Озонові дірки – «діти» стратосферних вихорів. Що таке озонова дірка Озонові дірки плюси та мінуси

Вступ

Озонова діра діаметром понад 1000 км вперше була виявлена ​​в 1985 році в Південній півкулі Антарктидою групою британських учених. Кожного серпня вона з'являлася, до грудня чи січня припиняючи своє існування. НадПівнічною півкулею в Арктиці утворювалася інша дірка менших розмірів.

Озонова діра- локальне падіння концентрації озонозонового шару Землі. За загальноприйнятою в науковому середовищі теорії, у другій половині XX століття зростаючий вплив антропогенного факторау вигляді виділення хлор-і бромсодержащихфреонів призвело до значного потоншення озонового шару, див. наприклад доповідь Всесвітньої метеорологічної організації:

Ці та інші нещодавно отримані наукові дані зміцнили висновок попередніх оцінок у тому, що перевага на користь наукових доказів свідчить про те, що втрата озону в середніх і високих широтах, що спостерігається, в основному обумовлена ​​антропогенними хлор- і бромсодержащими сполуками

Згідно з іншою гіпотезою, процес утворення «озонових дірок» може бути значною мірою природним і не пов'язаний виключно зі шкідливим впливом людської цивілізації.

Механізм освіти

До зменшення концентрації озону в атмосфері веде сукупність факторів, головними з яких є загибель молекул озону в реакціях з різними речовинами антропогенного та природного походження, відсутність сонячного випромінювання протягом полярної зими, особливо стійкий полярний вихор, який перешкоджає проникненню озону з полярних стратосферних хмар (ПСО), поверхня частинок якого каталізують реакції розпаду озону. Ці фактори особливо характерні для Антарктики, в Арктиці полярний вихор набагато слабший через відсутність континентальної поверхні, температура вища на кілька градусів, ніж в Антарктиці, а ПСО менш поширені, до того ж мають тенденцію до розпаду на початку осені. Будучи хімічно активними, молекули озону можуть реагувати з багатьма неорганічними та органічними сполуками. Головними речовинами, що вносять внесок у руйнування молекул озону, є прості речовини водень, атоми кисню і хлору). На відміну, наприклад, від гідрофторфреонів, які розпадаються до атомів фтору, які, у свою чергу, швидко реагують склепінням утворюючи стабільний фтороводород. Таким чином, фтор не бере участі в реакціях розпаду озону. Основні реакції, що роблять внесок у руйнування озону, наведені в статті проозоновий шар.

Наслідки

Ослаблення озонового шару посилює потік сонячної радіації на землю і викликає у людей зростання кількості ракових утворень шкіри. Також від підвищеного рівня випромінювання страждають рослини та тварини.

Відновлення озонового шару

Хоча людством були вжиті заходи щодо обмеження викидів хлор-і бромовмісних фреонів шляхом переходу на інші речовини, наприклад фторовмісні фреони , процес відновлення озонового шару займе кілька десятиліть Насамперед, це обумовлено величезним обсягом вже накопичених у атмосфері фреонів, які мають час життя десятки і навіть сотні років. Тому затягування озонової діри не варто очікувати раніше 2048 року

Помилки про озонову дірку

Існує кілька широко поширених міфів щодо утворення озонових дірок. Незважаючи на свою ненауковість, вони часто з'являються в ЗМІ - іноді через непоінформованість, що іноді підтримуються прихильниками теорій змов. Нижче наведено деякі з них.

Основними руйнівниками озону є фреони

Це твердження справедливе для середніх та високих широт. В інших хлорний цикл відповідальний лише за 15-25% втрат озону у стратосфері. При цьому слід зазначити, що 80 % хлору має антропогенне походження. (Докладніше про внесок різних циклів див. ст. озоновий шар). Тобто втручання людини сильно підвищує внесок хлорного циклу. І за наявної тенденції до збільшення виробництва фреонів до набуття чинності Монреальського протоколу(10% на рік) від 30 до 50% загальних втрат озону в 2050 обумовлювалося б впливом фреонів. До втручання людини процеси утворення озону та його руйнування перебували у рівновазі. Але фреони, що викидаються при людській діяльності, змістили цю рівновагу у бік зменшення концентрації озону. Що ж до полярних озонових дірок, то тут ситуація зовсім інша. Механізм руйнування озону в принципі відрізняється від вищих широт, ключовою стадією є перетворення неактивних форм галогенсодержащих речовин на оксиди, яка протікає на поверхні частинок полярних стратосферних хмар. І в результаті практично весь озон руйнується в реакціях з галогенами, за 40-50% відповідає хлор і близько 20-40% - бром.

