Земля — безперечно найунікальніша планета в нашій сонячній системі. Це єдина планета, пристосована для життя. Але ми не завжди цінуємо це і вважаємо, що ми не в змозі змінити і порушити те, що створювалося протягом мільярдів років. За всю історію існування ще ніколи наша планета не отримувала таких навантажень, які дала їй людина.

Озонова діра над Антарктидою

На нашій планеті є озоновий шар, який необхідний для нашого життя. Він захищає нас від впливу ультрафіолетових променів, що походять від сонця. Якби не було, життя на цій планеті було б не можливим.

Озон – це блакитний газ із характерним запахом. Кожен із нас знає цей різкий запах, який особливо чути після дощу. Не дарма озон у перекладі з грецької означає «пахнучий». Утворюється на висоті до 50 км від поверхні землі. Але більша його частина знаходиться на 22 - 24 км.

Причини озонових дірок

На початку 70-х вчені почали помічати зменшення озонового шару. Причиною цього є потрапляння у верхні шари стратосфери озоноруйнівних речовин, що використовуються в промисловості, запуск ракет та багато інших факторів. В основному це молекули хлору та брому. Хлорфторвуглеці та інші речовини, випущені людиною, досягають стратосфери, де під впливом сонячних променів розпадаються на хлор та спалюють молекули озону. Доведено, що одна молекула хлору може спалити 100000 молекул озону. А вона тримається в атмосфері від 75 до 111 років!

Внаслідок падіння озону в атмосфері відбуваються озонові дірки. Перша була виявлена ​​на початку 80-х в Арктиці. Діаметр її був не дуже великий, а падіння озону становило 9 відсотків.

Озонова діра в Арктиці

Озонова діра – це сильне падіння відсотка озону у певних місцях атмосфери. Саме слова «дірка» нам дає зрозуміти це без зайвих пояснень.

Навесні 1985 року в Антарктиді над станцією Халлі-Бей вміст озону впав на 40%. Діра виявилася величезною і просунулася вже за межі Антарктиди. По висоті її шар сягає 24-х км. У 2008 році підрахували, що її розмір вже становить понад 26 млн км2. Це приголомшило весь світ. Стало зрозуміло? що наша атмосфера у більшій небезпеці, ніж ми припускали. З 1971 року по всьому світу шар озону впав на 7%. Внаслідок цього на нашу планету стало потрапляти ультрафіолетове випромінювання Сонця, яке є біологічно небезпечним.

Наслідки озонових дірок

Лікарі вважають, що внаслідок зменшення озону зріс відсоток захворювання на рак шкіри та сліпоти через катаракту. Також падає імунітет людини, що призводить до різних видів інших захворювань. Найбільше страждають мешканці верхніх верств океанів. Це креветки, краби, водорості, планктон тощо.

Наразі підписано міжнародну угоду ООН про зменшення використання озоноруйнівних речовин. Але навіть якщо припинити їх використовувати. щоб закрити дірки знадобиться понад 100 років.

Чи можна відновити озонові дірки?

На сьогоднішній день вчені запропонували один спосіб відновлення озону за допомогою літальних апаратів. Для цього потрібно на висоті 12-30 км над Землею випускати кисень або озон, створений штучним шляхом, і розсіювати його особливим розпилювачем. Так потроху можуть заповнюватися озонові дірки. Недолік цього в тому, що він вимагає істотних економічних витрат. До того ж, неможливо за один раз випустити в атмосферу велику кількість озону. Також сам процес транспортування озону є складним та небезпечним.

Міфи про озонові діри

Оскільки проблема озонових дірок залишається відкритою, навколо неї сформувалося кілька помилок. Так виснаження озонового шару прагнули перетворити на вигадку, яка вигідна промисловості нібито через збагачення. Навпаки, всі хлорфторвуглецеві речовини були замінені на дешеві та безпечніші компоненти природного походження.

Ще одне хибне твердження про те, що нібито фреони, що руйнують озон, надто важкі, щоб досягати озонового шару. Але в атмосфері всі елементи перемішуються і забруднюючі компоненти здатні досягти рівня стратосфери, в якій знаходиться озоновий шар.

Не варто довіряти і твердженню, що озон руйнують галогени природного походження, а не антропогенного. Це не так, саме діяльність людини сприяє виділенню різних шкідливих речовин, що руйнують озоновий шар. Наслідки вибуху вулканів та інші природні катастрофи мало впливають на стан озону.

І останній міф про те, що озон руйнується лише над Антарктидою. Насправді озонові дірки утворюються всюди атмосфері, через що кількість озону зменшується загалом.

Прогнози на майбутнє

З того часу, як озонові дірки стали, за ними ведеться пильне спостереження. Останнім часом ситуація склалася дуже неоднозначна. З одного боку у багатьох країнах невеликі озонові дірки то з'являються, то зникають, особливо в індустріально розвинених районах, а з іншого боку спостерігається позитивна динаміка скорочення деяких великих озонових дірок.

