Намаляването на озоновия слой в стратосферата - климатични промени

От края на 70-те години балансът между образуването на озон и неговото изчерпване все повече се нарушава от влиянието на човека. Причината е антропогенната емисия на халогенирани въглеводороди, съдържащи хлор и бром. Съдържащите хлор хлорофлуорвъглеводороди (CFC), които не се срещат естествено, отдавна се използват като горива в спрейове, като хладилни агенти в хладилни рафтове, хладилници и фризери, като разпенващи агенти за строителни материали, като разтворители за почистване при почистване на текстил и в електрическата промишленост . Халоните, съдържащи бром, се използват за пожарогасители. ХФУ и халоните, които излизат в атмосферата, са неразрушими в тропосферата и поради това се натрупват тук. След няколко години някои от тях попадат в стратосферата. Тук халогенираните въглеводороди първоначално са безвредни за озона. Само когато те са превърнати в реактивни газове от силното UV лъчение и химичните реакции, озонът може да бъде унищожен.

Съдържание

  • 1 реактивни газове
  • 2 Изчерпване на озона от реактивни газове
  • 3 Влияние на слънчевата радиация
  • 4 резултата от измерване
  • 5 проекции
  • 6 индивидуални доказателства
  • 7 урока
  • 8 уеб връзки
  • 9 Известие за лиценз

1 реактивни газове

стратосферата

2 Изчерпване на озона от реактивни газове

Разрушаването на озона от реактивните газове обаче би било значително по-голямо, ако в стратосферата нямаше и реакции, които да свързват хлорните радикали и в по-малка степен бромовите радикали. Хлорните радикали (Cl •) реагират с метан (CH4) и азотни оксиди, образувайки солна киселина (HCl) и хлорен нитрат (ClONO2), които са известни като резервоарни газове, тъй като хлорът остава свързан в тях за дълго време и следователно вече не е на разположение за разрушаване на озона.

При климатичните условия на стратосферните полярни райони обаче хлорът може да се отдели и от резервоарните газове. Съответните бромни съединения (HBr и BrONO2) също са много по-нестабилни от хлорните резервоарни газове извън полярните области и те се фотолизират относително лесно. Следователно потенциалът за разрушаване на озоновия слой на бром на молекула е около 45 пъти по-голям от този на хлора.

Общото глобално количество озон е намаляло с около 4% от края на 70-те години. Освен в полярните региони, озонът в средните ширини на южното полукълбо (35 ° Ю.-60 ° Ю.) е намалял с 6%, два пъти повече, отколкото в съответните географски ширини на северното полукълбо. [1] Вертикално най-голямото намаление се наблюдава в горната стратосфера на височина 35-45 км. В Хохенпайсенберг в южна Германия, където германската метеорологична служба редовно измерва озона, от 70-те до 90-те години е установено намаляване на целия озонов слой от 2,9% на десетилетие в сравнение със 7% в горната стратосфера.

3 Влияние на слънчевата радиация

4 резултата от измерване

Резултатите от измерванията от Hohenpeißenberg, които показват тенденция на спад на височина 35-45 km от 1987 до 2004 г., по същество се съгласяват със сателитни измервания в цялата площ на северните средни ширини. От края на 90-те и до началото на новия век те показват повече или по-малко постоянни нива на озон, последвани от забележимо увеличение през 2003 г. и най-рязкото намаляване до момента през 2004 г. За разлика от това, измерванията в Хавай и Нова Зеландия от 1996 г. показват доста стабилна озонова крива. Тези резултати доведоха до дискусия дали ефектите от по-ниските емисии на CFC и произтичащите от това намалени концентрации на хлор в стратосферата вече са забележими тук, т.е. дали озоновият слой вече е започнал да се възстановява. [3] Атмосферната концентрация на важни CFC като F-12, F-11 и F-113 достигна своя връх през 90-те години в резултат на така наречения Монреалски протокол от 1987 г. и последвалите конференции (Лондон 1990, Копенхаген 1992, Пекин 1999) и оттогава намалява, включително в долната стратосфера от края на 90-те години.

5 проекции

Понастоящем на въпроса за възстановяване на озоновия слой все още не може да се отговори адекватно. Максимумът на току-що преминалия 11-годишен слънчев цикъл също може да бъде отговорен за стагнацията на развитието на озона. [4] В допълнение, силното намаляване на озона в началото на 90-те години (същото важи и за тези в началото на 80-те години), от което се откроява по-малкият спад през втората половина на 90-те години, също се дължи на изригването на връх Пинатубо (или El Chichon) условно. В бъдеще охлаждането на стратосферата също може да играе нарастваща роля, което е следствие от нарастващите концентрации на парникови газове. По-студената стратосфера благоприятства разрушаването на озоновия слой, особено в полярните региони, и може да забави възстановяването на първоначалното състояние на озоновия слой. Промени в условията на циркулация, причинени от антропогенни климатични промени, също могат да имат подобен ефект. „Нормални“ стойности на озона, както през 70-те години, могат да се очакват едва към средата на 21-ви век, без да се отчита несигурният климатичен ефект и само въз основа на очакваното развитие на концентрацията на хлор в стратосферата. [5]

6 индивидуални доказателства

  1. ↑ Fahey, D.W. (2002): Двадесет въпроса и отговора за озоновия слой
  2. ↑ Staehelin, J., N.R.P. Харис, К. Апенцелер и Дж. Еберхард (2001): Озоновите тенденции: рецензия, рецензии на геофизиката 39, 231-290
  3. ↑ Newchurch, M.J., E.-U. Ян, Д.М. Cunnold, G.C. Reinsel, J.M. Zawodny, J.M. Russell III (2003): Доказателства за забавяне на стратосферната загуба на озон: Първи етап от възстановяването на озона, Journal of Geophysical Research 108, No. D16, 4507, doi 10.1029/2003JD003471
  4. ↑ Claude, H., W. Steinbrecht, U. Köhler, C. Brühl, B. Steil, E. Manzini, M. Giorgetta, (2005): Много ниски нива на озон 2004 в горната стратосфера, озонов бюлетин на Германската метеорологична служба 103; Köhler, U., W. Steinbrecht, B. Haßler, A. Richter, J. Anderson, J. Russell III (2004): 20 години от озоновата дупка - XX. Четиригодишен озонов симпозиум за Кос (Гърция), озонов бюлетин на германската метеорологична служба 99
  5. ↑ Claude, H., W. Steinbrecht, U. Köhler, C. Brühl, B. Steil, E. Manzini, M. Giorgetta, (2005): Много ниски нива на озон през 2004 г. в горната стратосфера, озонов бюлетин на Германската метеорологична служба 103

7 урока

  • ESPERE климатична енциклопедия: Стратосферен озон (вкл. Два работни листа)
  • К. Герике (TU Braunschweig): Физическа химия V, глава IV.2 Стратосферен озон

8 уеб връзки

  • Martin Riese, Jens-Uwe Grooss, Reinhold Spang & Rolf Müller: Намаляване на озона в стратосферата на полярните региони, в: Lozán, J.L., H.Grassl, D.Notz & D.Piepenburg (2014): WARNSIGNAL KLIMA: Die Polarregionen. Научна

Оценки, Хамбург. 376 страници. ISBN: 978-39809668-63