Концентрация стратосферного озона стала предметом серьезного изучения лишь в 70–80-х годах прошлого столетия. В 1974 году химики из Калифорнийского университета Марио Молина и Фрэнк Шервуд Роланд предположили, что такие соединения, как хлорфторуглероды (ХФУ), попадая в атмосферу, могут разрушать стратосферный озон. Обнаружение «озоновой дыры» над Антарктикой подтвердило это предположение. Подробнее
Справиться с разрушением озонового слоя не по силам ни какой-то отдельно взятой стране, ни даже группе стран. Ликвидация общей угрозы требует объединения усилий практически всех наций. Подробнее
В 2015-2019 годах, согласно требованиям Монреальского протокола, объем потребления ГХФУ в России не должен превышать 90% от базового уровня, что соответствует 399,6 тонны ОРС в год. Чтобы предотвратить потенциально возможный выход страны из режима соблюдения этого международного соглашения в 2015 году, Минприроды России инициировало разработку проекта по сокращению потребления озоноразрушающих веществ. Во многом благодаря реализации этого проекта Российской Федерации удалось выполнить взятые на себя обязательства —потребление ОРВ в России в 2015 году составило 344,67 тонны ОРС. Подробнее
Существует несколько широко распространённых мифов, касающихся как значения озонового экрана, так и причин образования озоновых дыр. Увы, реальность, как обычно, прозаичнее и в чем-то страшнее выдумок конспирологов. Подробнее
На замену ГХФУ должны прийти вещества, которые не только не разрушают озоновый экран планеты, но и не приводят к парниковому эффекту и не наносят иного вреда окружающей среде. Подробнее
«Аммиак как хладагент» — это название новой рубрики журнала «ЮНИДО в России» и нового раздела портала www.
ozoneprogram.ru. В них мы хотим поделиться богатым международным опытом использования аммиака, который во многих случаях может стать энергоэффективной и экологически безопасной альтернативой гидрофторуглеродным хладагентам (ГФУ). Подробнее
Вступление в силу Монреальского протокола явилось стимулом для бурного роста производства ГХФУ и ГФУ, предлагавшихся в качестве замены ХФУ. Концентрации ГФУ и ГХФУ в атмосфере увеличивались со скоростью 15–20% в год. Страны Европейского Союза, озабоченные воздействием этих веществ на климат планеты, разработали и внедрили меры по регулированию оборота фторсодержащих газов. При подготовке концепции Проекта ЮНИДО/ГЭФ – Минприроды России этот опыт был учтен, и при осуществлении конверсии на озонобезопасные вещества предполагается использовать альтернативы, не содержащие фтор. Подробнее
Ссылки на близкие по тематике страницы сайта. Подробнее
Фильм «Антарктика. Озоновая дыра» Подробнее
Озоновый экран
Озоновый экран слой атмосферы, отличающийся повышенной концентрацией молекул озона (Оа), поглощающих для своего образования коротковолновое ультрафиолетовое излучение Солнца, опасное для живых организмов.[ …]
Озоновый экран — часть атмосферы, где находится в небольшой концентрации озон.[ …]
Озоновый экран (озоносфера) — это слой атмосферы в пределах стратосферы, расположенный на разной высоте от поверхности Земли и имеющий наибольшую плотность (концентрацию молекул) озона на высоте 22-26 км.[ …]
Озоновый экран — слой атмосферы с наибольшей концентрацией молекул озона Оз на высоте около 20-25 км, поглощающий жесткое ультрафиолетовое излучение, гибельное для организмов. Разрушение о.э. в результате антропогенного загрязнения атмосферы таит угрозу всему живому, и прежде всего человеку.[ …]
ОЗОНОСФЕРА ОЗОНОВЫЙ ЭКРАН — слой атмосферы, близко совпадающий со стратосферой, лежащий между 7-8 (на полюсах), 17-18 (на экваторе) и 50 км (с наибольшей плотностью озона на высотах 20-22 км) над поверхностью планеты и отличающийся повышенной концентрацией молекул озона, отражающих жесткое космическое излучение, гибельное для живого.
Предполагается, что глобальное загрязнение атмосферы некоторыми веществами (фреонами, оксидами азота и др.) может нарушить функционирование озонового экрана.[ …]
ОЗОНОСФЕРА, ОЗОНОВЫЙ ЭКРАН — слой атмосферы, близко совпадающий со стратосферой, лежащий над поверхностью планеты и отличающийся повышенной концентрацией молекул озона, отражающих жесткое космическое излучение, гибельное для живого.[ …]
Озоносфера (озоновый экран), лежащая выше биосферы, в слое от 20 до 35 км, поглощая ультрафиолетовое излучение, гибельное для живых существ биосферы, образуется за счет кислорода, биогенного по происхождению, т.е. также созданного живым веществом Земли. Однако живое вещество если и проникает в эти слои в виде спор или аэропланктона, то в них не воспроизводится и концентрация его ничтожна. Заметим, что, проникая в эту оболочку Земли и еще выше, в космос, человек берет с собой в космический корабль как бы частичку биосферы, т.е. всю жизнеобеспечивающую систему.[ …]
Для сохранения озонового пояса Земли существуют как пассивные методы (уменьшение выбросов в атмосферу фреонов, замена их экологически безопасными веществами), так и активные. В США и России начаты работы по активным методам, основанным на сложных физико-химических процессах (инициируемых специальными воздействиями), способствующих либо уменьшению скорости разрушения озона в стратосфере, либо его образованию. Это химическое воздействие на стратосферу в районе “озоновой дыры” в Антарктиде с применением этана и пропана, которые будут связывать атомарный хлор, разрушающий озон, в пассивный хлористый водород. И, наконец, самые современные методы с помощью электромагнитного излучения, электрических разрядов, лазерного излучения, которые в результате фотодиссоциации кислорода будут способствовать образованию озона (Старик, Фаворский и др., 1993). Все это в конечном счете дает возможность уничтожить “озоновые дыры” в околополярных пространствах и сохранить озоновый экран, а значит и земную цивилизацию.
Это так называемый озоновый экран (Фабри) [29], имеющий огромное значение, так как благодаря ему может существовать жизнь на нашей планете. В нем между 32 и 48 км над уровнем геоида сосредоточен озон, который, если бы был выделен, взятый в чистом виде, составил бы тонкий слой в один дюйм толщиной при нормальном давлении и комнатной температуре [30]. Озоновый экран поглощает все ультрафиолетовое излучение длиной волны меньше 0,000014 дм.[ …]
Этот слой (озоносфера, озоновый экран) расположен в пределах стратосферы на высотах от 7-8 км на полюсах до 50 км на экваторе. Концентрация молекул О3 в нем в 10 раз больше, чем у поверхности Земли.[ …]
Об опасности разрушения озонового слоя ученые предупреждали еще в начале 50-х годов и связывали его с оксидами азота, выбрасываемыми сверхзвуковыми самолетами. Но в 1974 г. было выяснено, что «дыры» в озоновом экране образуются в результате воздействия искусственных химикатов — фторхлоруглеродов (ФХУ). Эти газы широко используют в парфюмерной промышленности, в производстве холодильных установок, кондиционеров и огнетушителей.[ …]
Верхней границей биосферы (включая парабиосферу) является так называемый озоновый экран (или слой).[ …]
Примерно то же произошло с ростом производства фреонов, их воздействием на озоновый экран планеты.[ …]
Мы уже говорили, что жизнь сохраняется потому, что вокруг планеты образовался озоновый экран, защитивший биосферу от смертоносных ультрафиолетовых лучей. Но в последние десятилетия отмечено снижение содержания озона в защитном слое.[ …]
Парабиосфера еще более асимметрична, поскольку верхнюю ее границу определяет озоновый экран. Более значительные колебания толщи мегабиосферы, охватывающей осадочные породы, но она не опускается на материках глубже отметок самых больших глубин океана, т. е. 11 км (здесь температура достигает 200°С), и не поднимается выше наибольших плотностей озонового экрана (22—24 км), следовательно, ее максимальная толщина 33—35 км.
[ …]
В большинстве случаев в качестве верхней теоретической границы биосферы указывают озоновый слой без уточнения его границ, что вполне приемлемо, если не обсуждать разницу между нео- и палеобиосферой. Иначе следует учитывать, что озоновый экран образовался всего лишь около 600 млн лет назад, после чего организмы смогли выйти на сушу.[ …]
Граница биосферы в атмосфере находится на высоте 15— 20 км, совпадая с границей тропосферы. Озоновый экран защищает живые организмы от жесткого ультрафиолетового излучения. Ограничивающими факторами распространения жизни выше этого предела служат излучение, недостаток влаги, кислорода и низкое давление. Наиболее плотно населен нижний слой тропосферы до высоты 50 м.[ …]
Эволюционный фактор — это современный фактор среды, порожденный эволюцией жизни. Так, например, озоновый экран — ныне действующий экологический фактор, влияющий на организмы, популяции, биоценозы, экологические системы, в том числе и на биосферу, — существовал в прошлые геологические эпохи. Возникновение озонового экрана связано с появлением фотосинтеза и накоплением в атмосфере кислорода.[ …]
Ультрафиолетовые лучи губительны для всего живого. Основная часть этого излучения задерживается озоновым экраном атмосферы. Поэтому живые организмы распространены до озонового слоя. Но небольшое количество ультрафиолетовых лучей полезно животным и человеку, так как они способствуют выработке витамина Б.[ …]
Нижняя граница биосферы проходит на глубине 3 км на суше и на 2 км ниже дна океана. Верхняя граница — озоновый экран, выше которого УФ излучения солнца исключают органическую жизнь. Толщина — несколько мм. Основой органической жизни является углерод.[ …]
КАРЛ: А я еще читал, что фреоны, которые люди изобрели и используют в холодильниках и кондиционерах, разрушают озоновый экран Земли.[ …]
У верхней границы тропосферы под влиянием космических излучений из кислорода образуется озон. Следовательно, озоновый экран, предохраняющий жизнь от смертоносных излучений, — также результат деятельности самого живого вещества.
