Действительно ли опасны озоновые дыры

Содержание

1. Что такое озоновые дыры
2. Как обнаружили озоновую дыру
3. Почему появляются озоновые дыры
4. Как озоновые дыры влияют на здоровье человека
5. Как озоновые дыры влияют на окружающую среду и животных
6. Международные усилия для решения проблемы озоновых дыр
7. Как защититься от вредного воздействия озоновых дыр
8. Перспективы

Что такое озоновые дыры

Прежде чем обсудить озоновые дыры, давайте разберемся, что такое озоновый слой.

Озоновый слой - это область с высокой концентрацией озона в стратосфере на высоте от 15 до 35 километров над поверхностью Земли. Озон, содержащий три атома кислорода, составляет менее 0,001% в атмосфере Земли. Его очень мало, но он вносит весомый вклад в нашу жизнь: по сути, он защищает все живое на Земле от вредного ультрафиолетового (УФ) излучения Солнца, вызывающего ожоги.

Озоновый слой обладает свойством поглощать наиболее разрушительную форму УФ-излучения - УФ-B-излучение, длина волны которого составляет от 280 до 315 нанометров. Значительная часть стратосферного озона образуется в тропических широтах, но высотные ветры разносят его по всей планете. Он постоянно формируется и разрушается, и его распространение по Земле неравномерно и непостоянно.

Количество озона измеряют в единицах Добсона (DU). Это количество молекул этого газа, которое потребовалось бы для создания слоя чистого озона толщиной 0,01 миллиметра при температуре 0 градусов Цельсия и давлении 1 атмосфера. Чем больше молекул озона, тем более "здоровый" озоновый слой. В глобальном масштабе средняя общая концентрация этого газа обычно составляет около 300 DU, что соответствует 3 миллиметрам озона. Но нужно учитывать, что уровни этого газа обычно выше вблизи полюсов и на экваторе.

Озоновая дыра - это область исключительно обедненного озона в стратосфере над Антарктикой, которая возникает в начале весны в Южном полушарии. На этой территории отмечается концентрация озона ниже 220 DU.

К слову, самая большая озоновая дыра площадью в 28,4 миллиона квадратных километров отмечалась в сентябре 2000 года. Это почти в семь раз больше территории ЕС.

Как обнаружили озоновую дыру

Образование озоновой дыры напрямую связано с температурой стратосферы. Истощение стратосферного озона наиболее заметно в Южном полушарии, над Антарктидой, чем в Северном полушарии, над Арктикой. В Антарктике во время полярной зимы длительный период низких температур в стратосфере стимулирует образование полярных стратосферных облаков. На их поверхности происходят химические реакции, образуется активный хлор, который разрушает озон, когда весной возвращается солнце.

Ученые отмечают сезонный цикл возникновения озоновой дыры над Антарктидой. Самые низкие уровни этого газа наблюдаются в конце сентября и начале октября.

В 1970-х годах ученые начали наблюдать систематическое снижение количества озона. Два химика из Калифорнийского университета Марио Молина и Шервуд Роуленд в 1974 году опубликовали статью, в которой описали угрозы озоновому слою от использования хлорфторуглеродных газов, тогда широко используемых в промышленности и бытовых приборах, а также в аэрозольных баллончиках. Группа английских ученых в 1985 году установила, что толщина озонового слоя над исследовательской станцией в Антарктиде достигала только двух третей от показателя предыдущих десятилетий. Спутники показали, что озоновая дыра простирается на огромную территорию площадью 20 миллионов квадратных километров. С тех пор ее площадь многие годы росла.

Почему появляются озоновые дыры

Озоновые дыры образуются из-за антропогенных факторов и в результате естественных процессов.

Население планеты загрязняет атмосферу химикатами, содержащими хлор и бром. Самые опасные для озона - хлорфторуглероды и четыреххлористый углерод. Эти вещества инертны, они могут оставаться в атмосфере достаточно долго, попадать в стратосферу и разрушать озоновый слой.

