პასუხი: ოზონის ფენა არის ატმოსფეროს ფენა ოზონის მაღალი შემცველობით. ოზონის კონცენტრაცია ფენაში ძალიან დაბალია და თუ ის იზოლირებულია სუფთა სახით და შეკუმშულია იმ სიმკვრივეზე, რაც ჰაერს აქვს დედამიწის ზედაპირზე, ოზონის ფენის სისქე არ აღემატება 5 მმ-ს. ოზონი შთანთქავს მზის მოკლე ტალღის გამოსხივებას, იცავს ცოცხალ ორგანიზმებს მისი მავნე ზემოქმედებისგან. ოზონის შრის გაფუჭებამ ფართო საზოგადოების ყურადღება პირველად 1985 წელს მიიპყრო, როდესაც ანტარქტიდის ზემოთ აღმოაჩინეს ოზონის დაბალი (50%-მდე) შემცველობის დიდი ტერიტორია, რომელსაც უწოდებენ "ოზონის ხვრელს". ითვლება, რომ "ოზონის ხვრელების" გაჩენის მთავარი მიზეზი ატმოსფეროში ფრეონების მნიშვნელოვანი შემცველობაა. ფრეონები(ქლოროფტორნახშირბადები) არის ძლიერად აქროლადი, ქიმიურად ინერტული ნივთიერებები დედამიწის ზედაპირთან ახლოს, ფართოდ გამოიყენება წარმოებაში და ყოველდღიურ ცხოვრებაში, როგორც მაცივრები (კონდიციონერები, მაცივრები, მაცივრები), გამფრქვევი (აეროზოლები) და ქაფის აგენტები. ფრეონები, რომლებიც ადგებიან ატმოსფეროს ზედა ფენებში, განიცდიან ფოტოქიმიურ დაშლას ქლორის ოქსიდის წარმოქმნით, რომელიც ინტენსიურად ანადგურებს ოზონს. თუმცა, რიგი მეცნიერები აგრძელებენ დაჟინებით მოითხოვენ „ოზონის ხვრელის“ ბუნებრივ წარმოშობას. ისინი ხედავენ მისი წარმოშობის მიზეზებს ოზონოსფეროს ბუნებრივ ცვალებადობაში, მზის ციკლურ აქტივობაში, დედამიწის გაზის გაჟონვის პროცესებში და ა.შ. ოზონის შრის დაქვეითება იწვევს ულტრაიისფერი გამოსხივების მაღალ დონეს დედამიწის ზედაპირზე, რაც ხელს უწყობს კანის კიბოს შემთხვევების ზრდას, სასოფლო-სამეურნეო კულტურების მოსავლიანობის დაქვეითებას და მცენარეებში ფოტოსინთეზის პროცესის შენელებას და ა.შ.

7. მჟავა წვიმის წარმოქმნის მიზეზები და მათი გავლენა ეკოსისტემებზე

პასუხი: ნებისმიერ ნალექს (წვიმა, ნისლი, თოვლი), რომლის მჟავიანობა ნორმაზე მაღალია, მჟავე ეწოდება. გარემოს მჟავე თვისებები განისაზღვრება წყალბადის იონებით. რაც უფრო მაღალია წყალბადის იონების კონცენტრაცია ხსნარში, მით უფრო მაღალია მისი მჟავიანობა. წყალბადის ინდექსის ერთეულები ან pH გამოიყენება წყალბადის იონების კონცენტრაციის გამოხატვისთვის. pH-ის მასშტაბი მერყეობს 0-დან (უკიდურესად მჟავე) 7-მდე (ნეიტრალური) 14-მდე (უკიდურესად ტუტე). მჟავა წვიმა შეიცავს გოგირდის, აზოტის და სხვა მჟავების ხსნარებს, რომლებშიც გარდაიქმნება ჰაერის ტენიანობა, შთანთქავს გოგირდის დიოქსიდს და ჰაერში შემავალ სხვა აირებს. მჟავე წვიმა თრგუნავს მცენარეულობას, ამცირებს ტყის ზრდას და სასოფლო-სამეურნეო მოსავალს და იწვევს ტბების მჟავიანობას, რაც იწვევს კვერცხების, ფრაის, პლანქტონის, წყალმცენარეების და თევზის სიკვდილს. მჟავა წვიმის უარყოფითი შედეგები დაფიქსირდა აშშ-ში, ევროპაში, კანადაში, რუსეთში, უკრაინაში, ბელორუსიასა და სხვა ქვეყნებში.

8. ეკოლოგიური პრობლემების ძირითადი მიზეზები

პასუხი: საზოგადოებასა და ბუნებას შორის გაუწონასწორებელი ურთიერთობა, ანუ გარემოსდაცვითი ირაციონალური მართვა, ხშირად იწვევს გარემოსდაცვით კრიზისს და ეკოლოგიურ კატასტროფას. ეკოლოგიური კრიზისი(ეკოლოგიური საგანგებო) არის ეკოლოგიური კატასტროფა, რომელიც ხასიათდება გარემოში მუდმივი უარყოფითი ცვლილებებით და საფრთხეს უქმნის ადამიანის ჯანმრთელობას. ქვეშ ეკოლოგიური კატასტროფა(ეკოლოგიური კატასტროფა) ესმით გარემოსდაცვითი უბედურება, რომელიც ხასიათდება გარემოში შეუქცევადი ცვლილებებით და საზოგადოებრივი ჯანმრთელობის მნიშვნელოვანი გაუარესებით. ქვეშ დაბინძურებაგააცნობიეროს ნივთიერებებისა და (ან) ენერგიის გარემოში შეყვანა, რომელთა თვისებები, მდებარეობა ან რაოდენობა უარყოფითად მოქმედებს გარემოზე (კანონი „გარემოს დაცვის შესახებ“). დაბინძურება ასევე ეხება ბუნებრივ გარემოში ნებისმიერი მყარი, თხევადი ან აირისებრი ნივთიერების, მიკროორგანიზმების ან ენერგიების (ბგერების, ხმაურის, გამოსხივების სახით) შეღწევას ადამიანის ჯანმრთელობისთვის, ცხოველების, მცენარეებისა და ეკოსისტემების მდგომარეობისთვის საზიანო რაოდენობით. როგორც წესი, განიხილება სხვადასხვა წარმოშობის დაბინძურების ორი ტიპი: ბუნებრივი,წარმოშობილი ბუნებრივი მოვლენების შედეგად ადამიანის მონაწილეობის გარეშე; ანთროპოგენური,ასოცირდება ადამიანის საქმიანობასთან, რომლის მთავარი კომპონენტია ინდუსტრიული საქმიანობით გამოწვეული ტექნოგენური დაბინძურება. მიერ აგრეგაციის მდგომარეობაანთროპოგენური წარმოშობის ყველა დამაბინძურებელი იყოფა მყარ, თხევად და აირად. დამაბინძურებლების ბუნებიდან გამომდინარე, განასხვავებენ დაბინძურების შემდეგ ტიპებს: ბიოლოგიური(პათოგენური მიკროორგანიზმები, გენეტიკური ინჟინერიის პროდუქტები და ა.შ.), ქიმიური(ბიოსფეროს დაბინძურება პესტიციდებით, მძიმე ლითონებით, პლასტმასებით, გარკვეული ქიმიკატებითა და ელემენტებით), ფიზიკური(ხმაური, თერმული, ელექტრომაგნიტური, გამოსხივება). სივრცითი მახასიათებლების მიხედვით განასხვავებენ გლობალური, რეგიონალური, ლოკალური(დაფიქსირდა მცირე ფართობზე) დაბინძურება. დაბინძურების ობიექტების მიხედვით ისინი განასხვავებენ ატმოსფერული ჰაერის დაბინძურებას, ზედაპირული და მიწისქვეშა წყლების დაბინძურებას, ნიადაგის დაბინძურებას და ა.შ. და დედამიწასთან ახლოს სივრცის დაბინძურებასაც კი. 2005 წელს რუსეთის ფედერაციის ტერიტორიაზე დაფიქსირდა 78 უბედური შემთხვევა (2004 წელს 59), რამაც გამოიწვია გარემოს დაბინძურება. იმავე წელს როსჰიდრომეტის სტაციონარული სადამკვირვებლო ქსელმა დაარეგისტრირა ზედაპირული წყლების უკიდურესად მაღალი დაბინძურების 541 და ატმოსფერული ჰაერის უკიდურესად მაღალი დაბინძურების 3 შემთხვევა ვიზუალური და ორგანოლეპტიკური ნიშნების საფუძველზე.

