Знищення озонового шару в стратосфері - Зміна клімату

З кінця 1970-х років баланс між утворенням озону та його виснаженням дедалі більше порушується впливом людини. Причиною є антропогенний викид галогенованих вуглеводнів, що містять хлор і бром. Хлорвмісні хлорфторуглероди (ХФУ), які не зустрічаються в природі, здавна використовуються як пропеленти в балончиках, як холодоагенти в холодильних полицях, холодильниках і морозильних камерах, як піноутворювачі для будівельних матеріалів, як розчинники для чищення при текстильній чистці та в електротехнічній промисловості . Галони, що містять бром, використовували для вогнегасників. ХФУ і галони, які виходять в атмосферу, незнищенні в тропосфері і тому накопичуються тут. Через кілька років деякі з них потрапляють у стратосферу. Тут галогеновані вуглеводні спочатку нешкідливі для озону. Лише тоді, коли вони сильною УФ-радіацією та хімічними реакціями перетворюються на реакційноздатні гази, озон може бути зруйнований.

Зміст

  • 1 реактивних газів
  • 2 Виснаження озону реактивними газами
  • 3 Вплив сонячної радіації
  • 4 результати вимірювань
  • 5 проекцій
  • 6 індивідуальних доказів
  • 7 уроків
  • 8 веб-посилань
  • 9 Повідомлення про ліцензію

1 реактивних газів

шару

2 Виснаження озону реактивними газами

Однак руйнування озону реактивними газами було б значно більшим, якби у стратосфері не було реакцій, які зв'язували б радикали хлору і, в меншій мірі, броми. Хлорові радикали (Cl •) реагують з метаном (CH4) та оксидами азоту, утворюючи соляну кислоту (HCl) та нітрат хлору (ClONO2), які відомі як пластові гази, оскільки хлор тривалий час залишається в них зв’язаним і тому більше не доступний для руйнування озону.

Однак у кліматичних умовах полярних стратосферних областей хлор також може виділятися з пластових газів. Відповідні сполуки брому (HBr та BrONO2) також набагато нестійкіші, ніж хлорні пластові гази поза полярними областями, і вони відносно легко фотолізуються. Тому потенціал руйнування озону брому на молекулу приблизно в 45 разів перевищує потенціал хлору.

Загальна кількість озону в світі зменшилася приблизно на 4% з кінця 1970-х. Окрім полярних областей, озон у середніх широтах південної півкулі (35 ° південної півкулі - 60 ° південної півкулі) зменшився на 6%, удвічі більше, ніж у відповідних широтах північної півкулі. [1] По вертикалі найбільше зменшення спостерігалось у верхній стратосфері на висоті 35-45 км. У Гогенпейсенберзі на півдні Німеччини, де Німецька метеорологічна служба регулярно вимірює озон, з 1970-х до 1990-х років було визначено зниження всього озонового шару на 2,9% на десятиліття порівняно з 7% у верхній стратосфері.

3 Вплив сонячної радіації

4 результати вимірювань

Результати вимірювань Гогенпейсенберга, які демонструють тенденцію до зниження на висоті 35-45 км з 1987 по 2004 рік, по суті узгоджуються із супутниковими вимірами на всій площі північних середніх широт. З кінця 1990-х і до початку нового століття вони демонструють більш-менш постійний рівень озону, за яким спостерігалося помітне зростання в 2003 р. І найрізовіше зниження в 2004 р. На відміну від цього, вимірювання на Гаваях та Новій Зеландії з 1996 року показують досить стабільну криву озону. Ці результати породили дискусію щодо того, чи помітний тут вже ефект менших викидів ХФУ і, як наслідок, знижених концентрацій хлору в стратосфері, тобто чи озоновий шар вже почав відновлюватися. [3] Атмосферна концентрація важливих ХФУ, таких як F-12, F-11 та F-113, досягла свого піку в 1990-х роках внаслідок так званого Монреальського протоколу 1987 року та наступних конференцій (Лондон 1990, Копенгаген 1992, Пекін 1999) та з тих пір зменшується, в тому числі в нижній стратосфері з кінця 1990-х.

5 проекцій

В даний час на питання відновлення озонового шару поки що не можна отримати адекватної відповіді. Максимум 11-річного сонячного циклу, який щойно пройшов, також може бути причиною стагнації розвитку озону. [4] Крім того, сильне зниження озону на початку 1990-х (те саме стосується і тих, що сталися на початку 1980-х), з яких виділяється менший спад у другій половині 1990-х, також пов’язане з виверженням гори Пінатубо (або Ель-Шишон) умовно. У майбутньому охолодження стратосфери також може відігравати дедалі важливішу роль, що є наслідком підвищення концентрації парникових газів. Холодніша стратосфера сприяє руйнуванню озону, особливо в полярних регіонах, і може затримати відновлення початкового стану озонового шару. Зміни в умовах циркуляції, спричинені антропогенними змінами клімату, також можуть мати подібний ефект. "Нормальні" значення озону, як і в 1970-х роках, можна очікувати лише приблизно в середині 21 століття без урахування невизначеного кліматичного ефекту і лише на основі очікуваного розвитку концентрації хлору в стратосфері. [5]

6 індивідуальних доказів

  1. ↑ Fahey, D.W. (2002): Двадцять запитань та відповідей про озоновий шар
  2. ↑ Staehelin, J., N.R.P. Гарріс, К. Аппенцеллер та Дж. Еберхард (2001): Озонові тенденції: огляд, огляди геофізики 39, 231-290
  3. ↑ Ньючерч, М.Дж., Е.-У. Ян, Д.М. Каннольд, Г.К. Рейнсель, Дж. Заводний, Й.М. Рассел III (2003): Докази уповільнення стратосферних втрат озону: перший етап відновлення озону, Journal of Geophysical Research 108, No. D16, 4507, doi 10.1029/2003JD003471
  4. ↑ Клод Х., В. Штайнбрехт, У. Келер, К. Брюль, Б. Штайль, Е. Манзіні, М. Джорджетта, (2005): Дуже низький рівень озону у 2004 році у верхній стратосфері, озоновий бюлетень Німецької метеорологічної служби 103; Келер, У., Штейнбрехт, Б. Гасслер, А. Ріхтер, Дж. Андерсон, Дж. Рассел III (2004): 20 років озонової діри - XX. Чотирирічний симпозіум з питань озону на Косі (Греція), озоновий бюлетень Німецької метеорологічної служби 99
  5. ↑ Клод Х., В. Штайнбрехт, У. Келер, К. Брюль, Б. Штайль, Е. Манзіні, М. Джорджетта, (2005): Дуже низький рівень озону у 2004 році у верхній стратосфері, озоновий бюлетень Німецької служби погоди 103

7 уроків

  • Кліматична енциклопедія ESPERE: Стратосферний озон (включаючи два робочі аркуші)
  • К. Геріке (TU Braunschweig): Фізична хімія V, глава IV.2 Стратосферний озон

8 веб-посилань

  • Мартін Різе, Йенс-Уве Гросс, Рейнгольд Шпанг і Рольф Мюллер: Занепад озону в стратосфері полярних регіонів, у: Lozán, J.L., H.Grassl, D.Notz & D.Piepenburg (2014): WARNSIGNAL KLIMA: Die Polarregionen. Науковий

Оцінки, Гамбург. 376 сторінок. ISBN: 978-39809668-63