[ …]
В результате фотосинтеза в атмосфере стало появляться все больше и больше кислорода и вокруг планеты образовался озоновый экран, ставший надежной защитой организмов от губительной ультрафиолетовой радиации солнца и коротковолнового космического излучения. Под его защитой стала бурно расцветать жизнь: сначала в поверхностных слоях океана стали развиваться взвешенные в воде растения (фитопланктон), выделяющие кислород. Из океана органическая жизнь переместилась на сушу; первые живые существа начали заселять землю примерно 400 млн. лет назад. Организмы, развивающиеся ка земле и способные к фотосинтезу (растения), еще больше увеличили приток кислорода в атмосферу. Считают, что понадобилось не менее полумиллиарда лет, чтобы содержание кислорода в атмосфере достигло современного уровня, который не изменяется вот уже около 50 млн. лет.[ …]
Фотосинтез послужил причиной резкого увеличения содержания СЬ в атмосфере Земли. Благодаря этому возникла озо-носфера (озоновый экран), что в совокупности с другими факторами позволило жизни существовать среди мелководья п выйти на сушу. Изменение содержания кислорода в атмосфере Земли в результате фотосинтеза за более или менее известный период эволюции планеты приведено на рис. 17.[ …]
На высокой активности живого вещества основываются и регуляторные процессы в биосфере. Так, продукция кислорода поддерживает озоновый экран и, как следствие, относительное постоянство потока лучистой энергии, достигающего поверхности планеты. Постоянство минерального состава океанических вод поддерживается деятельностью организмов, активно извлекающих отдельные элемент, что уравновешивает их приток с поступающим в океан речным стоком. Подобная регуляция осуществляется и во многих других процессах.[ …]
Биосфера тесно связана с космосом. Потоки энергии, поступающие к Земле, создают условия, обеспечивающие жизнь. Магнитное поле и озоновый экран защищают планету от излишних космических излучений и интенсивной солнечной радиации.
Космические излучения, достигающие биосферы, обеспечивают фотосинтез и влияют на активность живых существ.[ …]
Разрушается и озонный слой атмосферы. Воздушный транспорт способ-ггвует истощению запасов озона там, где он совершенно необходим. Озоновый экран ослабляет смертоносную ультрафиолетовую солнечную ради-щию в слое атмосферы между 40 и 15 км надземной поверхностью примерно в 6500 раз. Разрушение озонового экрана на 50% увеличивает в 10 раз /льтрафиолетовую радиацию, что влияет на зрение животных и человека, нриводит к воздействию на живые организмы, сходному с ионизирующими плучениями. У меньшается содержание озона в атмосфере над Антарктики.[ …]
Биосфера распространена на 10830 м ниже дна океана и представляет из себя литосферу. Верхний слой биосферы служит так называемым защитным озоновым экраном на высоте 20 25 км, выше которого ультрофиолето-вая часть солнечного спектра исключает существование жизни (рис. 13).[ …]
Биосфера — общепланетарная оболочка Земли, где существует жизнь. Учение о биосфере создано В.И.Вернадским (1863-1945). В атмосфере верхние границы жизни определяются озоновым экраном -тонким слоем озона на высоте 16-20 км. Океан насыщен жизнью целиком. В глубину твердой части Земли активная жазнь проникает местами до 3 км (бактерии). Биосфера представляет собой глобальную жи-сксгему, поддерживаемую биологическим круговоротом вещества и потоками солнечной энергии.[ …]
Верхняя граница жизни в атмосфере определяется уровнем УФ-радиации. На высоте 25—30 км большую часть ультрафиолетового излучения Солнца поглощает находящийся здесь относительно тонкий слой озона — озоновый экран. Если живые организмы поднимаются выше защитного слоя озона, они погибают. Атмосфера над поверхностью Земли насыщена многообразными живыми организмами, которые передвигаются в воздухе активным или пассивным способом. Споры бактерий и грибов обнаруживают до высоты 20—22 км, но основная часть аэропланктона сосредоточена в слое до 1—1,5 км. В горах граница распространения наземной жизни около 6 км над уровнем моря.
[ …]
Ультрафиолетовые лучи. Наиболее коротковолновая (200—280 нм) зона этой части спектра («ультрафиолет С») активно абсорбируется кожей; по опасности УФ-С близок к ЛГ-лучам, но практически полностью поглощается озоновым экраном. Следующая зона—УФ-Д с длиной волны 280—320 нм — наиболее опасная часть спектра УФ, обладающая канцерогенным действием. Механизм этого действия неизвестен; предполагают влияние через нарушение молекулы ДНК. Кроме того, эти лучи инактивируют в коже клетки Лангерганса, отвечающие за ее иммунитет, а также активируют некоторые микроорганизмы. Последнее свойственно только этой части спектра УФ; в других длинах волн УФ губителен для микробов. Большая часть зоны УФ-В также поглощается озоновым экраном; до поверхности Земли доходят лишь УФ-лучи с длиной волны примерно от 300 нм. Эта часть спектра обладает большой энергией и оказывает на живые организмы главным образом химическое действие. В частности, УФ-лучи стимулируют процессы клеточного синтеза. Показано, что облучение ультрафиолетом повышает продуктивность молодняка сельскохозяйственных животных.[ …]
В то же время озон поглощает ультрафиолетовую радиацию, разлагаясь на молекулярный и атомарный кислород. Основная масса озона располагается на высотах 10-25 км с максимальной концентрацией на высотах 22-24 км. Озоновый слой (часто применяют термин «озоновый экран») имеет исключительно важное значение в сохранности жизни на Земле.[ …]
Слой атмосферы, близко совпадающий со стратосферой, лежащий между 7 — 8 км на полюсах и 17 — 18 км на экваторе и 50 км над поверхностью планеты отличающийся повышенной концентрацией молекул озона, называется озоносферой (озоновый экран). Общее содержание озона в этом слое невелико: толщина приведенного (к нормальному давлению) слоя всего около 3 мм.[ …]
В последние годы особую остроту приобрел вопрос о непреднамеренном влиянии индустриальных технологий на природу, в частности на содержание озона в атмосфере. Привлечению внимания широких общественных масс к угрозе озоновому экрану способствовали средства массовой информации, поднявшие на уровне сенсационных открытий большой шум при обнаружении весной в антарктических районах рекордно низкого общего содержания озона.
Явление получило с их подачи название «озоновых дыр в атмосфере».[ …]
К середине палеозоя — в силуре, девоне содержание кислорода в атмосфере достигло почти 10 % от современной концентрации. Одновременно произошли и другие изменения в атмосфере, в частности, проявилась стратификация, сформировался озоновый экран как результат сложнейших химических реакций с образованием аллотропной модификации кислорода 03 (озона). В это время происходило активное освоение жизненными формами земной суши. Первыми завоевателями ее были водоросли и древние, еще бесскелетные рыбы, которые из океана и морей сначала перебрались в озера и реки, где сформировали скелет и плавники, а затем в виде кистеперых рыб, перебираясь из водоема в водоем, заложили возможность образования амфибий, оснащенных легкими и лапами. Из растений на суше появились первые высшие формы — примитивные риннофиты. Это в общем-то была новая знаковая точка в эволюции — были созданы предпосылки к цефализации животного мира.[ …]
Запуск мощных ракет, полеты самолетов в высоких слоях атмосферы, испытания ядерного и термоядерного оружия, уничтожение леса пожарами и хищнической рубкой, массовое применение фреонов в технике, бытовой химии и парфюмерии-главные факторы, разрушающие озоновый экран Земли. Разрушение озонового слоя сопровождается рядом опасных и скрытых негативных воздействий га человека и живую природу.[ …]
Одной из важных характеристик атмосферы является её про -эрачвость, которая влияет на энергетический балаво планеты. На прозрачность влияет погода, содержание диоксида углерода и за -грязнений. Атмосфера защищает Землю от абсолютного холода космического пространства. Озоновый экран задерживает около 20 % инфракрасного теплового излучения Земли, тем самым повышая температуру атмосферы и создавая благоприятный тепловой режим Земли.[ …]
Мы знаем и другую форму образования свободного кислорода, более легкого одноатомного кислорода 0 , обладающего мощной свободной энергией, который образуется в ионосфере и, вероятно, в стратосфере под влиянием космических излучений и ультрафиолетовых лучей нашего Солнца, разлагающих молекулу 02 (§ 96).
