Първата по рода си арктическа дупка за озон: Как се е образувала, какво може да означава

Изглежда, че Антарктида не е единствената част на Земята, която има озонова дупка през живота си. Движете се над Антарктида, имате нов играч в играта.

Това е Арктика.

Изследователи твърдят от няколко години, че озоновият слой на Земята може да се възстанови по-бавно, ако наистина Земята се затопли. Сега имаме драматични доказателства за тази възможност, оповестени от изследователите в статия в списанието Nature на 2 октомври 2011 г. Изследователите казаха, че през северната пролет на 2011 г. масово унищожаване на озон от 80% е настъпило 18 до 20 километра (около 12 мили) над арктическия леден покрив, в частта от атмосферата, известна като земна стратосфера. Това прави 2011 г. първата година от всякога - в Арктика е наблюдавана дупка от озон. Тези учени казаха:

За първи път възникна достатъчна загуба, за да може да се опише като арктическа дупка на озон.

Известна степен на загуба на озон над северния Арктика - и образуването на действителна озонова дупка над южната част на Антарктида - са годишни събития, измерени през последните десетилетия, през съответните зими на полюсите. Вижда се, че озоновата дупка в Антарктида се отваря над южния континент на Земята през зимата всяка година от средата на 80-те години на миналия век, когато учените от Британското антарктическо проучване за първи път съобщават за нейното съществуване, също в списанието Nature .

Ние хората се нуждаем от озон на Земята. Озоновият слой защитава живите същества на Земята от вредното ултравиолетово лъчение. Ако нямаше озонов слой, ракови заболявания на кожата и недостатъчност на културите биха се увеличили. Без защитен озон земният живот не би могъл да оцелее. Вече има спекулации, че арктическата дупка за озон през 2011 г. може да доведе до забележими намаления на културите за зимна пшеница в Европа, например.

Хлорофлуоровъглеводороди, известни още като CFC, са пряката причина за изчерпването на озона. CFCs - основно съставени от хлор, флуор, въглерод и водород - често се срещат в охлаждащи течности, хладилни агенти и различни аерозоли, докато тяхното действие върху озона не започне да се признава от учените. Това признание дойде малко преди обявяването на първата дупка на антарктическия озон през 1985 г.

CFC увреждат озона, когато температурите са особено студени. Откритието, че производството на CFC допринесе значително за изчерпването на озоновия слой в Антарктида през 80-те години, доведе до Монреалския протокол през 1987 г., което значително намали използването на CFC. CFCs е трудно да се отстранят от земната атмосфера и могат да останат в атмосферата десетилетия преди нивата да започнат да се свеждат до минимум.

Изображение, показващо изчерпването на озона в Арктика и корелацията с хлорен моноксид. Кредит за изображения: Земна обсерватория на НАСА

Защо тази година се образува озонова дупка в Арктика? Озоновият слой се намира в нашата стратосфера, която е приблизително на 15 до 50 километра над земната повърхност. Ние живеем в земната тропосфера, която започва от повърхността на нашата планета и се простира на 15 километра от земята. Цялото ни време се случва в тропосферата. С придвижването си по-високо в тропосферата температурите стават по-студени.

Слоеве на атмосферата. Кредит за изображение: Wikipedia.

Но когато напуснете тропосферата - и влезете в стратосферата - възниква инверсия, при която температурите започват да се затоплят. През тази изминала зима стратосферата беше необичайно студена за по-дълъг период от употребата. Тези по-студени температури са причина за дупката на арктическия озон.

