Содержание
Ученые: озоновый слой полностью восстановится к 2060 году
Озоновый слой восстановится к 2060 году, подсчитали специалисты Всемирной метеорологической организации. Его восстановление идет со скоростью 1-3% в десятилетие. Однако пока неясно, насколько отдалят восстановление выбросы запрещенного трихлорфторметана в Китае.
Озоновый слой Земли с 2000 года восстанавливается от нанесенного ему использованием аэрозолей и хладагентов ущерба, выяснили специалисты Всемирной метеорологической организации (ВМО). Восстановление происходит со скоростью 1-3% в десятилетие. Такими темпами в Северном полушарии озоновый слой полностью восстановится к 2030-м годам, а на всей планете — к 2060 году. Эти выводы ВМО обнародовала на очередной встрече сторон протокола в столице Эквадора, Кито.
В 1970-х годах американские ученые выяснили, что ряд химических веществ, используемых в промышленности, способен разрушать озоновый слой Земли. Молекулы хлорфторуглеродов (ХФУ) оказались очень стойки в нижних слоях атмосферы, однако уже в средних слоях стратосферы под воздействием ультрафиолетового излучения распадались, выделяя хлор, который разрушал озон.
Позже Франк Шервуд Роуланд и Марио Молина, обнаружившие эту особенность, были удостоены Нобелевской премии по химии за свое открытие.
Так как озоновый слой поглощает опасную для живых организмов часть ультрафиолетового излучения Солнца, стало очевидно, что его разрушение приведет к тяжелым последствиям — от учащения случаев рака кожи у людей до гибели фитопланктона и повреждения зерновых культур.
Пока промышленники пытались оспорить эти данные, выяснилось, что озоновый слой начал быстро истощаться. Виной тому, по мнению ученых, стали галогенированные углеводороды — вещества, используемые в качестве растворителей и хладагентов. В 1985 году был разработан Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой, который устанавливал сроки, в течение которых те или иные вещества, разрушающие озоновый слой, должны быть сняты с производства и исключены из использования. Он вступил в силу в 1987 году.
Эти меры принесли свои плоды, и озоновая дыра над Антарктидой, диаметр которой к тому моменту превышал 1000 км, начала постепенно затягиваться.
Однако, учитывая, что в атмосфере уже накопилось огромное количество разрушающих озоновый слой веществ, способных существовать десятки лет, этот процесс растянулся на долгие годы.
«Это действительно хорошие новости, — отмечает один из авторов отчета Пол Ньюман, ведущий исследователь Земли в Центре космических полетов Годдарда NASA. — Если бы концентрация разрушающих озон веществ продолжала расти, мы увидели бы последствия. Но мы их остановили».
По словам Ньюмана, хуже всего ситуация обстояла в конце 1990-х годов — тогда было истощено около 10% верхнего озонового слоя. Но с 2000 года он восстанавливается со скоростью 1-3% в десятилетие.
Так, в этом году озоновая дыра над Южным полюсом сократилась до 24,8 млн кв. км. Самая большая площадь у нее была зарегистрирована в 2006 году — 29,6 млн кв. км.
Дыра достигает максимального размера в сентябре-октябре и исчезает в декабре, до наступления в южном полушарии весны, сообщает Ньюман.
Неизвестно, как затягивание озоновой дыры над Антарктидой скажется на глобальном потеплении, отмечает один из авторов отчета Росс Салавитч из Мэрилендского университета.
По его словам, дыра немного защищала Антарктиду от потепления — климат там потеплел, но не так сильно, как мог бы потеплеть без дыры. И все же последствия озоновых дыр настолько опасны для всего мира, что позволить им существтвать «было бы безответственно», говорит Салавитч.
Впрочем, исследователи оценили возможный вклад Монреальского протокола в борьбу с изменением климата положительно. С 1 января 2019 года в силу вступит соглашение Кигали — поправка к протоколу, ограничивающая производства гидрофторуглеродов (ГФУ), безопасных для озонового слоя соединений, которые оказались мощными парниковыми газами. По мнению авторов протокола, эта поправка при максимальном участии стран (сейчас их 58) позволит избежать роста глобальной средней температуры на 0,4°С.
«Двуокись углерода остается самым значительным из парниковых газов, который генерирует глобальное потепление. Однако мы может содействовать борьбе с изменением климата, сокращая эмиссию других газов, включая ГФУ», — отмечает генеральный секретарь ВМО Петтери Таалас.
