать дегенеративные изменения клеток кожи, фиброзной ткани и кровеносных сосудов. Рак кожи и катаракта — самые серьезные и нередкие последствия облучения ультрафиолетом.

Озоновый слой служит естественным щитом Земли и спасает человечество от ультрафиолетовой радиации, которая также вызывает мутации ДНК.

Мощность ультрафиолетового излучения Солнца чаще всего делят на три категории:

1. УФ-А (от 320 до 400 нанометров): не поглощаемая озоном длина, так как находится на безопасном расстоянии.
2. УФ-В (от 280 до 320 нанометров): большая часть поглощается озоном, но данная длина излучения может быть вредна для чувствительной кожи.
3. УФ-С (менее 280 нанометров): полностью поглощается озоном. Наиболее опасная длина, потому что она самая короткая и может уничтожить добрую часть нашей экосистемы.

Разрушение озонового слоя

Годы изучения защитного экрана показали, что над поверхностью Земли в некоторых районах озоновый слой начал истончаться. Первую «брешь» обнаружили над Антарктидой.

Причиной повреждения и истончения озоносферы Земли были признаны синтетические и искусственные вещества, образованные в результате промышленной деятельности.

Причина разрушения озона — хлорфторуглерод, группа органических соединений, включающих атомы фтора, хлора и углерода. Эти соединения не токсичны, стабильны и, взаимодействуя с воздухом, не образуют взрывоопасных веществ.

Фреон (хладагент) — яркий представитель этих соединений и включает в себя более 40 различных веществ. Область применения фреона захватывает практически все сферы жизнедеятельности человека. Впервые хлорфторуглероды стали использовать в работе холодильных устройств (холодильники, кондиционеры), заменив ими токсичные и взрывоопасные аммиак и сернистый газ. Позже хлорфторуглероды стали широко эксплуатировать в аэрозольных баллонах, вспенивателях, растворителях, а также в пищевой и парфюмерной отраслях.

Однако сейчас известно, что под воздействием солнечной радиации хлорфторуглероды разлагаются в атмосфере и образуют вещества, которые эффективно разрушают молекулы озона. И если на Земле фреон не представляет опасности для жизни, в стратосфере он активно разрушает защитную систему нашей планеты.

Монреальский протокол

В 1987 году Всемирная Метеорологическая Организация и Программа ООН по окружающей среде собрали вместе ученых, дипломатов, защитников окружающей среды, членов правительства, представителей промышленности и коммерческие организации для заключения соглашения о поэтапном отказе от химических веществ. В январе 1989 года вступил в силу Монреальский протокол, первое в мире международное соглашение о регулировании химических загрязнителей.

В рамках протокола было решено постепенно сокращать производство и использование озоноразрушающих химических веществ, в первую очередь был введен запрет на использование ХФУ (хлорфторуглерод) в распылительных аэрозольных баллончиках.

Озоновые дыры

В 1985 году над Антарктидой обнаружили озоновую «дыру» диаметром более 1 000 км. По сей день она является самой большой и занимает площадь чуть меньше 20 млн кв. км.

К счастью, как таковой дыры нет. На самом деле, когда ученые и популярные средства массовой информации ссылаются на дыру в озоновом слое, речь идет об области с низкой концентрацией озона. Толщина озоновой оболочки в этой местности меняется в зависимости от времени года.

Почему дыра образовалась именно над Антарктидой, если главная причина в опасных выбросах?

Ученые объясняют этот феномен тем, что хлорфторуглероды переносятся в Антарктику воздушными потоками. Особенные климатические условия, а конкретно — крайне низкие температуры (до −80 °C) способствуют формированию стратосферных облаков.

В этих облаках происходит серия химических реакций. Хлор, содержащийся в ХФУ, отделяется от других веществ, кристаллизуется и в течение всего холодного периода сохраняется в таком состоянии. С приходом весны интенсивность ультрафиолетовых лучей усиливается, атомы хлора высвобождаются, разрушая молекулы озона. В итоге образуется озоновая дыра.

Мир без озонового слоя

Озоновая дыра над Антарктидой не единственная. Количество дыр растет с каждым годом по всему миру. Поток солнечной радиации увеличивается и вызывает вспышки раковых заболеваний кожи и катаракту, причем дети этому явлению подвержены сильнее.

Ученые из Центра космических полетов имени Годдарда (НАСА), чтобы доказать значение озонового слоя, смоделировали ситуацию стремительного разрушения защитного экрана Земли.

Группа ученых начала работу с создания модели атмосферной циркуляции земной системы, которая учитывает химические реакции в атмосфере, колебания температуры и ветра, изменения солнечной энергии, а также другие элементы глобального изменения климата. Потери озона изменяют температуру в разных частях атмосферы, и эти изменения способствуют или подавляют химические реакции.

Затем исследователи увеличили выброс ХФУ и подобных соединений на 3% в год, что примерно вдвое меньше, чем в начале 1970-х годов, когда хлорфторуглероды активно использовались в производстве и быту. Ученые позволили моделируемому миру развиваться с 1970 по 2065 год.

Год 2065. Почти две трети озоносферы Земли исчезло. У самой большой озоновой дыры над Антарктидой появился двойник над Северным полюсом. Ультрафиолетовое излучение, падающее на города средних широт (например, Вашингтон), настолько сильное, что способно вызвать солнечный ожог всего за пять минут. Из-за высокого уровня радиации вероятность мутации ДНК увеличивается на 650%.

Усиление ультрафиолетового излучения спровоцирует гибель планктона в океанах и, следовательно, уменьшит рыбные запасы. Также ультрафиолет может оказать неблагоприятное воздействие на рост растений, что приведет к полному увяданию сельского хозяйства.

Решение есть

Увидев мир без озонового слоя, ученые пришли к выводу, что разрушение стратосферного озона можно остановить. Альтернативные вещества, которые не навредят защитному экрану Земли, существуют. К ним относятся углекислый газ, нетоксичный пропан, аммиак и изобутан (природный хладагент).

Как отмечают экологи, озоновый щит планеты уже сейчас восстанавливается на 1–3% в десятилетие. При благоприятных прогнозах озоновые дыры могут исчезнуть по всей планете к 2060 году. Команда ученых НАСА предполагает, что восстановление озонового слоя связано с Монреальским протоколом.

Специалисты из Национального управления океанических и атмосферных исследований США в 2018 году обнаружили крупные выбросы в атмосферу озоноразрушающего газа — трихлорфторметана.

Было установлено, что эпицентр выбросов находится в Восточной Азии, а позже более 18 производственных фабрик в Китае сами признались в незарегистрированном использовании фреона.

Экологи считают, что повлиять на целостность озонового слоя могут сами люди на бытовом уровне. Озоновый экран планеты также подвергается атакам парниковых газов и токсичных выбросов воздушного и наземного транспорта. Использование экологически чистого топлива, сохранение ресурсов земли и правильная утилизация вредных отходов сыграет значительную роль в спасении Земли.

Стоит начать очищение окружающей среды с маленького островка — своей квартиры. Через открытые окна в наше жилище поступает большое количество пыли, вредных испарений, ядовитых выбросов и неприятных запахов. В этой ситуации поможет бризер: благодаря трехступенчатой системе фильтрации устройство препятствует проникновению в комнату вредных веществ, бактерий, аллергенов и вирусов с улицы. Бризер борется с духотой в квартире и создает все условия для комфортной жизни и спокойного сна.

Заключение

Проблема разрушения озонового слоя планеты тесно связана с угрозой глобального потепления. Есть предположение, что восстановление озоновой оболочки замедлит таяние льдов

Правительство и многие крупные промышленные корпорации играют большую роль в том, как мы используем ресурсы Земли. Если сохранение окружающей среды станет первоочередной задачей каждого из государств, возможно, разрушительное влияние на нашу среду обитания достигнет минимума.

Автор: Полина Тарасова

ОЗОНОВЫЙ СЛОЙ • Большая российская энциклопедия

• В книжной версии

  Том 23. Москва, 2013, стр. 739

• Скопировать библиографическую ссылку:

  ---

Авторы: А. М. Звягинцев

ОЗО́НОВЫЙ СЛОЙ, часть ат­мо­сфе­ры Зем­ли, где экс­пе­рим. ме­то­да­ми уда­ёт­ся об­на­ру­жить озон. За­ни­ма­ет про­стран­ст­во от зем­ной по­верх­но­сти до выс. 70–80 км над уров­нем мо­ря. В бо­лее уз­ком смыс­ле О. с. (или озо­но­сфе­рой) на­зы­ва­ют всю стра­то­сфе­ру или (ино­гда) её слой от 20 до 30 км, в ко­то­ром на­хо­дит­ся наи­боль­шее ко­ли­че­ст­во озо­на.

Вертикальная структура озонового слоя: r3 – отношение смеси озона, р3 – парциальное давление озона, Т – температура воздуха, Н – высота над уровнем моря.

