ОЗОНОВАЯ ДЫРА Озоновый слой – часть атмосферы

ОЗОНОВАЯ ДЫРА

Озоновый слой – часть атмосферы на высоте от 12 до 50 км, в которой под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца кислород ионизируется, приобретая третий атом кислорода, образуя озон (О 3). Наибольшая плотность озона встречается на высоте 20 -40 км. Относительно высокая концентрация озона (около 8 мл/м³) поглощает ультрафиолетовые лучи, опасные для существования жизни. Приведенная толщина озонового слоя (весь озон, сжатый под нормальным давлением) составляет 3 мм (приведенная толщина атмосферы - 8 км).

Озон в атмосфере

Озон и ультрафиолет УФ-a – излучение с длиной волны 315 - 400 нм УФ-b – излучение с длиной волны 280 - 315 нм УФ-c – излучение с длиной волны 100 - 280 нм

Сокращение озона Общее сокращение Озоновые количества озона дыры

История открытия Озоновая дыра диаметром свыше 1000 км впервые была обнаружена в 1985 в Южном полушарии над Антарктидой группой британских учёных. Каждый август она появлялась, к декабрю или январю прекращая своё существование. Над Северным полушарием в Арктике образовывалась другая дыра меньших размеров.

Динамика озоновой дыры, 1957 - 2001

Единицы Добсона Содержание озона в атмосфере измеряется в единицах Добсона. 1 единица Добсона = 10 -2 мм приведенной толщины слоя 1 единица Добсона = 2. 69× 1016 молекул озона на см 2 = 2. 69× 1020 молекул озона на м 2 За озоновую дыру принимается количество озона ниже 220 ЕД (количество, которое впервые наблюдалось над Антарктидой в 1979 г. )

Самая большая озоновая дыра, сентябрь 2006 г.

Максимальная озоновая дыра над северным полушарием, март 2010

Пути разрушения озона Азотный цикл (NOx): N 2 O + O(1 D) → NO + NO О 3 + NO → NO 2 + О 2 NO 2 + О → NO + О 2 Водородный цикл (HOx) : Н 2 O + O → OH + OH ОН + О 3 → НО 2 + О 2 НО 2 + О 3 →ОН + 2 О 2 Хлорный цикл (Cl. Ox): CFCl 3 + hν → CFCl 2 + Cl + O 3 → Cl. O + O 2 Cl. O + O → Cl + O 2

Механизм образования Низкие температуры антарктической зимы приводят к образованию циркумполярного вихря – антициклона. Воздух внутри вихря движется в основном по замкнутым траекториям вокруг Южного полюса, и озон из других мест туда не поступает. В это время полярная область не освещается Солнцем, и там озон не возникает. В начале полярной весны озон лавинообразно разрушается хлором на кристаллах полярных облаков.

Разрушение озона происходит не только над полюсами(Швейцария)

Что содержит фреоны и прочие O 3 -разрушающие вещества? Холодильные установки Аэрозоли Кондиционеры Огнетушители Растворители Обувная промышленность

Источники хлора в атмосфере

Венская конвенция «Об охране озонового слоя» , 1985 г. Страны-участники конвенции договорились о необходимости проводить систематические и фундаментальные исследования, связанные с озоновым слоем, включить в законодательство требования по уменьшению и ликвидации эмиссии веществ, разрушающих озоновый слой, а также создать специальный международный институт по способствованию и координированию охраны озонового слоя – Секретариат по озону.

Монреальский протокол «По веществам, разрушающим озоновый слой» , 1987 г. Протокол определяет мероприятия и сроки, в которые странам необходимо уменьшить и прекратить производство, потребление, импорт и экспорт веществ, разрушающих озоновый слой (96 веществ), а также сроки, в какие необходимо изъять этих вещества из оборота. Многосторонний фонд вложений развитых стран, который предоставляет финансовую поддержку развивающимся странам для выполнения требований Протокола. Протокол в начальной редакции ратифицировали 189 стран мира, однако многие страны не ратифицировали дополнения к Протоколу, например, Пекинские изменения ратифицировали только 94 страны.

Переход на озоносберегающие технологии С 2000 г. в соответствии с Монреальским протоколом в России прекращено производство озоноразрушающих веществ. Поскольку Россия не успела разработать и внедрить собственные альтернативные технологии, это привело к практически полной ликвидации российского производства аэрозолей и холодильного оборудования. Альянс Du. Pont-ICI монополизировал производство оборудования для синтеза 1, 1, 1, 2 -тетрафторэтана, который в период подписания Монреальского протокола позиционировался как единственная альтернатива озоноразрушающим хладонам. Большая часть промышленных холодильных установок в России работает на аммиаке, который является высокотоксичным, пожаро- и взрывоопасным веществом, но не приводит к разрушению озона.

Если бы не было Монреальского протокола: К 2050 году разрушение озонового слоя в северном полушарии достигло бы как минимум 50% и достигающее Землю ультрафиолетовое излучение удвоилось бы. В южном полушарии разрушение озонового слоя достигло бы 70% и ультрафиолетовое излучение увеличилось бы в четыре раза. Объем выброшенных в атмосферу озонразрушающих веществ, увеличилось бы в 5 раз. Излишнее ультрафиолетовое излучение вызвало бы более чем 20 миллионов случаев заболеваний раком, 130 миллионов случаев заболеваний катарактой глаз и т. д.

Прогноз НАСА концентрации стратосферного озона без Монреальского протокола

Успехи Монреальского протокола Почти на все технологии, в которых используются озонразрушающие вещества, найдены альтернативы, и производство, торговля и использование этих веществ стремительно уменьшается. В 1986 году объем потребленных хлорофторуглеродов в мире составил примерно 1 100 000 тонн, а в 2001 году общий объем – только 110 000 тонн. Концентрация озонразрушающих веществ в нижних слоях атмосферы уменьшается и ожидается, что она начнет уменьшаться и в стратосфере. Если будут продолжаться мероприятия по охране озонового слоя, то к 2060 году озоновый слой может быть обновлен, и его «толщина» будет близка к нормальной.