Здесь постоянно идет процесс, который можно выразить динамическим равновесием: 201 О . Вместе с озоновым экраном (§ 97) этот процесс играет огромную роль в организованности нашей планеты.[ …]
В кембрий-ордовик суша постепенно осваивается примитивными растениями и животными; з морях царствуют трилобиты, грап-толиты, наутилоидеи, мшанки. В силуре появляются рыбы, в девоне— насекомые и земноводные. Сравнительно богатый наземный биостром девона говорит о возникновении к тому времени озонового экрана — этого удивительного «новообразования» географической оболочки. Располагаясь в стратосфере, на высоте 20— 25 км, озоновый экран поглощает коротковолновую часть ультрафиолетовой солнечной радиации, губительной для органической жизни. Он создан жизнью для того, чтобы защитить жизнь, дать ей новые, почти неограниченные возможности для развития на нашей Земле. И уже в следующем геологическом периоде — каменноугольном— суша одевается влажными густыми лесами высокой биологической продуктивности из древовидных папоротников, гигантских плаунов и хвощей. Это прямое доказательство высокого, близкого к современному содержания кислорода в атмосфере.[ …]
Световой режим. Количество достигающей поверхности Земли радиации обусловлено географической широтой местности, продолжительностью дня, прозрачностью атмосферы и углом падения солнечных лучей. При разных погодных условиях к поверхности Земли доходит 42 — 70% солнечной постоянной (рис. 4.1). Проходя через атмосферу, солнечная радиация претерпевает ряд изменений не только в количественном отношении, но и по составу. Коротковолновая радиация поглощается озоновым экраном и кислородом воздуха. Инфракрасные лучи поглощаются в атмосфере водяными парами и диоксидом углерода. Остальная часть в виде прямой или рассеянной радиации достигает поверхности Земли (рис. 5.39).[ …]
Атмосфера — газовая оболочка Земли. Состав сухого атмосферного воздуха: азот — 78,08 %, кислород — 20,94 %, диоксид углерода — 0,033 %, аргон — 0,93 %.
Остальное — примеси: неон, гелий, водород и др. Пары воды составляют 3-4 % от объема воздуха. Плотность атмосферы на уровне моря 0,001 г/см ’. Атмосфера защищает живые организмы от вредного воздействия космических лучей и ультрафиолетового спектра солнца, а также предотвращает резкое колебание температуры планеты. На высоте 20-50 км основная часть энергии ультрафиолетовых лучей поглощается за счет превращения кислорода в озон, образуя озоновый слой. Суммарное содержание озона не более 0,5 % массы атмосферы, составляющей 5,15-1013 т. Максимум концентрации озона на высоте 20-25 км . Озоновый экран — важнейший фактор сохранения жизни на Земле. Давление в тропосфере (приземный слой атмосферы) уменьшается на 1 мм рт. столба при подъеме на каждые 100 метров.[ …]
Кроме того, озон, находясь в виде слоя атмосферы Земли — озоносферы, имеет чрезвычайно важное биологическое значение. Этот слой предохраняет живые организмы на Земле от вредного влияния коротковолновой ультрафиолетовой радиации Солнца. Озон играет значительную роль в создании термических режимов различных слоев атмосферы вследствие сильного поглощения солнечной радиации и земного излучения. Наиболее интенсивно озон поглощает ультрафиолетовые и инфракрасные лучи. Солнечные лучи с длиной волны меньше 300 км почти полностью поглощаются атмосферным озоном. Таким образом, Земля окружена своеобразным “озоновым экраном”, защищающим многие организмы от губительного действия ультрафиолетового излучения Солнца.[ …]
ФРЕОНЫ (ХЛАДОНЫ) — фуппа галогеносодержащих веществ: Ф-11 (CFC13), Ф-12 (CF2C12), Ф-22 (CHC1F2) и др., кипящих при комнатной температуре, высоколетучих, химически инертных у поверхности Земли, используемых в холодильной промышленности и как распылители (в частности, сельскохозяйственных пестицидов и веществ в аэрозольных упаковках). Поднимаясь в стратосферу, Ф. подвергаются фотохимическому разложению с выделением иона хлора, служащего катализатором химических реакций, разрушающих молекулы озона, защищающего планету от жесткого ультрафиолетового излучения.
В настоящее время ведется постоянное международное наблюдение (мониторинг) за озоновым экраном (плотность озона в 1988 г. была на 5—6% ниже нормы, по наблюдениям в США). Многие страны сократили производство и потребление Ф., но общий выпуск этих веществ в мире возрастает (согласно Монреальскому протоколу, он должен быть сокращен на 50% к 2000 г.). Возрастает и концентрация Ф. в атмосфере. На 1 января 1980 г. количество Ф-12 было равно произведению 285 частей на 1012. В атмосфере Северного полушария содержание Ф. на 8—9% больше, чем в атмосфере Южного. Среднее время жизни Ф. в атмосфере — порядка 70—100 лет, но в верхнем пределе, видимо, достигает многих столетий. Данные пока не слишком точны из-за малых рядов наблюдений и несовершенства измерений и моделирования.[ …]
Но вернемся к первичному океану. Образование первичного океана началось тогда, когда в первичной атмосфере создались условия для конденсации водяного пара. Возникавший конденсат скапливался в замкнутых углублениях земной коры, и эти скопления положили начало образованию протоокеанов. Так как в это время в атмосфере Земли было велико содержание СО2, этот газ вступал в реакцию со сконденсировавшейся водой и образовывал кислоту, которая поступала в первоначальный океан. Так что протоокеаны, скорее всего, были очень кислыми. Поскольку выделение паров Н2О продолжалось, продолжался и процесс их конденсации, и в результате протоокеаны, имевшие вначале, может быть, и небольшие размеры, слились в океаны. Геологические данные свидетельствуют, что уже 3 млрд лет тому назад воды на Земле было достаточно. По мере развития жизни на Земле (органические соединения появились 2,5-3,0 млрд лет тому назад, зарождение жизни на Земле датируется 2,5-1,0 млрд лет тому назад) менялся и состав морской воды (уменьшалась ее кислотность). Образовавшийся озоновый экран защищал живые организмы х>т действия жесткого ультрафиолетового излучения. Окисление серы, аммиака до свободного азота обусловили образование современного типа азотно-кислородной атмосферы.
Появление кислорода в результате фотосинтеза привело к интенсивному изменению химического состава воды океанов. Восстановительная форма существования элементов сменилась на окислительную. Стабилизация химического состава атмосферы обусловливала стабилизацию нового химического состава океанов. Примерно около 1 млрд лет тому назад морская вода достигла, вероятно, такого состава, который очень близок к составу современной морской воды.[ …]
Что такое озоновый слой? Какова его роль на планете?
Я очень люблю понежиться на солнышке. К счастью, кожа у меня не слишком светлая, поэтому могу позволить себе провести пару часов на пляже. Но, на самом деле, не дает нам сгореть под солнечными лучами не кожа и не хороший крем для загара, а озоновый слой нашей планеты.
Что такое озоновый слой и для чего он нужен
Озоновый слой очень тонкий. Находится он на высоте 15–50 км над Землей. Высота расположения этого слоя, а также его толщина может меняться в зависимости от широты. Но, в целом, количество озона очень маленькое в атмосфере. Озон — это особый вид молекул кислорода, так как включает в себя три атома — О3. Для того, чтобы он образовался, необходимо воздействие ультрафиолетовых лучей.
Именно благодаря этому тонкому слою озона и возможна жизнь на Земле. Он не дает солнечной радиации поступать в полном объеме, это привело бы к гибели всего живого. Чрезмерное воздействие ультрафиолета очень сильно вредит человеческому здоровью, из-за этого возникают:
- кожные заболевания;
- рак;
- болезни глаз;
- снижение иммунитета.
Никто вам не скажет, когда именно такой защитный слой образовался вокруг нашей планеты. Но, к сожалению, с годами он все больше разрушается, что происходит не без участия человека.
Из-за чего разрушается озоновый слой
Не раз я уже слышала о том, что вокруг Земли имеются озоновые дыры. Это и есть те самые последствия от уничтожения озонового слоя. Самая большая озоновая дыра зафиксирована над Антарктидой.
Озоновый слой уменьшается, в первую очередь, из-за огромного количества выбросов вредных веществ в атмосферу. Губительно на молекулы озона воздействует:
- хлор;
- бром;
- водород и другие продукты сгорания.
Все эти вещества попадают в атмосферу благодаря активной промышленной деятельности. Все заводы, фабрики и ТЭЦ, которые есть практически в каждом городе, принимают участие в разрушении защитного слоя. Кроме этого, ядерные испытания также приводят к уничтожению молекул озона. Для восстановления озонового слоя, если исключить все факторы, которые его уничтожают, потребуется несколько десятков лет.
Антарктика: зафиксирован рост запрещенных озоноразрушающих веществ.
Концентрация озона в атмосфере чрезвычайно мала — 3 молекулы озона на 10 млн. молекул воздуха. Но несмотря на такой незначительный объем, озоновый слой играет жизненно важную роль. Дело в способности молекул озона поглощать ультрафиолетовое излучение. Опасные для живых организмов лучи UVC, повреждающие ДНК-клеток, и часть спектра лучей UVB полностью поглощаются озоновым слоем и не достигают поверхности Земли.
Озоновый слой
Около 90% озона сосредоточено в слое на высоте от 20 до 30 км над поверхностью Земли. Толщина озонового слоя и высота над поверхностью Земли меняется сезонно и зависит от широты. В полярных широтах озоновый слой «толще» и находится на высоте, начиная от 15 км над поверхностью.
Озон (О3) представляет трёхатомную молекулу кислорода. Под воздействием ультрафиолетового излучения молекулярный кислород (О2) распадается на атомы (О). Атомарный кислород в свою очередь, соединяясь с молекулярным кислородом, образует озон. Затем вновь поглощая ультрафиолетовое излучение озон распадается на молекулярный и атомарный кислород с выделением тепла. Образуется озоно-кислородный цикл, при котором происходит конверсия наиболее опасной части спектра ультрафиолетового излучения в тепло.