Ес­ли бы во всей ат­мо­сфе­ре со­блю­да­лись нор­маль­ные ус­ло­вия и её мож­но бы­ло бы раз­де­лить на слои, ка­ж­дый из ко­то­рых со­дер­жал бы толь­ко один газ, то вся ат­мо­сфе­ра за­ня­ла бы слой тол­щи­ной ок. 8 км, а слой озо­на имел бы тол­щи­ну ок. 3 мм. Тол­щи­на это­го ги­по­те­тич. слоя озо­на над кон­крет­ным ме­стом оп­ре­де­ля­ет важ­ней­шую ха­рак­те­ри­сти­ку О. с. – об­щее со­дер­жа­ние озо­на (ОСО), из­ме­ряе­мое в еди­ни­цах Доб­со­на, на­зван­ных в честь брит. ме­тео­ро­ло­га лор­да Г. М. Б. Доб­со­на; при­ве­дён­ная тол­щи­на слоя озо­на в 3 мм со­от­вет­ст­вует 300 еди­ни­цам Доб­со­на. При уда­ле­нии от эк­ва­то­ра ОСО обыч­но воз­рас­та­ет; макс. ОСО на­блю­да­ет­ся в на­ча­ле вес­ны, ми­ни­маль­ное – осе­нью. Эта за­ви­си­мость не­вер­на для Ан­тарк­ти­ды (см. Озо­но­вая ды­ра). ОСО мо­жет из­ме­нять­ся от 80 еди­ниц Доб­со­на (над Ан­тарк­ти­дой в пе­ри­од ве­сен­ней озо­но­вой ано­ма­лии) до 650 еди­ниц Доб­со­на (над Даль­ним Вос­то­ком в кон­це зи­мы – на­ча­ле вес­ны). На рис. по­ка­за­на вер­ти­каль­ная струк­ту­ра О. с.: здесь ОСО про­пор­цио­наль­но пло­ща­ди ме­ж­ду вер­ти­каль­ной осью и кри­вой пар­ци­аль­но­го дав­ле­ния. Осн. часть ат­мо­сфер­но­го озо­на на­хо­дит­ся в стра­то­сфе­ре, ме­нее 1% – в ме­зо­сфе­ре, 10–15% – в тро­по­сфе­ре. В ат­мо­сфе­ре мо­ле­ку­лы озо­на по­сто­ян­но пе­ре­ме­ща­ют­ся, пре­им. в сто­ро­ну умень­ше­ния т. н. от­ноше­ния сме­си озо­на (от­но­ше­ния чис­ла мо­ле­кул озо­на к об­ще­му чис­лу мо­ле­кул в еди­ни­це объ­ё­ма воз­ду­ха; r₃ на рис.) и всту­па­ют в хи­мич. ре­ак­ции. Гл. ис­точ­ни­ком озо­на в ат­мо­сфе­ре яв­ля­ет­ся верх­няя стра­то­сфе­ра, где он об­ра­зу­ет­ся из мо­ле­ку­ляр­но­го ки­сло­ро­да под дей­ст­ви­ем УФ-из­лу­че­ния Солн­ца. 

На­ли­чие О. с. в ат­мо­сфе­ре при­во­дит к по­гло­ще­нию УФ-из­лу­че­ния с дли­на­ми волн ме­нее 310 нм, гу­би­тель­но­го для все­го жи­во­го на Зем­ле. По­это­му ми­ро­вое со­об­ще­ст­во чрез­вы­чай­но обес­по­кое­но гло­баль­ным умень­ше­ни­ем ОСО, на­блю­дав­шим­ся с кон. 1970-х гг. Силь­ное умень­ше­ние ОСО име­ло ме­сто над по­ляр­ны­ми рай­она­ми, осо­бен­но над Ан­тарк­ти­дой; над тро­пи­ка­ми ОСО прак­ти­че­ски не из­ме­ня­лось. Бы­ло ус­та­нов­ле­но, что умень­ше­ние ОСО свя­за­но как с на­блю­дае­мы­ми кли­ма­тич. из­ме­не­ния­ми, так и с уве­ли­че­ни­ем со­дер­жа­ния в ат­мо­сфе­ре хлор­фто­руг­ле­ро­дов (боль­шин­ст­во из них бо­лее из­вест­ны как фре­о­ны). По­это­му в 1987 за­клю­че­но Ме­ж­ду­нар. со­гла­ше­ние по за­пре­ще­нию про­из-ва и при­ме­не­ния озо­но­раз­ру­шаю­щих со­еди­не­ний (Мон­ре­аль­ский про­то­кол). В 1994 Ге­не­раль­ная ас­самб­лея ООН про­воз­гла­си­ла 16 сен­тяб­ря Ме­ж­ду­нар. днём ох­ра­ны О. с. Наи­мень­шее со­дер­жа­ние озо­на в ат­мо­сфе­ре на­блю­да­лось в кон. 20 в. (в уме­рен­ных ши­ро­тах Сев. по­лу­ша­рия вес­ной оно бы­ло при­мер­но на 5% ни­же нор­мы), в нач. 21 в. фик­си­ру­ет­ся мед­лен­ный рост ОСО; ожи­да­ет­ся, что к 2050–2080 гг. О. с. вос­ста­но­вит­ся.

В ниж­нюю ат­мо­сфе­ру озон по­сту­па­ет из стра­то­сфе­ры, а так­же ге­не­ри­ру­ет­ся в ре­зуль­та­те фо­то­хи­мич. ре­ак­ций с уча­сти­ем ок­си­дов азо­та и лег­ко­ле­ту­чих ор­га­нич. со­еди­не­ний. Озон в кон­цен­тра­ции св. 80 млрд^–1 гу­би­те­лен для ды­ха­тель­ных кле­ток разл. ор­га­низ­мов. Та­кая кон­цен­тра­ция при­зем­но­го озо­на ино­гда на­блю­да­ет­ся в тё­п­лый се­зон (осо­бен­но при темп-рах вы­ше 28 °С) во всех про­мыш­лен­но раз­ви­тых стра­нах, в т. ч. в Рос­сии. Счи­та­ет­ся, что из-за воз­дей­ст­вия при­зем­но­го озо­на толь­ко США еже­год­но не­до­би­ра­ют с.-х. про­дук­ции на неск. млрд. дол­ла­ров. Из-за гло­баль­но­го по­те­п­ле­ния и уве­ли­че­ния вы­бро­сов за­гряз­няю­щих ве­ществ кон­цен­тра­ция при­зем­но­го озо­на в ря­де стран по­сто­ян­но рас­тёт (со ско­ро­стью ок. 0,3% в год), что пред­став­ля­ет уг­ро­зу для че­ло­ве­че­ст­ва. Осо­бен­но силь­ное уве­ли­че­ние кон­цен­тра­ции при­зем­но­го озо­на ожи­да­ет­ся для Ин­дии, Ки­тая и стран Юго-Вост. Азии.

Международный день охраны озонового слоя

Озоном является особая форма кислорода, имеющая химическую формулу O3. Кислород, которым мы дышим и который так важен для жизни на Земле, имеет формулу O2.

Озон представляет собой очень малую часть нашей атмосферы, но его присутствие имеет не менее большое значение для благосостояния человека. Большая часть озона находится высоко в атмосфере, на высоте между 10 и 40 км над поверхностью Земли. Эта область называется стратосферой и здесь содержится около 90% всего атмосферного озона.

Озон для жизни: 35 лет защиты озонового слоя

В этом году мы отмечаем 35 лет Венской конвенции и 35 лет защиты озонового слоя. Жизнь на Земле была бы невозможна без солнечного света. Но энергия, излучаемая Солнцем, была бы слишком разрушительной для жизни на Земле, если бы не озоновый слой. Этот слой стратосферы защищает Землю от большей части вредного ультрафиолетового излучения Солнца. Солнечный свет делает жизнь возможной, но озоновый слой делает жизнь такой, какой мы ее знаем.

Поэтому, когда ученые, работающие в конце 1970-х годов, обнаружили, что человечество создает дыру в этом защитном щите, они подняли тревогу. Эта дыра — вызванная озоноразрушающими газами (ОРВ), используемыми в аэрозолях и системах охлаждения, таких как холодильники и кондиционеры, — угрожала увеличить число случаев рака кожи и катаракты, а также нанести вред растениям, культурам и экосистемам.

Решающее значение имеют глобальные ответные меры. В 1985 году правительства стран мира приняли Венскую конвенцию об охране озонового слоя. В соответствии с Монреальским протоколом к Конвенции правительства, ученые и промышленность совместными усилиями ограничили использование 99 процентов всех озоноразрушающих веществ. Благодаря Монреальскому протоколу озоновый слой восстанавливается и, как ожидается, к середине столетия вернется к значениям, существовавшим до 1980 года. В поддержку Кигальской поправки, вступившей в силу в 2019 году, будет проведена работа по сокращению выбросов гидрофторуглерода (ГФУ), парниковых газов, которые влияют на потепление климата и наносят ущерб окружающей среде.

Международный день охраны озонового слоя призван отметить это достижение. Оно свидетельствует о том, что коллективные решения и действия, основанные на научных знаниях, являются единственным способом урегулирования крупных глобальных кризисов. В год пандемии, которая принесла серьезные социальные и экономические трудности, как никогда важно послание договоров по охране озонового слоя о том, что мы должны работать вместе в гармонии и на общее благо. Девиз дня напоминает нам о том, что озон не только имеет решающее значение для жизни на Земле, но и что мы должны продолжать защищать озоновый слой для будущих поколений.

