Озоновые дыры

Озоновые дыры
фото: https://www.istockphoto.com/photo/sky-background-gm610122164-104653709

Озоновая дыра образовалась из-за того, что люди загрязнили атмосферу химикатами, содержащими хлор и бром. Основными химическими веществами, которые в этом участвуют, являются хлорфторуглероды (сокращенно ХФУ), галоны и четыреххлористый углерод. ХФУ, в частности, ранее использовались в широком спектре применений, включая охлаждение, кондиционирование воздуха, упаковку пенопласта и изготовление аэрозольных баллончиков. Поскольку эти химикаты настолько инертны, они способны оставаться в атмосфере достаточно долго, чтобы подняться в стратосферу, где они могут повредить озоновый слой.

Фактические процессы, посредством которых ХФУ (и другие озоноразрушающие химикаты) разрушают озон, сложны и требуют определенных погодных условий. 

Упрощенное описание процесса с участием ХФУ выглядит следующим образом:

- после того как они достигают стратосферы, нереакционноспособные ХФУ могут быть разрушены УФ-излучением с высвобождением реактивного хлора; для этого в стратосфере должны присутствовать облака, которые обеспечивают поверхности кристаллов льда, на которых могут происходить эти химические реакции;
- после высвобождения из ХФУ хлор (Cl) затем реагирует с озоном (O3) с образованием ClO и O2, ClO быстро распадается с высвобождением атома Cl, который может повторить процесс с другой молекулой O3.
Таким образом, один хлор может проглотить около 100 000 молекул озона, прежде чем покинет стратосферу.
Тот факт, что большая часть истощения озонового слоя происходит над Антарктидой, также требует некоторого объяснения. ХФУ и другие озоноразрушающие газы могут поступать откуда угодно, но именно в южнополярной стратосфере условия становятся наиболее благоприятными для разрушения озона. Ключевым фактором является наличие стратосферных облаков и отсутствие атмосферного смешивания между южными полярными широтами и воздухом из других мест во время южной зимы и ранней весны.

Стратосферные облака (также называемые «перламутровыми» облаками), которые можно увидеть после захода солнца.             © British Antarctic Survey

Обычно в стратосфере нет облаков, поскольку в ней очень мало водяного пара. Однако во время южнополярной зимы температура воздуха в стратосфере над Антарктидой опускается ниже -80 °C! И этого достаточно, чтобы образовались тонкие облака. Пока темно, ничего не происходит; но когда наступает весна, ультрафиолетовое излучение от Солнца достигает Южного полярного круга и запускает процесс выделения хлора и разрушения озона. Это продолжается до тех пор, пока стратосферные облака не исчезнут из-за потепления южнополярной атмосферы по мере приближения лета. К лету стратосферный воздух из более низких широт способен проникать в полярные широты и тем самым пополнять озоновый слой над Антарктидой. Следовательно, существует сезонный цикл озоновой дыры над Антарктидой с самыми низкими уровнями озона, зарегистрированными в конце сентября и начале октября.

Хотя те же самые процессы действительно приводят к истощению озона в Арктике в противоположное время года, проблема не столь серьезна, как на юге, просто потому, что стратосфера над Арктикой, как правило, не становится такой холодной, как стратосфера над Антарктидой; и поэтому образование стратосферных облаков не так часто или широко распространено в Арктике. Это в основном связано с различиями в распределении суши и моря между двумя областями.

ссылка: https://discoveringantarctica.org.uk/oceans-atmosphere-landscape/atmosphere-weather-and-climate/the-ozone-hole/