Роль озона незаменима: молекулы озона отличаются наибольшей интенсивностью поглощения в отличие от составляющих его атомов (когда они существуют по отдельности), так и двухатомных молекул О2.
Озоноразрушающие вещества
К распаду озона могут также вести реакции и с другими элементами атмосферы: с оксидом азота, хлором и бромом. Большинство этих веществ естественно присутствуют в атмосфере и озоно-кислородный цикл сбалансирован. Но активность человека может приводить к нарушению баланса. Выбросы хлорфторуглеродов значительно увеличили концентрацию хлора в атмосфере. Озоноразрушающие вещества входят в состав холодильных агентов, пенообразователей, средств пожаротушения, растворителей, средств обработки сельхозпродукции, участвуют в процессах производства труб и плит теплоизоляции. Каждый атом хлора может разрушать до нескольких десятков тысяч молекул озона.
Почему озоновые дыры образуются в полярных широтах?
Озон образуется, в основном, в зонах с высокой инсоляцией — в экваториальной зоне в верхней стратосфере. Затем благодаря циркуляции воздуха в верхних слоях атмосферы переносится к полюсам, где он может накапливаться. Кроме того, вместе с глобальной циркуляцией воздуха переносятся и вредные примеси — хлорсодержащие вещества.
Из-за аномально низких температур в течение зимы в полярных стратосферных облаках происходят химические реакции, в результате которых накапливаются нестабильные соединения, содержащие хлор и бром, катализирующие разрушение озона. При первых солнечных лучах происходит запуск реакций разрушения озона. Процесс происходит до тех пор, пока температура не вырастет настолько, что облака разрушатся, и условия для активного разрушения озона исчезнут.
По этой причине «озоновая дыра» — область в озоновом слое с наименьшей концентрацией, фиксируется каждый год в течение «антарктической» весны с сентября до начала декабря над Антарктикой.
На мысе Горн солнцезащитный крем тоже нужен.
Монреальский протокол
Ведущие государства мира в 1988 г. подписали Монреальский протокол, ограничивающий выбросы хлорсодержащих соединений. Использование наиболее опасных фреонов было сокращено. Протокол имел успех, и в 2013 году наметилась тенденция к небольшому уменьшению озоновых дыр с полным восстановлением уровня озона к 2070 году.
Но недавние замеры зафиксировали всплеск озоноразрушающих веществ в атмосфере, несмотря на международные запреты. Циркуляцию воздуха из тропосферы в стратосферу сложно отследить, но исследователи полагают, что источник выбросов находится в восточной Азии.
Озоновый слой. Для чего он нужен? :: Класс!ная физика
В 20-50 км над поверхностью Земли в атмосфере находится слой озона — особой формы кислорода. Под действием солнечного ультрафиолетового излучения молекула атмосферного кислорода (О2) присоединяет третий атом кислорода, и получается озон (О3). Чем больше озона в атмосфере — тем больше УФ излучения он поглощает. Однако озоновый слой атмосферы очень тонок. Если всем озоном атмосферы равномерно покрыть площадь в 45 квадратных километров, то получится слой толщиной всего в 0,3 см. Немного озона проникает с потоками воздуха в нижние слои атмосферы.
Когда лучи света реагируют с веществами, содержащимися в выхлопных газах и промышленных выбросах, то в результате фотохимических реакций образуется так называемый приземный озон. Обычно такая ситуация складывается в больших городах при антициклональном типе погоды. Дыхание таким озоном очень опасно, так как этот газ разрушает лёгкие. Пешеходы, вдыхающие большое количество озона, начинают задыхаться, ощущать боль в груди. Страдают также деревья и кусты вдоль дорог.
Но озон на большой высоте очень даже полезен для человека. Озон поглощает ультрафиолетовые лучи, которые в больших дозах могут вызывать солнечные ожоги и даже рак кожи.
Об озоновом слое учёные узнали в 70-е годы прошлого столетия.
В то же время было сделано открытие, что фреоны, применяющиеся в холодильниках, кондиционерах, аэрозольных баллончиках, уничтожают озон. Поднимаясь в верхние слои атмосферы, молекулы фреонов взаимодействуют с молекулами озона. Под действием солнечной радиации фреоны выделяют хлор, который расщепляет озон с образованием атомарного и обычного кислорода. В месте такого взаимодействия озоновый слой исчезает.
В 1985 году английскими учёными было сделано открытие. Они обнаружили над Антарктидой огромную «дыру» в озоновом слое размером с площадью США. Как выяснилось, в небе над Антарктидой высока концентрация соединения, образующегося в момент разрушения молекулы озона хлором. Это подтвердило тот факт, что использование фреонов создаёт проблему озоновых дыр. Именно поэтому в 1985 г. представителями 44 государств была принята Конвенция об охране озонового слоя, а в 1986 году был подписан Монреальский протокол по ограничению производства и потребления озоноразрушающих веществ.
Озоновая дыра не существует постоянно — с изменением ряда факторов она заполняется молекулами озона из рядом расположенных участков атмосферы, но при этом количество содержания озона на соседних участках значительно уменьшается.
Учёные подсчитали, что уменьшение содержания озона в верхних слоях атмосферы на 1% вызывает увеличение заболеваемости раком кожи на 3-6%. УФ лучи оказывают повреждающее действие на иммунную систему организма, делая нас более восприимчивыми к инфекционным заболеваниям, а также разрушают и клетки растений.
Кроме того, истощение озонового слоя может непредсказуемо изменить климат Земли. Ведь озоновый слой задерживает тепло, рассеивающееся с поверхности Земли. По мере уменьшения количества озона в атмосфере T° воздуха снижается, изменяется направление господствующих ветров и меняется погода.
Анализ данных общего содержания озона подтвердил тенденцию уменьшения атмосферного озона, отмеченную в обзорах Всемирной метеорологической организации еще в 1995 года. С 1979 года по настоящее время годовое содержание озона понизилось на 4-5% глобально и примерно на 7% в средних широтах обоих полушарий. В последние десятилетия значительное уменьшение содержания озона, ранее наблюдавшееся в основном над Антарктидой, стало заметно проявляться в районах Арктики и в прилегающих к ним районах Северного полушария.
Исследовательские работы, проведенные в последнее время российскими учёными, установили, что если в период 1979-1993 г.г. происходило уменьшение среднегодового содержания озона, то в дальнейшем ситуация стабилизировалась. Кроме того, с увеличением объема наблюдений, позволяющих все более подробно описывать состояние озонового слоя, появляются новые свидетельства того, что происходящие изменения связаны не только с антропогенными воздействиями, но, и в значительной степени, с изменениями циркуляции атмосферы.
Источник: www.gismeteo.ru
Другие страницы по теме «Физика погодых явлений »
Турбулентность
Озоновый слой
Цвет воды
Гроза. Цвет молнии. Мобильник и молния. Гром
Прогноз погоды
Туманы. След самолета
Ветры. Бризы. Энергия ураганов
Температура комфорта. Термосфера. Полюс холода
Дождь. Морось. Ледяной дождь. Пузыри на лужах
Солнечные пятна. Гало. Зеленый луч
Фата-моргана
Радуга
Форма снежинок. Град
Полярное сияние. Цвет неба
Сосульки
GISMETEO.RU: Погода и перламутровые облака истощили озоновый слой над Арктикой — Природа
В марте 2020 года концентрация озона в стратосфере над Арктикой достигла рекордно низкого месячного уровня. Минимум, составивший 205 единиц Добсона, был зафиксирован спутниками 12 марта. В нормальных условиях самый низкий уровень озона над Арктикой в марте должен составлять не менее 240 единиц Добсона.
Хотя столь низкий уровень озона является необычным для марта, подобное уже имело место в арктической стратосфере в 1997 и 2011 годах. «Низкий уровень арктического озона, как в этом году, наблюдается примерно раз в десятилетие. Для общего состояния озонового слоя это важно, так как уровень арктического озона в марте и апреле обычно высокий», — отметил Пол Ньюман, ученый в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА и эксперт по озоновому слою Земли.
На представленных изображениях можно видеть среднемесячные концентрации озона над Арктикой в марте 2019 года и марте 2020 года. На графике показаны дневные минимальные уровни озона за последние два года и долгосрочные средние значения.
© NASAОзон является высокореактивной молекулой, состоящей из трех атомов кислорода. Стратосферный озоновый слой, расположенный на высоте около 10–40 километров над поверхностью Земли, выступает естественным солнцезащитным средством, поглощающим опасное ультрафиолетовое излучение, которое способно повредить ДНК растений и нанести вред людям и животным, вызвав катаракту, рак кожи и подавление иммунной системы.
Истощение арктического озонового слоя в этом году было вызвано необычайно слабыми «волновыми событиями» в верхних слоях атмосферы в период с декабря 2019 года по март 2020 года. Эти волны проводят массы воздуха через верхние слои атмосферы, подобно погодным фронтам в нижних слоях, но гораздо масштабнее. В обычный год эти волны распространяются вверх от нижней атмосферы в средних широтах и разрушают циркумполярные ветры, которые кружат вокруг Арктики.
Когда такие волны разрушают полярные ветра, они приносят озон из других частей стратосферы и пополняют арктический резервуар. Это смешение имеет и еще один эффект: нагревание воздуха над Арктикой. Более высокая температура делает условия неблагоприятными для формирования полярных стратосферных облаков, которые способствуют озоноразрушающим реакциям, выделяя хлор.
