Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Содержание л
Введение 3
1 Значение озонового слоя в атмосфере 5
1.1 Единицы измерения и распределение О3 в атмосфере 6
2 Распределение озона в атмосфере 8
2.1 Особенности распределения содержания озона в циклонах и антициклонах и в воздушных массах 9
2.2 Результаты исследований ОСО и тропических циклонов 11
3 Изменение содержание озона 18
3.1 Причины разрушения озонового слоя атмосферы 18
4 Состояние озоновой дыры над Антарктидой на 2013 год 21
4.1Меры по защите озонового слоя 23
Заключение 25
Список использованной литературы 26
Введение
Атмосферный озон играет важную роль для всего живого на планете, образуя озоновый слой в стратосфере он защищает растения и животных от жёсткого ультрафиолетового излучения.
Озон - это газ голубоватого цвета с характерным запахом, очень сильный окислитель. Молекулярная формула озона О3. Он тяжелее кислорода и нашего привычного воздуха. Озон располагается на высоте 20-55 км. Этот слой называется озоносферой. Озон имеет глубокую полосу поглощения в диапазоне 270 – 330 нм.
Общее содержание озона характеризует в основном влияние озона на биосферу, поскольку оно определяет интенсивность достигающего поверхности Земли биологически активного ультрафиолетового излучения Солнца. На термический режим стратосферы, определяющий ее динамику, циркуляцию и, в конечном счете, климат Земли, сильное влияние оказывает вертикальное распределение (профиль) озона. Поэтому организация мониторинга изменений вертикального распределения озона не менее важна, чем контроль трендов его общего содержания. Однако стратосфера является трудно достижимой областью, поэтому более или менее регулярные измерения вертикального распределения озона начались лишь в конце 40х годов вследствие быстрого развития аэростатных, ракетных и спутниковых методов исследования атмосферы.
Содержание озона в атмосфере Земли характеризуется довольно большой изменчивостью в пространстве и во времени. На фоне этих короткопериодных «шумов» необходимо выявлять обусловленные природными факторами и антропогенным загрязнением длительные тренды изменения содержания озона, составляющие 1—2 % за 10 лет. Эта задача может быть решена только путем накопления и статистического анализа длительных рядов измерений, выполненных в различных пунктах земного шара высокочувствительными стабильными приборами по единой методике.
В течение почти полувека, до начала широкого использования аэростатной и ракетной техники, измерения концентрации озона проводились оптическими методами, не утратившими значения и в настоящее время благодаря уникальным оптическим свойствам озона. Озон имеет исключительно сильные полосы поглощения в ближней ультрафиолетовой области спектра. Главная полоса поглощения озона — полоса Хартли занимает диапазон длин волн от 220 до 290 нм. К ней примыкает область более слабых полос Хёггинса, простирающаяся от 300 до 360 нм. В этой области на фоне довольно слабого континуума наблюдаются достаточно резкие минимумы и максимумы, которые используются для измерения содержания озона по ослаблению излучения внеземных источников света — Солнца, Луны, звезд. В красной части спектра расположена слабая полоса поглощения Шаппюи, простирающаяся от 440 до 850 нм.
1 Значение озонового слоя в атмосфере
В схеме радиационного баланса системы Солнце-атмосфера это поверхность Земли – космос, определяющей энергетические процессы в атмосфере, озону отведена существенная роль.
Озон обладает способностью сильно поглощать УФ излучение Солнца. Главная полоса поглощения перекрывает диапазон от 200 до 300нм. Это оптическое свойство озона определяют его активную роль в радиационном балансе Земли. Поглощая ультрафиолетовую радиацию, озон определяет его тепловой режим атмосферы на высотах 30-60 км, вносит соответствующие изменения в спектр, коротковолнового излучения, приходящего к поверхности Земли, и в баланс длинноволнового излучения в атмосфере.
Когда речь идёт об озоне и других радиационных – активных газах необходимо учитывать их малое содержание в атмосфере. Из истории климата Земли известно, что состав атмосферы никогда не был изменённым и особенно по содержанию малых газов. Его эволюция соответствовала происходившим геологическим, биологическим и фотохимическим процессами. Так возрастающий выброс CO2 в атмосферу ставит вопрос о возможном изменении климата, а выброс некоторых химически активных соединений ставит вопрос о возможном изменении концентрации атмосферных газов, содержащихся в относительно малых количествах, но являющихся радиационно-активными. Количество озона в атмосфере относительно невелико (толщина приведенного слоя около 0.3 см).