У ході спостережень дослідники зафіксували, що найбільша озонова діра нависла над Антарктидою і досягла максимальних розмірів у 2000 році. З того часу, судячи з знімків, зроблених супутниками, дірка поступово затягується. Дані твердження викладено у науковому журналі «Science». Екологи підрахували, що її площа зменшилась на 4 млн кв. кілометрів.

Дослідження показують, що поступово рік у рік кількість озону в стратосфері збільшується. Цьому сприяло підписання Монреальського протоколу 1987 року. Відповідно до цього документа, всі країни намагаються зменшувати викиди в атмосферу, скорочується кількість транспорту. Особливо в цьому питанні досяг успіху Китай. Там регулюється поява нових автомобілів та існує поняття квоти, тобто на рік може бути зареєстрована певна кількість номерних знаків автомобілів. Крім того, певних успіхів у покращенні атмосфери досягнуто, тому що поступово люди переходять на альтернативні джерела енергії, відбувається пошук ефективних ресурсів, які б допомогли зберегти.

Після 1987 року проблема озонових дірок порушувалася неодноразово. Цій проблемі присвячено багато конференцій та зборів учених. Також питання обговорюються на зустрічах представників держав. Так, у 2015 році в Парижі відбулася Конференція з , метою якої було виробити дії, спрямовані проти зміни клімату. Це також сприятиме зниженню викидів в атмосферу, а отже, озонові дірки поступово затягуватимуться. Наприклад, вчені прогнозують, що до кінця 21 століття озонова дірка над Антарктидою повністю зникне.

Де знаходяться озонові дірки (ВІДЕО)

Одним із найчудовіших "зелених" міфів є твердження про те, що озонові дірки над полюсами Землі виникають завдяки викидам в атмосферу деяких речовин, вироблених людиною. У нього досі вірять тисячі людей, навіть незважаючи на те, що викрити цей міф може будь-який школяр, який не прогулював уроки хімії та географії.

Міф про те, що діяльність людини призводить до зростання так званої озонової дірки, примітний у багатьох відношеннях. По-перше, він надзвичайно правдоподібний, тобто ґрунтується на реальних фактах. Таких, як наявність самої озонової діри і те, що ряд речовин, вироблених людиною, може руйнувати озон. А якщо так, то у нефахівця не виникає сумнівів у тому, що саме людська діяльність винна у виснаженні озонового шару — достатньо подивитися на графіки зростання дірки та збільшення викидів в атмосферу відповідних речовин.

І тут випливає ще одна особливість "озонового" міфу. Чомусь ті, хто вірять вищезгаданим доказам, зовсім забувають про те, що сам собою збіг двох графіків ні про що не говорить. Зрештою, воно може бути простою випадковістю. Для того, щоб мати незаперечні докази антропогенної теорії походження озонових дірок, потрібно вивчити не лише механізм руйнування озону фреонами та іншими речовинами, а й механізм подальшого відновлення шару.

Ну, а тут настає найцікавіше. Щойно зацікавлений нефахівець почне вивчати всі ці механізми (для чого не треба цілодобово сидіти в бібліотеці — досить згадати кілька абзаців зі шкільних підручників з хімії та географії), як він одразу розуміє, що ця версія — не більше, ніж міф. А згадавши те, який вплив зробив цей міф на світову економіку, обмеживши виробництво фреонів, він відразу розуміє, навіщо його створили. Втім, давайте розглянемо ситуацію із самого початку та по порядку.

З курсу хімії пам'ятаємо, що озон є алотропною модифікацією кисню. У його молекулах не два атоми, а три. Утворюватися озон може різними шляхами, проте найпоширеніший у природі такий: кисень поглинає порцію ультрафіолетового випромінювання з довжиною хвилі 175-200 нм і 280-315 нм і перетворюється на озон. Саме таким чином і утворився озоновий захисний шар у давнину (десь 2-1,7 мільярда років тому), і саме так він продовжує утворюватися й досі.

До речі, з вищесказаного випливає, що насправді мало не половину небезпечного УФ-випромінювання поглинає кисень, а не озон. Озон лише є "побічним продуктом" даного процесу. Однак цінність його полягає в тому, що він також поглинає частину ультрафіолету – ту, чия довжина хвилі становить від 200 до 280 нм. Але що при цьому відбувається із самим озоном? Правильно він знову перетворюється на кисень. Таким чином, у верхніх шарах атмосфери існує якийсь циклічний рівноважний процес - ультрафіолет одного типу сприяє перетворенню озону на кисень, а той, поглинаючи УФ-випромінювання іншого типу, знову переходить в О2.

З усього цього випливає простий і логічний висновок — щоб повністю зруйнувати озоновий шар, потрібно позбавити нашу атмосферу кисню. Адже скільки б вироблені людьми фреони (вуглеводні, що містять хлор і бром, що використовуються як холодоагенти і розчинники), метан, хлороводень і моноксид азоту не руйнували озонові молекули, ультрафіолетове опромінення кисню знову відновить озоновий шар - адже його-то ці речовини не в змозі! Як і зменшити кількість кисню в атмосфері, оскільки дерева, трави та водорості виробляють його в сотні тисяч разів більше, ніж людство, — вищезгадані руйнівники озону.