Также авторы доклада обратили внимание на выбросы ХФУ в Западной Азии — их в мае 2018 года обнаружили специалисты из Национального управления океанических и атмосферных исследований США (NOAA). Согласно Монреальскому протоколу, производство и использование вещества ХФУ-11 должно было быть прекращено к 2010 году (в частности, Россия отказалась от него еще в 1998-2000 годах). С 1993 года его концентрация в атмосфере снизилась на 15%.
Однако если в 2006 году выбросы ХФУ-11 приближались к нулевым значениям, то с 2013 года они составили более 14 тыс. тонн. С учетом циркуляции атмосферы исследователи выяснили, что источник выбросов находится где-то в Восточной Азии, между Китаем, Монголией и Кореей. В конце июня газета The New York Times провела свое расследование и предположила, что выбросы трихлорфторметана происходят в Китае, где его используют в качестве, например, пенообразующего средства.
Выступая в качестве покупателей, экологи добились признания самих китайских производителей в использовании этого вещества — как минимум на 18 фабриках, расположенных в десяти китайских провинциях.
Однако к ответственности пока никого привлечь не удалось. Эти выбросы могут значительно отдалить восстановление озонового слоя.
ООН объявила, что озоновый слой Земли восстановится к 2060 году. Это значит, что люди больше не производят парниковые газы?
Святослав
Иванов
Новостной редактор
Специалисты Всемирной метеорологической организации (ВМО) и ООН опубликовали доклад, согласно которому озоновый слой Земли восстанавливается на 1–3% каждые десять лет, а это значит, что он полностью восстановится к 2060 году. «Хайтек» разбирается, что означает этот доклад и при чем тут Монреальское соглашение 1989 года.
Читайте «Хайтек» в
ООН: озоновый слой Земли восстановится к 2060 году
Что вообще такое озоновый слой и зачем он нужен?
Озоновым слоем называют часть земной стратосферы, которая находится в тропических широтах на высоте 25–30 км, в умеренных 20–25 км, а в полярных — 15–20 км.
В этом слое самое большое количество озона — вещества, молекула которого состоит из трех атомов кислорода. Он образуется в результате воздействия солнечного ультрафиолетового излучения на молекулярный кислород — О2, именно с этим и связан состав озона — О3.
По сути, этот слой защищает всю биосферу от ультрафиолетового излучения. Озон просто его поглощает, поэтому до поверхности Земли доходит лишь небольшое количество этого разрушительного излучения. Озоновый слой возник в атмосфере Земли около 600 млн лет назад в результате действия фотосинтеза. Только после его появления жизнь на Земле вышла из океанов на сушу. В случае, если озоновый слой на Земле исчезнет, то ультрафиолетовое излучение полностью уничтожит всех живых существ на нашей планете или же заставит радикально изменить условия существования, в том числе и человечества.
Почему озоновый слой стал истощаться? Как это произошло?
Впервые озоновая дыра диаметром более 1 тыс.
км в атмосфере была обнаружена в 1985 году. Оказалось, что каждый год над Антарктидой она появлялась, а в январе-феврале уже прекращала свое существование. В прошлом году ее размер составил 17 млн кв. км. В Северном полушарии — в Арктике — осенью и зимой существует огромное количество озоновых дыр общей площадью до 2 млн кв. км, однако они живут не более семи дней.
По своей сути озон возникает при взаимодействии ультрафиолетового излучения с молекулярным кислородом. Нет солнечного света — нет и нового озона, поэтому во время полярной ночи (зимние месяцы в Арктике, летние — в Антарктиде) процесс создания новых молекул озона прекращается, а существующие из-за своей большой массы опускаются к поверхности Земли, где разрушаются в результате непривычного для себя давления.
Есть две основные гипотезы о причинах появления озоновых дыр — антропогенная и естественная.
При этом концепция о естественном постоянном разрушении озонового слоя постоянно критикуется учеными и экологами, аргументы которых опираются на то, что изучение озонового слоя над Антарктидой происходит с 20-х годов XX века, однако первая большая дыра была найдена только во второй половине века — как раз в период появления новых для атмосферы химических элементов в таких объемах.
Но это не значит, что природные явления не уменьшают озоновый слой. Согласно исследованию томских ученых, проведенному в 2011 году после крупного извержения вулкана Мерапи на острове Ява, условия для разрушения огромного количества озона в тот год возникли внутри полярного циклона, который ускорился именно из-за разогретого вулканом воздуха.
«После извержения вулкана Мерапи осенью 2010 года в тропической стратосфере сформировалось аэрозольное облако. Оно подогрело стратосферный воздух и привело к ускорению циркумполярного вихря весной 2011 года — масштабного полярного циклона.