Основные сведения

В результате научных исследований было обнаружено, что ряд широко используемых химических веществ являются чрезвычайно опасными для озонового слоя. Галоидоуглеводороды представляют собой химические вещества, в которых один или более атомов углерода связаны с одним или более атомов галогенов (фтор, хлор, бром или йод). Озоноразрушающая способность (ОРС), галоидоуглеводородов, содержащих бром, как правило, гораздо выше, чем у тех, которые содержат хлор. Синтетическими химическими веществами, которые обеспечивают большую часть хлора и брома для разрушения озона, являются бромистый метил, метилхлороформ, тетрахлорметан и семья химических веществ, известных как галоны, хлорфторуглероды (ХФУ) и гидрохлорфторуглероды (ГХФУ).

Научное подтверждение факта истощения озонового слоя побудило международное сообщество создать механизм сотрудничества по принятию мер для защиты озонового слоя. Это было закреплено в Венской конвенции об охране озонового слоя, которая была принята и подписана 28 странами 22 марта 1985 года. В сентябре 1987 года это привело к разработке проекта Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой.

Основной целью Монреальского протокола является защита озонового слоя путем принятия мер по ограничению общего мирового производства и потребления веществ, разрушающих его, с конечной целью их полной ликвидации на основе научных знаний и технологической информации. Монреальский протокол строится вокруг нескольких групп разрушающих озоновый слой веществ. Группы химических веществ классифицируются в зависимости от химической семьи и перечислены в приложениях к тексту Монреальского протокола.

Монреальский протокол контролирует почти 100 химических веществ в нескольких категориях. Для каждой группы химических веществ или приложения Договор устанавливает график поэтапного отказа от производства и потребления, с тем чтобы в конечном итоге отказаться от них полностью. Монреальский протокол устанавливает график потребления озоноразрушающих веществ. Потребление определяется как произведенное количество плюс импорт за вычетом экспорта в любой данный год. Существует также практика вычета за уничтожение объявленных запасов.

Процент сокращения связан с назначенным базовым годом для данного вещества. Протокол не запрещает использование уже существующих или вторично регулируемых веществ за пределами сроков поэтапной ликвидации. Есть несколько исключений для основных видов применения, где пока нет приемлемых заменителей, например, в дозированных ингаляторах (MDI), обычно используемых для лечения астмы и других респираторных заболеваний, или галоновых системах пожаротушения, используемых на подводных лодках и самолетах.

В 1994 году Генеральная Ассамблея ООН провозгласила 16 сентября Международным днем охраны озонового слоя в ознаменование даты подписания в 1987 году Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой.

Равно успешно велось осуществление Монреальского протокола, как в развитых, так и развивающихся странах. Все графики поэтапного вывода в большинстве случаев соблюдались, а некоторые шли даже с опережением графика. Учитывая устойчивый прогресс, достигнутый в рамках Протокола уже в 2003 году, бывший Генеральный секретарь ООН Кофи Аннан назвал Монреальский протокол: «возможно, наиболее успешным международным соглашением в истории человечества». Его взгляды разделяет широкое международное сообщество.

Первоначально внимание было сосредоточено в отношении химических веществ с более высокой озоноразрушающей способностью, включая ХФУ и галоны. График поэтапного отказа от ГХФУ был более гибким в силу их более низкой озоноразрушающей способности и потому, что они также были использованы в качестве переходных заменителей ХФУ.

График поэтапного отказа от ГХФУ была введен в 1992 году для развитых и развивающихся стран, в последнем случае с мораторием в 2015 году и окончательным отказом к 2030 году в развитых странах и 2040 году в развивающихся странах.

В 2007 году, стороны Монреальского протокола постановили ускорить график поэтапного отказа от ГХФУ для развитых и развивающихся стран.

Всеобщая ратификация

16 сентября 2009 года Венская конвенция и Монреальский протокол стали первыми договорами в истории ООН, получившими всеобщую ратификацию.

Кигальская поправка

Стороны Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой, достигли соглашения на их 28-м совещании сторон, состоявшемся 15 октября 2016 года в Кигали, Руанда, относительно поэтапного сокращения потребления и производства хлорфторуглеродов.

ОЗОНОВЫЙ СЛОЙ И МИФ ОБ ОПАСНОСТИ ИЗ КОСМОСА

В настоящее время общепринято мнение, что все живое на Земле
от губительного воздействия жесткого, биологически опасного ультрафиолетового
излучения защищает озоновый слой. Поэтому немалую тревогу во всем мире
вызвало сообщение о том, что в этом слое обнаружены «дыры» — области, где
толщина озонового слоя существенно уменьшена. После ряда исследований был
сделан вывод, что разрушению озона способствуют фреоны — фторхлорпроизводные
предельных углеводородов (C_nH_2n+2), имеющие химические
формулы типа CFCl₃, CHFCl₂, C₃H₂F₄Cl₂
и другие. Фреоны к тому времени уже находили широчайшее применение: они
служили рабочим веществом в домашних и промышленных холодильниках, ими
в качестве пропеллента (выталкивающего газа) заряжались аэрозольные баллончики
с парфюмерией и бытовой химией, их использовали для проявки некоторых технических
фотоматериалов. И поскольку утечки фреонов при этом колоссальны, в 1985
году была принята Венская конвенция по защите озонового слоя, а 1 января
1989 года составлен Международный (Монреальский) протокол о запрещении
производства фреонов. Тем не менее у старшего научного сотрудника одного
из московских институтов Н. И. Чугунова, специалиста в области физической
химии, участника советско-американских переговоров о запрещении химического
оружия (Женева, 1976 год), возникли серьезные сомнения как в «заслугах»
озона в защите от ультрафиолета, так и в «вине» фреонов в разрушении озонового
слоя.

Ось суточного вращения Земли отклонена от перпендикуляра к плоскости

‹

›

Суть предлагаемой гипотезы заключается в том, что все живое на Земле
от биологически опасного ультрафиолета защищает не озон, а кислород атмосферы.
Именно кислород, поглощая это коротковолновое излучение, преобразуется
в озон. Рассмотрим гипотезу с точки зрения основного закона природы — закона
сохранения энергии.

Если, как сейчас принято считать, озоновый слой задерживает ультрафиолетовое
излучение, то он поглощает его энергию. Но энергия не может исчезнуть бесследно,
и поэтому с озоновым слоем что-то должно произойти. Есть несколько вариантов.

Переход энергии излучения в тепловую. Следствием этого должно
быть нагревание озонового слоя. Однако он расположен на высоте устойчиво
холодной атмосферы. А первая область повышенной температуры (так называемый
мезопик) находится в два с лишним раза выше озонового слоя.

Энергия ультрафиолета расходуется на разрушение озона. Если это
так, рушится не только основной тезис о защитных свойствах озонового слоя,
но и обвинения в адрес «коварных» промышленных выбросов, которые якобы
разрушают его.

Накопление энергии излучения в озоновом слое. Оно не может происходить
бесконечно. В какой-то момент будет достигнут предел насыщения озонового
слоя энергией, и тогда, скорее всего, пойдет химическая реакция взрывного
типа. Однако в природе никто и никогда не наблюдал взрывов озонового слоя.

Несоответствие закону сохранения энергии свидетельствует о том, что
мнение о поглощении озоновым слоем жесткого ультрафиолета не обосновано.

Известно, что на высоте 20-25 километров над Землей озон образует слой
повышенной концентрации. Возникает вопрос — откуда он там появился? Если
рассматривать озон как дар природы, то на эту роль он не пригоден — слишком
легко разлагается. Причем процесс разложения имеет ту особенность, что
при малом содержании озона в атмосфере скорость разложения невелика, а
с ростом концентрации она резко увеличива ется, и при 20-40% содержания
озона в кислороде разложение идет уже со взрывом. А чтобы в воздухе появился
озон, необходимо воздействие какого-то источника энергии на атмосферный
кислород. Им может быть электрический разряд (особая «свежесть» воздуха
после грозы — следствие появления озона), а также коротковолновое ультрафиолетовое
излучение. Именно облучение воздуха ультрафиолетом длиной волны около 200
нанометров (нм) — один из способов получения озона в лабораторных и промышленных
условиях.

Ультрафиолетовое излучение Солнца лежит в диапазоне длин волн от 10
до 400 нм. Чем короче длина волны, тем больше энергии несет излучение.
Энергия излучения расходуется на возбуждение (переход на более высокий
энергетический уровень), диссоциацию (разъединение) и ионизацию (превращение
в ионы) молекул газов атмосферы. Расходуя энергию, излучение ослабевает,
или, иначе, поглощается. Это явление количественно характеризуют коэффициентом
поглощения. С уменьшением длины волны коэффициент поглощения увеличива
ется — излучение воздействует на вещество сильнее.

Принято подразделять ультрафиолетовое излучение на два диапазона — ближний
ультрафиолет (длина волны 200-400 нм) и дальний, или вакуумный (10-200
нм). Судьба вакуумного ультрафиолета нас не волнует — он поглощается в
высоких слоях атмосферы. Именно ему принадлежит заслуга в создании ионосферы.
Следует обратить внимание на отсутствие логики при рассмотрении процессов
поглощения энергии в атмосфере — дальний ультрафиолет создает ионосферу,
а ближний ничего не создает, энергия исчезает без последствий. Так получается
по гипотезе о его поглощении озоновым слоем. Предлагаемая гипотеза
устраняет эту нелогичность.