Проблема озона и его влияние на климат и на человека сложным образом связана с процессами образованиями и разрушениями озона в результате фотохимических реакций, с процессами переноса перемешивания озона, радиационными процессами в атмосферу и с процессами циркуляции.
Роль озона в качестве климатического фактора зависит от общего количсетва и вертикального распределния в атмосфере. При этом под общим количеством понимают толщину его слоя (Х) в сантиметрах, приведённого к нормальному давлению и температуре. Величину (Х)=0,001 см называют единицей Добсона (Д.е). общее содержание озона определяет, в частности, количество биологически активной УФ – радиации, достигающей поверхности Земли.
В тропической зоне между 30 ю.ш. и 30 с.ш. (Х) в общем невелико, мало зависит от широты и времени года и в среднем равно 266 Д.е.
К широте 50-60 среднее годовое Х возрастает до 356 Д.е., в северном полушарии и до 340 Д.е. в южном.
Величина Х в умеренных и полярных широтах достигает обычно довольно крутого максимума весной, в марте – апреле в северном полушарии и в сентябре – ноябре в южном. Летом и осенью в обоих полушариях наблюдается пологий, растянутый минимум озона. Такой годовой ход Х отличается от хода притока радиации и вызванных ею фотохимических процессов. Весенний максимум резче в северном полушарии, где в апреле среднее Х=446 Д.е. на широтах 70-90, а длящиеся по нескольку дней повышения – “волны” озона при холодных вторжениях – могут увеличивать Х до 690 Д.е.Среднее годовое количество озона в атмосфере по данным за 1957-1975 гг. составляет 296 Д.е., то есть в атмосфере имеется в среднем 3,29*109 тонн озона. Из них около 46% приходится на тропический пояс Земли. В тропосфере содержится 1,16*108 тонн озона (около 3,5% его общей массы), а в ее тропическом поясе 0,6*109 тонн озона.
Иногда наблюдают периоды с экстремально высокими (и низкими) значениями Х продолжительностью от 2 до 3 дней месяца и более. Ряд случаев когда средние месячные Х были очень высоки и превышали 480 Д.е., отмечался в Канаде, северо-восточных районах Сибири и на побережье Охотского моря, что свидетельствует о существованиях “местных полюсов озона”.
В сибирском полюсе озона, смещенном далеко к северо-востоку от центра сибирского антициклона, среднемесячные значения Х повышаются до 570 Д.е. и более, особенно при адвекции воздуха с северо-запада в нижней тропосфере.
Более кратковременные и резкие изменения Х – (повышения до 660 Д.е.), которые обычно длятся от 2 до 4 суток, как это наблюдалось в Восточной Сибири (1975г. Якутск, 1974г. Нагаево), связаны в основном с быстроменяющимися формами движения атмосферы, увлекающего почти весь слой озона, сосредоточенный в нижней и средней стратосфере.
Географическое распределение областей низких значений Х и условия их появления по данным наземной сети изучать трудно. Лишь развитие спутниковых методов измерения озона открыло тут новые возможности. Эти области, несомненно связаны с тропическим поясом. Например, наименьшее Х=191 Д.е. было отмечено на острове Ган близ экватора и лишь немного большим значение наблюдалось в Кулькутте (196 Д.е.) и на Маунт-Эбу 201 Д.е.
2 Распределение озона в атмосфере
Озоновый слой на самом деле не является слоем. Озон распределён практически по всей атмосфере. Но не совсем равномерно:
Рисунок 1 – распределение озона по высоте в атмосфере.
Озоновый слой расположен на высоте 25-30 км от поверхности земли и находится в состоянии динамического равновесия, когда процессы синтеза и разложения озона компенсируют друг друга. Стратосферный озон поглощает жесткую УФ радиацию Солнца и этим защищает всё живое на Земле. Озон также поглощает ИК излучение Земли, следствием чего является разогрев стратосферы и рост температуры с высотой в этой области. Так возникает температурная инверсия, ограничивающая перенос воздушных масс и процессы формирования погоды за пределами тропосферы.
