Cevap: Ozon tabakası atmosferin ozon içeriği yüksek olan tabakasıdır. Tabakadaki ozon konsantrasyonu çok düşüktür ve eğer saf haliyle izole edilirse ve Dünya yüzeyindeki havanın yoğunluğuna kadar sıkıştırılırsa ozon tabakasının kalınlığı 5 mm'yi geçmeyecektir. Ozon, Güneş'ten gelen kısa dalga radyasyonu emerek canlı organizmaları zararlı etkilerinden korur. Ozon tabakasının incelmesi kamuoyunun dikkatini ilk kez 1985 yılında, Antarktika'nın üzerinde "ozon deliği" adı verilen, düşük (%50'ye kadar) ozon içeriğine sahip geniş bir alanın keşfedilmesiyle çekti. “Ozon deliklerinin” ortaya çıkmasının ana nedeninin atmosferdeki önemli miktardaki freon olduğuna inanılmaktadır. Freonlar(kloroflorokarbonlar), dünya yüzeyine yakın, üretimde ve günlük yaşamda soğutucu maddeler (klimalar, buzdolapları, buzdolapları), püskürtücüler (aerosoller) ve köpürtücü maddeler olarak yaygın olarak kullanılan, oldukça uçucu, kimyasal olarak inert maddelerdir. Atmosferin üst katmanlarına yükselen Freonlar, ozonu yoğun bir şekilde tahrip eden klor oksit oluşumuyla fotokimyasal ayrışmaya uğrar. Ancak bazı bilim insanları "ozon deliğinin" doğal kökeni konusunda ısrar etmeye devam ediyor. Oluşumunun nedenlerini ozonosferin doğal değişkenliğinde, Güneş'in döngüsel aktivitesinde, Dünya'nın gazdan arındırma süreçlerinde vb. görüyorlar. Ozon tabakasının incelmesi, Dünya yüzeyinde daha yüksek seviyelerde ultraviyole radyasyona yol açar; cilt kanseri vakalarının artmasına, tarımsal ürünlerin verimliliğinde azalmaya, bitkilerde fotosentez sürecinin yavaşlamasına vb. katkıda bulunur.

7. Asit yağmurlarının oluşum nedenleri ve ekosistemlere etkileri

Cevap: Asitliği normalden yüksek olan her türlü yağışa (yağmur, sis, kar) asidik denir. Ortamın asidik özellikleri hidrojen iyonları tarafından belirlenir. Bir çözeltideki hidrojen iyonlarının konsantrasyonu ne kadar yüksek olursa asitliği de o kadar yüksek olur. Hidrojen indeks birimleri veya pH, hidrojen iyonlarının konsantrasyonunu ifade etmek için kullanılır. PH ölçeği 0 (aşırı asidik) ila 7 (nötr) ila 14 (aşırı alkali) arasında değişir. Asit yağmuru, havadaki nemin dönüştürüldüğü, kükürt dioksit ve havada bulunan diğer gazları emen sülfürik, nitrik ve diğer asitlerin çözeltilerini içerir. Asit yağmuru bitki örtüsünü baskılar, orman büyümesini ve tarımsal verimi azaltır ve göllerin asitlenmesine neden olur, bu da yumurta, yavru balık, plankton, alg ve balıkların ölümüne yol açar. Asit yağmurunun olumsuz sonuçları ABD, Avrupa, Kanada, Rusya, Ukrayna, Belarus ve diğer ülkelerde kaydedildi.

8. Çevre sorunlarının ana nedenleri

Cevap: Toplum ve doğa arasındaki dengesiz ilişkiler, yani akılcı olmayan çevre yönetimi çoğu zaman çevre krizine ve çevre felaketine yol açmaktadır. Ekolojik kriz(ekolojik acil durum), çevrede kalıcı olumsuz değişikliklerle karakterize edilen ve insan sağlığına tehdit oluşturan bir çevre felaketidir. Altında çevre felaketi(ekolojik felaket) çevrede geri dönüşü olmayan değişiklikler ve halk sağlığında önemli bir bozulma ile karakterize edilen çevresel sıkıntıyı anlamak Biyosfer üzerindeki ana ve en yaygın olumsuz insan etkisi kirliliktir. Altında kirliliközellikleri, konumu veya miktarı çevre üzerinde olumsuz etkisi olan maddelerin ve/veya enerjinin çevreye girişini anlamak (“Çevre Koruma Kanunu”). Kirlilik aynı zamanda insan sağlığına, hayvanlara, bitkilerin ve ekosistemlerin durumuna zararlı miktarlarda katı, sıvı veya gaz halindeki maddelerin, mikroorganizmaların veya enerjilerin (ses, gürültü, radyasyon şeklinde) doğal çevreye girmesi anlamına gelir. Tipik olarak, farklı kökenlerden gelen iki tür kirlilik dikkate alınır: doğal, insan katılımı olmadan doğal olayların bir sonucu olarak ortaya çıkan; antropojenik, Ana bileşeni endüstriyel faaliyetlerin neden olduğu teknolojik kirlilik olan insan faaliyetleriyle ilişkili. İle toplama durumu Antropojenik kökenli tüm kirleticiler katı, sıvı ve gaz halinde ayrılır. Kirleticilerin doğasına bağlı olarak aşağıdaki kirlilik türleri ayırt edilir: biyolojik(patojenik mikroorganizmalar, genetik mühendisliği ürünleri vb.), kimyasal(pestisitler, ağır metaller, plastikler, bazı kimyasallar ve elementler nedeniyle biyosferin kirlenmesi), fiziksel(gürültü, termal, elektromanyetik, radyasyon). Mekansal özelliklere göre ayırt edilirler. küresel, bölgesel, yerel(küçük bir alanda gözlemlendi) kirlilik. Kirlilik nesnelerine göre, atmosferik hava kirliliği, yüzey ve yeraltı suyu kirliliği, toprak kirliliği vb. ve hatta Dünya'ya yakın alanın kirliliği arasında ayrım yaparlar. 2005 yılında Rusya Federasyonu topraklarında çevre kirliliğine yol açan 78 kaza (2004'te 59) gözlendi. Aynı yıl, Roshidromet'in sabit gözlem ağı, görsel ve organoleptik işaretlere dayanarak 541 aşırı yüksek yüzey suyu kirliliği vakası ve 3 aşırı yüksek atmosferik hava kirliliği vakası kaydetti.