Нас интересует ближний ультрафиолет, который пронизывает нижележащие
слои атмосферы, в том числе — стратосферу, тропосферу, и облучает Землю.
На своем пути излучение продолжает изменять спектральный состав за счет
поглощения коротких волн. На высоте 34 километра излучений с длиной волн
короче 280 нм не обнаружено. Наиболее же биологически опасным считается
излучение с длинами волн от 255 до 266 нм. Из этого следует, что губительный
ультрафиолет поглощается, не достигнув озонового слоя, то есть высот 20-25
километров. А до поверхности Земли доходит излучение с минимальной длиной
волны 293 нм, опасности не

представляющее. Таким образом озоновый слой не принимает участия в
поглощении биологически опасного излучения.

Рассмотрим наиболее вероятный процесс образования озона в атмосфере.
При поглощении энергии коротковолнового ультрафиолетового излучения часть
молекул ионизуется, теряя электрон и приобретая положительный заряд, а
часть диссоциирует на два нейтральных атома. Свободный электрон, образовавшийся
при ионизации, соединяется с одним из атомов, образуя отрицательный ион
кислорода. Разноименно заряженные ионы соединяются, образуя нейтральную
молекулу озона. Одновременно атомы и молекулы, поглощая энергию, переходят
на верхний энергетический уровень, в возбужденное состояние. Для молекулы
кислорода величина энергии возбуждения равна 5,1 эВ. В возбужденном состоянии
молекулы находятся около 10^-8 секунды, после чего, испуская
квант излучения, распадаются (диссоциируют) на атомы.

В процессе ионизации кислород имеет преимущество: он требует для этого
наименьшей энергии среди всех составляющих атмосферу газов — 12,5 эВ (у
водяного пара — 13,2; углекислого газа — 14,5; водорода — 15,4; азота -
15,8 эВ).

Таким образом, при поглощении ультрафиолета в атмосфере образуется своего
рода смесь, в которой преобладают свободные электроны, нейтральные атомы
кислорода, положительные ионы молекул кислорода, при их взимодействии образуется
озон.

Взаимодействие ультрафиолетового излучения с кислородом происходит по
всей высоте атмосферы — есть сведения, что в мезосфере, на высоте от 50
до 80 километров, уже наблюдается процесс образования озона, который продолжается
в стратосфере (от 15 до 50 км) и в тропосфере (до 15 км). Вместе с тем
верхние слои атмосферы, в частности мезосфера, подвержены такому сильному
воздействию коротковолнового ультрафиолета, что ионизуются и распадаются
молекулы всех составляющих атмосферу газов. Не может не разлагаться и только
что образовавшийся там озон, тем более, что для этого требуется почти такая
же энергия, как и для молекул кислорода. И тем не менее разрушается он
не полностью — часть озона, который в 1,62 раза тяжелей воздуха, опускается
в нижние слои атмосферы до высоты 20-25 километров, где плотность атмосферы
(примерно 100 г/м³) позволяет ему находиться как бы в равновесном
состоянии. Там молекулы озона создают слой повышенной концентрации. При
нормальном атмосферном давлении толщина озонового слоя составляла бы 3-4
миллиметра. Практически невозможно представить, до каких сверхвысоких температур
должен был разогреться столь маломощный слой, если бы он действительно
поглощал почти всю энергию ультрафиолетового излучения.

На высотах ниже 20-25 километров продолжается синтез озона, о чем свидетельствует
изменение длины волн ультрафиолетового излучения с 280 нм на высоте 34
километра до 293 нм у поверхности Земли. Образовавшийся озон, будучи не
в состоянии подняться вверх, остается в тропосфере. Это определяет постоянное
содержание озона в воздухе приземного слоя зимой на уровне до 2.10^-6
%.
Летом концентрация озона в 3-4 раза выше, по-видимому, за счет дополнительного
образования озона при грозовых разрядах.

Таким образом, от жесткого ультрафиолетового излучения все живое на
Земле защищает кислород атмосферы, озон же оказывается всего лишь побочным
продуктом этого процесса.

Когда было обнаружено появление «дыр» в озоновом слое над Антарктикой
в сентябре-октябре и над Арктикой — ориентировочно в январе-марте, возникли
сомнения в достоверности гипотезы о защитных свойствах озона и о разрушении
его промышленными выбросами, так как ни в Антарктиде, ни на Северном полюсе
никакого производства нет.

С позиции же предлагаемой гипотезы сезонность появления «дыр» в озоновом
слое объясняется тем, что летом и осенью над Антарктидой и зимой и весной
над Северным полюсом атмосфера Земли практически не подвергается воздействию
ультрафиолета. Полюса Земли в эти периоды находятся в «тени», над ними
нет источника энергии, необходимой для образования озона.

ЛИТЕРАТУРА

Митра С. К. Верхняя атмосфера. — М., 1955.

Прокофьева И. А. Атмосферный озон. — М.; Л., 1951.

Информация об озоновом слое

Экспериментальный прогноз УФ-индекса

Озон — это особая форма существования кислорода, его аллотропная модификация, содержащая в молекуле 3 атома (О₃). В переводе с греческого озон означает «пахнущий», при нормальных условиях — голубой газ, при сжижении превращается в жидкость цвета индиго, а в твёрдом виде представляет собой тёмно-синие, практически чёрные кристаллы.

Открытие озона произошло в 1840 г. немецким химиком Х. Ф. Шёнбейном, после чего многие любители науки начали наблюдения озона в разных странах, пытаясь выяснить его значение. Прошли годы, надежда, что эти наблюдения будут полезны, не оправдалась, интерес к озону пропал. Наблюдения возобновились лишь с 20-х годов XX века. В 1920 г. французскими учёными Фабри и Бюиссоном были проведены наблюдения, заложившие основу современных методов озонометрии. Фабри и Бюиссон впервые определили общее содержание озона в атмосфере (ОСО). ОСО в вертикальном столбе воздуха над наблюдателем определяется толщиной того слоя, который образовал бы весь озон в этом столбе, приведенный к стандартному давлению 1013 гПа и температуре воздуха 0°С. ОСО измеряется в атмосферо-сантиметрах и миллиатмосферо-сантиметрах, которые называют единицами Добсона.

Атмосферный озон играет важную роль для всего живого на планете. Из всех характеристик и свойств атмосферного озона вертикальное распределение последнего теснее всего связано с фотохимическими процессами его образования: озон образуется в стратосфере и разрушается в тропосфере. Главной чертой его вертикального распределения является минимальное количество озона в тропосфере (8–15 % общего количества) и максимальное количество в стратосфере (90 % общего количества). Тропосферный озон составляет постоянный элемент той среды, в которой живет человек и развивается живая природа. Содержание озона в воздухе тропосферы незначительно, но вследствие деятельности человека оно может нарастать и становиться опасным. С другой стороны вблизи поверхности Земли озон активно разрушается. Большое влияние на истощение озонового слоя оказывают хлор и бром содержащие фреоны, которыми заполняют аэрозольные баллончики и системы охлаждения в холодильниках. Молекулы озона сконцентрированные в стратосфере на высоте от 10 до 40 км. определяют температурную структуру стратосферы и, поглощая вредное ультрафиолетовое излучение, сохраняют жизнь на нашей планете. Однако в то же время воздух стратосферы, содержащий много озона, и нагнетаемый в салон сверхзвуковых самолетов может быть опасен для здоровья пассажиров и команды.

Существенное изменение уровня ОСО приводит к образованию в атмосфере так называемых «озоновых дыр» и может вызывать серьезные последствия для человека и биосферы. «Озоновая дыра» — понятие условное, обозначающее область, где концентрация озона падает ниже порогового значения — 220 единиц Добсона. При достижении озоном порогового значения ультрафиолетовое излучение начинает оказывать губительное воздействие на живые организмы. Наиболее крупная по площади «озоновая дыра» расположена над Антарктикой. Образование озоновой дыры над Антарктидой — сезонное явление, оно происходит два раза в год — весной и осенью. В сентябре дыра достигает максимальной величины, поэтому 16 сентября метеорологи называют «днём озона». В последствии эта дата совпала с принятием Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой (16 сентября 1987 г.). По инициативе ООН этот день стал отмечаться как День защиты озонового слоя. Причины, по которой озоновая дыра образуются в Антарктике, связаны с особенностями местного климата. Низкие температуры антарктической зимы приводят к образованию полярного вихря. Воздух внутри этого вихря движется в основном по замкнутым траекториям вокруг Южного полюса. В это время полярная область не освещается Солнцем, и там озон не возникает. С приходом лета количество озона увеличивается и снова выходит на прежнюю норму.

Зимой и весной 2010–2011 года в Арктике впервые наблюдался процесс, который можно было назвать формированием озоновой дыры. В начале апреля Всемирная метеорологическая организация заявила, что количество озона в атмосфере в арктическом регионе этой зимой сократилось на рекордную величину — 40 %. Зимой 2010–2011 года в Арктике необычно долго держался циркумполярный вихрь, полоса сильных стратосферных воздушных течений вокруг полярной зоны, которые препятствовали перемещению к полюсу теплого воздуха. В результате к началу весны концентрация озона резко упала.

На аэрологических станциях ФГБУ «Северное УГМС» в Архангельске, на Печоре (Республика Коми), на острове Хейса (архипелаг Земля Франца-Иосифа) производятся измерения озона под методическим руководством ФГБУ «ГГО» с помощью фильтровых озонометров М-124 около 40 лет.

На станциях Архангельск и Печора помимо озона при помощи ультрафиолетметра (шара Лярше) измеряется суммарная ультрафиолетовая радиация (УФР) в области спектра УФ-В. Именно УФР в диапазоне спектра УФ-В (длина волны от 280 до 315 нанометров оказывает сильное воздействие на человека и биосферу.