Отже, як бачите, не одна речовина, створена людьми, не в змозі зруйнувати озоновий шар, поки в атмосфері Землі є кисень, а Сонце випромінює ультрафіолет. Але чому тоді виникають озонові дірки? Відразу хочу сказати, що сам термін "дірка" є не зовсім коректним - йдеться лише про витончення озонового шару в певних ділянках стратосфери, а не про його повну відсутність. Проте, щоб відповісти на поставлене питання, слід просто згадати, де саме на планеті існують найбільші та стійкі озонові дірки.

А тут і згадувати нема чого: найбільша із стійких озонових дірок розташована прямо над Антарктидою, а інша, трохи менша — над Арктикою. Решта озонових дір Землі нестабільні, вони швидко утворюються, але так само швидко "заштопуються". Чому ж у полярних регіонах витончення озонового шару зберігаються досить довго? Та просто тому, що у цих місцях по півроку триває полярна ніч. А за цей час в атмосферу над Арктикою та Антарктикою не надходить достатньої кількості ультрафіолету, здатного перетворити кисень на озон.

Ну а О 3 у свою чергу, залишившись без "поповнення", починає швидко руйнуватися - адже він є дуже нестабільною речовиною. Тому озоновий шар над полюсами добряче стоншується, хоча процес йде з деяким запізненням — видима діра з'являється на початку літа, а зникає до середини зими. Тим не менш, коли приходить полярний день, озон знову починає вироблятися і озонова дірка потихеньку "заштоплюється". Щоправда, не повністю - все одно час інтенсивного надходження УФ-випромінювання в цих краях коротший, ніж період його нестачі. Тому озонова дірка і не зникає.

Але навіщо в такому разі було створено та розтиражовано міф? Відповісти це питання не те що просто, а дуже просто. Справа в тому, що вперше наявність постійної озонової діри над Антарктидою було доведено у 1985 році. А наприкінці 1986 року фахівці американської компанії DuPont (тобто "Дюпон") налагодили виробництво нового класу холодоагентів — фторвуглеців, які не містять хлору. Це сильно здешевило виробництво, проте нову речовину потрібно було ще просунути на ринок.

І тут "Дюпон" фінансує поширення у ЗМІ міфу про злих фреонів, що псують озоновий шар, який на його замовлення склала група метеорологів. В результаті налякана громадськість почала вимагати від влади вжити заходів. І ці заходи було вжито наприкінці 1987 року, коли в Монреалі було підписано протокол про обмеження виробництва речовин, що руйнують озоновий шар. Це призвело до руйнування багатьох компаній, що випускали фреони, а також до того, що Дюпон на довгі роки став монополістом на ринку холодоагентів.

До речі, саме швидкість ухвалення керівництвом "Дюпона" рішення використовувати озонову дірку у своїх цілях і призвела до того, що міф вийшов таким недоопрацьованим, що викрити його може звичайний школяр, який не прогулював уроки хімії та географії. Було б у них більше часу — дивишся, склали б більш переконливу версію. Тим не менш, навіть те, що в результаті "народили" вчені на замовлення "Дюпона", змогло переконати багато людей.

Озонові дірки – «діти» стратосферних вихорів

Хоча озону в сучасній атмосфері небагато - не більше однієї тримільйонної від інших газів, - роль його надзвичайно велика: він затримує жорстке ультрафіолетове випромінювання (короткохвильову частину сонячного спектру), що руйнує білки та нуклеїнові кислоти. Крім того, стратосферний озон – важливий кліматичний фактор, що визначає короткострокові та локальні зміни погоди.

Швидкість реакцій деструкції озону залежить від каталізаторів, у ролі яких можуть виступати як природні атмосферні оксиди, так і речовини, що потрапляють в атмосферу внаслідок природних катаклізмів (наприклад, потужних вивержень вулканів). Однак у другій половині минулого століття було виявлено, що каталізаторами реакцій руйнування озону можуть також служити речовини промислового походження, і людство не на жарт стурбувалося.

Озон (О 3) є порівняно рідкісною молекулярною формою кисню, що складається з трьох атомів. Хоча озону в сучасній атмосфері трохи - не більше однієї тримільйонної від інших газів, - роль його надзвичайно велика: він затримує жорстке ультрафіолетове випромінювання (короткохвильову частину сонячного спектру), що руйнує білки та нуклеїнові кислоти. Тому до появи фотосинтезу – і, відповідно, вільного кисню та озонового шару в атмосфері – життя могло існувати лише у воді.

Крім того, стратосферний озон – важливий кліматичний фактор, що визначає короткострокові та локальні зміни погоди. Поглинаючи сонячне випромінювання та передаючи енергію іншим газам, озон нагріває стратосферу і цим регулює характер планетарних теплових і циркулярних процесів у всій атмосфері.