Большая часть хлора и брома в атмосфере поступает из хлорфторуглеродов и галонов, химически активных форм хлора и брома, которые когда-то использовались в хладагентах, пенах и аэрозольных баллончиках, а в настоящее время запрещены Монреальским протоколом.
Смешение в верхних слоях атмосферы обычно предотвращает истощение озонового слоя, вызванное воздействием хлора и брома. Однако с декабря 2019 года по март 2020 года стратосферные волновые события по неизвестным причинам были слабыми и не разрушали циркумполярные ветра. В результате эти ветра действовали как барьер, не позволяя озону из других частей атмосферы пополнять его арктические запасы. Стратосфера в регионе также оставалась холодной, что привело к активному образованию полярных стратосферных облаков, вызывающих озоноразрушающие реакции.
В отношении уровня озона над Арктикой исследователи предпочитают использовать термин «истощение», поскольку потеря озона там все еще намного меньше, чем озоновая дыра, которая образуется над Антарктидой каждый сентябрь и октябрь, — там уровень озона падает до 120 единиц Добсона.
Анимация показывает концентрации озона над Северным и Южным полюсами с 1 августа 2019 года по 31 марта 2020 года.
Толщина озонового слоя Земли достигла минимума :: Общество :: РБК
Размеры озоновой дыры над Антарктидой установили новый рекорд, сообщила сегодня Всемирная метеорологическая организация (ВМО) ООН. Согласно последним измерениям, проведенным специалистами NASA и Европейского космического агентства (ESA) в конце сентября 2006г., размеры «пробоины» в озоновом слое, защищающем Землю от космической радиации, увеличились до 29,5 кв.
км. Это на 0,1 кв. км больше предыдущего рекорда, установленного в 2000г.
Кроме того, согласно тому же докладу ВМО, средняя толщина озонового слоя над планетой достигла минимума за всю историю подобных наблюдений: дефицит озона в атмосфере на настоящий момент составляет 39,8 мегатонны.
Деформация защитного слоя земной атмосферы вызвана присутствием в ней критического количества парниковых газов и веществ, разрушающих озон. По прогнозам ВМО, несмотря на все принимаемые меры, в течение еще по крайней мере 20 лет озоновые дыры над Землей будут расти.
Напомним, год назад американский объединенный институт исследований окружающей среды сообщил, что, согласно данным спутникового мониторинга, озоновый слой Земли перестал сокращаться. По данным американцев, он по-прежнему остается сильно обедненным по сравнению с состоянием на середину 70-х годов, однако дальнейшего сокращения концентрации озона не наблюдается. Впрочем, как отмечали тогда ученые, на восстановление озонового слоя, разрушавшегося земной промышленностью в течение почти всего XX века, может уйти не менее 40 лет, поскольку соединения хлора, выброшенные в атмосферу несколько десятилетий назад, до сих пор продолжают свое дело.
Также интересно, что в 2002г. австралийские ученые опубликовали прогноз, согласно которому озоновая дыра, впервые обнаруженная около 30 лет назад, может начать стабильно затягиваться и полностью исчезнуть уже к 40-50 гг. XXI века. Эту тенденцию, проявление которой сейчас уже подтверждено, ученые склонны связывать с достижениями в борьбе за улучшение экологической обстановки на Земле, в частности с запретом использования хлорфторуглеродов в холодильных установках и кондиционерах, которые способствуют разрушению озонового слоя.
Озон и озоновый слой Австралия
Что такое озон?
Озон — это встречающаяся в природе молекула, состоящая из трех атомов кислорода. Имеет химическую формулу O3. Слово «озон» происходит от греческого слова óζειν, что означает «нюхать». Его сильный запах позволяет ученым обнаруживать его в небольших количествах.
Около 90% озона в атмосфере сосредоточено на высоте от 15 до 30 километров над поверхностью земли (стратосферный озон). Он также обнаруживается на уровне земли в более низких концентрациях, где он является ключевым компонентом смога над крупными городами (тропосферный озон).
Что такое озоновый слой?
Озоновый слой — это общий термин для обозначения высокой концентрации озона в стратосфере на высоте от 15 до 30 км над поверхностью земли. Он покрывает всю планету и защищает жизнь на Земле, поглощая вредное ультрафиолетовое излучение B (УФ-B) от солнца.
Продолжительное воздействие УФ-В излучения связано с раком кожи, катарактой, генетическим повреждением и подавлением иммунной системы у живых организмов, а также снижением урожайности сельскохозяйственных культур и пищевой цепи.
Что разрушает озоновый слой?
Атмосферные данные показывают, что озоноразрушающие вещества разрушают озон в стратосфере и истончают озоновый слой Земли. Озоноразрушающие вещества — это химические вещества, которые включают хлорфторуглероды (CFC), галоны, четыреххлористый углерод (CCl 4 ), метилхлороформ (CH 3 CCl 3 ), гидробромфторуглероды (HBFCs), гидрохлорфторуглероды (HCFCs), бромистый метил (CHFC). 3 Br) и бромхлорметана (CH 2 BrCl).Они разрушают озоновый слой, высвобождая в стратосферу атомы хлора и брома, которые разрушают молекулы озона. Эти и другие озоноразрушающие вещества также в той или иной степени способствуют глобальному потеплению.
Когда было обнаружено истощение озонового слоя?
В 1974 году химики Марио Молина и Фрэнк Шервуд Роуленд обнаружили связь между ХФУ и разложением озона в стратосфере. В 1985 году геофизик Джо Фарман вместе с метеорологами Брайаном Гардинером и Джоном Шанклином опубликовали данные об аномально низких концентрациях озона над Антарктикой, которые спровоцировали действия во всем мире.
В 1995 году Марио Молина, Фрэнк Шервуд Роуленд и Пол Крутцен, также химик атмосферы, были совместно удостоены Нобелевской премии по химии «за свои работы в области химии атмосферы, особенно в отношении образования и разложения озона».
Подробнее об истощении озонового слоя
Озоновый слой истощается двумя способами. Во-первых, озоновый слой в средних широтах (например, над Австралией) истончается, что приводит к увеличению количества УФ-излучения, достигающего Земли. Данные, собранные в верхних слоях атмосферы, показали, что на большей части земного шара произошло общее истончение озонового слоя.Это включает от пяти до девяти процентов истощения над Австралией с 1960-х годов, что увеличило риск, с которым австралийцы уже сталкиваются из-за чрезмерного воздействия УФ-излучения в результате нашего образа жизни на открытом воздухе. Во-вторых, озоновый слой над Антарктикой и, в меньшей степени, над Арктикой резко истончается весной, что приводит к «озоновой дыре».
Восстановится ли озоновый слой?
?Мировое сообщество приняло меры по восстановлению озонового слоя.Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой (Монреальский протокол) вступил в силу в 1987 году. Он обязывает страны прекратить производство и импорт всех основных озоноразрушающих веществ. Австралия выполняет свои обязательства по этому международному соглашению посредством Закона 1989 года об охране озона и регулировании синтетических парниковых газов.
Каждые четыре года Всемирная метеорологическая организация и Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде проводят обзор состояния озонового слоя.Эти обзоры показывают, что количество озоноразрушающих химикатов в атмосфере в настоящее время сокращается, и ожидается, что озоновый слой восстановится до уровней до 1980 года в средних широтах к 2050 году и над Антарктикой к 2065 году.
Хронология
- 1974 — Химики в США обнаруживают связь между ХФУ и разложением озона в стратосфере
- 1985 — Британские ученые публикуют результаты аномально низких концентраций озона над Антарктикой.
- 1985 — Согласована Венская конвенция об охране озонового слоя, ратифицирована 197 странами (всеобщая ратификация)
- 1987 — Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой, согласован, ратифицирован 197 странами (всеобщая ратификация)
- 1989 — В Австралии вступил в силу Закон об охране озона и управлении синтетическими парниковыми газами
- 1991 — Начало поэтапного отказа от CFC (хлорфторуглеродов)
- 1996 — Начало поэтапного отказа от ГХФУ (гидрохлорфторуглеродов)
Дополнительная информация
Основы науки об озоновом слое | Защита озонового слоя
Озоновый слой Земли Озоновый слой Область стратосферы, содержащая основную часть атмосферного озона.Озоновый слой находится примерно на 15-40 километров (10-25 миль) над поверхностью Земли в стратосфере. Истощение этого слоя озоноразрушающими веществами (ОРВ) приведет к более высокому уровню УФВ, что, в свою очередь, вызовет рост рака кожи и катаракты и потенциальный ущерб некоторым морским организмам, растениям и пластмассам. На научной странице (http://www.epa.gov/ozone/science/index.html) предлагается гораздо больше деталей о науке об истощении озонового слоя. защищает все живое от вредного солнечного излучения, но деятельность человека повредила этот щит.Слабая защита озонового слоя от ультрафиолетового (УФ) света UV Ультрафиолетовое излучение — это часть электромагнитного спектра с длинами волн короче видимого света. Солнце производит ультрафиолетовое излучение, которое обычно делится на три диапазона: UVA, UVB и UVC. UVA не поглощается озоном. UVB в основном поглощается озоном, хотя некоторые из них достигают Земли. UVC полностью поглощается озоном и нормальным кислородом. НАСА предоставляет дополнительную информацию на своем веб-сайте (http://www.nas.nasa.gov/About/Education/Ozone/radiation.html). со временем повредит посевы и приведет к увеличению заболеваемости раком кожи и катарактой.