ბოლო დროს გაზეთები და ჟურნალები სავსეა სტატიებით ოზონის შრის როლის შესახებ, რომლებშიც ადამიანებს აშინებთ მომავალში შესაძლო პრობლემები. თქვენ შეგიძლიათ მოისმინოთ მეცნიერებისგან მომავალი კლიმატის ცვლილებების შესახებ, რაც უარყოფითად იმოქმედებს დედამიწაზე არსებულ ყველა სიცოცხლეზე. გადაიქცევა თუ არა ადამიანებისგან მოშორებული პოტენციური საფრთხე ყველა მიწიერისთვის ასეთ შემზარავ მოვლენებად? რა შედეგებს ელის კაცობრიობა ოზონის შრის განადგურებისგან?

ოზონის შრის ფორმირების პროცესი და მნიშვნელობა

ოზონი არის ჟანგბადის წარმოებული. სტრატოსფეროში ყოფნისას ჟანგბადის მოლეკულები ქიმიურად ექვემდებარება ულტრაიისფერ გამოსხივებას, რის შემდეგაც ისინი იშლება თავისუფალ ატომებად, რომლებსაც, თავის მხრივ, აქვთ სხვა მოლეკულებთან შეერთების უნარი. ჟანგბადის მოლეკულებისა და ატომების მესამე სხეულებთან ამ ურთიერთქმედებით წარმოიქმნება ახალი ნივთიერება – ასე წარმოიქმნება ოზონი.

სტრატოსფეროში ყოფნისას ის გავლენას ახდენს დედამიწის თერმულ რეჟიმზე და მისი მოსახლეობის ჯანმრთელობაზე. როგორც პლანეტარული "მცველი", ოზონი შთანთქავს ზედმეტ ულტრაიისფერ გამოსხივებას. თუმცა, როდესაც ის დიდი რაოდენობით შედის ატმოსფეროს ქვედა ნაწილში, საკმაოდ საშიში ხდება ადამიანის სახეობისთვის.

მეცნიერთა სამწუხარო აღმოჩენა - ოზონის ხვრელი ანტარქტიდაზე

ოზონის შრის დაშლის პროცესი 60-იანი წლების ბოლოდან მსოფლიოს მეცნიერებს შორის დიდი კამათის საგანია. იმ წლებში გარემოსდამცველებმა დაიწყეს წვის პროდუქტების ატმოსფეროში გამონაბოლქვის პრობლემის წამოწევა წყლის ორთქლისა და აზოტის ოქსიდების სახით, რომლებიც წარმოებული იყო რაკეტებისა და თვითმფრინავების რეაქტიული ძრავებით. შეშფოთება ის იყო, რომ აზოტის ოქსიდს, რომელსაც ასხივებს თვითმფრინავი 25 კილომეტრის სიმაღლეზე, სადაც დედამიწის ფარი იქმნება, შეუძლია გაანადგუროს ოზონი. 1985 წელს ბრიტანულმა ანტარქტიდის კვლევამ დააფიქსირა 40%-ით კლება ოზონის კონცენტრაციის ატმოსფეროში მათი ჰალი ბეის ბაზის ზემოთ.

ბრიტანელი მეცნიერების შემდეგ ბევრმა სხვა მკვლევარმა გააშუქა ეს პრობლემა. მათ მოახერხეს ოზონის დაბალი დონის მქონე ტერიტორიის გამოკვეთა უკვე სამხრეთ კონტინენტის გარეთ. ამის გამო დაიწყო ოზონის ხვრელის წარმოქმნის პრობლემა. ამის შემდეგ მალევე აღმოაჩინეს ოზონის კიდევ ერთი ხვრელი, ამჯერად არქტიკაში. თუმცა, ის უფრო მცირე ზომის იყო, ოზონის გაჟონვით 9%-მდე.

კვლევის შედეგებზე დაყრდნობით მეცნიერებმა გამოთვალეს, რომ 1979-1990 წლებში ამ აირის კონცენტრაცია დედამიწის ატმოსფეროში დაახლოებით 5%-ით შემცირდა.

ოზონის შრის დაქვეითება: ოზონის ხვრელების გამოჩენა

ოზონის ფენის სისქე შეიძლება იყოს 3-4 მმ, მისი მაქსიმალური მნიშვნელობები განლაგებულია პოლუსებზე, ხოლო მინიმალური - ეკვატორის გასწვრივ. გაზის ყველაზე მაღალი კონცენტრაცია გვხვდება სტრატოსფეროში არქტიკის ზემოთ 25 კილომეტრში. მკვრივი ფენები ზოგჯერ გვხვდება 70 კმ-მდე სიმაღლეზე, ჩვეულებრივ ტროპიკებში. ტროპოსფეროში არ არის ბევრი ოზონი, რადგან ის ძალიან მგრძნობიარეა სეზონური ცვლილებებისა და სხვადასხვა სახის დაბინძურების მიმართ.

როგორც კი აირის კონცენტრაცია მცირდება ერთი პროცენტით, მაშინვე ხდება ულტრაიისფერი გამოსხივების ინტენსივობის ზრდა დედამიწის ზედაპირზე 2%-ით. ულტრაიისფერი სხივების გავლენა პლანეტის ორგანულ ნივთიერებებზე შედარებულია მაიონებელ გამოსხივებასთან.

ოზონის შრის გაფუჭებამ შეიძლება გამოიწვიოს კატასტროფები, რომლებიც დაკავშირებულია გადაჭარბებულ გათბობასთან, ქარის სიჩქარის და ჰაერის მიმოქცევის გაზრდით, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ახალი უდაბნო ტერიტორიები და შეამციროს სოფლის მეურნეობის მოსავლიანობა.

ოზონის შეხვედრა ყოველდღიურ ცხოვრებაში

ზოგჯერ წვიმის შემდეგ, განსაკუთრებით ზაფხულში, ჰაერი უჩვეულოდ სუფთა და სასიამოვნო ხდება და ხალხი ამბობს, რომ მას „ოზონის სუნი ასდის“. ეს სულაც არ არის ფიგურალური ფორმულირება. სინამდვილეში, ოზონის გარკვეული ნაწილი ჰაერის ნაკადებით აღწევს ატმოსფეროს ქვედა ფენებს. ამ ტიპის გაზი ითვლება ეგრეთ წოდებულ სასარგებლო ოზონად, რომელსაც ატმოსფეროში არაჩვეულებრივი სიახლის განცდა მოაქვს. ძირითადად ასეთი მოვლენები შეინიშნება ჭექა-ქუხილის შემდეგ.

თუმცა არსებობს ოზონის ძალიან მავნე სახეობაც, რომელიც უკიდურესად საშიშია ადამიანებისთვის. იგი წარმოიქმნება გამონაბოლქვი აირებით და სამრეწველო გამონაბოლქვით და მზის სხივების ზემოქმედებისას იგი შედის ფოტოქიმიურ რეაქციაში. შედეგად ხდება ეგრეთ წოდებული მიწისზედა ოზონის წარმოქმნა, რაც უკიდურესად საზიანოა ადამიანის ჯანმრთელობისთვის.