Son dönemde gazete ve dergiler, insanların gelecekte yaşanabilecek olası sorunlar nedeniyle korkuttuğu ozon tabakasının rolüyle ilgili yazılarla dolup taştı. Bilim adamlarından, Dünya'daki tüm yaşamı olumsuz etkileyecek iklim değişiklikleri hakkında bilgi alabilirsiniz. İnsanlardan çok uzaktaki potansiyel bir tehlike, gerçekten tüm dünyalılar için bu kadar korkunç olaylara dönüşecek mi? İnsanlık ozon tabakasının tahrip olmasından ne gibi sonuçlar bekliyor?

Ozon tabakasının oluşum süreci ve önemi

Ozon oksijenin bir türevidir. Stratosferde oksijen molekülleri kimyasal olarak ultraviyole radyasyona maruz kalır, ardından serbest atomlara ayrılırlar ve bu atomlar da diğer moleküllerle birleşme yeteneğine sahiptir. Oksijen molekülleri ve atomlarının üçüncü cisimlerle bu etkileşimi ile yeni bir madde ortaya çıkar - ozon bu şekilde oluşur.

Stratosferde olmak, Dünya'nın termal rejimini ve nüfusunun sağlığını etkiler. Gezegensel bir “koruyucu” olarak ozon, aşırı ultraviyole radyasyonu emer. Ancak büyük miktarlarda atmosferin alt katmanlarına girdiğinde insan türü için oldukça tehlikeli hale gelir.

Bilim adamlarının talihsiz keşfi: Antarktika üzerindeki ozon deliği

Ozon tabakasının incelmesi süreci, 60'lı yılların sonlarından beri dünya çapında bilim adamları arasında pek çok tartışmanın konusu olmuştur. O yıllarda çevreciler, roket ve uçakların jet motorları tarafından üretilen su buharı ve nitrojen oksit formundaki yanma ürünlerinin atmosfere emisyonu sorununu gündeme getirmeye başladılar. Endişe, Dünya'nın kalkanının oluştuğu 25 kilometre yükseklikteki uçaklardan yayılan nitrojen oksidin ozonu tahrip edebilmesiydi. 1985 yılında İngiliz Antarktika Araştırması, Hally Körfezi üssünün üzerindeki atmosferdeki ozon konsantrasyonunda %40'lık bir azalma kaydetti.

İngiliz bilim adamlarının ardından pek çok araştırmacı da bu soruna ışık tuttu. Halihazırda güney kıtasının dışında, düşük ozon seviyesine sahip bir bölgenin ana hatlarını çizmeyi başardılar. Bu nedenle ozon deliği oluşumu sorunu ortaya çıkmaya başladı. Bundan kısa bir süre sonra, bu kez Kuzey Kutbu'nda başka bir ozon deliği keşfedildi. Ancak boyut olarak daha küçüktü ve %9'a varan ozon sızıntısı vardı.

Araştırmanın sonuçlarına dayanarak bilim adamları, 1979-1990'da bu gazın dünya atmosferindeki konsantrasyonunun yaklaşık% 5 oranında azaldığını hesapladılar.

Ozon tabakasının tükenmesi: ozon deliklerinin ortaya çıkışı

Ozon tabakasının kalınlığı 3-4 mm olabilir, maksimum değerleri kutuplarda, minimum değerleri ise ekvator boyunca yer alır. En yüksek gaz konsantrasyonu Arktik'in üzerindeki stratosferde 25 kilometrede bulunabilir. Yoğun katmanlar bazen 70 km'ye kadar olan rakımlarda, genellikle tropik bölgelerde bulunur. Troposferde fazla ozon bulunmaz çünkü mevsimsel değişikliklere ve çeşitli kirlilik türlerine karşı oldukça hassastır.

Gaz konsantrasyonu yüzde bir azaldığında, dünya yüzeyi üzerindeki ultraviyole radyasyonun yoğunluğunda anında %2 oranında bir artış olur. Ultraviyole ışınlarının gezegensel organik maddeler üzerindeki etkisi iyonlaştırıcı radyasyonla karşılaştırılır.

Ozon tabakasının incelmesi, aşırı ısınma, artan rüzgar hızları ve hava sirkülasyonu ile bağlantılı felaketlere neden olabilir, bu da yeni çöl alanlarının oluşmasına ve tarımsal verimin azalmasına neden olabilir.

Günlük yaşamda ozonla tanışmak

Bazen yağmurdan sonra, özellikle yaz aylarında, hava alışılmadık derecede taze ve hoş hale gelir ve insanlar bunun "ozon gibi koktuğunu" söyler. Bu kesinlikle mecazi bir ifade değil. Aslında ozonun bir kısmı hava akımlarıyla atmosferin alt katmanlarına ulaşır. Bu gaz türü, atmosfere olağanüstü bir tazelik hissi veren faydalı ozon olarak kabul edilir. Çoğunlukla bu tür olaylar fırtınalardan sonra görülür.

Ancak ozonun çok zararlı ve insanlar için son derece tehlikeli olan bir türü de vardır. Egzoz gazları ve endüstriyel emisyonlar tarafından üretilir ve güneş ışınlarına maruz kaldığında fotokimyasal reaksiyona girer. Bunun sonucunda insan sağlığına son derece zararlı olan ve yer seviyesinde ozon denilen oluşum meydana gelir.