DuPont ініціював заборону старих і перехід на нові типи фреонів, тому що у них закінчувався термін дії патенту

DuPont після оприлюднення даних про участь фреонів у руйнуванні стратосферного озону сприйняла цю теорію в багнети і витратила мільйони доларів на кампанію в пресі захисту фреонів. Голова DuPont писав у статті в журналі Chemical Week від 16 липня 1975 року, що теорія руйнування озону - це наукова фантастика, нісенітниця, яка не має сенсу. Крім DuPont цілий рядкомпаній у всьому світі виробляв та виробляє різні типи фреонів без відрахування ліцензійних платежів

Фреони надто важкі, щоб досягати стратосфери

Іноді стверджується, що оскільки молекули фреонів набагато важчі за азот і кисень, то вони не можуть досягти стратосфери у значних кількостях. Однак атмосферні гази повністю перемішуються, а не розшаровуються або сортуються за вагою. Оцінки часу для дифузійного розшарування газів в атмосфері вимагають часів близько тисяч років. Звичайно, в динамічній атмосфері це неможливо. Процеси вертикальногомасоперенесенняконвекціїтурбулентності повністю перемішують атмосферу нижчетурбопаузи набагато швидше. Тому навіть такі важкі гази, як інертніфреони, рівномірно розподіляються в атмосфері, досягаючи в тому числі істратосфери. Експериментальні вимірювання їх концентрацій в атмосфері підтверджують це, див., наприклад, праворуч графік розподілу фреону CFC-11 по висоті. Також вимірювання показують, що потрібно близько п'яти років для того, щоб гази, що виділилися на поверхні Землі, досягли стратосфери, див. другий графік справа. Якби гази в атмосфері не перемішувалися, то такі важкі гази з її складу, як аргонуглекислий газ, утворювали б на поверхні Землі шар у кілька десятків метрів завтовшки, що зробило б поверхню Землі безлюдною. На щастя, це негаразд. Ікриптон з атомарною масою 84, і гелій з атомарною масою 4 мають одну і ту ж відносну концентрацію, що біля поверхні, що до 100 км висоти. Звичайно, все вищесказане справедливе тільки для газів, які є відносно стабільними, як фреони або інертні гази. Речовини, які вступають у реакції, а також зазнають різних фізичних впливів, скажімо, розчиняються у воді, мають залежність концентрації від висоти.

Основними джерелами галогенів є природні, а чи не антропогенні

Є думка, що природні джерела галогенів, наприклад вулкани океани, більш значущі для процесу руйнування озону, ніж вироблені людиною. Не піддаючи сумніву внесок природних джерел у загальний баланс галогенів, необхідно зазначити, що в основному вони не досягають стратосфери через те, що є водорозчинними (в основному хлорид-іони та хлороводень) і вимиваються з атмосфери, випадаючи у вигляді дощів на землю. Також природні сполуки менш стійкі, ніж фреони, наприклад метилхлорид має атмосферний час життя всього близько року, порівняно з десятками та сотнями років для фреонів. Тому їхній внесок у руйнуванні стратосферного озону досить малий. Навіть рідкісне за своєю силою виверження вулкана Пінатубо в червні 1991 року викликало падіння рівня озону не за рахунок галогенів, що вивільняються, а за рахунок утворення великої маси сірчанокислих аерозолів, поверхня яких каталізувала реакції руйнування озону. На щастя, вже через три роки практично вся маса вулканічних аерозолів була видалена з атмосфери. Таким чином, виверження вулканів є порівняно короткостроковими факторами впливу на озоновий шар, на відміну від фреонів, які мають часи життя у десятки та сотні років.

Озонова діра має знаходитися над джерелами фреонів

Багато хто не розуміє, чому озонова діра утворюється в Антарктиці, коли основні викиди фреонів відбуваються у Північній півкулі. Справа в тому, що фреони добре перемішані в тропосферістратосфері. Зважаючи на малу реакційну здатність вони практично не витрачаються в нижніх шарах атмосфери і мають термін життя в кілька років або навіть десятиліть. Тому вони легко досягають верхніх шарів атмосфери. Антарктична «озонова діра» існує не завжди. Вона з'являється наприкінці зими – на початку весни. Причини, через які озонова діра утворюються в Антарктиці, пов'язані з особливостями місцевого клімату. Низькі температури антарктичної зими призводять до утворення полярного вихору. Повітря всередині цього вихору рухається в основному замкнутими траєкторіями навколо Південного полюса. Саме тоді полярна область не освітлюється Сонцем, і там озон немає. З настанням літа кількість озону збільшується і знову виходить на колишню норму. Тобто коливання концентрації озону над Антарктикою – сезонні. Однак, якщо простежити усереднену протягом року динаміку зміни концентрації озону та розміру озонової діри протягом останніх десятиліть, то є строго певна тенденція до падіння концентрації озону. дірв атмосфері із... Систематичні спостереження за: i) станом озоновогошару (просторова та тимчасова мінливість...