ნივთიერებები, რომლებიც ანადგურებენ ოზონის შრეს: ფრეონების ეფექტი

მეცნიერებმა დაამტკიცეს, რომ ფრეონები, რომლებსაც მასიურად იყენებენ მაცივრებისა და კონდიციონერების დასატენად, ისევე როგორც მრავალი აეროზოლური ქილა, იწვევს ოზონის შრის განადგურებას. ამრიგად, გამოდის, რომ ოზონის შრის განადგურებაში ხელი თითქმის ყველა ადამიანს აქვს.

ოზონის ხვრელების მიზეზები არის ის, რომ ფრეონის მოლეკულები რეაგირებენ ოზონის მოლეკულებთან. მზის გამოსხივება იწვევს ფრეონების ქლორის გამოყოფას. შედეგად, ოზონი იშლება, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ატომური და ჩვეულებრივი ჟანგბადი. იმ ადგილებში, სადაც ასეთი ურთიერთქმედება ხდება, ჩნდება ოზონის დაშლის პრობლემა და ჩნდება ოზონის ხვრელები.

რა თქმა უნდა, ოზონის შრეს ყველაზე დიდ ზიანს აყენებს სამრეწველო გამონაბოლქვი, მაგრამ ოზონის განადგურებაზე გავლენას ახდენს ფრეონის შემცველი პრეპარატების საყოფაცხოვრებო გამოყენებაც, ასე თუ ისე.

ოზონის შრის დაცვა

მას შემდეგ, რაც მეცნიერებმა დააფიქსირეს, რომ ოზონის შრე კვლავ ნადგურდება და ოზონის ხვრელები გაჩნდა, პოლიტიკოსებმა დაიწყეს ფიქრი მის შენარჩუნებაზე. ამ საკითხებზე კონსულტაციები და შეხვედრები მთელ მსოფლიოში იმართება. მასში მონაწილეობა მიიღეს კარგად განვითარებული ინდუსტრიის ყველა სახელმწიფოს წარმომადგენელმა.

ამრიგად, 1985 წელს მიღებულ იქნა ოზონის ფენის დაცვის კონვენცია. ამ დოკუმენტს ხელი მოაწერეს ორმოცდაოთხი კონფერენციის მონაწილე სახელმწიფოს წარმომადგენლებმა. ერთი წლის შემდეგ ხელმოწერილი იქნა კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი დოკუმენტი, სახელწოდებით მონრეალის პროტოკოლი. მისი დებულებების შესაბამისად, უნდა ყოფილიყო მნიშვნელოვანი შეზღუდვა იმ ნივთიერებების გლობალური წარმოებისა და მოხმარების შესახებ, რომლებიც იწვევს ოზონის შრის განადგურებას.

თუმცა, ზოგიერთ სახელმწიფოს არ სურდა დაემორჩილებინა ასეთი შეზღუდვები. შემდეგ, თითოეული სახელმწიფოსთვის განისაზღვრა ატმოსფეროში საშიში გამონაბოლქვის კონკრეტული კვოტები.

ოზონის ფენის დაცვა რუსეთში

რუსეთის მოქმედი კანონმდებლობის შესაბამისად, ოზონის ფენის სამართლებრივი დაცვა ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი და პრიორიტეტული სფეროა. გარემოს დაცვასთან დაკავშირებული კანონმდებლობა არეგულირებს დამცავი ღონისძიებების ჩამონათვალს, რომლებიც მიზნად ისახავს ამ ბუნებრივი ობიექტის დაცვას სხვადასხვა სახის დაზიანების, დაბინძურების, განადგურებისა და ამოწურვისგან. ამრიგად, კანონმდებლობის 56-ე მუხლი აღწერს პლანეტის ოზონის ფენის დაცვასთან დაკავშირებულ ზოგიერთ საქმიანობას:

• ოზონის ხვრელის ეფექტის მონიტორინგის ორგანიზაციები;
• კლიმატის ცვლილებაზე მუდმივი კონტროლი;
• ატმოსფეროში მავნე გამონაბოლქვის მარეგულირებელი ჩარჩოს მკაცრი დაცვა;
• ქიმიური ნაერთების წარმოების რეგულირება, რომლებიც ანადგურებენ ოზონის შრეს;
• კანონის დარღვევისთვის სასჯელისა და სასჯელის გამოყენება.

შესაძლო გადაწყვეტილებები და პირველი შედეგები

თქვენ უნდა იცოდეთ, რომ ოზონის ხვრელები არ არის მუდმივი ფენომენი. ატმოსფეროში მავნე გამონაბოლქვის რაოდენობის შემცირებით, იწყება ოზონის ხვრელების თანდათანობითი გამკაცრება - აქტიურდება ოზონის მოლეკულები მეზობელი ტერიტორიებიდან. თუმცა, ამავდროულად, ჩნდება კიდევ ერთი რისკფაქტორი - მეზობელ ტერიტორიებს მოკლებულია ოზონის მნიშვნელოვანი რაოდენობა, ფენები თხელდება.

მეცნიერები მთელს მსოფლიოში აგრძელებენ კვლევებში ჩართულობას და აშინებენ ბნელი დასკვნები. მათ გამოთვალეს, რომ თუ ზედა ატმოსფეროში ოზონის არსებობა მხოლოდ 1%-ით შემცირდება, კანის კიბოს შემთხვევები 3-6%-მდე გაიზრდება. უფრო მეტიც, დიდი რაოდენობაულტრაიისფერი სხივები უარყოფითად იმოქმედებს ადამიანების იმუნურ სისტემაზე. ისინი გახდებიან უფრო დაუცველი სხვადასხვა ინფექციების მიმართ.

შესაძლებელია, ამით რეალურად აიხსნას ის ფაქტი, რომ 21-ე საუკუნეში ავთვისებიანი სიმსივნეების რიცხვი იზრდება. ულტრაიისფერი გამოსხივების დონის მატება ასევე უარყოფითად მოქმედებს ბუნებაზე. მცენარეებში ხდება უჯრედების განადგურება, იწყება მუტაციის პროცესი, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ნაკლები ჟანგბადი.

გაუმკლავდება კაცობრიობა მომავალ გამოწვევებს?

ბოლო სტატისტიკის მიხედვით, კაცობრიობა გლობალური კატასტროფის წინაშე დგას. თუმცა მეცნიერებას ოპტიმისტური ანგარიშებიც აქვს. ოზონის შრის დაცვის კონვენციის მიღების შემდეგ მთელი კაცობრიობა ჩაერთო ოზონის ფენის შენარჩუნების პრობლემაში. მთელი რიგი ამკრძალავი და დამცავი ზომების შემუშავების შემდეგ, სიტუაცია ოდნავ დასტაბილურდა. ამრიგად, ზოგიერთი მკვლევარი ამტკიცებს, რომ თუ მთელი კაცობრიობა ჩაერთვება სამრეწველო წარმოებაში გონივრულ ფარგლებში, ოზონის ხვრელების პრობლემა წარმატებით გადაიჭრება.

თუ თქვენ გაქვთ რაიმე შეკითხვები, დატოვეთ ისინი სტატიის ქვემოთ მოცემულ კომენტარებში. ჩვენ ან ჩვენი სტუმრები სიამოვნებით გიპასუხებთ მათ

შესავალი

1.2 ოზონის ხვრელი ანტარქტიდაზე

2. ოზონის შრის დაცვის ძირითადი ღონისძიებები

3. კომპონენტის ოპტიმალური კომპლემენტარობის წესი

4. კანონი ნ.ფ. რეიმერი ეკოსისტემების იერარქიის განადგურების შესახებ

დასკვნა

გამოყენებული ლიტერატურის სია

შესავალი

დედამიწის თანამედროვე ჟანგბადის ატმოსფერო უნიკალური მოვლენაა პლანეტებს შორის მზის სისტემადა ეს თვისება დაკავშირებულია ჩვენს პლანეტაზე სიცოცხლის არსებობასთან.