Хлорфторуглероды раньше широко использовали в промышленности и быту: для охлаждения, кондиционирования воздуха, в производстве упаковки и при изготовлении аэрозольных баллончиков.

Также установлено, что озоновый слой истощается в результате определенных природных процессов, например, солнечных пятен и стратосферных ветров. Но это не приводит к разрушению озонового слоя более чем на 1-2%.

Ученые полагают, что активные вулканы также причастны к образованию озоновых дыр. Например, извержение исполина Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай в южной части Тихого океана в январе 2022 года стало крупнейшим событием такого рода за последние 100 лет. Вулкан выбросил в верхние слои стратосферы лед и водяной пар, что увеличило их содержание в стратосфере на 5-10%. Это вызвало значительное охлаждение этого слоя над Южным полушарием и привело к уменьшению количества озона в нижней стратосфере.

Как озоновые дыры влияют на здоровье человека

С истощением озонового слоя люди все больше подвергаются воздействию вредного ультрафиолетового излучения Солнца. Это повышает риски возникновения проблем со здоровьем, в том числе кожных заболеваний, катаракты, рака, солнечных ожогов, а также быстрого старения. До 90% видимых изменений кожи, обычно приписываемых старению, вызваны солнцем. Ученые обнаружили, что чрезмерное воздействие ультрафиолетового излучения может подавлять иммунную систему организма и естественные защитные свойства кожи.

Как озоновые дыры влияют на окружающую среду и животных

Снижение защиты озонового слоя приводит к тому, что усиливается воздействие УФ-излучения на все живое. Оно влияет на земные и водные биогеохимические циклы, изменяя источники и поглотители парниковых и химически важных микроэлементов, в том числе карбонилсульфида, диоксида углерода, оксида углерода, озона. Это в свою очередь приводит к изменению концентрации этих газов в атмосфере.

Влияние на растительный мир

Сильные УФ-лучи подавляют рост, цветение и фотосинтез растений. Это воздействие ощущают на себе целые леса. Опасное УФ-В-излучение не только повреждает сами растения, но и вызывает косвенные изменения: например, в их форме, в распределении питательных веществ внутри растения, в сроках фаз развития и вторичном метаболизме. Это в итоге может привести к нарушению природного баланса, повлиять на жизнедеятельность травоядных и в целом на биохимические циклы.

Влияние на животный мир

Активное ультрафиолетовое излучение влияет на популяции животных, может приводить к раку кожи и глаз у зверей.

Поскольку ультрафиолет может проникать в воду, обитатели океанов также подвержены его воздействию. Особенно чувствителен фитопланктон, который является основой водных пищевых цепей. Его продуктивность ограничена верхним слоем водной толщи, в котором достаточно солнечного света для жизнедеятельности. Ученые установили, что излишнее излучение влияет на ориентацию и подвижность фитопланктона, в итоге выживаемость этих организмов снижается. Далее вред наносится и последующим звеньям пищевой цепи.

УФ-B-излучение вредит амфибиям, рыбам, креветкам, крабам и другим морским животным на ранних стадиях развития, приводит к снижению их репродуктивной способности. Даже небольшое увеличение воздействия опасного ультрафиолета может привести к сокращению популяций мелких морских организмов, что повлечет за собой последствия для всех звеньев водной пищевой цепи.

Международные усилия для решения проблемы озоновых дыр

Обнаружение озоновой дыры в начале 1980-х годов привело к тому, что страны подписали Монреальский протокол. Это соглашение 1987 года предусматривает остановку производства и потребления озоноразрушающих веществ высокими темпами. Позже поправки к протоколу ужесточили эти ограничения. К 2010 году производство и потребление хлорфторуглеродов в целом было прекращено.