Данные Росгидромета показали, что до настоящего времени озоноразрушающие вещества (хлорфторуглероды) не сыграли определяющей роли в наблюдаемой межгодовой изменчивости общего содержания озона, происходящей под влиянием естественных факторов.
Число глазных заболеваний (котаракты) может увеличиваться на 130 млн. до 2060 года; примерно 50% из них придётся на долю развивающихся стран. Число этих заболеваний растёт. В США за 7 лет количество случаев заболевания одним из опасных видов рака кожи (меланомой) возросло на 3-7%. Уже в нижней стратосфере концентрация озона вредна для здоровья и человека. Повышенная концентрация озона вызывает порчу резины и др. конструкционных материалов, что необходимо учитывать, допустим высокие полёты.
Кроме увеличения заболеваемости, существует множество других трудно учитываемых воздействий на здоровье человека и животных (например, снижение иммунитета), на урожаи с/х культур, на водные экосистемы.
2.1 Особенности распределения общего содержания озона в циклонах и антициклонах и в воздушных массах
Анализ озонометрических и синоптических материалов показывает, что общее содержание озона в циклонах больше, чем в антициклонах. В циклонах оно в среднем в умеренных и высоких широтах равно 0,341 атм-см, т.е. в циклонах на 7% больше эти различия, скорее всего, связаны с тем, что в холодном воздухе, поступающем из более высоких широт, содержание озона больше чем в тёплом.
Условием возникновения циклона является адвекция холодного воздуха в его тыловой части, превышающая адвекцию тепла в передней части. С этими процессами, очевидно, связано увеличение содержания озона. Антициклон развивается в случае интенсивной адвекции тепла в его тыловой части, и превышающей адвекцию холода в передней части. Поэтому в целом общее содержание озона в антициклоне становится меньше среднего значения.
Отклонения среднесуточного общего содержания озона от среднего за декаду, в циклонах чаще положительные, а в антициклонах - отрицательные, причем – в разных частях циклонов и антициклонов отклонения различны.
В тыловой части циклона средние значения отклонения положительны, а в передней – отрицательны, причем положительные отклонения чаще больше по значению, чем отрицательные и занимают большую площадь циклона. В антициклонах, наоборот, в тыловой части средние значения отклонений от средних декадных величин общего содержания озона положительных, а в передней части – отрицательны.
Таблица 2 – Средние отклонения общего содержания озона в разных частях циклонов и антициклонов в пределах 35-70о с.ш. по данным 13 станций (атм-см).
|
Часть барического образования |
Циклон |
Антициклон |
|
Передняя |
-0,009 |
-0,01 |
|
Тыловая |
0,013 |
0,02 |
|
В целом |
0,007 |
-0,04 |
Отклонения содержания атмосферного озона в циклонах и антициклонах имеют годовой ход. Максимум отклонений в циклонах приходится на весну (точнее, по средним месячным данным на февраль-март), а антициклонах – на зиму (январь-февраль).
Таблица 3 – Средние отклонения от средних сезонных значений общего содержания озона в циклонах и антициклонах (атм-см).
|
Барическое образование |
Весна |
Лето |
Осень |
Зима |
|
Циклон |
0,010 |
0,001 |
0,006 |
0,009 |
|
Антициклон |
-0,002 |
-0,006 |
-0,003 |
-0,012 |
Поскольку межсуточная изменчивость ОСО тесно связана с аналогичной характеристикой давления на уровне моря, то можно предположить наличие связи между образованием циклонов и антициклонов и изменением общего содержания озона.
2.2 Результаты исследований ОСО и тропических циклонов.
В тропической зоне наблюдаются значительные межсуточные вариации среднедневных значений ОСО. На медленные изменения (сезонный ход) накладываются довольно большие по амплитуде возмущения. Кроме отдельных максимумов могут продолжительное время (до 10 суток) отмечаться повышенные содержания озона. Превышение среднемесячных значений ОСО в течение продолжительного периода связано с преобладанием меридиональной циркуляции , с влиянием на пункты наблюдения холодных фронтов, с проникновением в тропики воздушных масс умеренных широт с большим содержанием озона умеренных широт с большим содержанием озона, чем в тропических воздушных массах.
