Καταστροφή της στιβάδας του όζοντος – ο μηχανισμός και τα αποτελέσματά της

Εισαγωγή:

Το στρώμα του όζοντος, ή ασπίδα του όζοντος, είναι η περιοχή της στρατόσφαιρας της Γης που απορροφά το μεγαλύτερο μέρος της υπεριώδους ακτινοβολίας του ήλιου. Είναι ακόμα χαμηλό σε σύγκριση με άλλα αέρια στη στρατόσφαιρα, αλλά περιέχει υψηλότερες συγκεντρώσεις όζοντος O3 από άλλα μέρη της ατμόσφαιρας. Το στρώμα του όζοντος περιέχει λιγότερο από 10 ppm όζοντος, αλλά η μέση συνολική συγκέντρωση όζοντος στην ατμόσφαιρα της Γης  είναι περίπου 0,3 ppm. Το στρώμα του όζοντος βρίσκεται κυρίως στην κατώτερη  στρατόσφαιρα, περίπου 15-35 χιλιόμετρα  πάνω από τη Γη, αλλά το πάχος του ποικίλλει εποχιακά και γεωγραφικά.

Ανακάλυψη της στιβάδας του όζοντος:

Η ανακάλυψη του στρώματος του όζοντος το 1913 έγινε για πρώτη φορά από τους Γάλλους φυσικούς Charles Fabry και Henri Buisson. Οι μετρήσεις του ήλιου δείχνουν ότι η ακτινοβολία που εκπέμπεται από την επιφάνεια του Ήλιου και φθάνει στο έδαφος της Γης  είναι  σύμφωνη με το φάσμα του μαύρου σώματος σε θερμοκρασίες που κυμαίνεται συνήθως από 5.500 έως 6.000 K (5.230 έως 5.730 ° C). Ακτινοβολία κάτω από ένα μήκος κύματος περίπου 310 nm στο υπεριώδες άκρο του φάσματος. Βγήκε το συμπέρασμα ότι η χαμένη ακτινοβολία απορροφήθηκε από κάτι στην ατμόσφαιρα.

Δημιουργία στρώματος όζοντος:

Οι φωτοχημικοί μηχανισμοί που παρέχουν ώθηση προς τα πάνω στο στρώμα του όζοντος εντοπίστηκαν με τη βοήθεια του Βρετανού φυσικού Sydney Chapman το 1930. Το όζον μέσα στη στρατόσφαιρα της Γης δημιουργείται με τη βοήθεια της χρήσης υπεριώδους φωτός που χτυπά κανονικά μόρια οξυγόνου που περιέχουν  άτομα οξυγόνου (O₂ ), χωρίζοντάς τα σε μεμονωμένα άτομα οξυγόνου (ατομικό οξυγόνο). το ατομικό οξυγόνο στη συνέχεια ενώνεται με αδιάσπαστο O2 για να σχηματίσει όζον, O3. Το μόριο του όζοντος είναι ασταθές (αν και, εντός της στρατόσφαιρας, έχει μεγάλη διάρκεια ζωής) και ενώ το υπεριώδες φως προσπίπτει στο όζον, διασπάται απευθείας σε ένα μόριο O2 και ένα μεμονωμένο άτομο οξυγόνου, μια διαδικασία που επιμένει στη διαδικασία γνωστή ως κύκλος όζοντος-οξυγόνου. /P>

Κατανομή του στρώματος του όζοντος στη στρατόσφαιρα:

Το πάχος της στιβάδας του όζοντος ποικίλλει παγκοσμίως και είναι συνήθως πιο λεπτό κοντά στον ισημερινό και πιο παχύ κοντά στους πόλους. Το πάχος αναφέρεται στο πόσο μεγάλο μέρος του όζοντος βρίσκεται σε μια στήλη σε μια δεδομένη περιοχή και ποικίλλει από εποχή σε εποχή. Τα κίνητρα για αυτές τις εκδόσεις είναι λόγω των μοτίβων ατμοσφαιρικής κυκλοφορίας και της έντασης του ήλιου. Τα υψηλότερα επίπεδα όζοντος βρίσκονται στον Αρκτικό Κύκλο την άνοιξη  του Μαρτίου και του Απριλίου, ενώ η Ανταρκτική έχει τα χαμηλότερα  επίπεδα όζοντος τους καλοκαιρινούς μήνες Σεπτεμβρίου και Οκτωβρίου.

