Уменьшение концентрации озона сопровождается значительным понижением температуры стратосферы: на 15-20°. Эти явления продолжаются и усиливаются с каждым годом. В 90-х годах ХХ века были проведены активные исследования примесей и характеристик стратосферы в Антарктиде. В результате удалось построить непротиворечивую «теорию» озонной дыры, которая оказалась довольно сложной.
Во-первых, в холодной нижней стратосфере были обнаружены облака (15-22 км в июне-июле и 10-18 км в августе-сентябре) при температурах ниже -70°С. Эти облака исчезают при весеннем потеплении стратосферы в октябре- ноябре.
Во-вторых, в области околополюсной стратосферы наблюдаются резко отличные от остальной стратосферы концентрации озоноактивных примесей. Эта область ограничена поясом высокой скорости ветра (струйные течения на границе полярной ночи), отделяющим холодную темную зону от более теплой, освещенной Солнцем. В околополюсной области концентрации ClO и ClО2 в августе и сентябре почти в 100 раз выше, чем вне ее (рис. 11.16).
С другой стороны, там же снижаются концентрации СН4 и окислов азота, снижается также и концентрация хлористого нитрозола (ClONO2) – газа инертного к озону и связывающего два активных озоноразрушающих вещества ClO и NO2 . Установлено, что выключение ClONO2 и NO2 из фотохимических циклов разрушения озона осуществляется упоминавшимися стратосферными облаками, среди которых выделяют 2 типа:
1. образующиеся при Т< -77 °С и состоящие из капель тригидрата азотной кислоты: HNO3· 3H2O. В последнее время, однако, по поводу состава облаков первого типа ведутся дискуссии. В частности, считается, что в их составе присутствуют также в заметных количествах поглощенные сульфатные аэрозольные частицы.
2. образующиеся и существующие при Т< - 85 °С водно-ледовые облака с более крупными частицами.
Частицы облаков активно захватывают и удаляют из стратосферы многие пассивные к озону газы, которые связывают озоноразрушающие соединения: HNO3, ClONO2, НCl и другие. В стратосфере остаются и выделяются из облаков озоноразрушающие вещества: НОCl, ClО, Cl2О2, , Cl2. Кроме того, в слое 17-20 км этой зоны присутствуют в заметных количествах окислы брома BrO.
При появлении Солнца после окончания полярной ночи названные вещества активно разрушают озоновый слой. Эффект сохраняется в сентябре и октябре из-за сильной изоляции околополюсной зоны струйным течением, затрудняющим обмен воздухом с другими областями стратосферы. Только после окончательного прогрева антарктической стратосферы и прекращения струйного течения в ноябре-декабре озонная дыра заполняется.
Казалось бы, аналогичные процессы должны происходить и в Арктике. Но это не так. В зимней Арктике не успевает образоваться в стратосфере изолированная область холодного воздуха. Стратосфера в Арктике теплее антарктической, главным образом, из-за отсутствия «холодильника» в виде огромного материка. Стратосферные облака в Арктике образуются редко и исчезают в течение нескольких дней.
Тем не менее, в последние годы существенное снижение общего содержания озона наблюдалось и в некоторых районах Арктики (см. рис. 11.15). Однако такое снижение, как правило, было кратковременным и быстро исчезало. Вместе с тем, наблюдавшиеся в Европе кратковременные озонные «мини-дыры» в некоторых весьма редких случаях являются результатом вторжения арктических воздушных масс с пониженным содержанием озона [72]. Одной из главных причин появления пониженного общего содержания озона в арктической атмосфере являются стратосферные облака той же природы, что и в Антарктике. В последние годы они являются предметом пристального внимания ученых.
Следует признать, что попадающие в атмосферу озоноразрушающие вещества, являющиеся продуктами человеческой деятельности, действительно представляют угрозу озоновому слою. Измерения показывают, что содержание таких веществ в стратосфере во много раз увеличилось за последние 20 лет.
Международные соглашения по охране озонового слоя
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.