«Озоновая дыра» уменьшение общего содержания озона во всех областях атмосферы над определенной территорией Теоретически процесс был описан в начале 70 х годов 20 го века, экспериментальные доказательства механизма образования «озоновой дыры» над Антарктидой получены в 80 х годах, а в 1995 г. ученые Ш. Роуланд (США), М. Молина (США), П. Крутцен (ФРГ), занимавшиеся этой проблемой, были удостоены Нобелевской премии по химии. В соответствии с современными представлениями, причина образования «озоновой дыры» над Антарктидой является комплексной и связана как с совокупностью природных явлений (полярный вихрь), так и с антропогенным влиянием на состояние атмосферного воздуха.
n n Условия: Устойчивый антициклон (полярный вихрь, или полярный вортекс), возникающий каждой зимой над Антарктидой, приводит к временному прекращению обмена воздухом с другими областями стратосферы и стоку озона в тропосферу. Температура воздуха внутри вихря резко снижается до — 70 или — 80°С. В стратосфере появляются устойчивые аэрозольные образования — «серебристые» облака, состоящие из кристаллов льда и капель переохлажденной жидкости. В состав этих аэрозолей входят димеры оксида хлора (Cl. O)2, хлористый нитрозил (CIONO 2) и другие соединения азота (HNO 3, HNO 2).
n n n n Cl. ONO 2 + Н 2 О > HOCl + НNО 3 Cl. ONO 2 + НСl > Cl 2 + HNO 3 Сl 2 + hv > 2 Cl НОСl + hv > ОН + Сl (Сl. О)2 + hv > CI + Сl. OО >Сl + О 2 Суммируя все уравнения реакций 2 О 3 + hv >ЗО 2
Международные соглашения, направленные на сохранение озонового слоя n n n с 1970 по 1980 г. относительная концентрация таких озоноопасных соединений, как фреон 11 и фреон 12, возрастала в стратосфере в четыре и в три раза соответственно. Серьезную озабоченность вызывала и наблюдавшаяся в конце прошлого века тенденция уменьшения количества озона в страто сфере. Например, среднегодовое содержание озона за 18 лет (с 1969 по 1986 г. ) снизилось в высоких широтах (53 64° с. ш. ) на 2, 3 ± 0, 7%, в средних широтах (40 50° с. ш. ) — на 3, 8± 0, 8% и на широтах 30 38° с. ш. — на 1, 7 ± 0, 7%. Необходимо отметить, что наибольшее отклонение, составившее 6, 2 ± 1, 5%, отмечено в высоких широтах в зимний период. Первым международным актом, ограничивающим производство фреонов и других разрушающих озоновый слой соединений, стал Монреальский протокол. Он был подписан тридцатью странами в 1987 г. и вступил в силу с 1 января 1989 г.
Международные соглашения, направленные на сохранение озонового слоя Основные положения: 1) производство фреонов 11, 12, 113, 114, 115 заморозить на уровне 1986 г. начиная с 1992 г. ; сократить до 80% от уровня 1986 г. начиная с 1993 г. ; сократить до 50% от уровня 1986 г. начиная с 1998 г. ; 2) производство талонов (бронированных галогеналканов для тушения пожаров) ограничить на уровне 1986 г. n В 1990 г. Монреальский протокол был вновь пересмотрен. Страны, его подписавшие, взяли на себя следующие обязательства: 1) производство фреонов сократить до 50% начиная с 1995 г. ; сократить до 15% начиная с 1997 г. ; прекратить полностью к 2000 г. ; 2) производство тетрахлорметана (четыреххлористого углерода, используемого в качестве растворителя) сократить до 15% начиная с 1995 г. ; прекратить полностью к 2000 г. ; 3) производство галонов прекратить к 2000 г. (за исключением соединений, для которых не известны альтернативные заменители); 4) производство 1, 1, 1 трихлорэтана (используемого в качестве растворителя) сократить до 70% начиная с 1995 г. ; сократить до 3. 0% начиная с 1997 г. ; прекратить полностью к 2005 г. n
Тропосфера —нижний, непосредственно соприкасающийся с земной поверхностью слой атмосферы. n Тропосфера играет на планете роль глобального окислительного резервуара. Процессы окисления примесей в тропосфере могут протекать: непосредственно в газовой фазе; в растворе, когда окислению предшествует абсорбция частицами воды; на поверхности твердых частиц, взвешенных в воздухе, когда окислению предшествует адсорбция примесей. n
Основные поступления неорганических соединений серы из антропогенных источников. На их долю приходится примерно 65% всех поступлений неорганических соединений серы. Около 95% из этого количества составляет диоксид серы. Природные источники: волновая деятельность в океанах. Общее количество серы, содержащейся в аэрозолях в виде сульфатов магния и кальция, оценивается в 44 млн т в год, что составляет примерно 30% от ее поступления в атмосферу в виде неорганических соединений. Биологические источники выделяют преимущественно сероводород, с которым в атмосферу поступает по различным оценкам от 23 до 49% всех неорганических соединений серы.
n n n Основные последствия выпадения кислотных осадков. и отделки автомобилей. Повреждение статуй, зданий, металлов Гибель рыб, водных растений и микроорганизмов в озерах и реках. Понижение способности к воспроизводству лососей и форели при р. Н < 5, 5. Гибель и понижение продуктивности многих видов фитопланктона, когда р. Н < 6 8. Разрыв азотного цикла в озерах, когда величина р. Н колеблется от 5, 4 до 5, 7. Ослабление или гибель деревьев, особенно хвойных пород, произрастающих на больших высотах, из за вымывания из почвы кальция, натрия и других питательных веществ. Повреждение корней деревьев и гибель многих видов рыб из за высвобождения из почв и донных осадков ионов алюминия, свинца, ртути и кадмия. Ослабление деревьев и усиление их подверженности болезням, насекомым, засухам, грибам и мхам, которые процветают в кислой среде. Замедление роста культурных растений, таких, как помидоры, соя, фасоль, табак, шпинат, морковь, капуста брокколи и хлопок. Рост популяции простейшего, вызывающего серьезную кишечную инфекцию, которая поражает скалолазов и альпинистов, пьющих воду из, казалось бы, чистых горных ручьев. Возникновение и обострение многих болезней дыхательной системы человека, преждевременная гибель людей.