Нестійкі молекули озону в природних умовах утворюються і розпадаються під дією різних факторів живої та неживої природи, причому під час тривалої еволюції цей процес дійшов деякої динамічної рівноваги. Швидкість реакцій деструкції озону залежить від каталізаторів, у ролі яких можуть виступати як природні атмосферні оксиди, так і речовини, що потрапляють в атмосферу внаслідок природних катаклізмів (наприклад, потужних вивержень вулканів).

Однак у другій половині минулого століття було виявлено, що каталізаторами реакцій руйнування озону можуть також служити речовини промислового походження, і людство не на жарт стурбувалося. Особливо громадська думка схвилювала відкриття над Антарктидою так званої озонової «дірки».

«Дірка» над Антарктидою

Помітне зменшення озонового шару над Антарктидою - озонову дірку - вперше виявили ще 1957 р., у Міжнародний геофізичний рік. Справжня історія її почалася через 28 років зі статті в травневому номері журналу Nature, де було висловлено припущення, що причиною аномального весняного мінімуму ВЗГ над Антарктидою є промислове (у тому числі і фреонами) забруднення атмосфери (Farman та ін., 1985).

Було встановлено, що озонова дірка над Антарктидою виникає зазвичай раз на два роки, що тримається близько трьох місяців, а потім зникає. Вона є не наскрізним отвір, як може здатися, а поглиблення, тому більш правильно говорити про «провисання озонового шару». На жаль, усі подальші дослідження озонової діри переважно були спрямовані на доказ її антропогенного походження (Roan, 1989).

ОДИН МІЛІМЕТР ОЗОНУ Атмосферний озон є сферичний шар завтовшки близько 90 км над поверхнею Землі, причому озон у ньому розподілений нерівномірно. Найбільше цього газу зосереджено на висоті 26–27 км у тропіках, на висоті 20–21 км – у середніх широтах та на висоті 15–17 км – у полярних областях.
Загальний вміст озону (ОСО), тобто кількість озону в атмосферному стовпі в конкретній точці, вимірюється поглинанням та випромінюванням сонячної радіації. Як одиниця виміру використовується так звана одиниця Добсона (е. Д.), що відповідає товщині шару чистого озону при нормальному тиску (760 мм рт. ст.) і температурі 0 ° С. Сто одиниць Добсона відповідають товщині озонового шару в 1 мм.
Величина вмісту озону в атмосфері зазнає добових, сезонних, річних і багаторічних коливань. При середньому глобальному ВЗГ в 290 е. Д. потужність озонового шару змінюється в широких межах - від 90 до 760 е.
За вмістом озону в атмосфері стежить світова мережа близько ста п'ятдесяти наземних озонометричних станцій, дуже нерівномірно розподілених територією суші. Така мережа практично не може реєструвати аномалії у глобальному розподілі озону, навіть якщо лінійний розмір таких аномалій сягає тисячі кілометрів. Більш детальні дані про озон отримують за допомогою оптичної апаратури, встановленої на штучних супутниках Землі.
Слід зазначити, що саме собою деяке зменшення загального вмісту озону (ОСО) перестав бути катастрофічним, особливо у середніх і високих широтах, оскільки хмари і аерозолі також можуть поглинати ультрафіолетове випромінювання. У тому ж Центральному Сибіру, ​​де число хмарних днів велике, відзначається навіть дефіцит ультрафіолету (близько 45% медичної норми).

Сьогодні існують різні гіпотези щодо хімічних та динамічних механізмів утворення озонових дірок. Однак у хімічну антропогенну теорію не вкладається багато відомих фактів. Наприклад, зростання вмісту стратосферного озону в окремих географічних регіонах.

Ось найбільш «наївне» питання: чому діра утворюється в південній півкулі, хоча фреони виробляються в північній, при тому, що невідомо, чи є в цей час повітряне сполучення між півкулями?

Помітне зменшення озонового шару над Антарктидою вперше виявили ще в 1957 р., а через три десятиліття вину за це поклали на промисловість

Жодна з існуючих теорій не спирається на детальні широкомасштабні вимірювання ВЗГ та дослідження процесів, що відбуваються в стратосфері. Відповісти на питання про ступінь ізольованості полярної стратосфери над Антарктидою, як і на низку інших питань, пов'язаних із проблемою утворення озонових дірок, вдалося лише за допомогою нового методу стеження за рухами повітряних потоків, запропонованого В. Б. Кашкіним (Кашкін, Сухінін, 2001); Кашкін та ін., 2002).

Повітряні потоки в тропосфері (до висоти 10 км) з давніх-давен простежували, спостерігаючи за поступальними і обертальними переміщеннями хмар. Озон, по суті, також є величезною «хмарою» над всією поверхнею Землі, і за змінами її щільності можна судити про рух повітряних мас вище 10 км, - так само, як ми дізнаємося напрям вітру, дивлячись на хмарне небо в похмурий день. Для цього щільність озону слід вимірювати в точках просторової решітки з певним часовим інтервалом, наприклад, кожні 24 години. Простеживши, як змінилося поле озону, можна оцінити кут його повороту за добу, напрямок та швидкість руху.