Наиболее существенные возмущения наблюдаются при смене типа крупномасштабной циркуляции. Это подтверждают измерения ОСО, проведённые на Кубе в разных пунктах, удалённых друг от друга на 300-500км. Измерения показывают последние явления отдельных максимумов ОСО в этих пунктах. Появление максимума ОСО обычно на сутки – несколько суток предшествовало прохождению холодного фронта, когда похолодание на больших высотах, а значит и увеличение содержания озона, началось раньше, чем у поверхности земли.
Как было замечено при исследованиях на Кубе, при образовании из тропической депрессии урагана за несколько дней до этого наблюдается увеличение ОСО в среднем 5-8 % по сравнению с фоновым содержанием. При затухании ТД такого увеличения содержания не наблюдалось. Анализ синоптических ситуаций показал, что увеличение ОСО было связано, в большей степени, с вторжением холодного, более богатого озоном воздуха умеренных широт. Такое вторжение способствует развитию облачного скопления и превращению его в тропический циклон.
Таблица 4 – Расстояние от пункта наблюдения до центра образующегося тропического циклона
|
ТЦ |
Пункт измерения |
Дата образования ТЦ |
Расстояние до ТЦ, км |
|
Абе |
НИСП “Океан” |
25 VIII 1990г. |
2300 |
|
Абе |
НИС“Академик Ширшов” |
Тот же. |
2500 |
|
Бекки |
НИСП “ОКЕАН” |
<< |
- |
|
Бекки |
НИС“Академик Ширшов” |
<< |
1100 |
|
Янси Янси Жене Жене |
НИСП “Океан” НИС “Акажемик Ширшов” НИСП “Океан” НИС “Академик Ширшов” |
13 VIII 1990 г. Тот же. 24 IX 1990 г. |
1700 700 750 1000 |
|
Винона |
НИСП “Океан” |
8 VIII 1990 г. |
950 |
|
Эд Фло Киле Лола Джерри Флойд Клаус |
НИСП “Океан” НИСП “Океан” НИСП “Океан” НИСП “Океан” Камагуэй Гавана Сантьяго-де-Куба |
11 IX 1990 г. 13 IX 1990 г. 16 X 1990 г. 17 X 1990 г. 12 X 1989 г. 10 X 1987 г. 6 XI 1984 г. |
1100 1600 1800 2100 1700 750 1100 |
Озон является наиболее важной в энергетическом отношении составной частью воздуха стратосферы. Вертикальное и горизонтальное распределение температуры в стратосфере, структура ее полей давления и ветра самым тесным образом связаны с атмосферным озоном. Благодаря своему консервативному свойству, поскольку озон сравнительно медленно разрушается при поступлении в нижнюю стратосферу и тропосферу, данные о его распределении используются в ряде случаев для изучения циркуляции и турбулентности в стратосфере и тропосфере. Озон путём поглощения ограничивает коротковолновый конец солнечного спектра (короче 290нм), при наличии которого органическая жизнь на Земле в ее современном виде была бы невозможной.
Была установлена связь между температурой воздуха на разных высотах и общим содержанием озона. Оказалось, что для тропосферных уровней коэффициенты корреляции между температурой и общим содержанием озона отрицательны и имеют наибольшие абсолютное значение для средней тропосферы.
В стратосфере, наоборот, связь между температурой и общим количеством озона положительна и несколько менее тесная, чем для тропосферных уровней.
Таблица 1 – Коэфициент корреляции между общим содержанием озна и температурой на различных высотах.
|
Станция |
Период наблюдений |
Высота, км |
||
|
3 |
6 |
15 |
||
|
СП-8 |
VI 1959 |
- |
-0,79 |
0,62 |
|
О. Диксон |
VII 1961 |
- |
-0,35 |
0,41 |
|
Воейково |
III-X 1958 |
-0,75 |
-0,74 |
0,15 |
|
Иркутск |
IX 1961 |
-0,68 |
-0,60 |
0,57 |
|
Владивосток |
XII 1958 |
-0,56 |
-0,37 |
0,56 |
|
Абастумани |
XII 1957 |
- |
-0,52 |
0,39 |
Поскольку температура воздуха является одной из важнейших характеристик воздушной массы и общим содержанием озона в ней.