Ozon tabakasını tahrip eden maddeler: Freonların etkisi

Bilim insanları, toplu olarak buzdolapları ve klimaları şarj etmek için kullanılan freonların ve çok sayıda aerosol kutusunun ozon tabakasının tahrip olmasına neden olduğunu kanıtladı. Böylece ozon tabakasının yok edilmesinde hemen hemen her insanın parmağı olduğu ortaya çıkıyor.

Ozon deliklerinin nedenleri, freon moleküllerinin ozon molekülleriyle reaksiyona girmesidir. Güneş radyasyonu freonların klor salmasına neden olur. Sonuç olarak ozon bölünerek atomik ve sıradan oksijenin oluşmasına neden olur. Bu tür etkileşimlerin meydana geldiği yerlerde ozon tabakasının incelmesi sorunu ortaya çıkmakta ve ozon delikleri meydana gelmektedir.

Elbette ozon tabakasına en büyük zarar endüstriyel emisyonlardan kaynaklanmaktadır, ancak freon içeren müstahzarların ev kullanımı da öyle ya da böyle ozonun tahribatı üzerinde etkiye sahiptir.

Ozon tabakasının korunması

Bilim adamlarının ozon tabakasının hâlâ tahrip edildiğini ve ozon deliklerinin ortaya çıktığını belgelemesinin ardından politikacılar onu korumayı düşünmeye başladı. Bu konularda dünya çapında istişareler ve toplantılar yapıldı. Bunlara iyi gelişmiş endüstriye sahip tüm eyaletlerin temsilcileri katıldı.

Böylece 1985 yılında Ozon Tabakasının Korunmasına İlişkin Sözleşme kabul edildi. Kırk dört konferansa katılan devletin temsilcileri bu belgeyi imzaladı. Bir yıl sonra Montreal Protokolü adı verilen önemli bir belge daha imzalandı. Hükümlerine göre, ozon tabakasının incelmesine yol açan maddelerin küresel üretimi ve tüketiminde önemli bir kısıtlama olması gerekirdi.

Ancak bazı eyaletler bu kısıtlamalara boyun eğmek istemedi. Daha sonra her eyalet için atmosfere tehlikeli emisyonlara ilişkin spesifik kotalar belirlendi.

Rusya'da ozon tabakasının korunması

Mevcut Rus mevzuatına göre ozon tabakasının yasal olarak korunması en önemli ve öncelikli alanlardan biridir. Çevrenin korunmasına ilişkin mevzuat, bu doğal nesneyi çeşitli hasar, kirlilik, tahribat ve tükenmeye karşı korumayı amaçlayan koruyucu önlemlerin bir listesini düzenlemektedir. Nitekim Mevzuatın 56. maddesinde gezegenin ozon tabakasının korunmasına ilişkin bazı faaliyetler anlatılmaktadır:

• Ozon deliğinin etkisinin izlenmesine yönelik kuruluşlar;
• İklim değişikliği üzerinde kontrolün sürdürülmesi;
• Atmosfere zararlı emisyonlara ilişkin düzenleyici çerçeveye sıkı uyum;
• Ozon tabakasını tahrip eden kimyasal bileşiklerin üretimini düzenlemek;
• Yasanın ihlali nedeniyle cezaların ve cezaların uygulanması.

Olası çözümler ve ilk sonuçlar

Ozon deliklerinin kalıcı bir olay olmadığını bilmelisiniz. Atmosfere zararlı emisyon miktarının azalmasıyla birlikte ozon delikleri kademeli olarak daralmaya başlar - komşu bölgelerdeki ozon molekülleri aktive edilir. Ancak aynı zamanda başka bir risk faktörü de ortaya çıkıyor - komşu alanlar önemli miktarda ozondan yoksun kalıyor, katmanlar inceliyor.

Dünyanın dört bir yanındaki bilim insanları araştırma yapmaya devam ediyor ve kasvetli sonuçlardan korkuyor. Üst atmosferde ozonun varlığının sadece %1 azalması durumunda cilt kanserinde %3-6'ya kadar artış olacağını hesapladılar. Dahası, büyük sayı Ultraviyole ışınları insanların bağışıklık sistemini olumsuz etkileyecektir. Çok çeşitli enfeksiyonlara karşı daha savunmasız hale gelecekler.

Bunun aslında 21. yüzyılda kötü huylu tümörlerin sayısının arttığı gerçeğini açıklayabilmesi mümkündür. Artan ultraviyole radyasyon seviyeleri de doğayı olumsuz etkiliyor. Bitkilerde hücrelerin tahribatı meydana gelir, mutasyon süreci başlar ve bunun sonucunda daha az oksijen üretilir.

İnsanlık önümüzdeki zorluklarla başa çıkabilecek mi?

Son istatistiklere göre insanlık küresel bir felaketle karşı karşıya. Ancak bilimin iyimser raporları da var. Ozon Tabakasının Korunmasına İlişkin Sözleşme'nin kabul edilmesinden sonra tüm insanlık ozon tabakasının korunması sorununa dahil oldu. Bir dizi yasaklayıcı ve koruyucu önlemin geliştirilmesinin ardından durum biraz istikrara kavuştu. Bu nedenle bazı araştırmacılar, tüm insanlığın makul sınırlar içerisinde endüstriyel üretim yapması durumunda ozon delikleri sorununun başarıyla çözülebileceğini savunuyor.

Sorularınız varsa makalenin altındaki yorumlara bırakın. Biz veya ziyaretçilerimiz onlara cevap vermekten mutluluk duyacağız

giriiş

1.2 Antarktika üzerindeki ozon deliği

2. Ozon tabakasını korumaya yönelik temel önlemler

3. Optimum bileşen tamamlayıcılığı kuralı

4. Kanun N.F. Ekosistem hiyerarşisinin yok edilmesi üzerine Reimers

Çözüm

Kullanılmış literatür listesi

giriiş

Dünyanın modern oksijen atmosferi gezegenler arasında benzersiz bir olgudur güneş sistemi ve bu özellik gezegenimizdeki yaşamın varlığıyla ilişkilidir.