По мере того, как ученые получают новые данные о влиянии на озоновой слой, документ продолжает обновляться. В 2016 году стороны Монреальского протокола приняли Кигалийскую поправку, которая предусматривает поэтапное снижение производства и потребления гидрофторуглеродов - это сильнодействующие климатические газы - по всему миру в течение следующих 30 лет. Ожидается, что такие меры позволят избежать повышения температуры на полградуса Цельсия к 2100 году. Кроме того, эта поправка создает условия для открытия международных рынков для новых технологий, которые более безопасны для окружающей среды.

Монреальский протокол признан одним из самых успешных международных природоохранных соглашений всех времен. По оценкам Программы ООН по окружающей среде, без мер, предусмотренных этим документом, к 2030 году число случаев заболевания раком кожи в мире было бы выше на 14%. Исследования ученых выявили, что, если бы хлорфторуглероды не запретили, то их использование привело бы к повышению средней глобальной температуры воздуха еще на 2,5 градуса Цельсия к концу 1980-х годов.

По оценкам Агентства по охране окружающей среды США, при полноценной реализации Монреальского протокола в Америке можно избежать 443 миллионов случаев рака кожи и более 63 миллионов случаев катаракты среди местных жителей, родившихся до 2100 года. Эксперты рассчитывают, что с реализацией мер этого документа озоновый слой почти полностью восстановится к середине XXI века.

Как защититься от вредного воздействия озоновых дыр

Человеку важно принимать меры для защиты от чрезмерного ультрафиолетового излучения, которое является следствием возникновения и увеличения озоновых дыр. Это поможет снизить риски развития заболеваний, а также в большинстве случаев избежать преждевременного старения кожи.

Что же мы можем сделать для сохранения здоровья:

1. Не допускать солнечных ожогов. Они увеличивают риск развития рака кожи в течение всей жизни, особенно у детей. Шанс обгореть у человека больше рядом с водой, снегом и песком - они отражают солнечные лучи.
2. Стоит избегать солнечных ванн и соляриев - это прямой путь к раку кожи и морщинам.
3. Важно использовать солнцезащитный крем. Он должен иметь фактор защиты от солнца (SPF) не менее 15 и защищать от УФ-А -излучения и УФ-Б-излучения. Наносить крем нужно на всю открытую кожу за 15 минут до выхода на улицу и обновлять его каждые два часа, даже в пасмурные дни, а также после купания или потоотделения.
4. На улице лучше носить одежду с длинными рукавами, защищать лицо кепкой или шляпой, глаза - солнцезащитными очками. Важно подбирать очки или контактные линзы, которые обеспечивают защиту от ультрафиолета на 99-100%.
5. Стараться больше быть в тени. Самое сильное ультрафиолетовое излучение - с 10.00 до 16.00.
6. Перед долгим пребыванием на улице есть смысл проверить УФ-индекс. Он публикуется ежедневно метеорологами и другими профильными службами.
7. Важно получать витамин D безопасно, не прибегая к солнечным ваннам: из продуктов и витаминных добавок.

Перспективы

Озоновые дыры представляют опасность для человека и биосистем в целом из-за влияния более активного поверхностного УФ-излучения. Но усилия стран, в большей степени в рамках выполнения условий Монреальского протокола, привели к тому, что выбросы хлорфторуглеродов и других озоноразрушающих химикатов по всему миру были сокращены. При этом из-за того, что многие эти газы в атмосфере были долгое время - например, ХФУ-12 - около 100 лет, на полное восстановление озонового слоя до уровня доиндустриального периода нужны десятилетия.

Всемирная метеорологическая организация обнадеживает: озоновый слой Земли постепенно восстанавливается. Это подтверждает тот факт, что в 2022 году антарктическая озоновая дыра возникла относительно поздно - в сентябре, и дефицит массы озона был меньше.

Согласно последнему отчету экспертов Программы ООН по окружающей среде, если нынешняя политика по борьбе с озоновыми дырами сохранится, то озоновый слой может восстановиться до значений 1980 года примерно к 2066 году над Антарктикой, к 2045 году над Арктикой и к 2040 году в остальном мире.