Εξάντληση του στρώματος του όζοντος:

Η καταστροφή του όζοντος περιλαμβάνει  σχετικές περιπτώσεις που προσδιορίζονται για το λόγο ότι λήγει η δεκαετία του 1970:μια τακτική μείωση περίπου 4% εντός της γενικής ποσότητας όζοντος στην ατμόσφαιρα της Γης και μια πολύ μεγαλύτερη άνοιξη χαμηλότερη στο στρατοσφαιρικό όζον (το στρώμα του όζοντος) γύρω από τις πολικές περιοχές της Γης. Η δεύτερη διαδικασία είναι γνωστή ως τρύπα του όζοντος. Υπάρχουν επίσης περιπτώσεις καταστροφής του όζοντος της πολικής τροπόσφαιρας την άνοιξη πέρα ​​από αυτές τις περιπτώσεις της στρατόσφαιρας.

Αιτίες εξάντλησης:

Η κύρια αιτία της καταστροφής του όζοντος και του σχηματισμού τρυπών του όζοντος ονομάζονται ουσίες που καταστρέφουν το όζον (ODS) λόγω των βιομηχανικών χημικών ουσιών, ιδίως των παρασκευασμένων ψυκτικών μέσων αλογονάνθρακα, διαλυτών, προωθητικών και διογκωτικών παραγόντων (χλωροφθοράνθρακες (CFC), HCFC, halons). Αυτές οι ενώσεις εκτοξεύονται από την επιφάνεια και μεταφέρονται στη στρατόσφαιρα με τυρβώδη ανάμειξη, όπου τα μόρια αναμιγνύονται πολύ πιο γρήγορα από ό,τι μπορούν να καθιζάνουν. Μόλις φτάσουν στη στρατόσφαιρα, απελευθερώνουν άτομα ομάδων αλογόνου μέσω φωτοδιάσπασης, η οποία καταλύει τη διάσπαση του όζοντος (O3) σε οξυγόνο (O2).

Επιπτώσεις εξάντλησης:

Η καταστροφή του όζοντος και η τρύπα του όζοντος έχουν δημιουργήσει παγκόσμια προβλήματα που έχουν επεκτείνει τους περισσότερους καρκίνους, τους κινδύνους και τις διάφορες κακές επιπτώσεις. Το στρώμα του όζοντος εμποδίζει τα επικίνδυνα μήκη κύματος του υπεριώδους φωτός (UVB) να περάσουν την ατμόσφαιρα της Γης. Αυτά τα μήκη κύματος κινητοποιούν τους πόρους και τους καρκίνους του δέρματος, το ηλιακό έγκαυμα, την αιώνια τύφλωση και τον καταρράκτη, που έχει προβλεφθεί ότι θα αυξηθούν δραματικά λόγω της αραίωσης του όζοντος, εκτός από το ότι βλάπτουν τα λουλούδια και τα ζώα.

Ανάκτηση στιβάδας όζοντος:

Το Πρωτόκολλο του Μόντρεαλ του 1987 για τις ουσίες που καταστρέφουν τη στιβάδα του όζοντος ξεκίνησε τη σταδιακή κατάργηση των CFC το 1993 και επιδίωξε να αποκομίσει έκπτωση 50 τοις εκατό στη διεθνή πρόσληψη από τα στάδια του 1986 με τη βοήθεια της χρήσης του 1998. Μια συλλογή τροποποιήσεων στο Πρωτόκολλο του Μόντρεαλ που ακολουθεί χρόνια άλλαξαν σε σχεδιασμένα για την ενίσχυση των ελέγχων σε CFC και διαφορετικούς αλογονάνθρακες. Μέχρι το 2005, η πρόσληψη χημικών ενώσεων που καταστρέφουν το όζον, η διαχείριση των οποίων έγινε με τη χρήση του οικισμού είχε μειωθεί με τη βοήθεια της χρήσης του 90-95% εντός των εθνών που είχαν συμμετάσχει στο πρωτόκολλο.

Συμπέρασμα:

Η παγκόσμια πρόσληψη υλικών που καταστρέφουν το όζον έχει μειωθεί κατά 98% λαμβάνοντας υπόψη ότι οι διεθνείς τοποθεσίες ξεκίνησαν να κινούνται κάτω από το Πρωτόκολλο του Μόντρεαλ. Ως αποτέλεσμα, η ατμοσφαιρική προσοχή των μέγιστων ανταγωνιστικών μορφών υλικών που καταστρέφουν το όζον πέφτει και το στρώμα του όζοντος εμφανίζει τα κύρια συμπτώματα ανάκαμψης.

Ωστόσο, το στρώμα του όζοντος δεν προβλέπεται να βελτιωθεί απολύτως νωρίτερα από το δεύτερο μισό αυτού του αιώνα.

Απομένουν πολλά να γίνουν για να εξασφαλιστεί η συνεχής επούλωση της στιβάδας του όζοντος και να μειωθεί η επίδραση των υλικών που καταστρέφουν το όζον στο κλίμα της Γης.