Günümüzde insanlar için şüphesiz en önemli sorun çevre sorunudur. Çevresel bir felaketin gerçekliği, Dünya'nın ozon tabakasının tahrip edilmesiyle ortaya çıkıyor. Ozon, Güneş'ten gelen sert (kısa dalga) ultraviyole radyasyonun etkisi altında atmosferin üst katmanlarında oluşan, oksijenin triatomik bir şeklidir.

Bugün ozon herkesi endişelendiriyor, hatta daha önce atmosferde ozon tabakasının varlığından şüphelenmeyen, yalnızca ozon kokusunun temiz havanın işareti olduğuna inananlar bile. (Ozonun Yunanca'da "koku" anlamına gelmesi boşuna değildir.) Bu ilgi anlaşılabilir - insanın kendisi de dahil olmak üzere Dünya'nın tüm biyosferinin geleceğinden bahsediyoruz. Şu anda ozon tabakasını korumamıza olanak sağlayacak, herkesi bağlayıcı nitelikte bazı kararların alınmasına acil ihtiyaç var. Ancak bu kararların doğru olabilmesi için, Dünya atmosferindeki ozon miktarını değiştiren faktörler, ozonun özellikleri ve bu faktörlere tam olarak nasıl tepki verdiği hakkında tam bilgiye ihtiyacımız var.

1. Ozon delikleri ve oluşma nedenleri

Ozon tabakası, Dünya yüzeyinin 10 ila 50 km yukarısında uzanan geniş bir atmosferik kuşaktır. Kimyasal olarak ozon, üç oksijen atomundan (bir oksijen molekülü iki atom içerir) oluşan bir moleküldür. Atmosferdeki ozon konsantrasyonu çok düşüktür ve ozon miktarındaki küçük değişiklikler, dünya yüzeyine ulaşan ultraviyole radyasyonun yoğunluğunda büyük değişikliklere yol açar. Sıradan oksijenin aksine ozon kararsızdır; kolayca oksijenin diatomik, kararlı formuna dönüşür. Ozon, oksijenden çok daha güçlü bir oksitleyici maddedir ve bu, bakterileri öldürme ve bitkilerin büyüme ve gelişmesini engelleme yeteneğine sahip olmasını sağlar. Ancak normal şartlarda havanın yüzey katmanlarındaki konsantrasyonunun düşük olması nedeniyle bu özelliklerin canlı sistemlerin durumu üzerinde neredeyse hiçbir etkisi yoktur.

Çok daha önemlisi, bu gazı karadaki tüm yaşam için kesinlikle gerekli kılan diğer özelliğidir. Bu özellik, ozonun Güneş'ten gelen sert (kısa dalga) ultraviyole (UV) radyasyonu absorbe etme yeteneğidir. Sert UV kuantumları bazı kimyasal bağları kırmaya yetecek enerjiye sahip olduğundan iyonlaştırıcı radyasyon olarak sınıflandırılır. Bu tür diğer radyasyonlar, X ışınları ve gama radyasyonu gibi, canlı organizmaların hücrelerinde çok sayıda rahatsızlığa neden olur. Ozon, O2 ile serbest oksijen atomları arasındaki reaksiyonu uyaran yüksek enerjili güneş ışınımının etkisi altında oluşur. Orta derecede radyasyona maruz kaldığında parçalanır ve bu radyasyonun enerjisini emer. Böylece, bu döngüsel süreç tehlikeli ultraviyole radyasyonu “yiyor”.

Ozon molekülleri oksijen gibi elektriksel olarak nötrdür. elektrik yükü taşımayın. Bu nedenle Dünya'nın manyetik alanı, ozonun atmosferdeki dağılımını etkilemez. Atmosferin üst tabakası olan iyonosfer pratik olarak ozon tabakasıyla örtüşmektedir.

Dünyanın manyetik alan çizgilerinin yüzeye yakın olduğu kutup bölgelerinde iyonosferdeki bozulmalar çok belirgindir. Polar bölgelerin atmosferinin üst katmanlarındaki iyonize oksijen dahil iyonların sayısı azalır. Ancak ana sebep Kutup bölgesindeki düşük ozon içeriği, kutup günü boyunca ufka küçük açılarla düşen güneş ışınımının düşük yoğunluğu anlamına gelir ve kutup gecesi boyunca tamamen yoktur. Ozon tabakasındaki kutupsal “deliklerin” alanı, atmosferdeki toplam ozon içeriğindeki değişikliklerin güvenilir bir göstergesidir.

Atmosferdeki ozon içeriği birçok doğal nedenden dolayı dalgalanmaktadır. Periyodik dalgalanmalar güneş enerjisi aktivite döngüleriyle ilişkilidir; Volkanik gazların birçok bileşeni ozonu yok etme kapasitesine sahiptir, bu nedenle volkanik aktivitedeki artış konsantrasyonunda bir azalmaya yol açar. Stratosferdeki hava akışlarının kasırga benzeri yüksek hızları nedeniyle, ozon tabakasını incelten maddeler geniş alanlara taşınmaktadır. Yalnızca ozon tabakasını incelten maddeler taşınmaz, aynı zamanda ozonun kendisi de taşınır, dolayısıyla ozon konsantrasyonundaki bozukluklar hızla geniş alanlara yayılır ve ozon kalkanında örneğin bir roket fırlatılmasının neden olduğu yerel küçük "delikler" nispeten hızlı bir şekilde iyileşir. Yalnızca kutup bölgelerinde hava etkin değildir, bunun sonucunda oradaki ozonun yok olması diğer enlemlerden ithal edilmesiyle telafi edilememektedir ve özellikle Güney Kutbu'ndaki kutupsal "ozon delikleri" çok kararlıdır.