ეკოლოგიური პრობლემა უდავოდ ყველაზე აქტუალურია ახლა ადამიანებისთვის. ეკოლოგიური კატასტროფის რეალობაზე მიუთითებს დედამიწის ოზონის შრის განადგურება. ოზონი არის ჟანგბადის ტრიატომური ფორმა, რომელიც წარმოიქმნება ატმოსფეროს ზედა ფენებში მზის მძიმე (მოკლე ტალღის) ულტრაიისფერი გამოსხივების გავლენის ქვეშ.

დღეს ოზონი ყველას აწუხებს, მათაც კი, ვინც ადრე არ ეჭვობდა ატმოსფეროში ოზონის შრის არსებობაზე, მაგრამ მხოლოდ სჯეროდა, რომ ოზონის სუნი სუფთა ჰაერის ნიშანია. (ტყუილად არ არის, რომ ოზონი ბერძნულად ნიშნავს "სუნს".) ეს ინტერესი გასაგებია - ჩვენ ვსაუბრობთ დედამიწის მთელი ბიოსფეროს მომავალზე, თვით ადამიანის ჩათვლით. ამჟამად საჭიროა გარკვეული გადაწყვეტილებების მიღება, რომლებიც ყველასთვის სავალდებულოა, რაც საშუალებას მოგვცემს შევინარჩუნოთ ოზონის შრე. მაგრამ იმისათვის, რომ ეს გადაწყვეტილებები იყოს სწორი, ჩვენ გვჭირდება სრული ინფორმაცია იმ ფაქტორების შესახებ, რომლებიც ცვლის ოზონის რაოდენობას დედამიწის ატმოსფეროში, ასევე ოზონის თვისებების შესახებ და ზუსტად როგორ რეაგირებს იგი ამ ფაქტორებზე.

1. ოზონის ხვრელები და მათი გაჩენის მიზეზები

ოზონის ფენა არის ფართო ატმოსფერული სარტყელი, რომელიც ვრცელდება დედამიწის ზედაპირიდან 10-დან 50 კმ-მდე. ქიმიურად, ოზონი არის მოლეკულა, რომელიც შედგება სამი ჟანგბადის ატომისგან (ჟანგბადის მოლეკულა შეიცავს ორ ატომს). ატმოსფეროში ოზონის კონცენტრაცია ძალიან დაბალია, ხოლო ოზონის რაოდენობის მცირე ცვლილებები იწვევს დედამიწის ზედაპირამდე მიმავალი ულტრაიისფერი გამოსხივების ინტენსივობის დიდ ცვლილებებს. ჩვეულებრივი ჟანგბადისგან განსხვავებით, ოზონი არასტაბილურია, ის ადვილად გარდაიქმნება ჟანგბადის დიატომურ, სტაბილურ ფორმაში. ოზონი ბევრად უფრო ძლიერი ჟანგვის აგენტია, ვიდრე ჟანგბადი, და ეს ხდის მას ბაქტერიების მოკვლას და მცენარეების ზრდისა და განვითარების შეფერხებას. თუმცა, ჰაერის ზედაპირულ ფენებში მისი დაბალი კონცენტრაციის გამო ნორმალურ პირობებში, ეს მახასიათებლები პრაქტიკულად არ მოქმედებს ცოცხალი სისტემების მდგომარეობაზე.

ბევრად უფრო მნიშვნელოვანია მისი სხვა თვისება, რაც ამ გაზს აბსოლუტურად აუცილებელს ხდის ხმელეთზე სიცოცხლისთვის. ეს თვისება არის ოზონის უნარი შთანთქას მყარი (მოკლე ტალღის) ულტრაიისფერი (UV) გამოსხივება მზისგან. მყარ ულტრაიისფერი კვანტებს აქვთ საკმარისი ენერგია ზოგიერთი ქიმიური ბმის დასაშლელად, ამიტომ ისინი კლასიფიცირდება როგორც მაიონებელი გამოსხივება. ამ სახის სხვა გამოსხივების მსგავსად, რენტგენისა და გამა გამოსხივების მსგავსად, ის იწვევს უამრავ დარღვევას ცოცხალი ორგანიზმების უჯრედებში. ოზონი წარმოიქმნება მაღალი ენერგიის მზის რადიაციის გავლენის ქვეშ, რომელიც ასტიმულირებს რეაქციას O 2 და თავისუფალი ჟანგბადის ატომებს შორის. ზომიერი რადიაციის ზემოქმედებისას ის იშლება, შთანთქავს ამ გამოსხივების ენერგიას. ამრიგად, ეს ციკლური პროცესი "ჭამს" საშიშ ულტრაიისფერ გამოსხივებას.

ოზონის მოლეკულები, ისევე როგორც ჟანგბადი, ელექტრულად ნეიტრალურია, ე.ი. არ ატაროთ ელექტრული მუხტი. აქედან გამომდინარე, დედამიწის მაგნიტური ველი არ მოქმედებს ატმოსფეროში ოზონის განაწილებაზე. ატმოსფეროს ზედა ფენა, იონოსფერო, პრაქტიკულად ემთხვევა ოზონის შრეს.

პოლარულ ზონებში, სადაც დედამიწის მაგნიტური ველის ხაზები იხურება მის ზედაპირზე, იონოსფეროს დამახინჯება ძალზე მნიშვნელოვანია. პოლარული ზონების ატმოსფეროს ზედა ფენებში იონების რაოდენობა, მათ შორის იონიზებული ჟანგბადი, მცირდება. მაგრამ მთავარი მიზეზიოზონის დაბალი შემცველობა პოლარულ რეგიონში ნიშნავს მზის გამოსხივების დაბალ ინტენსივობას, რომელიც ეცემა პოლარული დღის განმავლობაშიც კი ჰორიზონტის მცირე კუთხით, ხოლო პოლარული ღამის განმავლობაში ის სრულიად არ არის. ოზონის ფენაში პოლარული "ხვრელების" ფართობი ატმოსფეროში ოზონის მთლიანი შემცველობის ცვლილების საიმედო მაჩვენებელია.

ატმოსფეროში ოზონის შემცველობა იცვლება მრავალი ბუნებრივი მიზეზის გამო. პერიოდული რყევები დაკავშირებულია მზის აქტივობის ციკლებთან; ვულკანური აირების ბევრ კომპონენტს შეუძლია გაანადგუროს ოზონი, ამიტომ ვულკანური აქტივობის ზრდა იწვევს მისი კონცენტრაციის შემცირებას. სტრატოსფეროში ჰაერის ნაკადის მაღალი, ქარიშხლის მსგავსი სიჩქარის გამო, ოზონის დამშლელი ნივთიერებები დიდ ტერიტორიებზე ვრცელდება. არა მხოლოდ ოზონის დამშლელი ნივთიერებების ტრანსპორტირება ხდება, არამედ თავად ოზონიც, ამიტომ ოზონის კონცენტრაციის დარღვევები სწრაფად ვრცელდება დიდ ტერიტორიებზე და ოზონის ფარში ადგილობრივი მცირე „ხვრელები“, რომლებიც გამოწვეულია, მაგალითად, რაკეტის გაშვებით, შედარებით სწრაფად კურნავს. მხოლოდ პოლარულ რეგიონებშია ჰაერი არააქტიური, რის შედეგადაც იქ ოზონის გაქრობა არ ანაზღაურდება მისი იმპორტით სხვა განედებიდან და პოლარული „ოზონის ხვრელები“, განსაკუთრებით სამხრეთ პოლუსზე, ძალიან სტაბილურია.

1.1 ოზონის დაშლის წყაროები

ოზონის შრის დამღუპველებს შორისაა:

1) ფრეონები.