ЗАБОРОНА НА ФРЕОНИ - ХТО ВИГРАВ? У 1973 р. американці Ш. Роуланд та М. Моліна виявили, що атоми хлору, що виділяються з деяких летких штучних хімічних речовин під дією сонячного випромінювання, можуть руйнувати стратосферний озон. Провідну роль у цьому процесі вони відвели так званим фреонам (хлорфторвуглецям), які на той час широко використовувалися в побутових холодильниках, в кондиціонерах, як газ-витіснювач в аерозолях і т. д. У 1995 р. ці вчені спільно з П. Крутценом були удостоєні за своє відкриття Нобелівської премії з хімії.
На виробництво та використання хлорфторвуглеців та інших речовин, що руйнують озоновий шар, стали накладатися обмеження. Монреальський протокол щодо речовин, що руйнують озоновий шар, який передбачає контроль за 95 сполуками, наразі підписали понад 180 держав. У законі Російської Федерації про охорону навколишнього природного середовища також є спеціальна стаття, присвячена
охорони озонового шару Землі Заборона на виробництво та споживання озоноруйнівних речовин мала серйозні економічні та політичні наслідки. Адже фреони мають масу переваг: вони малотоксичні в порівнянні з іншими холодоагентами, хімічно стійкі, негорючі і сумісні з багатьма матеріалами. Тому керівники хімічної промисловості, особливо у США, спочатку були проти заборони. Однак пізніше до заборони приєднався концерн Дюпон, який запропонував використовувати як альтернативу фреонам гідрохлорфторвуглецю та гідрофторвуглецю.
У західних країнах почався «бум» із заміною старих холодильників і кондиціонерів новими, що не містять озоноруйнівних речовин, хоча такі технічні пристрої мають нижчий ККД, менш надійні, споживають більше енергії і при цьому дорожчі. Компанії, що першими почали застосовувати нові холодоагенти, опинилися у виграші і отримали величезні прибутки. Тільки в США збитки від заборони на хлорфторвуглеці склали десятки, якщо не більше мільярдів доларів. Виникла думка, що так звана озонозберігаюча політика могла бути інспірована власниками великих хімічних корпорацій з метою зміцнити своє монопольне становище на світовому ринку.

За допомогою нового методу було досліджено динаміку озонового шару в 2000 р., коли над Антарктидою спостерігалася рекордно велика озонова діра (Kashkin та ін., 2002). Для цього використовувалися супутникові дані про щільність озону по всій південній півкулі, від екватора до полюса. В результаті було встановлено, що вміст озону мінімально в центрі вирви так званого циркумполярного вихору, який утворився над полюсом, на чому ми докладно зупинимося нижче. На основі цих даних була висунута гіпотеза природного механізму утворення озонових «дір».

Глобальна динаміка стратосфери: гіпотеза

Циркумполярні вихори утворюються під час руху стратосферних повітряних мас у меридіональному та широтному напрямках. Як це відбувається? На теплому екваторі стратосфера вища, а на холодному полюсі – нижча. Повітряні потоки (разом з озоном) скочуються зі стратосфери як із гірки, і рухаються все швидше від екватора до полюса. Рух із заходу Схід відбувається під впливом сили Коріоліса, що з обертанням Землі. В результаті потоки повітря як би намотуються, як нитки на веретено, на південну та північну півкулі.

«Веретено» повітряних мас обертається протягом усього року в обох півкулях, але більш виражено в кінці зими і на початку весни, тому що висота стратосфери на екваторі майже не змінюється протягом року, а на полюсах вона вища влітку і нижче взимку, коли там особливо холодно.

Шар озону у середніх широтах створюється за рахунок потужного припливу з екватора, а також внаслідок фотохімічних реакцій, що відбуваються на місці. А ось озон у районі полюса зобов'язаний своїм походженням в основному надходженню з екватора та середніх широт, і його зміст там досить низький. Фотохімічні реакції на полюсі, куди сонячні промені падають під малим кутом, йдуть повільно, а значна частина озону, що надходить з екватора, встигає зруйнуватися в дорозі.

На основі супутникових даних про щільність озону було висунуто гіпотезу природного механізму утворення озонових дірок

Але повітряні маси рухаються не завжди. У найхолодніші зими, коли стратосфера над полюсом дуже низько опускається над поверхнею Землі і «гірка» стає особливо крутою, ситуація змінюється. Стратосферні потоки скочуються так швидко, що виникає ефект, знайомий кожному, хто спостерігав, як вода стікає через отвір у ванні. Досягши певної швидкості, вода починає швидко обертатися, а навколо отвору утворюється характерна вирва, що створюється відцентровою силою.

Щось подібне відбувається і у глобальній динаміці стратосферних потоків. Коли потоки стратосферного повітря набирають досить велику швидкість, відцентрова сила починає віджимати їх від полюса до середніх широт. В результаті повітряні маси рухаються від екватора і від полюса назустріч один одному, що призводить до формування швидко обертається «валу» вихору в області середніх широт.