1.1 Ozon tabakasının incelmesine neden olan kaynaklar

Ozon tabakasını incelten maddeler arasında şunlar yer almaktadır:

1) Freonlar.

Ozon, freonlar olarak bilinen klor bileşikleri tarafından yok edilir; bunlar da güneş radyasyonu tarafından yok edilir ve ozon moleküllerinden "üçüncü" atomu "parçalayan" kloru serbest bırakır. Klor bileşik oluşturmaz ancak “kırıcı” bir katalizör görevi görür. Böylece, bir klor atomu çok fazla ozonu “yok edebilir”. Klor bileşiklerinin Dünya'nın atmosferinde 50 ila 1500 yıl (maddenin bileşimine bağlı olarak) kalabileceğine inanılmaktadır. Gezegenin ozon tabakasına ilişkin gözlemler, 50'li yılların ortalarından bu yana Antarktika seferleri tarafından gerçekleştiriliyor.

Antarktika üzerinde ilkbaharda genişleyen, sonbaharda azalan ozon deliği 1985 yılında keşfedildi. Meteorologların keşfi bir dizi ekonomik sonuç doğurdu. Gerçek şu ki, "deliğin" varlığından, ozonun tahribatına katkıda bulunan (deodorantlardan soğutma ünitelerine kadar) freon içeren maddeler üreten kimya endüstrisi sorumlu tutuldu.

“Ozon deliklerinin” oluşumunda ne kadar insanın suçlanacağı konusunda bir fikir birliği yok.

Bir yandan evet kesinlikle suçlu. Ozon tabakasının incelmesine neden olan bileşiklerin üretimi en aza indirilmeli veya daha iyisi tamamen durdurulmalıdır. Yani milyarlarca dolar ciroya sahip bir sanayi sektörünün tamamını terk etmek. Reddetmezseniz, onu "güvenli" raylara aktarın ki bu da paraya mal olur.

Şüphecilerin bakış açısı: Yerel düzeydeki tüm yıkıcılığına rağmen, atmosferik süreçler üzerindeki insan etkisi, gezegen ölçeğinde ihmal edilebilir düzeydedir. “Yeşiller”in freon karşıtı kampanyası tamamen şeffaf bir ekonomik ve politik arka plana sahip: onun yardımıyla büyük Amerikan şirketleri (örneğin Dupont) yabancı rakiplerini boğuyor, devlet düzeyinde “çevre koruma” konusunda anlaşmalar dayatıyor ve Ekonomik açıdan daha zayıf devletlerin dayanamayacağı yeni bir teknolojik aşamayı zorla devreye sokmak.

2) Yüksek irtifa uçakları.

Ozon tabakasının tahribatı sadece atmosfere salınan ve stratosfere giren freonlarla kolaylaştırılmaz. Nükleer patlamalar sırasında oluşan nitrojen oksitler de ozon tabakasının tahrip edilmesinde rol oynuyor. Ancak yüksek irtifa uçaklarının turbojet motorlarının yanma odalarında da nitrojen oksitler oluşur. Azot oksitler, orada bulunan azot ve oksijenden oluşur. Sıcaklık ne kadar yüksek olursa, yani motor gücü ne kadar yüksek olursa, nitrojen oksit oluşum hızı da o kadar yüksek olur.

Önemli olan yalnızca uçağın motorunun gücü değil, aynı zamanda uçağın uçtuğu ve ozon tabakasını incelten nitrojen oksitleri saldığı rakımdır. Azot oksit veya oksit ne kadar yüksek oluşursa, ozon için o kadar yıkıcı olur.

Yılda atmosfere yayılan toplam nitrojen oksit miktarının 1 milyar ton olduğu tahmin edilmektedir. Bu miktarın yaklaşık üçte biri, ortalama tropopoz seviyesinin (11 km) üzerindeki uçaklar tarafından yayılmaktadır. Uçaklara gelince, en zararlı emisyonlar, sayıları onbinleri bulan askeri uçaklardan kaynaklanmaktadır. Esas olarak ozon tabakasındaki irtifalarda uçarlar.

3) Mineral gübreler.

Stratosferdeki ozon, toprak bakterileri tarafından bağlanan nitrojenin denitrifikasyonu sırasında oluşan nitröz oksit N2O'nun stratosfere girmesi nedeniyle de azalabilir. Sabit nitrojenin aynı denitrifikasyonu, okyanusların ve denizlerin üst katmanlarındaki mikroorganizmalar tarafından da gerçekleştirilir. Denitrifikasyon süreci doğrudan topraktaki sabit nitrojen miktarıyla ilgilidir. Böylece toprağa uygulanan mineral gübre miktarı arttıkça oluşan azot oksit N2O miktarının da aynı oranda artacağından emin olabilirsiniz. Ayrıca azot oksitlerden azot oksitler oluşur ve bu da azot oksitlerin oluşmasına neden olur. stratosferik ozonun tahrip edilmesi.

4) Nükleer patlamalar.

Nükleer patlamalar ısı şeklinde çok fazla enerji açığa çıkarır. Nükleer patlamadan birkaç saniye sonra 6000 0 K'lık bir sıcaklık kurulur. Bu ateş topunun enerjisidir. Oldukça ısıtılmış bir atmosferde bu tür dönüşümler meydana gelir kimyasallar Normal koşullar altında ya oluşmaz ya da çok yavaş gerçekleşir. Ozon ve yok oluşuna gelince, onun için en tehlikeli olanı bu dönüşümler sırasında oluşan nitrojen oksitlerdir. Böylece 1952'den 1971'e kadar olan dönemde nükleer patlamalar sonucunda atmosferde yaklaşık 3 milyon ton nitrojen oksit oluştu. Sonraki kaderleri ise şöyledir: atmosferik karışımın bir sonucu olarak, atmosfer de dahil olmak üzere farklı yüksekliklere ulaşırlar. Orada ozonun katılımıyla kimyasal reaksiyonlara girerek tahribatına yol açarlar.