Наибольшие различия содержания озона наблюдаются в весенние месяцы, когда наиболее значителен контраст в общем количестве озона между высокими и низкими широтами.
Рисунок 2 – Средние за день значения общего содержания озона (Х) в различных воздушных массах 1975 – 1976гг. (1- ·, 2-X, 3-º )
В зоне струйного течения отмечается специфическое распределение общего содержания озона: на циклонической периферии количества озона больше среднего для данного места и времени года, а антициклонической – меньше. В результате этого эффекта горизонтальный градиент общего содержания озона в зонально фиентированном струнойм течении в 2-10 раз больше среднего для данного периода времени его меридионального градиента. В случае широтного направления струйных течений горизонтальный градиент общего содержания озона в пределах струйного течения в среднем равен 9,0 матм-см на 1о меридиан, что в 4-6 раз больше нормального меридионального градиента общего содержания озона в умеренных широтах.
Рисунок 3 – Распределение отклонений общего содержания озона от средней месячной нормы относительно оси струйного течения для зональных (1) и меридианальных (2) струйных течений.
Причиной увеличения общего содержания озона в зоне струйного течения и повышения его горизонтальных градиентов, являются особенности горизонтального макротурбулентного обмена в нижней стратосфере на различных перифериях струйного течения. Струйное течение является своеобразным барьером по отношению к озону, находящемуся в воздушных массах, располагается на его перифериях.
Для изучения особенностей ОСО использовались климатические нормы – средние многолетние за период 1978-1988 гг.
Также проводились сопоставления с данными 2010 г. Который стал особенно известным из-за блокирования западного переноса в средних широтах Северного полушария летней жары и обширных природных пожаров на Европейской территории России.
В середине зимы – в январе – климатическое поле ОСО в Северном полушарии выше 30о с.ш. имеется хорошо выраженная область максимума (450-475 е.Д.) над акваторией Охотского моря, севером Сахалина и Хабаровского края.
Область пониженных значений (атлантическая ложбина) простирается от Азорских островов до Баренцева моря (вблизи оси ОСО 340-350 е.Д.).
В 2011 г. На северной периферии более глубокой, чем обычно, атлантической ложбины ОСО до Таймыра с величинами ОСО 275-300 е.Д., что примерно на 50-70 е.Д., эта ложбина была выражена слабее, на уровень ОСО был сравним с 2011 г. : над Баренцевым морем ОСО 250-275 е.Д. над севером Гренландии - 250-300 е.Д.
В январе 2011 г. Существенные отклонения ОСО (ниже нормы на 20-25%) наблюдались в Сибири и на Дальнем востоке; в 2010 г. Такие величины аномалии ОСО отмечены лишь на Крайнем Севере ЕТР и Сибири, а также над севером Гренландии.
В феврале в климатическом поле ОСО конфигурация атлантической ложбины совпадает с январской, её ось направлена от Азовских о-вов к Баренцеву моря (350-375 е.Д.).
В 2010 г. Атлантическая ложбина ОСО была ослаблена, кроме того, сформировался локальный максимум над Скандинавией (450-475 е.Д, что выше нормы на 30-35%) и над севером Канады (с превышением нормы на 30%).
В феврале 2011 г. Произошло углубление атлантической ложбины ОСО к полюсу, над большой частью Северного полушария сформировалась обширная область дефицита ОСО (за исключением Средней Азии, где было на 15-20% больше нормы).
В стратосфере в феврале климатическое положение центра стратосферного циклона над Гренландией; располагался между Гренландией и Таймыром и, имея компактную конфигурацию, был на 30 дам глубже.
Март – месяц годового максимума ОСО в северном полушарии. В поле ОСО имеется два очага максимума (475-500е.Д.) обширный на Дальнем Востоке, немного меньше по площади – над Канадским архипелагом. Практически вся территория севернее 45% с.ш., за исключением Канады, оказалось в зоне отрицательных аномалий ОСО, самые значительные по величине (ниже нормы на 25-40%) и охвату территории аномалии наблюдалось над российском сектором Арктики и севером Сибири. Например, на Северном полюсе средняя за март величина ОСО составила около 300 е.Д. вместо климатической 425 е.Д.