ოზონს ანადგურებს ქლორის ნაერთები, რომლებიც ცნობილია როგორც ფრეონები, რომლებიც ასევე განადგურებულია მზის რადიაციის შედეგად, ათავისუფლებს ქლორს, რომელიც „აშორებს“ „მესამე“ ატომს ოზონის მოლეკულებიდან. ქლორი არ წარმოქმნის ნაერთებს, მაგრამ ემსახურება როგორც "გამტვრევა" კატალიზატორი. ამრიგად, ქლორის ერთ ატომს შეუძლია ბევრი ოზონის „განადგურება“. ითვლება, რომ ქლორის ნაერთები შეიძლება დარჩეს ატმოსფეროში დედამიწის 50-დან 1500 წლამდე (დამოკიდებულია ნივთიერების შემადგენლობიდან). პლანეტის ოზონის შრეზე დაკვირვება ანტარქტიდის ექსპედიციების მიერ 50-იანი წლების შუა ხანებიდან დაიწყო.

ოზონის ხვრელი ანტარქტიდაზე, რომელიც გაზაფხულზე ფართოვდება და შემოდგომაზე მცირდება, აღმოაჩინეს 1985 წელს. მეტეოროლოგების აღმოჩენამ ეკონომიკური შედეგების ჯაჭვი გამოიწვია. ფაქტია, რომ „ხვრელის“ არსებობა ქიმიურ მრეწველობას დააბრალეს, რომელიც აწარმოებს ფრეონების შემცველ ნივთიერებებს, რომლებიც ხელს უწყობენ ოზონის განადგურებას (დეზოდორანტებიდან სამაცივრე ბლოკებამდე).

არ არსებობს კონსენსუსი იმაზე, თუ რამდენად არის ადამიანი დამნაშავე „ოზონის ხვრელების“ წარმოქმნაში.

ერთი მხრივ, დიახ, რა თქმა უნდა, დამნაშავე ვარ. ნაერთების წარმოება, რომლებიც იწვევს ოზონის გაფუჭებას, მინიმუმამდე უნდა შემცირდეს, ან უკეთესია, საერთოდ შეწყდეს. ანუ, მიატოვოს მთელი ინდუსტრიის სექტორი მრავალი მილიარდი დოლარის ბრუნვით. ხოლო თუ უარს არ იტყვით, გადაიტანეთ ის "უსაფრთხო" რელსებზე, რაც ასევე ღირს.

სკეპტიკოსთა თვალსაზრისი: ადამიანის გავლენა ატმოსფერულ პროცესებზე, მთელი მისი დესტრუქციულობით ადგილობრივ დონეზე, უმნიშვნელოა პლანეტარული მასშტაბით. „მწვანეთა“ ანტიფრეონის კამპანიას აქვს სრულიად გამჭვირვალე ეკონომიკური და პოლიტიკური ფონი: მისი დახმარებით მსხვილი ამერიკული კორპორაციები (მაგალითად, დიუპონი) ახრჩობენ თავიანთ უცხოელ კონკურენტებს, აწესებენ შეთანხმებებს „გარემოს დაცვის“ შესახებ სახელმწიფო დონეზე და ახალი ტექნოლოგიური ეტაპის იძულებით შემოღება, რომელსაც ეკონომიკურად უფრო სუსტი სახელმწიფოები ვერ უძლებენ.

2) მაღალი სიმაღლის თვითმფრინავი.

ოზონის ფენის განადგურებას ხელს უწყობს არა მხოლოდ ატმოსფეროში გამოთავისუფლებული და სტრატოსფეროში შეღწევის ფრეონები. აზოტის ოქსიდები, რომლებიც წარმოიქმნება ბირთვული აფეთქებების დროს, ასევე მონაწილეობს ოზონის შრის განადგურებაში. მაგრამ აზოტის ოქსიდები ასევე წარმოიქმნება მაღალი სიმაღლის თვითმფრინავების ტურბორეაქტიული ძრავების წვის კამერებში. აზოტის ოქსიდები იქმნება აზოტისა და ჟანგბადისგან, რომლებიც იქ გვხვდება. რაც უფრო მაღალია ტემპერატურა, ანუ რაც უფრო დიდია ძრავის სიმძლავრე, მით მეტია აზოტის ოქსიდების წარმოქმნის სიჩქარე.

მნიშვნელოვანია არა მხოლოდ თვითმფრინავის ძრავის სიმძლავრე, არამედ სიმაღლე, რომელზეც ის დაფრინავს და გამოყოფს ოზონის დამშლელი აზოტის ოქსიდებს. რაც უფრო მაღალია აზოტის ოქსიდი ან ოქსიდი წარმოიქმნება, მით უფრო დამანგრეველია იგი ოზონისთვის.

აზოტის ოქსიდის მთლიანი რაოდენობა, რომელიც გამოიყოფა ატმოსფეროში, წელიწადში 1 მილიარდ ტონას შეადგენს. რაც შეეხება თვითმფრინავებს, ყველაზე მავნე ემისიები სამხედრო თვითმფრინავებს აქვთ, რომელთა რაოდენობა ათეულობით ათასია. ისინი დაფრინავენ ძირითადად ოზონის ფენის სიმაღლეზე.

3) მინერალური სასუქები.

სტრატოსფეროში ოზონი ასევე შეიძლება შემცირდეს იმის გამო, რომ აზოტის ოქსიდი N2O შედის სტრატოსფეროში, რომელიც წარმოიქმნება ნიადაგის ბაქტერიებით შეკრული აზოტის დენიტრიფიკაციის დროს. ფიქსირებული აზოტის იგივე დენიტრიფიკაციას ახორციელებენ აგრეთვე ოკეანეებისა და ზღვების ზედა ფენის მიკროორგანიზმები. დენიტრიფიკაციის პროცესი პირდაპირ კავშირშია ნიადაგში ფიქსირებული აზოტის რაოდენობასთან. ამრიგად, შეგიძლიათ დარწმუნებული იყოთ, რომ ნიადაგში შეტანილი მინერალური სასუქების რაოდენობის მატებასთან ერთად, წარმოქმნილი აზოტის ოქსიდის რაოდენობა ასევე გაიზრდება იმავე ზომით, გარდა ამისა, აზოტის ოქსიდიდან წარმოიქმნება აზოტის ოქსიდები, რაც იწვევს სტრატოსფერული ოზონის განადგურება.

4) ბირთვული აფეთქებები.

ბირთვული აფეთქებები ათავისუფლებს უამრავ ენერგიას სითბოს სახით. 6000 0 K ტემპერატურა დგინდება ბირთვული აფეთქებიდან რამდენიმე წამში. ეს არის ცეცხლოვანი ბურთის ენერგია. ძალიან გაცხელებულ ატმოსფეროში ასეთი გარდაქმნები ხდება ქიმიკატები, რაც ნორმალურ პირობებში ან არ ხდება ან ძალიან ნელა მიმდინარეობს. რაც შეეხება ოზონს და მის გაქრობას, მისთვის ყველაზე საშიში ამ გარდაქმნების დროს წარმოქმნილი აზოტის ოქსიდებია. ამრიგად, 1952 წლიდან 1971 წლამდე პერიოდში, ბირთვული აფეთქებების შედეგად, ატმოსფეროში წარმოიქმნა დაახლოებით 3 მილიონი ტონა აზოტის ოქსიდი. მათი შემდგომი ბედი ასეთია: ატმოსფერული შერევის შედეგად ისინი ხვდებიან სხვადასხვა სიმაღლეზე, მათ შორის ატმოსფეროში. იქ ისინი შედიან ქიმიურ რეაქციებში ოზონის მონაწილეობით, რაც იწვევს მის განადგურებას.

5) საწვავის წვა.