Ультрафиолетовое излучение в умеренных дозах имеет профилактическое и терапевтическое значение, оказывая общее благотворное действие на организм человека.

Ультрафиолетовая недостаточность, имеющая место в полярных и субполярных районах в осеннее-зимне-весеннее время несёт негативные последствия: авитоминоз, нарушения фосфорно-кальциевого обмена и процесса обизвесткования костной ткани, а передозировка ультрафиолетовой радиации может быть опасна для кожи и глаз человека. Чем больше значение ультрафиолетовой радиации, тем меньше должно быть время приема УФ-В радиации в данное время и в данном месте.

В Канаде (г. Торонто) расположен международный центр сбора данных по озону и УФР, куда поступает информация со всего земного шара и строятся глобальные карты озона, что позволяет оценивать годовой ход озона. Так для Архангельска характерен максимум содержания озона в марте-апреле, а минимум в ноябре. В центре производится расчет глобального солнечного УФ-индекса, характеризующего уровень солнечного ультрафиолетового излучения у поверхности Земли. Он зависит от того, где вы находитесь, времени года и времени суток. Значение УФ-индекса является наивысшим, когда лучи солнца относительно земли находятся под углом 90° и по кратчайшему пути проникают через озоновый слой. Густые облака позволяют уменьшить УФ-индекс. В тени значение УФ-индекса не уменьшается.

Толщина озонового слоя Земли достигла минимума :: Общество :: РБК

Размеры озоновой дыры над Антарктидой установили новый рекорд, сообщила сегодня Всемирная метеорологическая организация (ВМО) ООН. Согласно последним измерениям, проведенным специалистами NASA и Европейского космического агентства (ESA) в конце сентября 2006г., размеры «пробоины» в озоновом слое, защищающем Землю от космической радиации, увеличились до 29,5 кв. км. Это на 0,1 кв. км больше предыдущего рекорда, установленного в 2000г.

Кроме того, согласно тому же докладу ВМО, средняя толщина озонового слоя над планетой достигла минимума за всю историю подобных наблюдений: дефицит озона в атмосфере на настоящий момент составляет 39,8 мегатонны.

Деформация защитного слоя земной атмосферы вызвана присутствием в ней критического количества парниковых газов и веществ, разрушающих озон. По прогнозам ВМО, несмотря на все принимаемые меры, в течение еще по крайней мере 20 лет озоновые дыры над Землей будут расти.

Напомним, год назад американский объединенный институт исследований окружающей среды сообщил, что, согласно данным спутникового мониторинга, озоновый слой Земли перестал сокращаться. По данным американцев, он по-прежнему остается сильно обедненным по сравнению с состоянием на середину 70-х годов, однако дальнейшего сокращения концентрации озона не наблюдается. Впрочем, как отмечали тогда ученые, на восстановление озонового слоя, разрушавшегося земной промышленностью в течение почти всего XX века, может уйти не менее 40 лет, поскольку соединения хлора, выброшенные в атмосферу несколько десятилетий назад, до сих пор продолжают свое дело.

Также интересно, что в 2002г. австралийские ученые опубликовали прогноз, согласно которому озоновая дыра, впервые обнаруженная около 30 лет назад, может начать стабильно затягиваться и полностью исчезнуть уже к 40-50 гг. XXI века. Эту тенденцию, проявление которой сейчас уже подтверждено, ученые склонны связывать с достижениями в борьбе за улучшение экологической обстановки на Земле, в частности с запретом использования хлорфторуглеродов в холодильных установках и кондиционерах, которые способствуют разрушению озонового слоя.

Основы науки об озоновом слое | Защита озонового слоя

Озоновый слой Земли Озоновый слой Область стратосферы, содержащая основную часть атмосферного озона. Озоновый слой находится примерно на 15-40 километров (10-25 миль) над поверхностью Земли в стратосфере. Истощение этого слоя озоноразрушающими веществами (ОРВ) приведет к более высокому уровню УФВ, что, в свою очередь, вызовет рост рака кожи и катаракты и потенциальный ущерб некоторым морским организмам, растениям и пластмассам.Научная страница (http://www.epa.gov/ozone/science/index.html) предлагает гораздо больше подробностей о науке об истощении озонового слоя. защищает все живое от вредного солнечного излучения, но деятельность человека повредила этот щит. Слабая защита озонового слоя от ультрафиолетового (УФ) света UV Ультрафиолетовое излучение — это часть электромагнитного спектра с длинами волн короче видимого света. Солнце производит ультрафиолетовое излучение, которое обычно делится на три диапазона: UVA, UVB и UVC. UVA не поглощается озоном.UVB в основном поглощается озоном, хотя некоторые из них достигают Земли. UVC полностью поглощается озоном и нормальным кислородом. НАСА предоставляет дополнительную информацию на своем веб-сайте (http://www.nas.nasa.gov/About/Education/Ozone/radiation.html). со временем повредит посевы и приведет к увеличению заболеваемости раком кожи и катарактой.

I. Озоновый слой

Атмосфера Земли состоит из нескольких слоев. Самый нижний слой, тропосфера тропосфера Ближайшая к Земле область атмосферы.Тропосфера простирается от поверхности примерно до 10 км в высоту, хотя эта высота меняется в зависимости от широты. Почти вся погода происходит в тропосфере. Mt. Эверест, самая высокая гора на Земле, имеет высоту всего 8,8 км. Температура в тропосфере уменьшается с высотой. Когда теплый воздух поднимается вверх, он остывает, опускаясь обратно на Землю. Этот процесс, известный как конвекция, означает, что существуют огромные движения воздуха, которые очень эффективно перемешивают тропосферу., Простирается от поверхности Земли на высоту примерно до 6 миль или 10 километров (км).Практически вся деятельность человека происходит в тропосфере. Mt. Эверест, самая высокая гора на планете, имеет высоту всего около 9 км. Следующий слой, стратосфера стратосфера Область атмосферы над тропосферой. Стратосфера простирается от 10 до 50 км в высоту. Коммерческие авиалинии летают в нижних слоях стратосферы. На больших высотах стратосфера становится теплее. Фактически, это потепление вызвано поглощением озона ультрафиолетового излучения. Теплый воздух остается в верхних слоях стратосферы, а холодный — нижних, поэтому вертикальное перемешивание в этой области гораздо меньше, чем в тропосфере., продолжается от 6 миль (10 км) до примерно 31 мили (50 км). Большинство коммерческих самолетов летают в нижней части стратосферы.

Большая часть атмосферного озона сконцентрирована в слое стратосферы на высоте от 9 до 18 миль (от 15 до 30 км) над поверхностью Земли (см. Рисунок ниже). Озон — это молекула, содержащая три атома кислорода. В любой момент времени молекулы озона постоянно образуются и разрушаются в стратосфере. Общая сумма оставалась относительно стабильной в течение десятилетий, когда она измерялась.

Источник: Рисунок Q1-2 от Микаэлы И. Хегглин (ведущий автор), Дэвида В. Фэи, Мак МакФарланда, Стивена А. Монцки и Эрика Р. Нэша, «Двадцать вопросов и ответов об озоновом слое: обновление 2014 г., научная оценка» of Ozone Depletion: 2014, 84 стр., Всемирная метеорологическая организация, Женева, Швейцария, 2015 г. Озоновый слой в стратосфере поглощает часть солнечной радиации, не позволяя ей достичь поверхности планеты. Что наиболее важно, он поглощает часть ультрафиолетового света, называемую UVB UVB — полосу ультрафиолетового излучения с длинами волн 280-320 нанометров, производимого Солнцем.UVB — это вид ультрафиолетового света от солнца (и солнечных ламп), который имеет несколько вредных эффектов. UVB особенно эффективен при повреждении ДНК. Это причина меланомы и других видов рака кожи. Это также было связано с повреждением некоторых материалов, сельскохозяйственных культур и морских организмов. Озоновый слой защищает Землю от большинства солнечных лучей UVB. Всегда важно защитить себя от ультрафиолета B, даже при отсутствии истощения озонового слоя, надев головные уборы, солнцезащитные очки и солнцезащитный крем. Однако эти меры предосторожности станут более важными по мере усугубления разрушения озонового слоя.НАСА предоставляет дополнительную информацию на своем веб-сайте (http://www.nas.nasa.gov/About/Education/Ozone/radiation.html). УФ-В излучение связано со многими вредными эффектами, включая рак кожи, катаракту и вред. некоторым культурам и морским обитателям.

Ученые установили рекорды за несколько десятилетий, детализирующие нормальные уровни озона во время естественных циклов. Концентрация озона в атмосфере естественным образом меняется в зависимости от солнечных пятен, времен года и широты. Эти процессы хорошо понятны и предсказуемы.Каждое естественное снижение уровня озона сопровождалось восстановлением. Однако, начиная с 1970-х годов, научные данные показали, что озоновый щит истощается далеко за пределами естественных процессов.

II. Разрушение озонового слоя

Когда атомы хлора и брома вступают в контакт с озоном в стратосфере, они разрушают молекулы озона. Один атом хлора может разрушить более 100 000 молекул озона, прежде чем он будет удален из стратосферы. Озон может быть разрушен быстрее, чем он создается естественным путем.