Обмін повітрям між екваторіальною та полярною областями припиняється, озон з екватора та із середніх широт на полюс не надходить. Крім того, озон, що залишився на полюсі, як у центрифузі, віджимається до середніх широт відцентровою силою, оскільки він важчий за повітря. Через війну концентрація озону всередині воронки різко падає - над полюсом утворюється озоновая «дірка», а середніх широтах - область високого вмісту озону, відповідна «валу» циркумполярного вихору.

Навесні антарктична стратосфера прогрівається і піднімається вище – лійка зникає. Повітряне сполучення між середніми та високими широтами відновлюється, до того ж прискорюються фотохімічні реакції утворення озону. Озонова діра зникає до нової особливо холодної зими на Південному полюсі.

А що в Арктиці?

Хоча динаміка стратосферних потоків і, відповідно, озонового шару в північній та південній півкулях загалом схожа, озонова діра іноді виникає лише над Південним полюсом. Над Північним полюсом озонових дірок не виникає, оскільки зими там м'якше і стратосфера ніколи не опускається настільки низько, щоб повітряні потоки набрали швидкості, необхідної для утворення вирви.

Хоча циркумполярний вихор утворюється і в північній півкулі, озонових дірок там не спостерігається через м'якшу, ніж у південній півкулі, зими

Є ще одна важлива відмінність. У південній півкулі циркумполярний вихор обертається майже вдвічі швидше, ніж у північній. І це не дивно: Антарктида оточена морями і навколо неї існує циркумполярна морська течія – по суті, разом обертаються гігантські маси води та повітря. Інша картина у північній півкулі: у середніх широтах там знаходяться материки з гірськими хребтами, і тертя повітряної маси об земну поверхню не дозволяє циркумполярному вихору набрати досить велику швидкість.

Однак у середніх широтах північної півкулі іноді з'являються невеликі озонові діри іншого походження. Звідки вони беруться? Рух повітря в стратосфері середніх широт гористої північної півкулі нагадує рух води в дрібному струмку з кам'янистим дном, коли на поверхні води утворюються численні вири. У середніх широтах північної півкулі роль рельєфу поверхні дна грають перепади температур на межі континентів та океанів, гірських масивів та рівнин.

Різка зміна температури лежить на поверхні Землі призводить до формування у тропосфері вертикальних потоків. Стратосферні вітри, натрапляючи на ці потоки, створюють вихори, які можуть обертатися в обох напрямках з рівною ймовірністю. Усередині них з'являються області зі зниженим вмістом озону, тобто озонові дірки, які набагато менші за розміром, ніж на Південному полюсі. І слід зазначити, що такі вихори з різними напрямками обертання були виявлені за першої ж спроби.

Таким чином, динаміка стратосферних повітряних потоків, яку ми простежили, спостерігаючи за хмарою озону, дозволяє дати правдоподібне пояснення механізму утворення озонової дірки над Антарктидою. Очевидно, подібні зміни озонового шару, зумовлені аеродинамічні явища в стратосфері, мали місце задовго до появи людини.

Все вищесказане зовсім не означає, що фреони та інші гази промислового походження не надають руйнівної дії на озоновий шар. Проте вченим ще належить з'ясувати, яке співвідношення природних та антропогенних факторів, що впливають на утворення озонових дірок, робити поспішні висновки в таких важливих питаннях неприпустимо.

Останнім часом все частіше громадськість хвилюють питання екології – захисту довкілля, тварин, зменшення кількості шкідливих та небезпечних викидів. Напевно, все також чули про те, що таке озонова дірка, і що їх у сучасній стратосфері Землі дуже багато. Так і є.

Сучасна антропогенна діяльність та технічний розвиток ставить під загрозу існування тварин і рослин на Землі, а також саме життя людей.

Озоновий шар - це захисна оболонка блакитної планети, яка знаходиться в стратосфері. Висота його становить приблизно 25 кілометрів від земної поверхні. А утворюється цей шар із кисню, який під впливом сонячного випромінювання піддається хімічним перетворенням. Локальне зменшення концентрації озону (у народі це і є всім відома "дірка") в даний час викликано багатьма причинами. Насамперед це, звісно, ​​діяльність людини (як виробнича, і повсякденно-побутова). Існують, однак, думки, що озоновий шар руйнується під впливом виключно природних явищ, не пов'язаних із людьми.

Антропогенний вплив

Розібравшись у тому, що таке озонова дірка, необхідно з'ясувати, яка саме діяльність людини сприяє її появі. Насамперед це аерозолі. Щодня ми користуємося дезодорантами, лаками для волосся, туалетними водами з пульверизаторами і часто не замислюємося, що це згубно впливає на захисний шар планети.

Справа в тому, що сполуки, які є у звичних нам балончиках (що включають бром і хлор), охоче реагують з атомами кисню. Тому озоновий шар руйнується, перетворюючись після таких хімічних реакцій на абсолютно марні (а найчастіше і шкідливі) речовини.