Внутри вихря возникли все условия, необходимые для формирования озоновой дыры: при аномально низких температурах на частицах стратосферных облаков под воздействием солнечного излучения восстанавливался активный хлор, разрушивший озон», — считает замдиректора томского Института мониторинга климатических и экологических систем Сибирского отделения РАН, член-корреспондент РАН Владимир Зуев.
Это значит, что все-таки человечество своей деятельностью разрушает озоновый слой?
Основной причиной уменьшения концентрации озона в атмосфере является совокупность огромного количества факторов в результате химических реакций молекул с разными веществами. Они возникают и вследствие полярной зимы, и благодаря появлению стратосферных облаков — их частицы катализируют реакции распада озона.
Однако эти факторы чаще всего характерны для самых южных и северных широт.
Молекулы озона реагируют на контакт с множеством соединений как органического, так и химического происхождения. Среди простых веществ, разрушающих озон, чаще всего указываются водород, хлор, бром и кислород. Неорганических — хлороводород, монооксид азота и органических — метан, фторхлор- и фторбромфреоны, хлор и бром.
Сильнее всего на озон влияют галогенированные углеводороды, которые широко применялись в промышленности на момент подписания Монреальского соглашения в 1989 году. В итоге в рамках соглашения почти все страны на Земле постепенно отказались от использования низших хлорфторуглеродов — низкокипящих фреонов на основе метанового, этанового и пропанового рядов. Их использовали в качестве пропиленов в аэрозольных баллонах, вспенивающих агентов и взрывобезопасных растворителей, однако они довольно быстро достигали стратосферы, разлагались в атмосфере, образуя хлор и монокись хлора, вступающие в контакт с озоном.
За исследования влияния хлорфторуглеродов (ХФУ-11) на озоновый слой Земли биологи Пауль Джозеф Крутцен, Шервурд Роуланд и Марио Молине получили Нобелевскую премию по химии с формулировкой «За работу в атмосферной химии, особенно в части процессов образования и разрушения озонового слоя».
Некоторые исследователи также связывают разрушение озонового слоя с испытаниями ядерных бомб и запуском космических кораблей.
Значит, с 1989 года человечество больше не выбрасывает вещества, которые разрушают озоновый слой?
Только частично. Да, основное количество стран подписали это соглашение, однако это не означает, что абсолютно все его соблюдают. Последний крупный скандал в этой отрасли произошел весной 2018 года, когда ученые заметили: снижение концентрации фреонов в атмосфере Земли, несмотря на то, что эти соединения могут существовать десятки лет, происходит намного медленнее, чем должно.
В 1980-е годы на Земле производилось около 350 т фреонов, тогда как сейчас этот показатель официально снизился до нуля. Однако в атмосфере его содержание снизилось лишь на 1%. Кроме того, резко увеличилась разница содержания фреонов в южном и северном полушариях Земли, многие ученые связывают это с появлением множества незарегистрированных производств в Восточной Азии.
Что еще делает человечество в рамках Монреальского соглашения?
Всего есть четыре базовых протокола к Монреальскому договору — Лондонский, Копенгагенский, Монреальский и Пекинский. При этом последний, Пекинский, ратифицировали в 191 стране ООН, хотя сам договор подписали 196 стран-участниц ООН. С 2019 года вступает в силу еще одна поправка к протоколу, ограничивающая производство гидрофторуглеродов (ГФУ). Эти соединения являются безопасными для озонового слоя, однако являются мощными парниковыми газами, поднимающими температуру на Земле. Пока поправку ратифицировали 58 стран, что уже позволит избежать роста глобальной средней температуры почти на 0,4 °С.
А при чем тут вообще парниковые газы?
Озон является одним из основных парниковых газов, вместе с водяным паром, углекислым газом и метаном. Потенциально вклад в парниковый эффект вносят также фреоны и оксиды азота, например, парниковая активность фреона в 8,5 тыс. раз превышает воздействие углекислого газа, однако из-за ничтожного процента содержания фреона в атмосфере по сравнению с другими соединениями его роль в этом процессе до конца не изучена.
Пока озоновый слой заживает, ловушки остаются
В 1987 году мир собрался вместе, чтобы подписать Монреальский протокол, глобальное соглашение по защите озонового слоя Земли. Соглашение было разработано для поэтапного отказа от ряда химических веществ, таких как хлорфторуглероды (ХФУ) и гидрохлорфторуглероды (ГХФУ), которые создавали дыру размером с континент в озоновом слое над Антарктидой.