В 2010 г. в марте, как и в апреле, по интенсивности и расположению стратосферный циклон и уровень ОСО были близкими к норме.
В апреле 2011 г. образовавшаяся в марте зона дефицита ОСО сократилась в размере за счет адвекции озона в полярные районы Западного полушария; но в районе Таймыра сохранялась зона низких величин ОСО. Зона существенного дефицит ОСО (до 25-30%) заняла территорию от Архангельска до Якутска и от Екатеринбурга до Диксона.
Стратосферный циклон над Таймыром прослеживался до высот верхней тропосферы, именно здесь дефицит ОСО был и составил около 35% от нормы.
В верхней тропосфере под стратосферным антициклоном на севере Канады и в Гренландии наблюдалось мощное циклоническое возмущение и соответствующий его максимум ОСО (450-475 е.Д.).
В апреле 2010 г. центр стратосферного циклона располагался над акваторией Норвежского моря; в этом же районе наблюдалась наибольшая по полушарию, но незначительная отрицательная аномалия ОСО (до 15%).
В верхней тропосфере центр циклона был около полюса, вертикальная ось стратосферного циклона имела небольшой наклон на Юг.
Ложбиной стратосферного циклона, направленным на северо-восток Канады, в Сибирь и Дальний Восток, соответствовали повышенные уровни ОСО (на 10-15% выше нормы).
Важнейшей поглощающей субстанцией в стратосфере являются озон. Несмотря на малое его содержание в атмосфере (толщина слоя озона при нормальном давлении составляет около 5,5 мм), он определяет почти всю положительную часть радиационного баланса в слое 20-60 км. Озон полностью поглощает энергию излучения в интервале длин волн 0,20-0,32 мкм, которая и создаёт основные тепло запасы стратосферы.
Средний годовой min концентрации озона наблюдается у экватора, причем годового хода здесь практически нет.
В высоких и умеренных широтах в среднем за год концентрация озона выше, но с большими сезонными колебаниями: max содержания озона весной, а min во второй половине года. В приполюсных районах зимой, где до больших высот атмосфера не освещается Солнцем наблюдается min содержания озона.
3 Изменения содержания озона
3.1 Причины разрушения озонового слоя в атмосфере
Существует несколько причин изменения количество содержания озона в атмосфере: антропогенные (человеческие) и природные (естественные).
Озон разрушается под воздействием соединений хлора, известных как фреоны, которые, также разрушаясь под воздействием солнечной радиации, освобождают хлор, <отрывающий> от молекул озона <третий> атом. Хлор соединения не образовывает, но служит катализатором <разрыва>.
В вопросе о том насколько человек повинен в образовании <озоновых дыр>-единого мнения нет.
Наиболее влияющие причины на количество содержания озона при антропогенном воздействии:
Окислы азота образуются в камерах сгорания турбореактивных двигателей высотных самолётов. Скорость образования окислов азота тем больше, чем выше температура, т.е. чем больше мощность двигателя. Общее количество окиси азота, которое выбрасывается в атмосферу в год, оценивается в 1 млрд. т. Примерно треть этого количества выбрасывается самолётами выше среднего уровня тропопаузы (11 км). Что касается самолётов, то наиболее вредными являются выбросы военных самолетов, количество которые неуклонно растёт и исчисляется десятками тысяч.
Озон в стратосфере может уменьшаться и за счет того, что в стратосферу попадает закись азота N2O, которая образуется при денитрификации связанного почвенными бактериями азота. Такую же денитрификацию связанного азота производят и микроорганизмы в верхнем слое океанов и морей. Процесс денитрификации напрямую связан с количеством связанного азота в почве. Таким образом можно быть уверенными в том, что с ростом количества вносимых в почву минеральных удобрений будет в такой же мере увеличиваться и количество образований закиси азота N2O. Далее, из закиси азота образуются окислы азота, которые и приводят к разрушению стратосферного озона.
