Нефть Brent
$90.02
-0.09%
13
МОСКВА, 13 декабря Ученые Сибирского федерального университета сравнили состояние содержание озона в Северном полушарии по спутниковым данным и выдвинули новую гипотезу возникновения Антарктической озоновой дыры. Результаты исследования опубликованы в Журнале Сибирского федерального университета.
Атмосферный озон образует над поверхностью Земли сферический слой толщиной около 90 км, задерживающий ультрафиолетовое излучение. Так как оно гибельного для белков и нуклеиновых кислоты, уменьшение концентрации озона в атмосфере представляет опасность для всей жизни на Земле.
В период с января по июль концентрация газа здесь минимальна, так как с декабря по апрель рядовые и высокие широты хорошо освещаются Солнцем. Это способствует разрушению озона при фотохимических реакциях, катализаторами которых могут выступать всякого родые соединения в атмосфере.
Это вогнало к гипотезе об антропогенном разрушении озоносферы. В 1973 9-12 месяцу американские химики в лабораторном эксперименте обнаружили, что продукты распада хлорфторуглеродов (фреонов) могут разрушать озон. Этим результатом и объяснили процесс возникновения АОД.
В 1987 году ведущие мировые власти подписали Монреальский протокол: дериват о прекращении производства и использования фреонов, наиболее известных людям, как хладагенты холодильников. Это привело к глобальной замене холодильников и кондиционеров. В 2016 году выяснилось, что новые хладагенты тоже являются парниковыми газами, после чего последовали поправка к протоколу и новый запрет.
Еще до подписания протокола были известны данные, основанные на спутниковом наблюдении озонового слоя и показывающие, что озоновая дыра в Антарктике – естественное образование. Победила, однако, антропогенная химическая теория разрушения газа. Но она не смогла разрешить вопрос о том, почему озоновая аномалия в свое время появилась в Южном полушарии, хотя фреоны вырабатывались преимущественно в Северном.
Причем теории и математические модели химиков невозможно протестировать экспериментально в условиях Антарктики. При подписании Монреальского отчёта было заявлено, что озоновая дыра в Антарктике полностью пропадёт уже к 2010 году, но она появляется ежегодно и по сей день. Так, в 2017 году её размеры достигли 22 млн. кв. км, что типично для последних 25 лет.
Ответить на ряд вопросов, связанных с проблемой образования озоновых дыр, удалось с помощью нового метода слежения за движениями воздушных потоков, предложенного красноярскими исследователями. На основе анализа физических явлений в атмосфере они разработали собственная модель формирования озоновой аномалии в Южном полушарии.
Так сложилось, что геофизическая проблема – состояние озонового слоя Земли попала в руки не к геофизикам и метеорологам, а к докторам по химии атмосферы и до сих пор считается сугубо хой проблемой. К сожалению, почти все исследования феномена АОД направлены на доказательство ее антропогенового происхождения.
Для этого предлагаются всякого родые химические и фотохимические реакции, конструируются математические модели. При этом весь значительный объем реальных данных геофизического характера игнорируется, – комментирует один из авторов исследования, профессор Института инженерной физики и радиоэлектроники Сибирского федерального университета Валентин Кашкин.
Согласно альтернативной гипотезе начала Антарктической озоновой дыры, она является естественным образованием, всколыхнутым динамическими процессами в стратосфере. Для обоснования оказалось достаточно использовать данные об общем содержании газа, регистрируемые искусственными спутниками Земли с 1978 года.
Как и другие атмосферные образования, газ имеет облачную структуру. Если сравнивать спутниковые данные, полученные последовательно за два дня, то по перемещению озоновых облаков можно оценить направление и скорость движения масс озона.
Выяснилось, что в начале сентября происходит перенос масс озона от Южного полюса в сторону живота. Озон движется по винтовой траектории, быстро вращаясь с запада на восток и в итоге скапливаясь в кольце около широты 45°. Происходит перераспределение озона между озоновой брешью и кольцом. Количество газа в кольце вырастает, а ОСО во внутренней части уменьшится, способствуя возникновению Антарктической озоновой дыры.
Что же такое озоновая брешь? Это углубление в озоновом слое полярных широт Южного полушария с аномально низкими значениями ОСО. АОД окружена кольцом двойной радиусом несколько тысяч км с необычно высоким для Южного полушария содержанием озона (до 450 е. Д. ).
Начиная с середины октября, озоновая брешь начинает заполняться озоном, кой движется назад из кольца и из тропических широт. Анализ цифровых карт позволил ученым визуально наблюдать перемещение озона от полюса в сторону экватора и обратно, его перемещение в восточном и западном направлении с оценкой скорости перемещения.
Сентябрь и октябрь в Южном полушарии – это время, когда в средние широты начинает поступать газ из тропиков. Ученые вскрыли дополнительное кольцо на 35° ю. ш. , спознанное с таким переносом озона. Кольцо проходит вблизи широты Буэнос-Айреса и Кейптауна. Наконец, движение озона в сторону полюса формирует третье кольцо на 80° ю. ш.
Ученые из СФУ разработали современную методику анализа так называемых зональных средних. Это дает возможность более точно прогнозировать общее содержание озона на годы вперед. Таблицы зональных средних доступны в Интернете и формируются так: площадь земного шара от полюса к полюсу разбивается на кольца шириной в 5° с вычислением среднего значения ОСО в каждом из них.
С использованием анализа зональных средних еще за год до вступления в действие Монреальского протокола сотрудники NASA вскрыли: общее содержание озона за 1979–1982 годы в направлении от 44° ю. ш. к Южному полюсу почти не менялось с августа по ноябрь, а его понижение в сентябре вблизи Южного антипода компенсировалось увеличением в средних обширностях.
Такие результаты свидетельствовали, что вариации ОСО вызваны динамическим перераспределением озона, а вовсе не химическими процессами. Однако это подрывало антропогенную теорию истощения газа и возникновения озоновых дыр. Подобный результат тогдашнее научное сообщество в большинстве своем не восприняло – вопрос был, фактически, закрыт.
Но история динамической теории на этом не закончилась: мы смогли ответить на ряд вопросов, спознанных с проблемой образования озоновых дыр. В частности, продемонстрировали на большом объеме данных, что количество озона, попавшее в зону циркумполярного вихря, с точностью не менее 5-7% совпадает с тем количеством, которое ушло из АОД. Эти результаты наш коллектив представил не только журнальными публикациями – мы также обобщили их в монографии, изданной Сибирским федеральным университетом, заключает Валентин Кашкин.