ეს უზარმაზარი ხვრელი დედამიწის ოზონის ფენაში აღმოაჩინეს 1985 წელს, ის გაჩნდა ანტარქტიდაზე. მისი დიამეტრი ათას კილომეტრზე მეტია და დაახლოებით ცხრა მილიონი კილომეტრი კვადრატული ფართობია.

ყოველწლიურად აგვისტოს თვეში ხვრელი ქრება და ხდება ისე, თითქოს ეს უზარმაზარი ოზონის უფსკრული არასოდეს არსებობდეს.

ოზონის ხვრელი - განმარტება

ოზონის ხვრელი არის ოზონის კონცენტრაციის შემცირება ან სრული არარსებობა დედამიწის ოზონის შრეში. მსოფლიო მეტეოროლოგიური ორგანიზაციის მოხსენებისა და მეცნიერებაში საყოველთაოდ მიღებული თეორიის მიხედვით, ოზონის შრის მნიშვნელოვანი შემცირება გამოწვეულია მუდმივად მზარდი ანთროპოგენური ფაქტორით - ბრომისა და ქლორის შემცველი ფრეონების გამოყოფით.

არსებობს კიდევ ერთი ჰიპოთეზა, რომლის თანახმად, ოზონის შრეში ხვრელების წარმოქმნის პროცესი ბუნებრივია და არანაირად არ არის დაკავშირებული ადამიანური ცივილიზაციის საქმიანობის შედეგებთან.

ფაქტორების ერთობლიობა იწვევს ატმოსფეროში ოზონის კონცენტრაციის შემცირებას. ერთ-ერთი მთავარია ოზონის მოლეკულების განადგურება ბუნებრივი და ანთროპოგენური წარმოშობის სხვადასხვა ნივთიერებებთან რეაქციების დროს, აგრეთვე არარსებობა. მზის შუქიდა რადიაცია პოლარული ზამთრის პერიოდში. ეს მოიცავს პოლარულ მორევს, რომელიც განსაკუთრებით სტაბილურია და ხელს უშლის ოზონის შეღწევას ცირკულარული განედებიდან და წარმოქმნილი სტრატოსფერული პოლარული ღრუბლები, რომელთა ზედაპირი ოზონის დაშლის რეაქციის კატალიზატორად მოქმედებს.

ეს ფაქტორები დამახასიათებელია ანტარქტიდისთვის, ხოლო არქტიკაში პოლარული მორევი გაცილებით სუსტია იმის გამო, რომ იქ კონტინენტური ზედაპირი არ არის. ანტარქტიდისგან განსხვავებით, აქ ტემპერატურა გარკვეულწილად უფრო მაღალია. პოლარული სტრატოსფერული ღრუბლები ნაკლებად გავრცელებულია არქტიკაში და იშლება ადრეულ შემოდგომაზე.

რა არის ოზონი?

ოზონი არის ტოქსიკური ნივთიერება, რომელიც საზიანოა ადამიანისთვის. მცირე რაოდენობით აქვს ძალიან სასიამოვნო სუნი. ამაში რომ დარწმუნდეთ, შეგიძლიათ ჭექა-ქუხილის დროს ტყეში გაისეირნოთ - დროთა განმავლობაში ვისიამოვნებთ სუფთა ჰაერი, მაგრამ მოგვიანებით თავს ძალიან ცუდად იგრძნობთ.

ნორმალურ პირობებში, პრაქტიკულად არ არის ოზონი დედამიწის ატმოსფეროს ფსკერზე - ეს ნივთიერება დიდი რაოდენობით არის სტრატოსფეროში, იწყება სადღაც 11 კილომეტრის სიმაღლეზე დედამიწაზე და ვრცელდება 50-51 კილომეტრამდე. ოზონის ფენა მდებარეობს ზუსტად ზევით, ანუ დედამიწაზე დაახლოებით 51 კილომეტრზე. ეს ფენა შთანთქავს მზის მომაკვდინებელ სხივებს და ამით იცავს ჩვენს და არამარტო ჩვენს სიცოცხლეს.

ოზონის ხვრელების აღმოჩენამდე ოზონი ითვლებოდა ატმოსფეროს მომწამლავ ნივთიერებად. ითვლებოდა, რომ ატმოსფერო სავსე იყო ოზონით და სწორედ ეს იყო "სათბურის ეფექტის" მთავარი დამნაშავე, რომლითაც რაღაცის გაკეთება იყო საჭირო.

ამჟამად კაცობრიობა, პირიქით, ცდილობს გადადგას ნაბიჯები ოზონის შრის აღსადგენად, ვინაიდან ოზონის შრე წვრილდება მთელ დედამიწაზე და არა მხოლოდ ანტარქტიდაზე.

ოზონის ხვრელები - სტრატოსფერული მორევების „შვილები“.

მიუხედავად იმისა, რომ თანამედროვე ატმოსფეროში ცოტაა ოზონი - არა უმეტეს სხვა გაზების ერთი სამმილიონედი - მისი როლი ძალზე დიდია: აყოვნებს მყარ ულტრაიისფერ გამოსხივებას (მზის სპექტრის მოკლე ტალღის ნაწილს), რომელიც ანადგურებს ცილებს და ნუკლეიდებს. მჟავები. გარდა ამისა, სტრატოსფერული ოზონი არის მნიშვნელოვანი კლიმატური ფაქტორი, რომელიც განსაზღვრავს ამინდის მოკლევადიან და ადგილობრივ ცვლილებებს.

ოზონის განადგურების რეაქციების სიჩქარე დამოკიდებულია კატალიზატორებზე, რომლებიც შეიძლება იყოს ბუნებრივი ატმოსფერული ოქსიდები ან ნივთიერებები, რომლებიც გამოიყოფა ატმოსფეროში ბუნებრივი კატასტროფების შედეგად (მაგალითად, ძლიერი ვულკანური ამოფრქვევები). თუმცა, გასული საუკუნის მეორე ნახევარში გაირკვა, რომ სამრეწველო წარმოშობის ნივთიერებები ასევე შეიძლება გახდეს ოზონის განადგურების რეაქციების კატალიზატორი და კაცობრიობა სერიოზულად შეშფოთდა...

ოზონი (O3) არის ჟანგბადის შედარებით იშვიათი მოლეკულური ფორმა, რომელიც შედგება სამი ატომისგან. მიუხედავად იმისა, რომ თანამედროვე ატმოსფეროში ცოტაა ოზონი - არაუმეტეს ერთი სამმილიონედი სხვა გაზებისა - მისი როლი ძალზე დიდია: ის ბლოკავს მყარ ულტრაიისფერ გამოსხივებას (მზის სპექტრის მოკლე ტალღის ნაწილს), რომელიც ანადგურებს ცილებს და ნუკლეიდებს. მჟავები. ამიტომ, ფოტოსინთეზის გაჩენამდე - და, შესაბამისად, თავისუფალი ჟანგბადი და ატმოსფეროში ოზონის შრე - სიცოცხლე მხოლოდ წყალში შეიძლებოდა არსებობდეს.

გარდა ამისა, სტრატოსფერული ოზონი არის მნიშვნელოვანი კლიმატური ფაქტორი, რომელიც განსაზღვრავს ამინდის მოკლევადიან და ადგილობრივ ცვლილებებს. მზის რადიაციის შთანთქმით და ენერგიის სხვა გაზებზე გადაცემით, ოზონი ათბობს სტრატოსფეროს და ამით არეგულირებს პლანეტარული თერმული და წრიული პროცესების ბუნებას მთელს ატმოსფეროში.

ბუნებრივ პირობებში, ოზონის არასტაბილური მოლეკულები წარმოიქმნება და იშლება ცოცხალი და უსულო ბუნების სხვადასხვა ფაქტორების გავლენის ქვეშ და ხანგრძლივი ევოლუციის დროს ამ პროცესმა მიაღწია გარკვეულ დინამიურ წონასწორობას. ოზონის განადგურების რეაქციების სიჩქარე დამოკიდებულია კატალიზატორებზე, რომლებიც შეიძლება იყოს ბუნებრივი ატმოსფერული ოქსიდები ან ნივთიერებები, რომლებიც გამოიყოფა ატმოსფეროში ბუნებრივი კატასტროფების შედეგად (მაგალითად, ძლიერი ვულკანური ამოფრქვევები).