5) Yakıt yanması.

Dünyanın ozon tabakasındaki bu devasa delik 1985 yılında keşfedildi; Antarktika üzerinde ortaya çıktı. Çapı bin kilometreden fazla ve alanı yaklaşık dokuz milyon kilometre karedir.

Her yıl ağustos ayında delik kayboluyor ve sanki bu devasa ozon deliği hiç var olmamış gibi oluyor.

Ozon deliği - tanım

Ozon deliği, Dünya'nın ozon tabakasındaki ozon konsantrasyonunun azalması veya tamamen yok olmasıdır. Dünya Meteoroloji Örgütü'nün raporuna ve bilimde genel kabul gören teoriye göre, ozon tabakasındaki önemli bir azalma, giderek artan antropojenik bir faktörden - brom ve klor içeren freonların salınmasından kaynaklanıyor.

Ozon tabakasındaki deliklerin oluşma sürecinin doğal olduğu ve hiçbir şekilde insan uygarlığının faaliyetlerinin sonuçlarıyla bağlantılı olmadığı yönünde başka bir hipotez daha var.

Faktörlerin birleşimi atmosferdeki ozon konsantrasyonunun azalmasına neden olur. Bunlardan en önemlilerinden biri, doğal ve antropojenik kökenli çeşitli maddelerle reaksiyonlar sırasında ozon moleküllerinin yok edilmesinin yanı sıra yokluğudur. güneş ışığı ve kutup kışı sırasında radyasyon. Bu, özellikle stabil olan ve kutupsal enlemlerden ozonun nüfuz etmesini önleyen kutupsal girdabı ve yüzeyinin ozon bozunma reaksiyonu için bir katalizör görevi gören parçacıkların ortaya çıkardığı stratosferik kutup bulutlarını içerir.

Bu faktörler Antarktika için tipiktir ve Kuzey Kutbu'nda kıta yüzeyinin olmaması nedeniyle kutupsal girdap çok daha zayıftır. Buradaki sıcaklık Antarktika'nın aksine bir miktar daha yüksek. Polar stratosferik bulutlar Kuzey Kutbu'nda daha az yaygındır ve sonbaharın başlarında parçalanma eğilimindedir.

Ozon Nedir?

Ozon insanlara zararlı zehirli bir maddedir. Küçük miktarlarda çok hoş bir kokuya sahiptir. Bundan emin olmak için fırtına sırasında ormanda yürüyüşe çıkabilirsiniz - zamanla tadını çıkaracağız temiz hava ama daha sonra kendinizi çok kötü hissedeceksiniz.

Normal koşullar altında, Dünya atmosferinin dibinde neredeyse hiç ozon yoktur - bu madde stratosferde büyük miktarlarda bulunur, dünyanın yaklaşık 11 kilometre yukarısında bir yerden başlar ve 50-51 kilometreye kadar uzanır. Ozon tabakası en üstte, yani yerden yaklaşık 51 kilometre yüksekte yer alıyor. Bu katman güneşin ölümcül ışınlarını emer ve böylece sadece kendimizin değil, hayatımızın korunmasını sağlar.

Ozon deliklerinin keşfinden önce ozonun atmosferi zehirleyen bir madde olduğu düşünülüyordu. Atmosferin ozonla dolu olduğuna ve bir şeyler yapılması gereken "sera etkisinin" ana suçlusunun da bu olduğuna inanılıyordu.

Günümüzde ise tam tersine, ozon tabakası sadece Antarktika'da değil, Dünya genelinde inceldiği için insanlık ozon tabakasını onarmak için adımlar atmaya çalışıyor.

Ozon delikleri - stratosferik girdapların “çocukları”

Modern atmosferde çok az ozon bulunmasına (diğer gazların üç milyonda birinden fazla olmamasına) rağmen rolü son derece büyüktür: proteinleri ve çekirdekleri yok eden sert ultraviyole ışınımı (güneş spektrumunun kısa dalga kısmı) geciktirir. asitler. Ayrıca stratosferik ozon, kısa süreli ve yerel hava değişikliklerini belirleyen önemli bir iklim faktörüdür.

Ozon tahribat reaksiyonlarının hızı, doğal atmosferik oksitler veya doğal afetler (örneğin güçlü volkanik patlamalar) sonucunda atmosfere salınan maddeler olabilen katalizörlere bağlıdır. Ancak geçen yüzyılın ikinci yarısında endüstriyel kökenli maddelerin de ozon tahribatı reaksiyonlarında katalizör görevi görebileceği keşfedildi ve insanlık ciddi anlamda endişeye kapıldı...

Ozon (O3), üç atomdan oluşan nispeten nadir bir moleküler oksijen formudur. Modern atmosferde çok az ozon bulunmasına (diğer gazların üç milyonda birinden fazla olmamasına) rağmen rolü son derece büyüktür: proteinleri ve çekirdekleri yok eden sert ultraviyole radyasyonu (güneş spektrumunun kısa dalga kısmı) engeller. asitler. Dolayısıyla fotosentezin ve buna bağlı olarak atmosferdeki serbest oksijenin ve ozon tabakasının ortaya çıkmasından önce, yaşam yalnızca suda var olabiliyordu.

Ayrıca stratosferik ozon, kısa süreli ve yerel hava değişikliklerini belirleyen önemli bir iklim faktörüdür. Ozon, güneş ışınımını emerek ve enerjiyi diğer gazlara aktararak stratosferi ısıtır ve böylece atmosferdeki gezegensel termal ve dairesel süreçlerin doğasını düzenler.

Doğal koşullar altında, canlı ve cansız doğadaki çeşitli faktörlerin etkisi altında kararsız ozon molekülleri oluşur ve parçalanır ve uzun evrim sürecinde bu süreç belirli bir dinamik dengeye ulaşır. Ozon tahribat reaksiyonlarının hızı, doğal atmosferik oksitler veya doğal afetler (örneğin güçlü volkanik patlamalar) sonucunda atmosfere salınan maddeler olabilen katalizörlere bağlıdır.

