«Озонный щит» и «озоновые дыры»

Озон – фактор, обеспечивающий биологически безопасный уровень ультрафиолетового излучения у поверхности Земли, поддерживающий в стабильном состоянии климат планеты и контролирующий содержание некоторых загрязнителей в атмосфере. Озонный слой расположен в стратосфере на высотах 20-30км. Общее количество озона в атмосфере оценивается в 3,3млрд.т. Много ли это? Судите сами. Если весь озон «собрать» у поверхности Земли при нормальной температуре и давлении, то получится газовый слой толщиной всего лишь 3мм! Озон распределен в атмосферном слое неравномерно – над тропиками его в среднем меньше, чем над полюсами. Образовавшиеся молекулы озона существуют недолго; происходит обратная реакция фоторазложения озона в результате поглощения им коротковолнового излучения Солнца. В результате этих процессов УФ-излучение превращается в тепловую энергию. Для нас же, всех живых существ Земли, главная «заслуга» озона состоит в том, что он, «жертвуя собой», поглощает лучи с длиной волны 240-260нм и, таким образом, не допускает высокоэнергетическое излучение Солнца к Земле. В процессе истории нашей планеты лишь с накоплением достаточного количества озона в стратосфере смогла спокойно оформляться и эволюционировать жизнь на Земле.

Влияние озона на климат также связано с поглощением излучений, но уже не в УФ-, а в ИК-области спектра. Озонный слой усиливает «парниковый эффект», так как поглощает ИК-излучение от поверхности Земли. Однако здесь все не так однозначно: влияние озона на температуру поверхности Земли и климат зависит от того, на каких высотах происходит изменение концентраций озона. Не вдаваясь в подробности скажем, что до высоты 30км увеличение концентрации озона, по прогнозам, будет приводить к нагреванию, а выше 30км – к охлаждению поверхности планеты. То есть озон, содержащийся в тропосфере (тропосферный озон), справедливо может быть отнесен к парниковым газам. В городах этот озон, являясь главным компонентом фотохимического смога, непосредственно воздействует на глаза и легкие человека и вредит зеленым насаждениям. Источниками тропосферного озона служат электрические и грозовые разряды, а также техногенная деятельность человека. Было бы благом для человечества снизить концентрацию озона вблизи Земли, однако снижение концентрации стратосферного озона очень опасно! А именно этот процесс сейчас и происходит при активном содействии человека – стратосферный «озоновый щит» разрушается и образуются «озоновые дыры».

Впервые «озоновая дыра» была обнаружена в 1975 году над Антарктидой. (Под «дырой» понимают не исчезновение, а лишь сильное истончение озонового слоя, когда защитный эффект поглощения УФ-излучения ослабевает). Главными виновниками истончения озонового слоя над отдельными регионами планеты являются хлорфторуглероды. Эти антропогенные вещества широко используются как хладагенты в холодильниках, как распыляющие газы в аэрозольных баллончиках и как пенообразователи в огнетушителях. Они используются человеком так широко, потому что являются химически инертными и нетоксичны для живых существ. Но эта инертность по мере накопления хлорфторуглеродов в атмосфере обернулась злом: беспрепятственно попадая в стратосферу, и подвергаясь там УФ-облучению, они в результате химических реакций разрушают молекулы озона.

Недавно английские химики предложили заменитель опасных хлорфторуглеродов – гидрофторуглерод, вещество, которое, сохраняя основные качества хлорфторуглеродов, довольно быстро разрушается в тропосфере и не успевает добраться до озонового экрана. Но проблема с «озоновыми дырами» все еще далека от разрешения. Ведь помимо хлорфторуглеродов есть и еще один газ, разрушающий озон – монооксид азота. Этот газ присутствовал в стратосфере и раньше, но в очень низких концентрациях. Однако в последнее время активное использование человеком сверхзвуковых транспортных самолетов привело к увеличению концентрации NO как раз на уровне «озонового щита»! Дело в том, что в двигателях внутреннего сгорания таких самолетов достигаются настолько высокие температуры, что в них начинают образовываться большие количества этих молекул. Поскольку правительство ни одной страны не пойдет в настоящее время на отказ от использования сверхзвуковых самолетов, придется искать другие решения, чтобы спасти «озоновый экран» планеты.

Оценка статьи:

[Голосов: 3]