Ето как работи. Когато температурите станат по-студени, шансовете за развитие на облаци в стратосферата се увеличават. От декември 2010 г. до март 2011 г. над Арктика се въртеше полярна вихрушка - или силен въртене на въртеливи ветрове около полюса. Когато се появи полярна вихър, тя блокира по-топъл въздух по протежение на тропосферата и задържа по-студен въздух в стратосферата. По-студените условия създадоха повече стратосферни облаци, които действаха като повърхност за стабилни хлорни газове да се превърнат в хлорен моноксид. Постоянният студ, развитието на стратосферни облаци и развитието на озоноразрушаващия хлорен моноксид в крайна сметка подкрепиха изчерпването на озона в Арктика през изминалата зима. Досега учените все още не са сигурни защо полярният вихър през 2011 г. беше толкова силен.

Облаците в стратосферата допринесоха за изчерпването на озоновия слой в Арктика през зимата 2011 г. Кредит за изображение: Земна обсерватория на НАСА

Влияе ли глобалното затопляне на изчерпването на озона? На първо място, нека да разгледаме средните температури на стратосферата след 1979 г., както е показано на графиката по-долу. Какво означава? Това означава, че стратосферата се охлажда през последните две десетилетия.

Графиката по-горе показва стратосферно охлаждане спрямо средната 1981-2000 година. Температурните скокове през 1982 и 1991 г. са аномалии или отклонения от нормата поради вулканични изригвания. Кредитна снимка: Национален климатичен център за данни (NCDC)

Второ, нека да разгледаме температурите в средната тропосфера, както е показано на графиката по-долу. Тази графика показва, че температурите в тропосферата - долната част на атмосферата, където живеят хората и където имаме цялото си време - са се затоплили.

Кредитна снимка: NCDC

Какво означават тези две графики заедно? Те предполагат, че като се затопли тропосферата, стратосферата се охлажда. Учените от години знаят, че затоплянето в тропосферата може да доведе до по-хладна стратосфера. Земята се нуждае от баланс, а по-топлата тропосфера се балансира от по-хладна стратосфера. Д-р Джеф Мастър направи отлична точка по отношение на нашата атмосфера, когато го сравнява с изключително екстремната атмосфера на следващата планета навътре от Земята в нашата Слънчева система, Венера.

Трябва само да погледнем към нашата сестра планета, Венера, за да видим пример за това как парниковият ефект затопля повърхността, но охлажда горната атмосфера. Атмосферата на Венера е 96, 5% въглероден диоксид, което предизвика адски парников ефект. Средната повърхностна температура на Венера е шибяща 894 ° F, достатъчно гореща, за да се стопи олово. Горната атмосфера на Венера обаче е стряскаща 4 - 5 пъти по-студена от горната земна атмосфера.

Какво би станало, ако употребата на CFC не беше ограничена през 1987 г. от Монреалския протокол? Ако CFC бяха все още широко използвани днес - предвид сегашното ни ниво на глобално затопляне, може да се очаква изчерпването на озона да бъде по-голямо и да се появи с по-бързи темпове.

Наистина ли Земята се затопля? Да. 2010 г. беше свързана с 2005 г. за най-горещата година на запис, например. Междувременно количеството енергия от слънцето е най-ниското, тъй като измерванията са започнали в края на 70-те години. Нещо не се добавя. Ако парниковите газове не бяха замесени, тогава по-малко енергия от слънцето би произвело по-ниски температури в световен мащаб. Ние обаче не виждаме това да се случи.

За повече информация относно арктическата дупка на озон, моля, вижте блога на д-р Джеф Мастър и обсерваторията на Земята на НАСА.

Долна линия: Арктика видя първата озонова дупка да се развие през зимата на 2011 г. Изключително полярният вихър понижи температурите в стратосферата, създавайки газове, които изчерпват озоновия слой. Много е възможно през следващата година да видим повече случаи на изчерпване на озона, тъй като емисиите на парникови газове продължават, причинявайки повишена тропосферна топлина и по-голямо стратосферно охлаждане.

Статия за природата: Безпрецедентна загуба на арктически озон през 2011 г.

Рекордно изчерпване на арктическия озон през април 2011 г. над Скандинавия

Клеър Паркинсън за плюсовете и минусите на геоинженерството за борба с изменението на климата