Руйнівні сполуки для озонового шару присутні і в рятувальних кондиціонерах в літню спеку, а також в охолоджувальному обладнанні. Промислова діяльність людини, що широко розгорнулася, також послаблює земний захист. Її пригнічують індустріальну воду (частина шкідливих речовин з часом випаровується), забруднюють стратосферу та автомобілів. Останніх, як показує статистика, з кожним роком стає дедалі більше. Негативно позначається на озоновому шарі та

Природний вплив

Знаючи, що таке озонова діра, необхідно мати уявлення про те, скільки їх над поверхнею нашої планети. Відповідь невтішна: проломів у земному захисті безліч. Вони невеликі і часто являють собою не дірку, а дуже тонкий шар озону, що залишився. Однак є і два величезні незахищені простори. Це Арктична та Антарктична озонова дірка.

Стратосфера над полюсами Землі майже містить захисного шару зовсім. З чим це пов'язано? Адже там немає автомобілів і промислових виробництв. Вся справа в природному впливі, друга причина Полярні вихори виникають при зіткненні теплих і холодних потоків повітря. Дані газові утворення у великих кількостях містять азотну кислоту, яка під впливом дуже низьких температур і входить у реакцію з озоном.

Бити на сполох екологи почали лише у ХХ столітті. Руйнівні які пробиваються на землю, не натрапивши на озонову перешкоду, здатні викликати рак шкіри у людини, а також загибель багатьох тварин та рослин (насамперед морських). Так, міжнародними організаціями було заборонено майже всі з'єднання, які руйнують захисний шар нашої планети. Вважається, що навіть якщо людством різко припиниться будь-який негативний вплив на озон у стратосфері, діри, що існують в даний час, зникнуть дуже не скоро. Це пояснюється тим, що фреони, які вже проникли нагору, здатні самостійно існувати в атмосфері ще десятки років.

Парниковий ефект

Парниковий ефект – підвищення температури нижніх шарів атмосфери планети через накопичення парникових газів. Механізм його такий: сонячне проміння проникає в атмосферу, нагріває поверхню планети. Теплове випромінювання, яке походить від поверхні, має повернутися в космос, але нижній шар атмосфери занадто щільний для їх проникнення. Причина цього – парникові гази. Теплові промені затримуються у атмосфері, підвищують її температуру.

Історія досліджень парникового ефекту

Вперше про явище заговорили 1827 року. Тоді з'явилася стаття Жана Батіста Жозефа Фур'є "Записка про температури земної кулі та інших планет", де він докладно виклав свої уявлення про механізм парникового ефекту та причини його появи на Землі. У своїх дослідженнях Фур'є спирався як на власні експерименти, а й у судження М. Де Соссюра. Останній проводив досліди із зачорненою зсередини скляною посудиною, закритою та поставленою під сонячне світло. Температура всередині судини була набагато вищою, ніж зовні. Це пояснюється таким фактором: теплове випромінювання не може пройти крізь затемнене скло, а отже, залишається всередині ємності. При цьому сонячне світло сміливо проникає через стінки, оскільки зовні посудина залишається прозорою.

Причини виникнення

Природа явища пояснюється різною прозорістю атмосфери для випромінювання з космосу та поверхні планети. Для сонячних променів атмосфера планети прозора, як скло, тому вони легко проходять крізь неї. А для теплового випромінювання нижні шари атмосфери непробивні, занадто щільні для проходження. Тому частина теплового випромінювання залишається в атмосфері, поступово опускаючись до найнижчих її шарів. При цьому кількість парникових газів, що ущільнює атмосферу, зростає. Ще у школі нас вчили, що основна причина парникового ефекту – діяльність людини. Еволюція привела нас до промисловості, ми спалюємо тонни вугілля, нафти та газу, отримуємо паливо, дороги заповнені автомобілями. Наслідок цього – виділення парникових газів та речовин в атмосферу. Серед них – водяна пара, метан, вуглекислий газ, оксид азоту. Чому їх так названо, зрозуміло. Поверхня планети нагрівається сонячним промінням, але обов'язково «віддає» частину тепла назад. Теплове випромінювання, яке походить від поверхні Землі, називається інфрачервоним. Парникові гази в нижній частині атмосфери не дають тепловим променям повернутися до космосу, затримують їх. Внаслідок цього середня температура планети зростає, і це веде до небезпечних наслідків. Невже нічого не може врегулювати кількість парникових газів в атмосфері? Звісно, ​​може. З цим завданням чудово справляється кисень. Але біда - кількість населення планети невблаганно зростає, а значить, поглинається все більше кисню. Єдиний наш порятунок – рослинність, особливо ліси. Вони поглинають надлишковий вуглекислий газ, виділяють набагато більше кисню, ніж споживають люди.

Парниковий ефект та клімат Землі

Коли ми говоримо про наслідки парникового ефекту, ми розуміємо його вплив на клімат Землі. Насамперед - це глобальне потепління. Багато хто ототожнює поняття «парниковий ефект» та «глобальне потепління», але вони не рівні, а взаємопов'язані: перше – причина другого. Глобальне потепління пов'язане зі Світовим океаном. Ось приклад двох причинно-наслідкових зв'язків. Середня температура планети зростає, рідина починає випаровуватися. Це стосується і Світового океану: деякі вчені бояться, що за кілька сотень років він почне «висихати». При цьому через високу температуру льодовики та морські льоди почнуть активно танути вже найближчим часом. Це спричинить неминуче зростання рівня Світового океану. Ми вже спостерігаємо регулярні потопи в прибережних районах, але якщо рівень Світового океану суттєво зросте, затоплять усі наближені ділянки суші, загине врожай.