При ядерных взрывах выделяется очень много энергии в виде тепла. Температура, равная 6000o K устанавливается уже через несколько секунд после ядерного взрыва. В сильной нагретой атмосфере происходят, или протекают очень медленно. Что касается озона, его исчезновения, то наиболее опасными для него являются образующиеся при этих преобразованиях окислы азота. Так, за период с 1952 по 1971г. в результате ядерных взрывов в атмосфере образовалось около 3 млн. т. Окислов азота. Дальнейшая судьба их такова: в результате перемешивания атмосферы попадают на разные высоты, в том числе и в атмосферу. Там они вступают в химические реакции с участием озона, приводя к его разрушению
Закись азота обнаруживается и в дымовых газах электростанций. Собственно, о том, что окись и двуокись азота присутствуют в продуктах сгорания, было известно давно. Но эти высшие окислы не влияют на озон. Они, конечно, загрязняют атмосферу, способствуют образованию в ней смога, но довольно быстро удаляются из тропосферы. Закись же азота, как уже говорилось, опасно для озона. При низких температурах она образуется в таких реакциях:
N2 + O + M = N2O + M,
2NH3 + 2O2 = N2O = 3H2.
Масштаб этого явления очень значителен. Таким путём в атмосфере ежегодно образуется примерно 3 млн. т. Закиси азота! Эта цифра говорит о том, что этот источник разрушения озона существенный.
Природные источники галогенов, например вулканы или океаны, более значимы для процесса разрушения зона, чем произведённые человеком. Не подвергая Сомнению вклад природных источников в общий баланс галогенов, необходимо отметить, что в основном они не достигают стратосферы в виду того, что являются водорастворимыми (в основном хлорид-ионы и хлороводород) и вымываются из атмосферы, выпадая в виде дождей на землю. Также природные соединения менее устойчивы, чем фреоны, например, метилхлорид имеет атмосферное время жизни всего порядка года, по сравнению с десятками и сотнями лет для фреонов. Поэтому их вклад в разрушении стратосферного озона довольно мал. Даже редкое по своей силе извержение Вулкана Пинатубо в июне 1991 года вызвало падение уровня озона не за счёт высвобождаемых галогенов, а за счёт образования большой массы сернокислых аэрозолей, поверхность которых катализировала реакции разрушения озона. К счастью, уже через три года практически вся масса вулканических вулканов являются сравнительно краткосрочными факторами воздействия на озоновый слой, в отличие от фреонов, которые имеют времена жизни в десятки и сотни лет.
4 Состояние озоновой дыры над Антарктидой на 2013 год
Концентрация озона в верхних слоях атмосферы над Антарктидой постепенно увеличивается. Об этом свидетельствуют результаты наблюдения со спутников Aura и Suomi NPP. Летом 2013 года, в период, когда масштаб дыры обычно достигает максимума, её размер оказался меньше обычного. Учёные отмечают, что величина бреши медленно уменьшалась за последние десять лет, передаёт сайт NASA.
Концентрация озона меняется в зависимости от времени года и других факторов, поэтому учёные предупреждают о некорректности прямого сопоставления текущих размеров озоновой дыры с данными прошлых лет. Участок над Антарктидой с меньшей концентрацией озона достиг максимальной площади 16 сентября, а затем начал уменьшаться.
Рисунок 4 – Озоновая дыра над Антарктидой 2013 г.
Ведущий сотрудник NASA по исследованиям атмосферы Пол Ньюман выявил уменьшение озоновой дыры, причиной тому стал тёплый воздух в стратосфере над Антарктикой.
Площадь озоновой дыры над Антарктикой, которая в сентябре достигает максимального размера, в этом году составила 24 миллиона квадратных километров, что меньше среднего значения, рассчитанного с 1990 года, на 6%, говорится на официальном сайте NASA.
Его температура в этом году в среднем была почти на 2 градуса выше нормальной для этого региона. Из-за теплого воздуха над Антарктикой образовывалось меньше облаков, содержащих хлор. Он попадает в облака из хлорсодержащих продуктов и разрушает озоновый слой. Ученые затрудняются определить причину повышения температуры воздуха и не связывают его с глобальным потеплением.
С 1990-го года площадь озоновой дыры стабилизировалась и колеблется примерно от 21 до 30 миллионов квадратных километров. Так, в прошлом году размер дыры был еще меньше — 21,2 миллиона квадратных километров. Максимальное значение этого года, зафиксированное 16 сентября, не позволяет говорить о том, что дыра уменьшается, но и об ее увеличении речи не идет.