I. Озоновый слой
Атмосфера Земли состоит из нескольких слоев. Самый нижний слой, тропосфера тропосфера Область атмосферы, наиболее близкая к Земле. Тропосфера простирается от поверхности примерно до 10 км в высоту, хотя эта высота меняется в зависимости от широты. Почти вся погода происходит в тропосфере. Mt. Эвересту, самой высокой горе на Земле, всего 8 лет.Высота 8 км. Температура в тропосфере уменьшается с высотой. Когда теплый воздух поднимается вверх, он остывает, опускаясь обратно на Землю. Этот процесс, известный как конвекция, означает, что существуют огромные движения воздуха, которые очень эффективно перемешивают тропосферу., Простирается от поверхности Земли на высоту примерно до 6 миль или 10 километров (км). Практически вся деятельность человека происходит в тропосфере. Mt. Эверест, самая высокая гора на планете, имеет высоту всего около 5,6 миль (9 км). Следующий слой, стратосфера стратосфера Область атмосферы над тропосферой.Стратосфера простирается от 10 до 50 км в высоту. Коммерческие авиалинии летают в нижних слоях стратосферы. На больших высотах стратосфера становится теплее. Фактически, это потепление вызвано поглощением озона ультрафиолетового излучения. Теплый воздух остается в верхних слоях стратосферы, а холодный — в нижних, поэтому вертикальное перемешивание в этом регионе гораздо меньше, чем в тропосфере. Оно продолжается от 6 миль (10 км) до примерно 31 мили (50 км). Большинство коммерческих самолетов летают в нижней части стратосферы.
Большая часть атмосферного озона сконцентрирована в слое стратосферы на высоте от 9 до 18 миль (от 15 до 30 км) над поверхностью Земли (см. Рисунок ниже). Озон — это молекула, содержащая три атома кислорода. В любой момент времени молекулы озона постоянно образуются и разрушаются в стратосфере. Общая сумма оставалась относительно стабильной в течение десятилетий, в течение которых она измерялась.
Источник: рисунок Q1-2 от Микаэлы И. Хегглин (ведущий автор), Дэвида У. Фейи, Мак МакФарланда, Стивена А.Монцка и Эрик Р. Нэш, Двадцать вопросов и ответов об озоновом слое: обновление 2014 г., Научная оценка разрушения озона: 2014 г., 84 стр., Всемирная метеорологическая организация, Женева, Швейцария, 2015 г. Озоновый слой в стратосфере поглощает часть солнечного излучения, не позволяющая ему достичь поверхности планеты. Что наиболее важно, он поглощает часть ультрафиолетового излучения, называемую UVB UVB , полосу ультрафиолетового излучения с длинами волн 280-320 нанометров, производимого Солнцем.UVB — это вид ультрафиолетового света от солнца (и солнечных ламп), который имеет несколько вредных эффектов. UVB особенно эффективен при повреждении ДНК. Это причина меланомы и других видов рака кожи. Это также было связано с повреждением некоторых материалов, сельскохозяйственных культур и морских организмов. Озоновый слой защищает Землю от большинства солнечных лучей UVB. Всегда важно защитить себя от ультрафиолета B, даже при отсутствии истощения озонового слоя, надев головные уборы, солнцезащитные очки и солнцезащитный крем. Однако эти меры предосторожности станут более важными по мере усугубления разрушения озонового слоя.НАСА предоставляет дополнительную информацию на своем веб-сайте (http://www.nas.nasa.gov/About/Education/Ozone/radiation.html). УФ-В излучение связано со многими вредными эффектами, включая рак кожи, катаракту и вред. некоторым культурам и морским обитателям.
Ученые установили рекорды за несколько десятилетий, детализирующие нормальные уровни озона во время естественных циклов. Концентрация озона в атмосфере естественным образом меняется в зависимости от солнечных пятен, времен года и широты. Эти процессы хорошо понятны и предсказуемы.Каждое естественное снижение уровня озона сопровождалось восстановлением. Однако, начиная с 1970-х годов, научные данные показали, что озоновый щит истощается далеко за пределами естественных процессов.
II. Разрушение озонового слоя
Когда атомы хлора и брома вступают в контакт с озоном в стратосфере, они разрушают молекулы озона. Один атом хлора может разрушить более 100 000 молекул озона, прежде чем он будет удален из стратосферы. Озон может быть разрушен быстрее, чем он создается естественным путем.
Некоторые соединения выделяют хлор или бром при воздействии интенсивного УФ-излучения в стратосфере. Эти соединения способствуют разрушению озонового слоя и называются озоноразрушающими веществами (ODS ODS Соединение, которое способствует разрушению стратосферного озона. ОРВ включают хлорфторуглероды (CFC), гидрохлорфторуглероды (HCFC), галоны, бромистый метил, четыреххлористый углерод, гидробромфторуглерод). хлорбромметан и метилхлороформ. ОРВ, как правило, очень стабильны в тропосфере и разлагаются только под интенсивным ультрафиолетовым светом в стратосфере.Когда они распадаются, они выделяют атомы хлора или брома, которые затем разрушают озон. Доступен подробный список (http://www.epa.gov/ozone/science/ods/index.html) веществ класса I и класса II с указанием их ОРП, ПГП и номеров КАС.). ОРВ, выделяющие хлор, включают хлорфторуглероды хлорфторуглероды Газы, подпадающие под действие Монреальского протокола 1987 года и используемые для охлаждения, кондиционирования воздуха, упаковки, изоляции, растворителей или аэрозольных пропеллентов. Поскольку они не разрушаются в нижних слоях атмосферы, ХФУ уносятся в верхние слои атмосферы, где при соответствующих условиях разрушают озон.Эти газы заменяются другими соединениями: гидрохлорфторуглеродами, временной заменой ХФУ, которые также подпадают под действие Монреальского протокола, и гидрофторуглеродами, подпадающими под действие Киотского протокола. Все эти вещества также являются парниковыми газами. См. Гидрохлорфторуглероды, гидрофторуглероды, перфторуглероды, озоноразрушающие вещества. (CFC), гидрохлорфторуглероды гидрохлорфторуглероды Соединения, содержащие атомы водорода, фтора, хлора и углерода.Хотя озоноразрушающие вещества, они менее способны разрушать стратосферный озон, чем хлорфторуглероды (ХФУ). Они были введены в качестве временной замены ХФУ, которые также являются парниковыми газами. См. Озоноразрушающее вещество. (ГХФУ), четыреххлористый углерод четыреххлористый углерод Соединение, состоящее из одного атома углерода и четырех атомов хлора. Тетрахлорметан широко использовался в качестве сырья для многих промышленных целей, включая производство хлорфторуглеродов (ХФУ), а также в качестве растворителя.Использование растворителя прекратилось, когда было обнаружено, что он канцерогенный. Он также используется в качестве катализатора для доставки ионов хлора в определенные процессы. Его озоноразрушающий потенциал составляет 1,2, а метилхлороформ метилхлороформ Соединение, состоящее из углерода, водорода и хлора. Метилхлороформ используется в качестве промышленного растворителя. Его озоноразрушающий потенциал составляет 0,11. ОРВ, выделяющие бром, включают галоны галоны Соединения, также известные как бромфторуглероды, которые содержат бром, фтор и углерод.Они обычно используются в качестве средств пожаротушения и вызывают разрушение озонового слоя. Бром во много раз более эффективен в разрушении стратосферного озона, чем хлор. См. Озоноразрушающее вещество. и бромистый метил бромистый метил Соединение, состоящее из углерода, водорода и брома. Бромистый метил — эффективный пестицид, используемый для фумигации почвы и многих сельскохозяйственных продуктов. Поскольку он содержит бром, он разрушает стратосферный озон и имеет озоноразрушающий потенциал 0,6. Производство бромистого метила было прекращено 31 декабря 2004 г., за исключением допустимых исключений.Доступно гораздо больше информации (http://www.epa.gov/ozone/mbr/index.html). Хотя ОРВ выбрасываются на поверхность Земли, в конечном итоге они переносятся в стратосферу в процессе, который может длиться очень долго. от двух до пяти лет.
В 1970-х годах возникла обеспокоенность по поводу воздействия озоноразрушающих веществ (ODS ODS Соединение, которое способствует разрушению стратосферного озона. ОРВ включают хлорфторуглероды (CFC), гидрохлорфторуглероды (HCFC), галоны, бромистый метил, четыреххлористый углерод, гидробромфторуглероды, хлорбромметан и метилхлороформ.ОРВ обычно очень стабильны в тропосфере и разлагаются только под воздействием интенсивного ультрафиолетового света в стратосфере. Когда они распадаются, они выделяют атомы хлора или брома, которые затем разрушают озон. Доступен подробный список (http://www.epa.gov/ozone/science/ods/index.html) веществ класса I и класса II с их ОРС, ПГП и номерами КАС.) На стратосферном озоновом слое озоновый слой Область стратосферы, содержащая основную часть атмосферного озона. Озоновый слой находится примерно на 15-40 километров (10-25 миль) над поверхностью Земли в стратосфере.Истощение этого слоя озоноразрушающими веществами (ОРВ) приведет к более высокому уровню УФВ, что, в свою очередь, вызовет рост рака кожи и катаракты и потенциальный ущерб некоторым морским организмам, растениям и пластмассам. На научной странице (http://www.epa.gov/ozone/science/index.html) предлагается гораздо больше деталей о науке об истощении озонового слоя. побудили несколько стран, в том числе США, запретить использование хлорфторуглеродов (CFCs CFCs Органические соединения, состоящие из атомов углерода, хлора и фтора.Примером является CFC-12 (CCI2F2), используемый в качестве хладагента в холодильниках и кондиционерах, а также в качестве вспенивающего агента. Газообразные CFC могут разрушать озоновый слой, когда они медленно поднимаются в стратосферу, разрушаются сильным ультрафиолетовым излучением, высвобождают атомы хлора, а затем вступают в реакцию с молекулами озона. См. «Озоноразрушающее вещество».) Как аэрозоль аэрозоль Небольшая капля или частица, взвешенные в атмосфере, обычно содержащие серу. Аэрозоли выделяются естественным путем (например,, при извержениях вулканов) и в результате деятельности человека (например, при сжигании ископаемого топлива). Нет никакой связи между аэрозолями в виде твердых частиц и продуктами под давлением, также называемыми аэрозолями. (См. Ниже) пропелленты. Однако мировое производство ХФУ и других ОРВ продолжало быстро расти, поскольку были найдены новые применения этих химикатов в холодильном оборудовании, пожаротушении, пенопласте и других применениях.