Некоторые соединения выделяют хлор или бром при воздействии интенсивного ультрафиолетового света в стратосфере. Эти соединения способствуют разрушению озонового слоя и называются озоноразрушающими веществами (ODS ODS Соединение, которое способствует разрушению стратосферного озона. ОРВ включают хлорфторуглероды (CFC), гидрохлорфторуглероды (HCFC), галоны, бромистый метил, четыреххлористый углерод, гидробромфторуглероды, хлорбромметан и метилхлороформ. ОРВ, как правило, очень стабильны в тропосфере и разлагаются только под интенсивным ультрафиолетовым светом в стратосфере.Когда они распадаются, они выделяют атомы хлора или брома, которые затем разрушают озон. Доступен подробный список (http://www.epa.gov/ozone/science/ods/index.html) веществ класса I и класса II с указанием их ОРП, ПГП и номеров КАС.). ОРВ, выделяющие хлор, включают хлорфторуглероды хлорфторуглероды Газы, подпадающие под действие Монреальского протокола 1987 года и используемые для охлаждения, кондиционирования воздуха, упаковки, изоляции, растворителей или аэрозольных пропеллентов. Поскольку они не разрушаются в нижних слоях атмосферы, ХФУ уносятся в верхние слои атмосферы, где при соответствующих условиях разрушают озон.Эти газы заменяются другими соединениями: гидрохлорфторуглеродами, временной заменой ХФУ, которые также подпадают под действие Монреальского протокола, и гидрофторуглеродами, подпадающими под действие Киотского протокола. Все эти вещества также являются парниковыми газами. См. Гидрохлорфторуглероды, гидрофторуглероды, перфторуглероды, озоноразрушающие вещества. (ХФУ), гидрохлорфторуглероды гидрохлорфторуглероды Соединения, содержащие атомы водорода, фтора, хлора и углерода.Хотя озоноразрушающие вещества, они менее способны разрушать стратосферный озон, чем хлорфторуглероды (ХФУ). Они были введены в качестве временной замены ХФУ, которые также являются парниковыми газами. См. Озоноразрушающее вещество. (ГХФУ), четыреххлористый углерод четыреххлористый углерод Соединение, состоящее из одного атома углерода и четырех атомов хлора. Тетрахлорметан широко использовался в качестве сырья для многих промышленных целей, включая производство хлорфторуглеродов (ХФУ), а также в качестве растворителя.Использование растворителя прекратилось, когда было обнаружено, что он канцерогенный. Он также используется в качестве катализатора для доставки ионов хлора в определенные процессы. Его озоноразрушающий потенциал составляет 1,2, а метилхлороформ метилхлороформ Соединение, состоящее из углерода, водорода и хлора. Метилхлороформ используется в качестве промышленного растворителя. Его озоноразрушающий потенциал составляет 0,11. ОРВ, выделяющие бром, включают галоны галоны Соединения, также известные как бромфторуглероды, которые содержат бром, фтор и углерод.Они обычно используются в качестве средств пожаротушения и вызывают разрушение озонового слоя. Бром во много раз более эффективен в разрушении стратосферного озона, чем хлор. См. Озоноразрушающее вещество. и бромистый метил бромистый метил Соединение, состоящее из углерода, водорода и брома. Бромистый метил — эффективный пестицид, используемый для фумигации почвы и многих сельскохозяйственных продуктов. Поскольку он содержит бром, он разрушает стратосферный озон и имеет озоноразрушающий потенциал 0,6. Производство бромистого метила было прекращено 31 декабря 2004 г., за исключением допустимых исключений.Доступно гораздо больше информации (http://www.epa.gov/ozone/mbr/index.html). Хотя ОРВ выбрасываются на поверхность Земли, в конечном итоге они переносятся в стратосферу в процессе, который может длиться очень долго. от двух до пяти лет.

В 1970-х годах возникла озабоченность по поводу воздействия озоноразрушающих веществ (ODS ODS Соединение, которое способствует разрушению стратосферного озона. ОРВ включают хлорфторуглероды (CFC), гидрохлорфторуглероды (HCFC), галоны, бромистый метил, четыреххлористый углерод, гидробромфторуглероды, хлорбромметан и метилхлороформ.ОРВ обычно очень стабильны в тропосфере и разлагаются только под воздействием интенсивного ультрафиолетового света в стратосфере. Когда они распадаются, они выделяют атомы хлора или брома, которые затем разрушают озон. Доступен подробный список (http://www.epa.gov/ozone/science/ods/index.html) веществ класса I и класса II с указанием их ОРС, ПГП и номеров КАС.) В стратосферном озоновом слое озоновый слой Область стратосферы, содержащая основную часть атмосферного озона. Озоновый слой находится примерно на 15-40 километров (10-25 миль) над поверхностью Земли в стратосфере.Истощение этого слоя озоноразрушающими веществами (ОРВ) приведет к более высокому уровню УФВ, что, в свою очередь, вызовет рост рака кожи и катаракты и потенциальный ущерб некоторым морским организмам, растениям и пластмассам. Научная страница (http://www.epa.gov/ozone/science/index.html) предлагает гораздо больше подробностей о науке об истощении озонового слоя. побудили несколько стран, в том числе США, запретить использование хлорфторуглеродов (CFCs CFCs Органические соединения, состоящие из атомов углерода, хлора и фтора.Примером является CFC-12 (CCI2F2), используемый в качестве хладагента в холодильниках и кондиционерах, а также в качестве вспенивающего агента. Газообразные CFC могут разрушать озоновый слой, когда они медленно поднимаются в стратосферу, разрушаются сильным ультрафиолетовым излучением, высвобождают атомы хлора, а затем вступают в реакцию с молекулами озона. См. «Озоноразрушающее вещество».) В виде аэрозоля аэрозоль Небольшая капля или частица, взвешенные в атмосфере, обычно содержащие серу. Аэрозоли выделяются естественным путем (например,, при извержениях вулканов) и в результате деятельности человека (например, при сжигании ископаемого топлива). Нет никакой связи между аэрозолями в виде твердых частиц и продуктами под давлением, также называемыми аэрозолями. (См. Ниже) пропелленты. Однако мировое производство ХФУ и других ОРВ продолжало быстро расти, поскольку были найдены новые применения этих химикатов в холодильном оборудовании, пожаротушении, пенопласте и других применениях.

Некоторые природные процессы, например, сильные извержения вулканов, могут косвенно влиять на уровень озона.Например, Mt. Извержение Пинатубо в 1991 году не увеличило концентрацию хлора в стратосфере, но произвело большое количество крошечных частиц, называемых аэрозолями аэрозоли Маленькие частицы или капли жидкости в атмосфере, которые могут поглощать или отражать солнечный свет в зависимости от своего состава. (отличается от потребительских товаров, также известных как аэрозоли). Эти аэрозоли увеличивают эффективность хлора в разрушении озона. Аэрозоли в стратосфере создают поверхность, на которой хлор на основе CFC может разрушать озон.Однако эффект от вулканов непродолжительный.

Не все источники хлора и брома способствуют разрушению озонового слоя. Например, исследователи обнаружили, что хлор из бассейнов, промышленных предприятий, морской соли и вулканов не достигает стратосферы. Напротив, ОРВ очень стабильны и не растворяются под дождем. Таким образом, отсутствуют естественные процессы, удаляющие ОРВ из нижних слоев атмосферы.

Одним из примеров истощения озонового слоя является ежегодная озоновая «дыра» над выходом из Антарктиды, образовавшаяся во время антарктической весны с начала 1980-х годов.На самом деле это не дыра в озоновом слое, а большая часть стратосферы с очень низким содержанием озона.

Разрушение озона не ограничивается районом Южного полюса. Исследования показали, что истощение озонового слоя происходит на широтах, включая Северную Америку, Европу, Азию и большую часть Африки, Австралии и Южной Америки. Более подробную информацию о глобальных масштабах истощения озонового слоя можно найти в Scientific Assessment of Ozone Depletion: 2014 Exit, разработанном Программой Организации Объединенных Наций по окружающей среде.

озоновый слой | Описание, значение и факты

Озоновый слой , также называемый озоносферой , область верхних слоев атмосферы на высоте примерно от 15 до 35 км (от 9 до 22 миль) над поверхностью Земли, содержащая относительно высокие концентрации молекул озона (O ₃ ). Примерно 90 процентов озона атмосферы находится в стратосфере, область простирается от 10–18 км (6–11 миль) до примерно 50 км (около 30 миль) над поверхностью Земли.В стратосфере температура атмосферы повышается с увеличением высоты — явление, создаваемое поглощением солнечной радиации озоновым слоем. Озоновый слой эффективно блокирует почти все солнечное излучение с длинами волн менее 290 нанометров от поверхности Земли, включая определенные типы ультрафиолета (УФ) и другие формы излучения, которые могут повредить или убить большинство живых существ.

слоев атмосферы Земли

Слои атмосферы Земли с желтой линией, показывающей температуру воздуха на разной высоте.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Местоположение в атмосфере Земли

В средних широтах пиковые концентрации озона наблюдаются на высотах от 20 до 25 км (примерно от 12 до 16 миль). Пиковые концентрации обнаруживаются на высоте от 26 до 28 км (примерно от 16 до 17 миль) в тропиках и от примерно 12 до 20 км (примерно от 7 до 12 миль) к полюсам. Более низкая высота области пиковых концентраций в высоких широтах в значительной степени является результатом процессов атмосферного переноса в направлении полюсов и вниз, которые происходят в средних и высоких широтах, и уменьшенной высоты тропопаузы (переходной области между тропосферой и стратосферой).