თუმცა, გასული საუკუნის მეორე ნახევარში გაირკვა, რომ სამრეწველო წარმოშობის ნივთიერებები ასევე შეიძლება გახდეს ოზონის განადგურების რეაქციების კატალიზატორი და კაცობრიობა სერიოზულად შეშფოთდა. საზოგადოებრივი აზრი განსაკუთრებით აღელვებული იყო ანტარქტიდის თავზე ე.წ ოზონის „ხვრელის“ აღმოჩენამ.

"ხვრელი" ანტარქტიდაზე

ანტარქტიდაზე ოზონის ფენის შესამჩნევი დაკარგვა - ოზონის ხვრელი - პირველად აღმოაჩინეს 1957 წელს, საერთაშორისო გეოფიზიკურ წელს. მისი რეალური ისტორია 28 წლის შემდეგ დაიწყო ჟურნალის მაისის ნომერში გამოქვეყნებული სტატიით ბუნება, სადაც ვარაუდობენ, რომ ანტარქტიდაზე ანტარქტიდაზე ანომალიური გაზაფხულის TO მინიმუმის მიზეზი არის ინდუსტრიული (ფრეონების ჩათვლით) ატმოსფერული დაბინძურება (Farman და სხვ., 1985).

აღმოჩნდა, რომ ანტარქტიდაზე ოზონის ხვრელი ჩვეულებრივ ორ წელიწადში ერთხელ ჩნდება, დაახლოებით სამი თვე გრძელდება და შემდეგ ქრება. ეს არ არის გამჭოლი ხვრელი, როგორც შეიძლება ჩანდეს, არამედ დეპრესია, ამიტომ უფრო სწორია საუბარი „ოზონის შრის დაქვეითებაზე“. სამწუხაროდ, ოზონის ხვრელის ყველა შემდგომი კვლევა ძირითადად მიმართული იყო მისი ანთროპოგენური წარმოშობის დასამტკიცებლად (Roan, 1989).

დღეს არსებობს სხვადასხვა ჰიპოთეზა ოზონის ხვრელის წარმოქმნის ქიმიურ და დინამიურ მექანიზმებთან დაკავშირებით. თუმცა, ბევრი ცნობილი ფაქტი არ ჯდება ქიმიურ ანთროპოგენურ თეორიაში. მაგალითად, სტრატოსფეროში ოზონის დონის ზრდა გარკვეულ გეოგრაფიულ რეგიონებში.

აქ არის ყველაზე "გულუბრყვილო" კითხვა: რატომ იქმნება ხვრელი სამხრეთ ნახევარსფეროში, თუმცა ფრეონები წარმოიქმნება ჩრდილოეთით, მიუხედავად იმისა, რომ უცნობია არის თუ არა ამ დროს საჰაერო კომუნიკაცია ნახევარსფეროებს შორის?

არცერთი არსებული თეორია არ ეფუძნება TOC-ის ფართომასშტაბიან დეტალურ გაზომვებს და სტრატოსფეროში მიმდინარე პროცესების შესწავლას. ანტარქტიდაზე პოლარული სტრატოსფეროს იზოლაციის ხარისხის შესახებ კითხვაზე, ისევე როგორც ოზონის ხვრელების წარმოქმნის პრობლემასთან დაკავშირებულ უამრავ სხვა კითხვაზე პასუხის გაცემა შესაძლებელი გახდა მხოლოდ მოძრაობის მონიტორინგის ახალი მეთოდის დახმარებით. ვ.ბ.კაშკინის მიერ შემოთავაზებული ჰაერის ნაკადები (კაშკინი, სუხინინი, 2001; კაშკინი და სხვ., 2002).

ტროპოსფეროში ჰაერის ნაკადებს (10 კმ სიმაღლემდე) დიდი ხნის განმავლობაში აკვირდებოდნენ ღრუბლების მთარგმნელობით და ბრუნვის მოძრაობებზე დაკვირვებით. ოზონი, ფაქტობრივად, ასევე არის უზარმაზარი „ღრუბელი“ დედამიწის მთელ ზედაპირზე და მისი სიმკვრივის ცვლილებით შეგვიძლია ვიმსჯელოთ ჰაერის მასების მოძრაობაზე 10 კმ-ზე მაღლა, ისევე როგორც ვიცით ქარის მიმართულება. მოღრუბლული ცა მოღრუბლულ დღეს. ამ მიზნებისათვის, ოზონის სიმკვრივე უნდა გაიზომოს სივრცითი ქსელის წერტილებში გარკვეული დროის ინტერვალით, მაგალითად, ყოველ 24 საათში. თვალყურის დევნით, თუ როგორ შეიცვალა ოზონის ველი, შეგიძლიათ შეაფასოთ მისი ბრუნვის კუთხე დღეში, მოძრაობის მიმართულება და სიჩქარე.

ახალი მეთოდის გამოყენებით ოზონის შრის დინამიკა შეისწავლეს 2000 წელს, როდესაც ანტარქტიდაზე დაფიქსირდა რეკორდული დიდი ოზონის ხვრელი (კაშკინი). და სხვ., 2002). ამისათვის მათ გამოიყენეს სატელიტური მონაცემები ოზონის სიმკვრივის შესახებ მთელ სამხრეთ ნახევარსფეროში, ეკვატორიდან პოლუსამდე. შედეგად დადგინდა, რომ ოზონის შემცველობა მინიმალურია პოლუსზე ზემოთ წარმოქმნილი ეგრეთ წოდებული ცირკულარული მორევის ძაბრის ცენტრში, რასაც ქვემოთ დეტალურად განვიხილავთ. ამ მონაცემების საფუძველზე წამოაყენეს ჰიპოთეზა ოზონის „ხვრელების“ წარმოქმნის ბუნებრივი მექანიზმის შესახებ.

სტრატოსფეროს გლობალური დინამიკა: ჰიპოთეზა

წრიული მორევები წარმოიქმნება, როდესაც სტრატოსფერული ჰაერის მასები მოძრაობენ მერიდიალური და გრძივი მიმართულებით. როგორ ხდება ეს? თბილ ეკვატორზე სტრატოსფერო უფრო მაღალია, ხოლო ცივ პოლუსზე უფრო დაბალი. ჰაერის დინებები (ოზონთან ერთად) სტრატოსფეროდან ისე იშლება, თითქოს გორაკზე დაბლა და ეკვატორიდან პოლუსზე უფრო სწრაფად მოძრაობს. მოძრაობა დასავლეთიდან აღმოსავლეთისკენ ხდება კორიოლისის ძალის გავლენის ქვეშ, რომელიც დაკავშირებულია დედამიწის ბრუნვასთან. შედეგად, ჰაერის ნაკადები, როგორც ჩანს, დახვეულია, როგორც ძაფები ღეროზე, სამხრეთ და ჩრდილოეთ ნახევარსფეროებზე.

ჰაერის მასების „ღერძი“ ბრუნავს მთელი წლის განმავლობაში ორივე ნახევარსფეროში, მაგრამ უფრო გამოხატულია ზამთრის ბოლოს და გაზაფხულის დასაწყისში, რადგან სტრატოსფეროს სიმაღლე ეკვატორზე თითქმის უცვლელი რჩება მთელი წლის განმავლობაში, ხოლო პოლუსებზე ის. უფრო მაღალია ზაფხულში და უფრო დაბალი ზამთარში, როცა განსაკუთრებით ცივა.