Вплив життя людей

Не слід забувати, що підвищення середньої температури Землі позначиться і нашому житті. Наслідки можуть бути дуже серйозними. Багато територій нашої планети, і так схильні до посухи, стануть абсолютно життєздатними, люди почнуть масово мігрувати в інші регіони. Це неминуче призведе до соціально-економічних проблем, до початку третьої та четвертої світових воєн. Нестача продовольства, знищення врожаїв – ось що чекає на нас у найближче століття. Але чи обов'язково чекає? Чи таки можна щось змінити? Чи може людство понизити шкоду від парникового ефекту? Болотисті землі здатні запобігати парниковому ефекту, найбільше болото у світі, Васюганське.

Дії, здатні врятувати Землю

На сьогоднішній день відомі всі шкідливі фактори, що призводять до накопичення парникових газів, і ми знаємо, що потрібно робити, щоб зупинити це. Не варто думати, що одна людина нічого не змінить. Звичайно, ефекту може добитися лише все людство, але хто знає – може, ще сотня людей у ​​цей момент читає таку статтю? Збереження лісів Зупинка вирубування лісів. Рослини – наш порятунок! Крім того, потрібно не лише зберігати існуючі ліси, а й активно висаджувати нові. Зрозуміти цю проблему має кожна людина. Фотосинтез настільки сильний, що здатний забезпечити нас величезною кількістю кисню. Його вистачить для нормального життя людей та усунення шкідливих газів з атмосфери. Використання електромобілів Відмова від використання автомобілів на паливі. Кожен автомобіль виділяє величезну кількість парникових газів на рік, то чому б не зробити вибір на користь здоров'я навколишнього середовища? Вчені вже пропонують нам електромобілі – екологічно чисті машини, які не використовують паливо. Мінус "паливний" автомобіль - ще один крок до усунення парникових газів. У всьому світі намагаються прискорити цей перехід, але поки що сучасні розробки таких машин далекі від досконалості. Навіть у Японії, де найбільше використання таких автомобілів, не готові повністю переходити на їхнє використання. Альтернатива вуглеводневому паливу Винахід альтернативної енергії. Людство не стоїть на місці, то чому ж ми «застрягли» на використанні вугілля, нафти та газу? Спалювання цих природних компонентів призводить до накопичення парникових газів в атмосфері, тому настав час перейти на екологічно чистий вид енергії. Ми не можемо повністю відмовитися від того, що виділяє шкідливі гази. Проте ми можемо сприяти збільшенню кисню в атмосфері. Не тільки справжній чоловік повинен посадити дерево – це має зробити кожна людина! Що головне у вирішенні будь-якої проблеми? Не заплющувати на неї очі. Можливо ми не помічаємо шкоди від парникового ефекту, але це точно помітять наступні покоління. Ми можемо припинити спалювати вугілля та нафту, зберегти природну рослинність планети, відмовитися від звичайного автомобіля на користь екологічно чистого – і все для чого? Для того, щоб наша Земля існувала і після нас

Озонові діри

Озонова діра - локальне падіння концентрації озону в озоновому шарі Землі

Всім відомо, що нашу планету огортає досить щільний озоновий шар, що знаходиться на висоті 12-50 км над поверхнею землі. Цей повітряний прошарок є надійним захистом всього живого від небезпечного ультрафіолету і дозволяє уникнути згубного впливу сонячного випромінювання.

Саме завдяки озоновому шару колись мікроорганізми зуміли вибратися з океанів на сушу та сприяли появі високорозвинених форм життя. Однак з початку XX століття озоновий прошарок почав руйнуватися, внаслідок чого в деяких місцях стратосфери почали з'являтися озонові дірки.

Що таке озонові дірки?

Всупереч поширеній думці обивателів, що озонова діра є брехнею в небесному просторі, насправді вона є ділянкою значного зниження рівня озону в стратосфері. У таких місцях ультрафіолетовим променям легше проникати до поверхні планети і надавати свій руйнівний вплив на все, що живе на ній.

На відміну від місць із нормальною концентрацією озону у дірах вміст «блакитної» речовини становить лише близько 30 %.

Де знаходяться озонові дірки?

Першу велику озонову дірку було виявлено над Антарктидою в 1985 році. Її діаметр становив близько 1000 км, причому вона з'являлася щороку у серпні, а на початок зими зникала. Тоді дослідники визначили, що концентрацію озону над материком знижено на 50 %, а найбільше його зменшення було зафіксовано на висотах від 14 до 19 км.
Згодом ще одна велика дірка (менших розмірів) була виявлена ​​над Арктикою, зараз же вченим відомі сотні подібних явищ, хоча найбільшою, як і раніше, залишається та, що виникає над Антарктидою.