Большая часть остающегося озона находится в тропосфере, слое атмосферы, простирающемся от поверхности Земли до стратосферы. Приповерхностный озон часто возникает в результате взаимодействия между определенными загрязнителями (такими как оксиды азота и летучие органические соединения), сильным солнечным светом и жаркой погодой. Это один из основных ингредиентов фотохимического смога — явления, от которого страдают многие городские и пригородные районы по всему миру, особенно в летние месяцы.

Повреждение озоном листа

Повреждение озоном листа английского грецкого ореха ( Juglans regia ).

F.K. Anderson / Encyclopædia Britannica, Inc.

Создание и разрушение озона

Образование озона в стратосфере происходит главным образом в результате разрыва химических связей в молекулах кислорода (O ₂ ) солнечными фотонами высокой энергии. Этот процесс, называемый фотодиссоциацией, приводит к высвобождению одиночных атомов кислорода, которые позже соединяются с неповрежденными молекулами кислорода с образованием озона. Повышение концентрации кислорода в атмосфере около двух миллиардов лет назад привело к накоплению озона в атмосфере Земли, и этот процесс постепенно привел к образованию стратосферы.Ученые считают, что формирование озонового слоя сыграло важную роль в развитии жизни на Земле, отсеивая смертельные уровни UVB-излучения (ультрафиолетовое излучение с длинами волн от 315 до 280 нанометров) и тем самым облегчая миграцию форм жизни из океаны на сушу.

озон: дыра

Изменение размера озоновой дыры с октября 1979 по октябрь 1990 года.

© Photos.com/Thinkstock
Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишитесь сейчас

Количество озона в стратосфере естественным образом меняется в течение года в результате химических процессов, которые создают и разрушают молекулы озона, а также в результате ветров и других процессов переноса, которые перемещают молекулы озона по планете. Однако в течение нескольких десятилетий деятельность человека существенно изменила озоновый слой. Разрушение озона, глобальное уменьшение содержания озона в стратосфере, наблюдаемое с 1970-х годов, наиболее заметно в полярных регионах и хорошо коррелирует с увеличением содержания хлора и брома в стратосфере.Эти химические вещества, когда-то освобожденные УФ-излучением от хлорфторуглеродов (CFC) и других галогенуглеродов (углеродно-галогеновых соединений), которые их содержат, разрушают озон, удаляя отдельные атомы кислорода из молекул озона. Истощение настолько велико, что так называемые озоновые дыры (районы с сильно уменьшенным озоновым покрытием) образуются над полюсами в начале их соответствующих весенних сезонов. Самая большая такая дыра, площадь которой составляет более 20,7 миллиона квадратных километров (8 миллионов квадратных миль) на постоянной основе с 1992 года, появляется ежегодно над Антарктидой в период с сентября по ноябрь.

По мере того, как количество стратосферного озона уменьшается, все больше УФ-излучения достигает поверхности Земли, и ученые опасаются, что такое увеличение может иметь значительные последствия для экосистем и здоровья человека. Обеспокоенность по поводу воздействия биологически вредных уровней УФ-излучения стала основной движущей силой создания международных договоров, таких как Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой, и поправки к нему, предназначенные для защиты озонового слоя Земли. Монреальский протокол оказался успешным: около 99 процентов озоноразрушающих химикатов, регулируемых этим договором, были выведены из обращения с момента его принятия в 1987 году.Считается, что соблюдение международных договоров, по которым было прекращено производство и поставка многих озоноразрушающих химикатов, в сочетании с похолоданием в верхних слоях стратосферы из-за увеличения содержания углекислого газа, способствовало сокращению озоновых дыр над полюсами и незначительному увеличению содержания озона в стратосфере уровни в целом. Ожидается, что продолжающееся сокращение содержания хлора приведет к уменьшению озоновых дыр над Антарктидой после 2040 года. Однако некоторые ученые отметили, что повышение уровней стратосферного озона произошло только в верхних слоях стратосферы, при этом снижение концентрации озона в нижних слоях стратосферы опережало рост в верхняя стратосфера.

озонозонд

Исследователи запускают воздушный шар с озонозондом, прибором для измерения содержания озона в атмосфере, на Южнополярной станции Амундсен-Скотт в Антарктиде.

NOAA Дональд Вуэбблс

Узнайте больше в этих связанных статьях Britannica:

Aura | Озон

Озоновый слой / озоновая дыра: в чем разница?

Озоновый слой — это слой в атмосфере Земли, который поглощает большую часть УФ-излучения Солнца.Он содержит относительно высокие концентрации озона, хотя он все еще очень мал по сравнению с обычным кислородом. Озон — это газ, состоящий из трех атомов кислорода (O ₃ ). В естественных условиях он встречается в небольших количествах в верхних слоях атмосферы (стратосфере). Озон защищает жизнь на Земле от ультрафиолетового (УФ) излучения Солнца. Девяносто процентов озона в атмосфере находится в стратосфере, слое атмосферы на высоте от 10 до 50 километров.

Озоновая дыра — это потеря стратосферного озона над Антарктидой.Площадь озоновой дыры определяется как размер области с общим содержанием озона ниже 220 единиц Добсона (ДЕ). Единицы Добсона — это единица измерения, которая относится к толщине озонового слоя в вертикальном столбце от поверхности до верха атмосферы, величина, называемая «общим количеством озона в столбе». До 1979 г. общие значения озона в атмосферном столбе над Антарктидой никогда не опускались ниже 220 DU. Доказано, что дыра возникла в результате деятельности человека — выброса в атмосферу огромных количеств хлорфторуглеродов (ХФУ) и других озоноразрушающих веществ.

А я думал, что озон «плохой» ?!

Для живых существ на Земле есть хороший озон и плохой озон. Хороший озон находится в стратосфере, намного выше поверхности Земли. На такой высоте он поглощает и рассеивает ультрафиолетовое (УФ) излучение Солнца, особенно наиболее опасные формы УФ-В и УФ-С. Озон — это естественный солнцезащитный крем планеты. Растения, животные и все формы жизни развивались под небом, защищавшим их от разрушающего и изменяющего излучения.

Используйте солнцезащитный крем! Надень свою шляпу!

Полезна или вредна молекула, не имеет ничего общего с химическим составом и все зависит от местоположения. Около 10% озона в атмосфере находится в тропосфере, слое, в котором мы живем. Этот озон создается в результате химических реакций между загрязнителями воздуха из выхлопных газов автомобилей, парами бензина и другими выбросами. На уровне земли высокие концентрации озона токсичны для людей и растений.

Озоновая дыра ухудшается? Смотрите данные сами!

30 лет наблюдений

Aura представляет свой последний плакат, на котором показаны данные пяти различных миссий, отслеживающих развитие озоновой дыры из космоса.

Часы с озоновым отверстием

Просмотрите последнее состояние озонового слоя над Антарктикой. Спутниковые инструменты контролируют озоновый слой, и мы используем их данные для создания изображений, отображающих количество озона.

Научные функции

Наука — основы озона

Озоновый слой | UCAR Center for Science Education

Озон вблизи земли является загрязнителем воздуха, вызывающим повреждение легких и приступы астмы. Но на высоте 10–30 миль над поверхностью Земли (16–48 км) молекулы озона защищают жизнь на Земле. Они помогают защитить нашу планету от вредного солнечного излучения.

Озоновый слой в стратосфере — это то место, где находится около 90% озона в системе Земля.Но озон составляет от одной до десяти из каждого миллиона молекул в озоновом слое. (Остальные молекулы в основном состоят из азота и кислорода, как и воздух, которым мы дышим.) Его не так много, но озон обладает мощным действием, способным блокировать наиболее вредное излучение.

Озон поглощает ультрафиолетовые лучи с наибольшей энергией, известные как УФ-С и УФ-В, длины волн, которые вредят живым существам. Молекулы кислорода поглощают и другие формы ультрафиолетового света. Вместе молекулы озона и кислорода способны поглощать от 95 до 99.9% ультрафиолетового излучения, которое попадает на нашу планету. Когда ультрафиолетовый свет поглощается кислородом и озоном, выделяется тепло, поэтому стратосфера становится теплее с высотой.

Озоновый слой в стратосфере защищает жизнь на Земле от большинства УФ-В и УФ-С, наиболее вредных разновидностей ультрафиолетового излучения.
Предоставлено: NASA

Молекулы озона и кислорода постоянно образуются, разрушаются и преобразовываются в озоновом слое, поскольку они подвергаются бомбардировке ультрафиолетовым излучением (УФ), которое разрывает связи между атомами, создавая свободные атомы кислорода.Свободные атомы кислорода обладают высокой реакционной способностью, что означает, что они легко связываются с другими молекулами. Если свободный атом кислорода сталкивается с молекулой кислорода (O ₂ ), она образует озон (O ₃ ). Если свободный атом кислорода сталкивается с другим атомом кислорода, он образует молекулу кислорода (O ₂ ).

В 2017 году озоновая дыра над Антарктидой была самой маленькой с 1988 года. (НАСА)

Озоновые дыры

Британские ученые в заливе Халли, Антарктида, подумали, что их инструменты работают со сбоями, когда они начали регистрировать низкие количества озона в озоновый слой над Антарктидой в 1976 г.Они измеряли озон в атмосфере Антарктики с 1957 года и никогда раньше не видели, чтобы его уровни падали так сильно. Почему уровень озона упал? Может быть, это просто естественная вариация?