Резкое падение концентрации стратосферного озона во время зимнего сезона было впервые обнаружено над Антарктидой в 1980-х годах. Каждую зиму озоновая дыра над Антарктидой разрастается, достигая максимальной площади в сентябре, а летом сокращается.
4 Меры защиты озонового слоя
Многие страны начали принимать меры направленные на сокращение производства и использования ХФУ. С 1978 г. в США было запрещено использование ХФУ в аэрозолях. К сожалению, использование ХФУ в других областях ограничено не было. Повторю, что в сентябре 1987 г. 23 ведущих страны мира подписали в Монреале конвенцию, обязывающую их снизить потребление ХФУ. Согласно достигнутой договоренности развитые страны должны к 1999 г. снизить потребление ХФУ до половины уровня 1986 г. Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой – международный протокол к Венской конвенции об охране озонового слоя 1985 года, разработанный с целью защиты озонового слоя с помощью снятия с производства некоторых химических веществ, которые разрушают озоновый слой. Протокол был подготовлен к подписанию 16 сентября 1987 года и вступил в силу 1 января 1989 года. После этого последовала первая встреча в Хельсинки в мае 1989 года. С тех пор протокол подвергался пересмотру семь раз: (Лондон), 1991 (Найроби), 1992 (Копенгаген), 1993 (Бангкок), 1995 (вена), 1997 (Монреаль) и 1999 (Пекин). Если страны, подписавшие протокол, будут его придерживаться и в будущем, то можно надеяться, что озоновый слой восстановится к 2050 году. Генеральный секретарь ООН (1997-2006) Кофи Аннан сказал, что “возможно”, единственным очень успешным международным соглашением можно считать “Монреальский протокол”.
СССР подписал Монреальский протокол в 1987 году. В 1991 году Россия, Украина и Белоруссия подтвердили свою правопреемственность этому решению.
По состоянию на декабрь 2009 года 196 государств-членов ООН ратифицировал первоначальную версию Монреальского протокола. Не все страны ратифицировали каждую последующую поправку. Только 161 страна подписала Пекинскую поправку.
Заключение
В результате выполнения данной курсовой работы была рассмотрена литература по изучению озона, которая включает в себя все полезные и вредные характеристики этого газа. Изучение озона является главным приоритетом науки всей нашей планеты. Особое внимание нужно уделить таким факторам, как загрязнение атмосферы газами, разрушающими наш “ щит” – озоновый слой планеты. Изучение озонового слоя планеты-озона в атмосфере является актуальным по нескольким причинам. Во-первых, наблюдая в ходе выполнения работы за трендами (основными тенденциями изменения временного ряда) выяснил, что важно изучить и понять саму проблему длительных изменений озона, особенно для оценки его климатических эффектов. Мониторинг озона нужен для проверки моделей циркуляции климата, полезных при организации климатических исследований. Во-вторых, нужно дать оценку ущерба, который нанёс человек за время своего пребывания на нашей планете – ведь некоторые озоновые дыры, не возникают просто так, а по особо веским причинам особенно из-за деятельности человека (промышленности). В-третьих, проблема возникновения “озоновых дыр”, ведь с их возникновением уменьшается численность насекомых и животных, а также оказывает губительное влияние на здоровье человека.
Изучены публикации в книгах и на полезных интернет ресурсах о самом озоне, его значении, влиянии, составе и др. Было уделено много внимания изучения озоновый дыры над Антарктикой. Было установлено, что понижение концентрации озона над Антарктикой – сезонные, но в некоторых случаях (1985г.) могут достигать Аргентинских островов.
Таким образом, имеется ряд данных о том, что ультрафиолетовые лучи самых высоких энергий, а значит и самые опасные, поглощаются озоном. Поэтому нужно постоянно вести мониторинг за содержанием озона ограничить некоторые производственные предприятия на выброс веществ, разрушающих озон. Данный вопрос требует дальнейшего исследования.
Список использованной литературы
1 Электронная библиотека [Электронный ресурс]: [Сайт] URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/озон (дата обращения 25.10.13) Загл. С экрана Яз. Рус.