Некоторые природные процессы, такие как сильные извержения вулканов, могут косвенно влиять на уровень озона.Например, Mt. Извержение Пинатубо в 1991 году не увеличило концентрацию хлора в стратосфере, но оно произвело большое количество крошечных частиц, называемых аэрозолями. аэрозолями . Маленькие частицы или капли жидкости в атмосфере, которые могут поглощать или отражать солнечный свет в зависимости от их состава. (отличается от потребительских товаров, также известных как аэрозоли). Эти аэрозоли увеличивают эффективность хлора в разрушении озона. Аэрозоли в стратосфере создают поверхность, на которой хлор на основе CFC может разрушать озон.Однако эффект от вулканов непродолжительный.
Не все источники хлора и брома способствуют разрушению озонового слоя. Например, исследователи обнаружили, что хлор из бассейнов, промышленных предприятий, морской соли и вулканов не достигает стратосферы. Напротив, ОРВ очень стабильны и не растворяются под дождем. Таким образом, отсутствуют естественные процессы, удаляющие ОРВ из нижних слоев атмосферы.
Одним из примеров истощения озонового слоя является ежегодная озоновая «дыра» над выходом из Антарктики, образовавшаяся во время антарктической весны с начала 1980-х годов.На самом деле это не дыра в озоновом слое, а большая часть стратосферы с очень низким содержанием озона.
Разрушение озона не ограничивается территорией над Южным полюсом. Исследования показали, что истощение озонового слоя происходит на широтах, включая Северную Америку, Европу, Азию и большую часть Африки, Австралии и Южной Америки. Более подробную информацию о глобальных масштабах истощения озонового слоя можно найти в Scientific Assessment of Ozone Depletion: 2014 Exit, разработанном Программой Организации Объединенных Наций по окружающей среде.
Где содержится озон в атмосфера? Какие роли играет озон в атмосфере и как это влияет на людей? На поверхности Земли озон попадает в прямой контакт с формами жизни и демонстрирует его разрушительные стороны (отсюда его часто называют «плохим озоном»). Так как озон сильно реагирует с другими молекулами, высокий уровень озона токсичны для живых систем. Несколько исследований документально подтвердили вредное воздействие озона на растениеводство, рост лесов, и здоровье человека.Существенные отрицательные эффекты поверхностного тропосферный озон из-за этой прямой токсичности контрастирует с преимущества дополнительной фильтрации УФ-В излучения, что это обеспечивает. Какие экологические проблемы, связанные с озоном? Есть также широко распространенные научные и общественные интерес и беспокойство по поводу потерь озона в стратосфере. Наземные и спутниковые приборы зафиксировали снижение в количестве стратосферного озона в нашей атмосфере.Над отдельные участки Антарктиды, до 60% от общей суммы накладных расходов озона (известного как озоновый столб) истощается во время антарктического весна (сентябрь-ноябрь). Это явление известно как Озоновая дыра в Антарктике. В арктических полярных регионах аналогичные процессы происходят, которые также привели к значительному химическому истощению столбец озона в конце зимы и весной в 7 из последние 11 лет.Потеря озона с января по конец марта обычно составлял 20-25%, а убытки в более короткие периоды были выше, в зависимости от встречающихся метеорологических условий в стратосфере Арктики. Меньший, но все же значительный, стратосферное снижение было замечено в других, более населенных регионы Земли. Повышение поверхностного УФ-В излучения имеет наблюдались в связи с локальным уменьшением стратосферных озон как от наземных, так и от спутниковых приборов. На что влияет деятельность человека озон в верхних слоях атмосферы (стратосферный озоновый слой)? Какие действия были предприняты защитить озоновый слой? * Текст и рисунок адаптированы из Введения. в «Часто задаваемые вопросы» Мировой метеорологической Отчет Организации / Программы Организации Объединенных Наций по окружающей среде, Научный Оценка разрушения озона: 1998 г. (Всемирное исследование озона ВМО. и проект мониторинга — Отчет №44, Женева, 1999 г.). |
Где находится озоновый слой
[/ caption]
Озоновый слой — это часть атмосферы, которая содержит большое количество молекул кислорода озона. Эта молекула играет важную роль, действуя как естественный УФ-экран для Земли. Вы можете задаться вопросом, где расположен озоновый слой, который так эффективно играет такую жизненно важную роль. Озоновый слой фактически расположен в стратосфере в районе, который находится на высоте от 10 до 50 км над Землей.
Так почему же озоновый слой так важен? Как уже упоминалось ранее, секрет кроется в молекулах кислорода. Нормальный кислород в его естественном молекулярном состоянии состоит всего из двух атомов. Однако это меняется, когда кислород в термосфере подвергается воздействию ультрафиолетовых лучей Солнца. Лучи разделяют молекулы кислорода, свободный кислород соединяется с оставшимися двумя атомными молекулами кислорода, образуя озон. Этот процесс может показаться простым, но он помогает отфильтровать 99,5% ультрафиолетового излучения, которое Солнце направляет на Землю.В те времена, когда озоновый слой не экранировал этот тип излучения на таких уровнях, согласно геологическим данным, жизнь была почти полностью уничтожена.
Вы можете подумать, что это преувеличение, пока не заметите биологический ущерб, который могут нанести ультрафиолетовые лучи. Мы уже видели вред, причиняемый, когда люди не принимают надлежащих мер предосторожности, идя на пляж. Наименьший вред приносит солнечный ожог. У людей, подвергшихся чрезмерному воздействию ультрафиолетовых лучей, попадающих на землю, кожа повреждается ультрафиолетовой энергией, проникающей через кожу.Однако чем дольше человек подвергается воздействию ультрафиолетовых лучей, тем серьезнее становится ситуация. Причина в том, что повреждение попадает на клеточный уровень, вызывая рак и генетические повреждения. По сути, это похоже на воздействие расплавленного ядерного реактора. Радиация высокой энергии со временем накапливает вред в живой ткани, пока не убьет подвергшийся воздействию организм.
Несмотря на свою важность, промышленность производила и выбрасывала в воздух химические вещества, которые нарушали цикл озона. Основная проблема — химические вещества — CFC не позволяют молекулам кислорода завершить процесс связывания, который важен для завершения цикла озона, что привело к значительному истощению озона в ключевых областях атмосферы Земли.Это огромно, когда естественная концентрация озона была уже довольно низкой. Это просто свидетельствует о нарушении хрупкого баланса. К счастью, страны, услышав о причиненном вреде, начали запрещать ХФУ, в то время как промышленность пыталась найти альтернативы для использования в продуктах. Результат начал проявляться в том, что истощение озонового слоя фактически замедлялось и обращалось вспять, а ученые предсказывали восстановление в течение следующего столетия.
Мы написали много статей об озоновом слое для Universe Today. Вот статья об истощении озонового слоя, а вот статья об озоновом слое.
Если вам нужна дополнительная информация о Земле, ознакомьтесь с руководством НАСА по исследованию Солнечной системы на Земле. А вот ссылка на Обсерваторию Земли НАСА.
Мы также записали серию Astronomy Cast, посвященную планете Земля. Послушайте, Эпизод 51: Земля.
Нравится:
Нравится Загрузка …
озоновый слой | Национальное географическое общество
Озоновый слой — это один слой стратосферы, второй слой атмосферы Земли. Стратосфера — это масса защитных газов, цепляющихся за нашу планету.
Стратосфера получила свое название, потому что она стратифицирована или слоистая: по мере увеличения высоты стратосфера становится теплее. Стратосфера нагревается с увеличением высоты, потому что озоновые газы в верхних слоях поглощают интенсивное ультрафиолетовое излучение солнца.
Озон — это всего лишь следовой газ в атмосфере — всего около 3 молекул на каждые 10 миллионов молекул воздуха. Но это очень важная работа. Озоновый слой, как губка, поглощает частички солнечной радиации, падающей на Землю.Несмотря на то, что нам для жизни нужна часть солнечного излучения, слишком много его может повредить живым существам. Озоновый слой действует как щит для жизни на Земле.
Озон хорош в улавливании типа излучения, называемого ультрафиолетовым излучением, или УФ-светом, которое может проникать через защитные слои организмов, такие как кожа, повреждая молекулы ДНК в растениях и животных. Есть два основных типа ультрафиолетового света: UVB и UVA.