Ancak geçen yüzyılın ikinci yarısında endüstriyel kökenli maddelerin de ozon tahribatı reaksiyonlarında katalizör görevi görebildiği keşfedildi ve insanlık ciddi şekilde endişelendi. Kamuoyu özellikle Antarktika üzerindeki sözde ozon “deliği”nin keşfiyle heyecanlandı.

Antarktika üzerinde "Delik"

Antarktika üzerindeki ozon tabakasında gözle görülür bir kayıp (ozon deliği) ilk olarak 1957'de Uluslararası Jeofizik Yılı sırasında keşfedildi. Asıl hikayesi 28 yıl sonra derginin mayıs sayısında yayınlanan bir yazıyla başladı. Doğa Antarktika üzerindeki minimum TO anormal yaylanmanın nedeninin endüstriyel (freonlar dahil) atmosferik kirlilik olduğu öne sürüldü (Farman) ve ark., 1985).

Antarktika üzerindeki ozon deliğinin genellikle iki yılda bir ortaya çıktığı, yaklaşık üç ay sürdüğü ve daha sonra ortadan kaybolduğu tespit edildi. Göründüğü gibi bu bir açık delik değil, bir çöküntü, dolayısıyla "ozon tabakasının sarkmasından" bahsetmek daha doğru. Ne yazık ki, ozon deliğiyle ilgili daha sonraki tüm çalışmalar esas olarak onun antropojenik kökenini kanıtlamayı amaçlıyordu (Roan, 1989).

Günümüzde ozon deliği oluşumunun kimyasal ve dinamik mekanizmalarına ilişkin farklı hipotezler bulunmaktadır. Ancak bilinen pek çok gerçek, kimyasal antropojenik teoriye uymuyor. Örneğin belirli coğrafi bölgelerde stratosferik ozon seviyelerinde artış.

İşte en "naif" soru: Şu anda yarım küreler arasında hava iletişimi olup olmadığı bilinmemesine rağmen kuzeyde freonlar üretilmesine rağmen neden güney yarım kürede bir delik oluşuyor?

Mevcut teorilerin hiçbiri TOC'nin büyük ölçekli ayrıntılı ölçümlerine ve stratosferde meydana gelen süreçlere ilişkin çalışmalara dayanmamaktadır. Polar stratosferin Antarktika üzerindeki izolasyon derecesi hakkındaki soruyu ve ozon deliklerinin oluşumu sorunuyla ilgili bir dizi başka soruyu ancak hareketleri izlemek için yeni bir yöntem yardımıyla cevaplamak mümkün oldu. V. B. Kashkin tarafından önerilen hava akışlarının dağılımı (Kashkin, Sukhinin, 2001; Kashkin ve ark., 2002).

Troposferdeki (10 km yüksekliğe kadar) hava akışları, bulutların öteleme ve dönme hareketleri gözlemlenerek uzun süredir takip edilmektedir. Aslında ozon da Dünya'nın tüm yüzeyi üzerinde devasa bir "buluttur" ve tıpkı rüzgarın yönünü rüzgarın yönüne bakarak bildiğimiz gibi, yoğunluğundaki değişikliklerle hava kütlelerinin 10 km'nin üzerindeki hareketini yargılayabiliriz. bulutlu bir günde bulutlu bir gökyüzü. Bu amaçlar için ozon yoğunluğunun belirli bir zaman aralığında, örneğin her 24 saatte bir, mekansal ızgara noktalarında ölçülmesi gerekir. Ozon alanının nasıl değiştiğini takip ederek günlük dönüş açısını, hareket yönünü ve hızını tahmin edebilirsiniz.

Yeni bir yöntem kullanılarak, ozon tabakasının dinamiği 2000 yılında Antarktika üzerinde rekor büyüklükte bir ozon deliğinin gözlemlenmesiyle incelenmiştir (Kashkin). ve ark., 2002). Bunu yapmak için ekvatordan kutba kadar güney yarımkürede ozon yoğunluğuna ilişkin uydu verilerini kullandılar. Sonuç olarak aşağıda detaylı olarak ele alacağımız direğin üzerinde oluşan ve kutup çevresi girdabını oluşturan huninin merkezinde ozon içeriğinin minimum düzeyde olduğu tespit edildi. Bu verilere dayanarak ozon “deliklerinin” oluşumunun doğal mekanizması hakkında bir hipotez öne sürüldü.

Stratosferin küresel dinamikleri: bir hipotez

Stratosferik hava kütleleri meridyen ve enlem yönlerinde hareket ettiğinde kutupsal girdaplar oluşur. Bu nasıl oluyor? Sıcak ekvatorda stratosfer daha yüksek, soğuk kutupta ise daha alçaktır. Hava akımları (ozonla birlikte) stratosferden sanki bir tepeden aşağı iniyormuş gibi aşağı doğru yuvarlanır ve ekvatordan kutuplara doğru giderek daha hızlı hareket eder. Batıdan doğuya hareket, Dünya'nın dönüşüyle ​​​​ilişkili Coriolis kuvvetinin etkisi altında gerçekleşir. Sonuç olarak, hava akımları, güney ve kuzey yarımkürelerde bir mil üzerindeki iplikler gibi sarılmış gibi görünüyor.

Hava kütlelerinin "mili" her iki yarımkürede de yıl boyunca döner, ancak kışın sonunda ve ilkbaharın başında daha belirgindir, çünkü ekvatordaki stratosferin yüksekliği yıl boyunca neredeyse hiç değişmeden kalır ve kutuplarda yazın daha yüksek, kışın ise özellikle soğuk olduğunda daha düşüktür.