Они обнаружили 10% -ное падение уровня озона в сентябре, октябре и ноябре — антарктической весной. Поскольку концентрация озона в этом регионе часто меняется от сезона к сезону, исследователи не беспокоились, но рекордно низкие уровни озона сохранялись почти каждую весну. Никто не знал почему.

Они первыми обнаружили озоновую дыру, а позже ее определили как самую большую озоновую дыру в мире. Озоновая дыра на самом деле не дыра, а, скорее, истончение озонового слоя в стратосфере, которое меняется в зависимости от сезона. В некоторые времена года «дыра» больше. В других случаях он меньше.

Только в 1985 году ученые были уверены, что это серьезная проблема, вызванная человеком. Виновниками были химические соединения, называемые хлорфторуглеродами (ХФУ), которые начали использоваться в 1960-х годах в кондиционерах, аэрозольных баллончиках и промышленных чистящих средствах.Их также использовали для изготовления пенополистирола. И они были способны разрушать молекулы озона, в результате чего разрушение озона в стратосфере происходило быстрее, чем его можно было восстановить.

На этой анимации показано разрушение молекулы озона атомом хлора. УФ-излучение отрывает атом хлора от молекулы CFC. Атом хлора расщепляет молекулу озона на молекулу кислорода (O ₂ ) и молекулу монооксида хлора (ClO). Свободный атом кислорода выталкивает атом хлора, образуя молекулу кислорода.Это оставляет атом хлора свободным, чтобы атаковать и разрушить другую молекулу озона. (UCAR / COMET)

Попадая в атмосферу, ХФУ медленно дрейфуют вверх в стратосферу, где они разрушаются ультрафиолетовым излучением, высвобождая атомы хлора, которые способны разрушать молекулы озона.

Времена года влияют на озоновую дыру в Антарктике. Темной зимой воздух закручивается в вихре с очень низкими температурами, что приводит к образованию ледяных облаков. Реакции на поверхности частиц ледяного облака высвобождают хлор из химических соединений, таких как CFC, в форму, которая вступает в реакцию с озоном.Когда весной возвращается солнечный свет, хлор начинает разрушать озон.

В Арктике не так много разрушения озона, потому что ледяные облака встречаются реже, а водоворот обычно разрушается за несколько недель до возвращения солнечного света весной.

Решение проблемы разрушения озона

Монреальский протокол, международное соглашение, направленное на решение глобальной проблемы разрушения озона, было подписано более чем 70 странами в 1986 году. В нем были поставлены цели по сокращению производства ХФУ на 20% к 1993 году и 50% к 1998 г.С момента подписания соглашения эти цели были усилены, чтобы призвать к ликвидации наиболее опасных ХФУ к 1996 году и к регулированию других озоноразрушающих химикатов.

Ученые обнаружили проблему и определили ее причину. Их свидетельства убедили правительства всего мира принять меры, чтобы помочь остановить проблему. На глобальное устранение озоноразрушающих химикатов из атмосферы потребуются десятилетия, но мы добились прогресса в заполнении этой дыры.Впервые в истории мы взялись за решение экологической проблемы глобального масштаба в сотрудничестве с мировым сообществом.

Изображения над графиком показывают вид Южного полюса в октябре с течением времени, включая измерения, сделанные в прошлом в 1971 и 2017 годах, и модельные прогнозы озона над территорией на 2041 и 2065 годы. На графике показан средний минимум содержания озона над Антарктидой в Октябрь.
Предоставлено: NASA GSFC

Озоновый слой | Министерство сельского хозяйства, водных ресурсов и окружающей среды

Что такое озон?

Озон — это встречающаяся в природе молекула.Молекула озона состоит из трех атомов кислорода. Имеет химическую формулу O _3.

.

Что такое озоновый слой?

Озоновый слой — это общий термин для обозначения высокой концентрации озона в стратосфере на высоте около 15–30 км над земной поверхностью. Он покрывает всю планету и защищает жизнь на Земле, поглощая вредное ультрафиолетовое излучение B (УФ-B) от солнца.

Почему УФ-В излучение вредно?

Продолжительное воздействие УФ-В излучения связано с раком кожи, генетическим повреждением и подавлением иммунной системы у людей и животных, а также с низкоурожайными сельскохозяйственными культурами.

Что такое озоновая дыра?

Химические вещества, содержащие атомы хлора и брома, выбрасываются в атмосферу в результате деятельности человека. Эти химические вещества в сочетании с определенными погодными условиями вызывают реакции в озоновом слое, что приводит к разрушению молекул озона. Разрушение озонового слоя происходит во всем мире, однако серьезное истощение озонового слоя над Антарктикой часто называют «озоновой дырой». Увеличенное истощение недавно стало происходить и в Арктике.

Когда была обнаружена проблема?

В 1974 году химики Марио Молина и Фрэнк Шервуд Роуленд обнаружили связь между хлорфторуглеродами (ХФУ) и разложением озона в стратосфере. В 1985 году геофизик Джо Фарман вместе с метеорологами Брайаном Гардинером и Джоном Шанклином опубликовали данные об аномально низких концентрациях озона над Антарктикой.

Будет ли улучшаться?

Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой, вступил в силу в 1987 году.Он устанавливает обязательные для стран обязательства по поэтапному отказу от производства всех основных озоноразрушающих веществ. Данные показывают, что концентрация озоноразрушающих веществ в стратосфере снижается. Ожидается, что в результате международных действий озоновый слой восстановится до уровней до 1980 года в средних широтах к 2050 году и над полярными регионами к 2065 году.

Хронология

• 1974: Химики в США обнаруживают связь между ХФУ и разложением озона в стратосфере
• 1985: Британские ученые публикуют результаты аномально низких концентраций озона над Антарктикой
• 1985: Согласована Венская конвенция об охране озонового слоя
• 1987: Соглашение о Монреальском протоколе по веществам, разрушающим озоновый слой
• 1989: В Австралии вступил в силу Закон о защите озона и управлении синтетическими парниковыми газами
• 1991: Начало поэтапного отказа от CFC (хлорфторуглеродов)
• 1996: Начало поэтапного отказа от ГХФУ (гидрохлорфторуглеродов)

Дополнительная информация

Где находится озоновый слой

[/ caption]

Озоновый слой — это часть атмосферы, которая содержит большое количество молекул кислорода озона.Эта молекула играет важную роль, действуя как естественный УФ-экран для Земли. Вы можете задаться вопросом, где находится озоновый слой, который так эффективно играет такую ​​жизненно важную роль. Озоновый слой фактически расположен в стратосфере в районе, который находится на высоте от 10 до 50 км над Землей.

Так почему же озоновый слой так важен? Как упоминалось ранее, секрет кроется в молекулах кислорода. Нормальный кислород в его естественном молекулярном состоянии состоит всего из двух атомов. Однако это меняется, когда кислород в термосфере подвергается воздействию ультрафиолетовых лучей Солнца.Лучи разделяют молекулы кислорода, свободный кислород соединяется с оставшимися двумя атомами кислорода, образуя озон. Этот процесс может показаться простым, но он помогает отфильтровать 99,5% ультрафиолетового излучения, которое Солнце направляет на Землю. В те времена, когда озоновый слой не экранировал этот тип излучения на таких уровнях, согласно геологическим данным, жизнь была почти полностью уничтожена.

Вы можете подумать, что это преувеличение, пока не заметите биологический ущерб, который могут нанести ультрафиолетовые лучи.Мы уже видели вред, причиняемый, когда люди не принимают надлежащих мер предосторожности, идя на пляж. Наименьший вред приносит солнечный ожог. Люди, подвергшиеся чрезмерному воздействию УФ-лучей, попадающих на землю, повреждают кожу из-за УФ-энергии, проникающей через их кожу. Однако чем дольше человек подвергается воздействию УФ-лучей, тем серьезнее становится ситуация. Причина в том, что повреждение попадает на клеточный уровень, вызывая рак и генетические повреждения. По сути, это все равно, что попасть в расплавленный ядерный реактор.Радиация высокой энергии со временем накапливает вред в живой ткани, пока не убьет подвергшийся воздействию организм.

Несмотря на свою важность, промышленность производила и выбрасывала в воздух химические вещества, которые нарушали цикл озона. Основная проблема — химические вещества — CFC не позволяют молекулам кислорода завершить процесс связывания, который важен для завершения цикла озона, что привело к значительному истощению озона в ключевых областях атмосферы Земли. Это огромно, когда естественная концентрация озона была уже довольно низкой.Это просто свидетельствует о нарушении хрупкого баланса. К счастью, страны, услышав о причиненном вреде, начали запрещать ХФУ, в то время как промышленность пыталась найти альтернативы для использования в продукции. Результат начал проявляться в том, что истощение озонового слоя фактически замедлялось и обращалось вспять, а ученые предсказывали восстановление в течение следующего столетия.

Мы написали много статей об озоновом слое для Universe Today. Вот статья об истощении озонового слоя, а вот статья об озоновом слое.

Если вам нужна дополнительная информация о Земле, ознакомьтесь с руководством НАСА по исследованию Солнечной системы на Земле. А вот ссылка на Обсерваторию Земли НАСА.

Мы также записали серию Astronomy Cast, посвященную планете Земля. Послушайте, Эпизод 51: Земля.

Нравится:

Нравится Загрузка …

.