UVB вызывает кожные заболевания, такие как солнечные ожоги, и такие виды рака, как базальноклеточная карцинома и плоскоклеточный рак.
Раньше люди думали, что УФА-излучение, используемое в соляриях, безвредно, потому что не вызывает ожогов. Однако теперь ученые знают, что свет UVA даже более вреден, чем UVB, проникая глубже и вызывая смертельный рак кожи, меланому и преждевременное старение. Озоновый слой, солнцезащитный крем нашей Земли, поглощает около 98 процентов разрушительного ультрафиолетового излучения.
Озоновый слой истончается. Химические вещества, называемые хлорфторуглеродами (CFC), являются причиной истончения озонового слоя.Хлорфторуглерод (CFC) — это молекула, содержащая углерод, хлор и фтор. ХФУ повсюду, в основном в хладагентах и пластмассовых изделиях. Компании и потребители используют их, потому что они недорогие, они нелегко загорятся и обычно не отравляют живые существа. Но ХФУ начинают разъедать озоновый слой, как только они попадают в стратосферу.
Молекулы озона, которые просто состоят из трех связанных атомов кислорода, всегда разрушаются и преобразовываются естественным путем.Но содержащиеся в воздухе ХФУ очень затрудняют реформирование озона после его распада. Озоновый слой, который составляет всего 0,00006 процента атмосферы Земли, все время становится все тоньше и тоньше.
«Озоновые дыры» — популярные названия участков, поврежденных озоновым слоем. Это неточно. Повреждение озонового слоя больше похоже на действительно тонкий участок, чем на дыру. Озоновый слой наиболее тонкий у полюсов.
В 1970-х годах люди во всем мире начали понимать, что озоновый слой становится тоньше, и это плохо.Многие правительства и предприятия согласились с тем, что некоторые химические вещества, такие как аэрозольные баллончики, должны быть запрещены. Сегодня производится меньше аэрозольных баллончиков. Озоновый слой медленно восстанавливается, поскольку люди, предприятия и правительства работают над контролем такого загрязнения.
UCAR Центр научного образования
Четыре представления, которые химики используют для молекул озона. Каждая молекула озона имеет три атома кислорода, в отличие от обычного молекулярного кислорода, который имеет только два атома на молекулу.
Кредит: UCAR (Рэнди Рассел)
Озон — это особый вид молекулы кислорода.Нормальные молекулы кислорода (O 2 ), необходимые нам для дыхания, имеют два атома кислорода. Молекулы озона (O 3 ) имеют три атома кислорода.
Озон находится в двух разных слоях атмосферы Земли. «Плохой» озон находится в тропосфере, ближайшем к земле слое. Тропосферный озон — это вредный загрязнитель, который образуется, когда солнечный свет изменяет различные химические вещества, выделяемые человеком. «Хороший» озон образуется в стратосфере, следующем более высоком слое, где летают реактивные самолеты.Стратосферный озон образуется естественным образом и помогает защитить нас от ультрафиолетового (УФ) излучения солнечного света, которое может вызвать солнечный ожог и рак кожи.
Озон в стратосфере образуется, когда фотон ультрафиолетового «света» от Солнца попадает в нормальную молекулу кислорода, разрывая ее на части. Один из атомов, освобожденных в результате этого процесса фотодиссоциации, присоединяется к другой молекуле кислорода, превращая ее в озон. Часть стратосферы иногда называют «озоновым слоем».
В тропосфере ряд химических реакций может образовывать озон.Тропосферный озон образуется при попадании солнечного света на различные антропогенные загрязнители, включая оксиды азота, монооксид углерода и углеводороды. Озон может раздражать горло и легкие и вызывать ощущение жжения в глазах. Озон также вредит растениям и повреждает некоторые типы материалов, особенно предметы из резины.
Озон в стратосфере защищает нас от ультрафиолетового излучения солнечного света. Озоновый слой — это своего рода солнцезащитный крем для планеты Земля. Он поглощает большую часть поступающего ультрафиолетового «света», прежде чем достигнет земли.Молекулы озона, поглощающие УФ-излучение, позже переизлучают энергию в виде тепла, нагревая стратосферу.
Различные химические вещества, выбрасываемые людьми в атмосферу, могут разрушать озон в стратосфере. Это вызвало в последние годы истончение озонового слоя и даже дыры в озоновом слое над полюсами Земли.
Молекулы озона намного менее стабильны, чем обычные (O 2 ) молекулы кислорода. Они очень склонны химически реагировать с другими веществами. Озон также является парниковым газом.Ученые считают, что он ответственен за около 3-7% парникового эффекта на Земле.
Озоновый слой | Центр естественнонаучного образования UCAR
Озон вблизи земли является загрязнителем воздуха, вызывающим повреждение легких и приступы астмы. Но на высоте 10–30 миль над поверхностью Земли (16–48 км) молекулы озона защищают жизнь на Земле. Они помогают защитить нашу планету от вредного солнечного излучения.
Озоновый слой в стратосфере — это то место, где находится около 90% озона в системе Земля.Но озон составляет от одной до десяти из каждого миллиона молекул в озоновом слое. (Остальные молекулы в основном состоят из азота и кислорода, как и воздух, которым мы дышим.) Его не так много, но озон обладает мощным действием, способным блокировать наиболее вредное излучение.
Озон поглощает ультрафиолетовые лучи с наибольшей энергией, известные как УФ-С и УФ-В, длины волн, которые вредят живым существам. Молекулы кислорода поглощают и другие формы ультрафиолетового света. Вместе молекулы озона и кислорода способны поглощать от 95 до 99.9% ультрафиолетового излучения, которое попадает на нашу планету. Когда ультрафиолетовый свет поглощается кислородом и озоном, выделяется тепло, поэтому стратосфера становится теплее с высотой.
Озоновый слой в стратосфере защищает жизнь на Земле от большинства УФ-В и УФ-С, наиболее вредных разновидностей ультрафиолетового излучения.
Кредит: NASA
Молекулы озона и кислорода постоянно образуются, разрушаются и преобразовываются в озоновом слое, поскольку они подвергаются бомбардировке ультрафиолетовым излучением (УФ), которое разрывает связи между атомами, создавая свободные атомы кислорода.Свободные атомы кислорода обладают высокой реакционной способностью, что означает, что они легко связываются с другими молекулами. Если свободный атом кислорода сталкивается с молекулой кислорода (O 2 ), она образует озон (O 3 ). Если свободный атом кислорода сталкивается с другим атомом кислорода, он образует молекулу кислорода (O 2 ).
В 2017 году озоновая дыра над Антарктидой была самой маленькой с 1988 года. (НАСА)
Озоновые дырыБританские ученые в заливе Халли, Антарктика, подумали, что их инструменты работают со сбоями, когда они начали регистрировать низкие количества озона в озоновый слой над Антарктидой в 1976 г.Они измеряли озон в атмосфере Антарктики с 1957 года и никогда раньше не видели, чтобы его уровни падали так сильно. Почему уровень озона упал? Может быть, это просто естественная вариация?
Они обнаружили 10% -ное падение уровня озона в сентябре, октябре и ноябре — антарктической весной. Поскольку концентрация озона в этом регионе часто меняется от сезона к сезону, исследователи не беспокоились, но рекордно низкие уровни озона сохранялись почти каждую весну. Никто не знал почему.
Они первыми обнаружили озоновую дыру, а позже ее определили как самую большую озоновую дыру в мире. Озоновая дыра на самом деле не дыра, а, скорее, истончение озонового слоя в стратосфере, которое меняется в зависимости от сезона. В некоторые времена года «дыра» больше. В других случаях он меньше.
Только в 1985 году ученые были уверены, что это серьезная проблема, вызванная человеком. Виновниками были химические соединения, называемые хлорфторуглеродами (ХФУ), которые начали использоваться в 1960-х годах в кондиционерах, аэрозольных баллончиках и промышленных чистящих средствах.Их также использовали для изготовления пенополистирола. И они были способны разрушать молекулы озона, в результате чего разрушение озона в стратосфере происходило быстрее, чем его можно было бы восстановить.
На этой анимации показано разрушение молекулы озона атомом хлора. УФ-излучение отрывает атом хлора от молекулы CFC. Атом хлора расщепляет молекулу озона на молекулу кислорода (O 2 ) и молекулу монооксида хлора (ClO). Свободный атом кислорода выталкивает атом хлора, образуя молекулу кислорода.Это оставляет атом хлора свободным, чтобы атаковать и разрушить другую молекулу озона. (UCAR / COMET)
Попадая в атмосферу, ХФУ медленно дрейфуют вверх в стратосферу, где они разрушаются ультрафиолетовым излучением, высвобождая атомы хлора, которые способны разрушать молекулы озона.
Времена года влияют на озоновую дыру в Антарктике. Темной зимой воздух закручивается в вихре с очень низкими температурами, что приводит к образованию ледяных облаков. Реакции на поверхности частиц ледяного облака высвобождают хлор из химических соединений, таких как CFC, в форму, которая вступает в реакцию с озоном.Когда весной возвращается солнечный свет, хлор начинает разрушать озон.
В Арктике не так много разрушения озона, потому что ледяные облака встречаются реже, а водоворот обычно разрушается за несколько недель до возвращения солнечного света весной.
Решение проблемы разрушения озонаМонреальский протокол, международное соглашение, направленное на решение глобальной проблемы разрушения озона, было подписано более чем 70 странами в 1986 году. В нем были поставлены цели по сокращению производства ХФУ на 20% к 1993 году и 50% к 1998 г.