Orta enlemlerdeki ozon tabakası, ekvatordan gelen güçlü bir akışın yanı sıra yerinde meydana gelen fotokimyasal reaksiyonlarla yaratılır. Ancak kutup bölgesindeki ozon, kökenini esas olarak ekvator ve orta enlemlere borçludur ve buradaki içeriği oldukça düşüktür. Güneş ışınlarının düşük açıyla düştüğü kutuptaki fotokimyasal reaksiyonlar yavaş ilerlemekte ve yol boyunca ekvatordan gelen ozonun önemli bir kısmı yok edilmeyi başarmaktadır.

Ancak hava kütleleri her zaman bu şekilde hareket etmez. En soğuk kışlarda, kutbun üzerindeki stratosfer Dünya yüzeyinin çok altına düştüğünde ve “kayma” özellikle dikleştiğinde durum değişir. Stratosferik akıntılar o kadar hızlı akıyor ki, suyun küvetteki bir delikten akışını izleyen herkes bu etkiyi biliyor. Belirli bir hıza ulaşan su hızla dönmeye başlar ve deliğin etrafında merkezkaç kuvvetinin yarattığı karakteristik bir huni oluşur.

Stratosferik akışların küresel dinamiklerinde de benzer bir şey oluyor. Stratosferik hava akışları yeterince yüksek hız kazandığında, merkezkaç kuvveti onları kutuptan orta enlemlere doğru itmeye başlar. Sonuç olarak, hava kütleleri ekvatordan kutuplara doğru hareket eder ve bu da orta enlem bölgesinde hızla dönen bir girdap “şaftının” oluşmasına yol açar.

Ekvator ve kutup bölgeleri arasındaki hava alışverişi durur; ozon ekvatordan ve orta enlemlerden kutba doğru akmaz. Ayrıca, santrifüjde olduğu gibi kutupta kalan ozon, havadan ağır olduğundan merkezkaç kuvvetiyle orta enlemlere doğru bastırılır. Sonuç olarak, huni içindeki ozon konsantrasyonu keskin bir şekilde düşer - direğin üzerinde bir ozon "deliği" oluşur ve orta enlemlerde - kutup çevresi girdabının "şaftına" karşılık gelen yüksek ozon içeriğine sahip bir bölge.

İlkbaharda Antarktika stratosferi ısınır ve yükselir - huni kaybolur. Orta ve yüksek enlemler arasındaki hava iletişimi yeniden sağlanıyor ve ozon oluşumunun fotokimyasal reaksiyonları hızlanıyor. Ozon deliği yeni bir delik açılmadan yok oluyor soğuk kış Güney Kutbu'nda.

Kuzey Kutbu'nda ne var?

Stratosferik akışların dinamikleri ve buna bağlı olarak kuzey ve güney yarımkürelerdeki ozon tabakası genel olarak benzer olsa da, ozon deliği yalnızca zaman zaman Güney Kutbu üzerinde ortaya çıkıyor. Kuzey Kutbu'nda ozon delikleri yok çünkü orada kışlar daha ılıman geçiyor ve stratosfer hiçbir zaman hava akımlarının bir delik oluşturacak hıza ulaşmasını sağlayacak kadar alçalmıyor.

Bir başka önemli fark daha var. Güney yarımkürede, kutup çevresi girdabı kuzey yarımkürede olduğundan neredeyse iki kat daha hızlı dönüyor. Ve bu şaşırtıcı değil: Antarktika denizlerle çevrilidir ve çevresinde kutup çevresinde bir deniz akıntısı vardır; esasen dev su ve hava kütleleri birlikte döner. Kuzey yarımkürede tablo farklıdır: orta enlemlerde dağ sıralarına sahip kıtalar vardır ve hava kütlesinin dünya yüzeyindeki sürtünmesi, kutup çevresi girdabının yeterince yüksek bir hız kazanmasına izin vermez.

Bununla birlikte, kuzey yarımkürenin orta enlemlerinde bazen farklı kökene sahip küçük ozon "delikleri" ortaya çıkar. Nereden geliyorlar? Dağlık kuzey yarımkürenin orta enlemlerinin stratosferindeki havanın hareketi, su yüzeyinde çok sayıda girdap oluştuğunda, kayalık tabanlı sığ bir deredeki suyun hareketine benzer. Kuzey yarımkürenin orta enlemlerinde, alt yüzey topografyasının rolü kıtaların ve okyanusların, dağ sıralarının ve ovaların sınırlarındaki sıcaklık farkları tarafından oynanır.

Dünya yüzeyindeki sıcaklıktaki keskin bir değişiklik, troposferde dikey akışların oluşmasına yol açar. Bu akışlarla karşılaşan stratosferik rüzgarlar, eşit olasılıkla her iki yönde dönebilen girdaplar oluşturur. İçlerinde ozon içeriği düşük alanlar, yani Güney Kutbu'ndakinden çok daha küçük boyutta ozon delikleri ortaya çıkıyor. Ve ilk denemede farklı dönme yönlerine sahip bu tür girdapların keşfedildiğine dikkat edilmelidir.

Böylece, ozon bulutunu gözlemleyerek takip ettiğimiz stratosferik hava akışlarının dinamikleri, Antarktika üzerindeki ozon deliğinin oluşum mekanizması için makul bir açıklama sunmamıza olanak tanıyor. Görünüşe göre, stratosferdeki aerodinamik olayların neden olduğu ozon tabakasındaki bu tür değişiklikler, insanın gelişinden çok önce meydana geldi.

Yukarıdakilerin tümü, freonların ve diğer endüstriyel kaynaklı gazların ozon tabakası üzerinde yıkıcı bir etkiye sahip olmadığı anlamına gelmez. Ancak bilim insanları, ozon deliklerinin oluşumunu etkileyen doğal ve antropojenik faktörler arasındaki ilişkinin ne olduğunu henüz bulamadılar. önemli konular kabul edilemez.