Сегодня озоновый слой восстанавливается, защищая планету от потенциально разрушительного воздействия ультрафиолетового излучения.
Но, хотя это могло ускользнуть от заголовков, озоновый слой все еще остается под давлением, сказала Мег Секи, исполнительный секретарь Секретариата по озону Программы Организации Объединенных Наций по окружающей среде.
«Люди склонны считать, что озоновая дыра — это история, что мы сделали свою работу. На самом деле, впереди у нас еще много вызовов».
В преддверии Международного дня охраны озонового слоя, который отмечается 16 сентября, мы поговорили с Секи об опасностях, с которыми сталкивается солнечный щит Земли, и о том, может ли Монреальский протокол стать шаблоном для борьбы с изменением климата.
Монреальский протокол был назван одним из самых успешных глобальных экологических соглашений в истории. Почему?
Мэг Секи (MS): Монреальский протокол имеет такое большое значение, поскольку он успешно урегулировал возникающую экологическую катастрофу.
Когда ученые предупредили мир о том, что в озоновом слое образовалась зияющая дыра из-за антропогенных химических веществ, выбрасываемых в атмосферу, политические и экологические лидеры объединились для решения этой проблемы. Сегодня более 9Было прекращено использование 9 процентов озоноразрушающих веществ, и озоновый слой находится на пути к восстановлению.
Каков размер дыры в озоновом слое сейчас по сравнению с 1987 годом?
MS: Из-за годовой изменчивости размер дыры увеличивается и уменьшается в зависимости от температуры в стратосфере. Таким образом, мы не можем предсказать это заранее, но есть постепенная, но определенная тенденция к восстановлению.
Сколько времени осталось до того, как дыры больше не будет?
MS: По оценкам ученых, дыра в озоновом слое исчезнет к 2060-м годам. Однако говорить о полном восстановлении очень сложно, потому что сама атмосфера сильно отличается от той, какой она была, когда не было разрушения озонового слоя.
Парниковые газы, изменения температуры и глобальное потепление — все это влияет на динамику и химические процессы в атмосфере, воздействуя на процесс восстановления. В других частях стратосферы восстановление озонового слоя ожидается раньше.
Угрожает ли изменение климата свести на нет некоторые успехи, достигнутые нами в восстановлении озонового слоя?
MS: Это очень сложный вопрос. Озоноразрушающие вещества, контролируемые Монреальским протоколом, являются мощными парниковыми газами, вызывающими изменение климата, но нам удалось контролировать и постепенно сократить их выбросы. Изменение климата само по себе вызывает изменения атмосферной циркуляции и температуры, которые влияют на истощение и восстановление озонового слоя.
Присутствие парниковых газов, таких как закись азота, и других загрязняющих веществ в стратосфере также влияет на разрушение озонового слоя. Группа по научной оценке, одна из трех групп по оценке в рамках Монреальского протокола, постоянно следит за состоянием озонового слоя и отслеживает тенденции концентрации озоноразрушающих веществ и других газов в атмосфере.
Группа также рассматривает связи между изменениями стратосферного озона и климатом.
Есть и другие проблемы. Монреальский протокол включает исключения для некоторых химических веществ, которые могут разрушать озоновый слой. Другие известные озоноразрушающие вещества, такие как закись азота, вообще не охватываются. Справедливо ли сказать, что озоновый слой еще не исчез?
MS: Да. Благодаря успеху Монреальского протокола появилось много новостей об исцелении озонового слоя, и это здорово. Но теперь люди считают, что озоновая дыра — это история, что мы сделали свою работу. На самом деле впереди у нас еще много испытаний. Прежде всего, мы реализуем Кигалийскую поправку, предусматривающую поэтапный отказ от ГФУ и повышение энергоэффективности, особенно в секторе охлаждения.
Стороны также постепенно отказываются от оставшихся ГХФУ и сокращают виды применения, на которые распространяется исключение. Стороны также изучают вопрос о звуковом разрушении банков озоноразрушающих веществ, которые остаются в охлаждающем оборудовании и зданиях с истекшим сроком службы. Кроме того, хотя закись азота не регулируется Монреальским протоколом, стороны заинтересованы в понимании масштабов ее воздействия на озоновый слой, чтобы понять, нужно ли предпринимать какие-либо действия.
Как Монреальский протокол способствовал сохранению биоразнообразия?