შუა განედებში ოზონის შრე იქმნება ეკვატორიდან მძლავრი შემოდინებით, ასევე ფოტოქიმიური რეაქციებით, რომლებიც ხდება ადგილზე. მაგრამ პოლარულ რეგიონში ოზონი თავის წარმოშობას ძირითადად ეკვატორსა და შუა განედებს უკავშირდება და მისი შემცველობა იქ საკმაოდ დაბალია. ფოტოქიმიური რეაქციები პოლუსზე, სადაც მზის სხივები დაბალი კუთხით ეცემა, ნელა მიმდინარეობს და ეკვატორიდან გამომავალი ოზონის მნიშვნელოვანი ნაწილი გზაში ახერხებს განადგურებას.

მაგრამ ჰაერის მასები ყოველთვის ასე არ მოძრაობენ. ყველაზე ცივ ზამთარში, როდესაც პოლუსზე მაღლა მდებარე სტრატოსფერო ძალიან დაბლა ეშვება დედამიწის ზედაპირზე და „სრიალი“ განსაკუთრებით ციცაბო ხდება, სიტუაცია იცვლება. სტრატოსფერული დინებები ისე სწრაფად იშლება, რომ ეფექტი ყველასთვის ნაცნობია, ვინც უყურებს წყლის დინებას აბაზანის ხვრელში. გარკვეული სიჩქარის მიღწევის შემდეგ, წყალი იწყებს სწრაფად ბრუნვას და ხვრელის გარშემო წარმოიქმნება დამახასიათებელი ძაბრი, რომელიც იქმნება ცენტრიდანული ძალით.

მსგავსი რამ ხდება სტრატოსფერული ნაკადების გლობალურ დინამიკაში. როდესაც სტრატოსფერული ჰაერის ნაკადები საკმარისად მაღალ სიჩქარეს იძენს, ცენტრიდანული ძალა იწყებს მათ პოლუსიდან შუა განედებისკენ აცილებას. შედეგად, ჰაერის მასები მოძრაობს ეკვატორიდან და პოლუსიდან ერთმანეთისკენ, რაც იწვევს სწრაფად მბრუნავი მორევის „შახტის“ წარმოქმნას შუა განედში.

ეკვატორულ და პოლარულ რეგიონებს შორის ჰაერის გაცვლა ჩერდება ეკვატორიდან და შუა განედებიდან პოლუსამდე. გარდა ამისა, პოლუსზე დარჩენილი ოზონი, როგორც ცენტრიფუგაში, ცენტრალური განედებისკენ არის დაჭერილი ცენტრიდანული ძალით, რადგან ის ჰაერზე მძიმეა. შედეგად, ძაბრის შიგნით ოზონის კონცენტრაცია მკვეთრად ეცემა - პოლუსზე მაღლა წარმოიქმნება ოზონის „ხვრელი“, ხოლო შუა განედებში - ოზონის მაღალი შემცველობის რეგიონი, რომელიც შეესაბამება ცირკულარული მორევის „შახტს“.

გაზაფხულზე ანტარქტიდის სტრატოსფერო თბება და მაღლა იწევს - ძაბრი ქრება. აღდგება საჰაერო კომუნიკაცია შუა და მაღალ განედებს შორის და დაჩქარებულია ოზონის წარმოქმნის ფოტოქიმიური რეაქციები. ოზონის ხვრელი ახლის წინ ქრება ცივი ზამთარისამხრეთ პოლუსზე.

რა არის არქტიკაში?

მიუხედავად იმისა, რომ სტრატოსფერული ნაკადების დინამიკა და, შესაბამისად, ოზონის ფენა ჩრდილოეთ და სამხრეთ ნახევარსფეროებში ზოგადად მსგავსია, ოზონის ხვრელი მხოლოდ დროდადრო ჩნდება სამხრეთ პოლუსზე. ჩრდილოეთ პოლუსზე არ არის ოზონის ხვრელები, რადგან იქ ზამთარი უფრო რბილია და სტრატოსფერო არასდროს ეცემა საკმარისად დაბლა, რომ ჰაერის დინებამ მიაღწიოს ხვრელის ფორმირებისთვის საჭირო სიჩქარეს.

არის კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი განსხვავება. სამხრეთ ნახევარსფეროში, ცირკულარული მორევი ბრუნავს თითქმის ორჯერ უფრო სწრაფად, ვიდრე ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში. და ეს გასაკვირი არ არის: ანტარქტიდა გარშემორტყმულია ზღვებით და მის გარშემო არის ცირკულარული ზღვის დინება - არსებითად, წყლისა და ჰაერის გიგანტური მასები ერთად ბრუნავს. სურათი განსხვავებულია ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში: შუა განედებში არის კონტინენტები მთის ქედებით და დედამიწის ზედაპირზე ჰაერის მასის ხახუნი არ აძლევს საშუალებას, რომ ცირკულარული მორევი მოიპოვოს საკმარისად მაღალი სიჩქარე.

თუმცა, ჩრდილოეთ ნახევარსფეროს შუა განედებში, ზოგჯერ ჩნდება განსხვავებული წარმოშობის ოზონის პატარა „ხვრელები“. საიდან მოდიან ისინი? მთიანი ჩრდილოეთ ნახევარსფეროს შუა განედების სტრატოსფეროში ჰაერის მოძრაობა წააგავს წყლის მოძრაობას არაღრმა ნაკადულში კლდოვანი ფსკერით, როდესაც წყლის ზედაპირზე წარმოიქმნება მრავალი მორევი. ჩრდილოეთ ნახევარსფეროს შუა განედებში, ქვედა ზედაპირის ტოპოგრაფიის როლს ასრულებს ტემპერატურული განსხვავებები კონტინენტებისა და ოკეანეების საზღვრებში, მთიანეთისა და დაბლობების საზღვრებში.

ტემპერატურის მკვეთრი ცვლილება დედამიწის ზედაპირზე იწვევს ვერტიკალური ნაკადების წარმოქმნას ტროპოსფეროში. სტრატოსფერული ქარები, რომლებიც ხვდებიან ამ ნაკადებს, ქმნიან მორევებს, რომლებსაც შეუძლიათ ორივე მიმართულებით ბრუნვა თანაბარი ალბათობით. მათ შიგნით ჩნდება ოზონის დაბალი შემცველობის ადგილები, ანუ ოზონის ხვრელები, რომლებიც ზომით გაცილებით მცირეა, ვიდრე სამხრეთ პოლუსზე. და უნდა აღინიშნოს, რომ ასეთი მორევები ბრუნვის სხვადასხვა მიმართულებით პირველივე ცდაზე აღმოაჩინეს.

ამრიგად, სტრატოსფერული ჰაერის ნაკადების დინამიკა, რომელსაც ჩვენ ვაკვირდებოდით ოზონის ღრუბელზე დაკვირვებით, საშუალებას გვაძლევს მივცეთ დამაჯერებელი ახსნა ანტარქტიდაზე ოზონის ხვრელის წარმოქმნის მექანიზმზე. როგორც ჩანს, ოზონის შრის ასეთი ცვლილებები, გამოწვეული სტრატოსფეროში აეროდინამიკური ფენომენებით, ადამიანის მოსვლამდე დიდი ხნით ადრე მოხდა.

ყოველივე ზემოთქმული არ ნიშნავს, რომ ფრეონები და სამრეწველო წარმოშობის სხვა გაზები არ ახდენენ დესტრუქციულ გავლენას ოზონის შრეზე. თუმცა, მეცნიერებმა ჯერ კიდევ უნდა გაარკვიონ, რა კავშირია ბუნებრივ და ანთროპოგენურ ფაქტორებს შორის, რომლებიც გავლენას ახდენენ ოზონის ხვრელების წარმოქმნაზე - ნაჩქარევი დასკვნების გაკეთება მნიშვნელოვანი საკითხებიმიუღებელი.