Озоновийшар (3)

Реферат >> Біологія

2035 року. Причини ослаблення озоновогощита Озоновийшар захищає життя на... Над Антарктикою виявлено велику " озонова дірка". Руйнування озону відбувається через... Паливо, що згоряє, «випалює» в озоновомушарі великі дірки. Колись передбачалося, що...

1. Основні заходи щодо захисту озонового шару
2. Правило оптимальної компонентної додатковості
3. Закон М.Ф. Реймерса про руйнування ієрархії екосистем

Висновок

Вступ

Сучасна киснева атмосфера Землі – унікальне явище серед планет Сонячна система, і це її особливість пов'язані з наявністю нашій планеті життя.

Проблема екології для людей зараз, безперечно, найголовніша. На реальність екологічної катастрофи вказує на руйнування озонного шару Землі. Озон - триатомна форма кисню, що утворюється у верхніх шарах атмосфери під дією жорсткого (короткохвильового) ультрафіолетового випромінювання Сонця.

Сьогодні озон турбує всіх, навіть тих, хто раніше не підозрював існування озонного шару в атмосфері, а вважав лише, що запах озону є ознакою свіжого повітря. (Недарма озон у перекладі з грецької означає " " запах " " .) Цей інтерес зрозумілий - йдеться про майбутнє всієї біосфери Землі, зокрема й самої людини. Нині назріла необхідність прийняти певні обов'язкові всім рішення, які б зберегти озонний шар. Але щоб ці рішення були правильними, потрібна повна інформаціяпро фактори, які змінюють кількість озону в атмосфері Землі, а також про властивості озону, про те, як саме він реагує на ці фактори.

1. Озонові дірки та причини їх виникнення

Озоновий шар - це широкий атмосферний пояс, що тягнеться на висоті від 10 до 50 км над поверхнею Землі. Хімічно озон - це молекула, що складається з трьох атомів кисню (молекула кисню містить два атоми). Концентрація озону в атмосфері дуже мала, і невеликі зміни кількості озону призводять до серйозних змін інтенсивності ультрафіолету, що досягає земної поверхні. На відміну від звичайного кисню озон нестійкий, він легко перетворюється на двоатомну, стійку форму кисню. Озон - набагато сильніший окислювач, ніж кисень, і це робить його здатним вбивати бактерії, пригнічувати ріст та розвиток рослин. Втім, через його низьку в звичайних умовах концентрацію в приземних шарах повітря ці його особливості практично не впливають на стан живих систем.

Набагато важливішим є його інша властивість, що робить цей газ абсолютно необхідним для всього життя на суші. Ця властивість - здатність озону поглинати жорстке (короткохвильове) ультрафіолетове (УФ) випромінювання Сонця. Кванти жорсткого УФ мають енергію, достатню для розриву деяких хімічних зв'язківтому його відносять до іонізуючих випромінювань. Як і інші випромінювання цього роду, рентгенівське та гамма-випромінювання, воно викликає численні порушення у клітинах живих організмів. Озон утворюється під впливом високоенергетичної сонячної радіації, що стимулює реакцію між 2 і вільними атомами кисню. Під впливом помірної радіації він розпадається, абсорбуючи енергію цієї радіації. Таким чином, цей циклічний процес з'їдає небезпечний ультрафіолет.

Молекули озону, як і кисню, електрично нейтральні, тобто. не несуть електричного заряду. Тому саме собою магнітне поле Землі не впливає на розподіл озону в атмосфері. Верхній шар атмосфери – іоносфера, що практично збігається з озоновим шаром.

У полярних зонах, де силові лінії магнітного поля Землі замикаються її поверхні, спотворення іоносфери дуже значні. Кількість іонів, зокрема і іонізованого кисню, у верхніх шарах атмосфери полярних зон знижено. Але головна причина малого вмісту озону в області полюсів - мала інтенсивність сонячного опромінення, що падає навіть під час полярного дня під малими кутами до горизонту, а під час полярної ночі немає зовсім. Площа полярних "дір" в озоновому шарі - надійний показник змін загального вмісту озону в атмосфері.