MS: Понятно, что защита озонового слоя означала защиту всей жизни на Земле: экосистем, здоровья человека, сельского хозяйства, дикой природы — вы называете это, мы защищаем это. Без озонового слоя слишком много вредного ультрафиолетового излучения достигло бы поверхности Земли. Это было бы плохой новостью. Повышенное воздействие ультрафиолетового излучения может вызывать рак кожи и катаракту глаз, а также наносить ущерб сельскохозяйственным культурам, растениям и микроорганизмам, затрагивая экосистемы и пищевые цепи.
Какие уроки Монреальского протокола можно применить для решения проблемы изменения климата?
MS: Вещества, разрушающие озоновый слой, широко использовались во многих отраслях нашей экономики – охлаждение, электроника, пожаротушение, аэрозоли, медицина… и как фумиганты в сельском хозяйстве. Необходимы новаторские меры и механизмы для обеспечения ликвидации озоноразрушающих веществ, которые стали столь важными для жизни человека, без нарушения функционирования общества.
Чтобы это произошло, все страны, как развитые, так и развивающиеся, сотрудничали в рамках глобального партнерства, а также при полном сотрудничестве отраслей и других заинтересованных сторон для выполнения своих соответствующих обязанностей. Успех Монреальского протокола должен вселить в нас надежду и извлечь полезные уроки для решения других глобальных экологических проблем, включая изменение климата и повестку дня в области устойчивого развития.
Для получения дополнительной информации посетите Программу ООН по окружающей среде Озоновый секретариат
Что произойдет, если озоновый слой исчезнет? Вот что думают ученые.
уровни и температура постоянно растут. Но одним из наиболее угрожающих побочных эффектов изменения климата является устрашающая дыра, образовавшаяся в озоновом слое за многие годы. Ученые связывают это с разрушительной деятельностью человека, в частности с использованием хлорфторуглеродов и аэрозолей, и перспектива полного исчезновения озонового слоя ужасает.
Продолжение статьи ниже рекламного объявления
«Озон — это естественный солнцезащитный крем Земли, поглощающий и блокирующий большую часть поступающего от Солнца УФ-излучения и защищающий жизнь от излучения, повреждающего ДНК», — говорится в отчете НАСА.
Тем не менее, мир без него может быть довольно мрачным.
Источник: Getty Images
Продолжение статьи ниже рекламы
Что произойдет, если озоновый слой исчезнет?
Как упоминалось ранее, озонатор защищает жизнь на планете Земля от воздействия УФ-лучей и радиации. Стратосферный слой, который находится на высоте от 10 до 30 миль над поверхностью Земли, состоит из созданных естественным образом молекул озона.
Но в 19По данным НАСА, в 70-х годах исследователи обнаружили «дыру» в озоне, образовавшуюся в результате использования фреонов, которые разрушают молекулы озона. И согласно EPA, дыра заставляет больше УФ-излучения проникать в жизнь на планете Земля.
Воздействие ультрафиолетовых лучей может вызвать рак кожи, катаракту и проблемы с иммунной системой у людей. а также голод среди людей и диких животных из-за снижения урожайности и уничтожения морской жизни. Поэтому, если дыра в озоновом слое станет намного больше — или если озоновый слой полностью истощится — это может привести к увеличению опасных для жизни людей, животных и растений. В конечном итоге это может сделать планету Земля действительно непригодной для жизни — даже в большей степени, чем сейчас.
Продолжение статьи под рекламой
Но Монреальский протокол 1987 года, положивший конец использованию ХФУ во всем мире, сотворил чудеса в защите озонового слоя. Исследование Земной обсерватории показало, продолжалась ли человеческая деятельность в отношении использования ХФУ.
Дыра продолжала бы расти, образуя дыры как над Арктикой, так и над Антарктидой. Воздействие ультрафиолета было бы астрономическим и постоянно опасным для жизни, но, к счастью, похоже, что это не так, пока мы придерживаемся Монреальского протокола.
На этом изображении, предоставленном Европейским космическим агентством (ЕКА) в четверг, 16 сентября 2021 года, показана карта озоновой дыры над Южным полюсом 16 сентября 2021 года. Ученые говорят, что озоновая дыра в Южном полушарии больше, чем обычно. и уже превосходит по размерам Антарктиду.#Озон pic.twitter.com/1LyvDTTxyq
— Новости дня-2021 (@NewsOfTheDayin) 16 сентября 2021 г.
Продолжение статьи ниже рекламы
когда-либо в этом году.
Ученые заметили, что дыра в Антарктиде, которая имеет тенденцию образовываться зимой, растет быстрее, чем у большинства, с тех пор, как озоновые дыры были впервые зарегистрированы в 1979 году, согласно The Guardian.