Смог n n Понятие «смог» впервые было употреблено более 100 лет назад В настоящее время различают два основных вида смога: смог, связанный с загрязнением атмосферы копотью или дымом, содержащим диоксид серы (лондонский смог) смог, вызванный загрязнением воздуха выхлопными газами транспорта, содержащи ми оксиды азота (смог Лос Анджелеса). Для второго типа смога необходимой составной частью процесса его образования является протекание фотохимических реакций, поэтому его часто называют фотохимическим смогом.
n n n Среди особенностей фотохимического, смога следует выделить следующие: фотохимический смог образуется в ясную солнечную погоду при низкой влажности воздуха, причем максимальная концентрация вызывающих раздражение органов чувств веществ наблюдается вскоре после полудня; химически он действует как окислитель (усиливает коррозию металлов, приводит к растрескиванию резины и т. д. ); фотохимический смог вызывает у людей сильное раздражение слизистой оболочки дыхательных путей и глаз, губит листву на деревьях; в атмосфере наблюдается появление голубоватой дымки или беловатого тумана и связанное с этим ухудшение видимости. Одними из основных химических соединений, ответственных за ряд вышеперечисленных свойств смога, являются озон и пероксиацетилнитрат (ПАН). R C(O) – O – NO 2
Химические реакции, происходящие при окислении метана и его гомологов в тропосфере CH 4 + OH > CH 3 +H 2 O CH 3 + O 2 > CH 3 OO + NO > CH 3 O + NO 2 CH 3 O + O 2 > CH 2 O + HO 2 + NO > NO 2 + OH CH 2 O + OH > H 2 O + HCO + O 2 > HO 2 + CO HO 2 + NO > NO 2 + OH CO + OH > CO 2 + H H + OH > HO 2 + NO > NO 2 + OH NO 2 + hv > NO + O 2 + M > O 3 + M* __________________ CH 4 + 8 O 2 + 4 M = CO 2 + 2 H 2 O + 4 M* + 4 O 3
Рамочная конвенция ООН об изменении климата n n n n 1. "Неблагоприятные последствия изменения климата" означают изменения в физической среде или биоте, вызываемые изменением климата, которые оказывают значительное негативное влияние на состав, восстановительную способность или продуктивность естественных и регулируемых экосистем, или на функционирование социально экономических систем, или на здоровье и благополучие человека. 2. "Изменение климата" означает изменение климата, которое прямо или косвенно обусловлено деятельностью человека, вызывающей изменения в составе глобальной атмосферы, и накладывается на естественные колебания климата, наблюдаемые на протяжении сопоставимых периодов времени. 3. "Климатическая система" означает совокупность атмосферы, гидросферы, биосферы и геосферы и их взаимодействие. 4. "Выбросы" означают эмиссию парниковых газов в атмосферу над конкретным районом и за конкретный период времени. 5. "Парниковые газы" означают такие газообразные составляющие атмосферы как природного, так и антропогенного происхождения, которые поглощают и переизлучают инфракрасное излучение. 6. "Накопитель" означает компонент или компоненты климатической системы, в которых происходит накопление парникового газа. 7. "Поглотитель" означает любой процесс, вид деятельности или механизм, который абсорбирует парниковый газ, аэрозоль из атмосферы. 8. "Источник" означает любой процесс или вид деятельности, в результате которого в атмосферу поступают парниковый газ, аэрозоль.
Парниковый эффект и антропогенное изменение климата Источник: МГЭИК, 2001
Глобальная океаническая циркуляция. Изменение температуры течений может приводить к нарушению общей циркуляции и направления отдельных течений. Источник: Avoiding Dangerous Climate Change Symposium, Met Office, Exeter 1 3 February 2005 www. stabtlisation 2005. com
Последствия, адаптация и уязвимость. Схема деятельности (по материалам МГЭИК, 2001)
Виды адаптации • превентивная адаптация, которая имеет место до того, как проявятся последствия изменения климата; • автономная адаптация, которая не представляет собой сознательную ответную реакцию на климатические стимулы, а вызывается экологическими изменениями в естественных системах и изменениями в деятельности рынков; • планируемая адаптация, которая является результатом продуманного решения о действиях, основанного на осознании того факта, что климатические условия изменились и что необходимо предпринять определенные действия для возвращения к первоначальному или иному желаемому состоянию; • личная адаптация, которая инициируется и осуществляется отдельными людьми, домашними хозяйствами или бизнесом. Личная адаптация осуществляется, как правило, в личных практических интересах; • общественная адаптация, которая инициируется и осуществляется правительственными органами на всех уровнях. Общественная адаптация направлена, как правило, на удовлетворение общественных нужд; • ответная адаптация, которая осуществляется после того, как были обнаружены последствия изменения климата.
Скачать презентацию Озоновая дыра уменьшение общего содержания озона во
Загрязнение атмосферы, климат.ppt