Вміст озону в атмосфері коливається внаслідок багатьох природних причин. Періодичні коливання пов'язані із циклами сонячної активності; Багато компонентів вулканічних газів здатні руйнувати озон, тому підвищення вулканічної активності веде до зниження його концентрації. Завдяки високим, сверураганним швидкостям повітряних потоків у стратосфері речовини, що руйнують озон, розносяться на великі площі. Переносяться не лише руйнівники озону, а й він сам, тому порушення концентрації озону швидко розносяться на великі площі, а локальні невеликі «дірки» в озоновому щиті, спричинені, наприклад, запуском ракети, порівняно швидко затягуються. Тільки в полярних областях повітря малорухливе, внаслідок чого зникнення там озону не компенсується його занесенням з інших широт, і полярні «озонні дірки», особливо на Південному полюсі, дуже стійкі.

1.1 Джерела руйнування озонового шару

Серед руйнівників озонного шару можна виділити:

1) Фреони.

Озон руйнується під впливом сполук хлору, відомих як фреони, які, також руйнуючись під впливом сонячної радіації, звільняють хлор, що «відриває» від молекул озону «третій» атом. Хлор сполуки не утворює, але служить каталізатором «розриву». Таким чином, один атом хлору здатний "занапастити" багато озону. Вважається, що сполуки хлору можуть залишатися в атмосфері від 50 до 1500 років (залежно від складу речовини) Землі. Спостереження за озоновим шаром планети проводилися антарктичними експедиціями із середини 50-х.

Озонова діра над Антарктидою, що збільшується навесні і зменшується до осені, була виявлена ​​в 1985 році. Відкриття метеорологів викликало низку наслідків економічного характеру. Справа в тому, що в існуванні «дірки» було звинувачено хімічну промисловість, яка виробляє речовини, що містять фреони, що сприяють руйнуванню озону (від дезодорантів до холодильних установок).

У питанні про те наскільки людина винна в освіті «озонових дірок» - єдиної думки немає.

З одного боку - так, безумовно винен. Виробництво сполук, що призводять до руйнування озону, слід звести до мінімуму, а краще взагалі припинити. Тобто відмовитися від цілого сектора промисловості, з оборотом у багато мільярдів доларів. А якщо не відмовитись – то перевести її на «безпечні» рейки, що теж коштує грошей.

Погляд скептиків: людське впливом геть атмосферні процеси, за всієї його руйнівності у локальному плані, у планетарному масштабі - мізерно. Антифреонова кампанія «зелених» має цілком прозоре економічне та політичне підґрунтя: за її допомогою великі американські корпорації (Дюпон, наприклад), душать своїх зарубіжних конкурентів, нав'язуючи угоди щодо "охорони" довкілля" на державному рівні і насильно запроваджуючи новий технологічний виток, який слабші в економічному відношенні держави витримати не в змозі.

2) Висотні літаки.

Руйнування озонного шару сприяють не тільки фреони, що виділяються в атмосферу і потрапляють в стратосферу. До руйнування озонного шару причетні й оксиди азоту, що утворюються під час ядерних вибухів. Але оксиди азоту утворюються і камерах згоряння турбореактивних двигунів висотних літаків. Окиси азоту утворюються з азоту та кисню, які там знаходяться. Швидкість утворення оксидів азоту тим більша, чим вища температура, тобто чим більша потужність двигуна.

Важлива не тільки потужність двигуна літака, а й висота, на якій він літає і випускає окисли азоту, що руйнують озон. Чим вище утворюється окис або закис азоту, тим він згубніший для озону.

Загальна кількість окису азоту, що викидається в атмосферу на рік, оцінюється в 1 млрд. т. Приблизно третина цієї кількості викидається літаками вище за середній рівень тропопаузи (11 км). Щодо літаків, то найбільш шкідливими є викиди військових літаків, кількість яких обчислюється десятками тисяч. Вони літають здебільшого на висотах озонного шару.

3) Мінеральні добрива.

Озон у стратосфері може зменшуватись і за рахунок того, що в стратосферу потрапляє закис азоту N 2 O, який утворюється при денітрифікації пов'язаного ґрунтовими бактеріями азоту. Таку ж денітрифікацію зв'язаного азоту виробляють і мікроорганізми у верхньому шарі океанів та морів. Процес денітрифікації безпосередньо пов'язаний з кількістю зв'язаного азоту у ґрунті. Таким чином, можна бути впевненим у тому, що зі зростанням кількості мінеральних добрив, що вносяться в грунт, такою самою мірою збільшуватиметься і кількість утвореного закису азоту N 2 O. Далі, з закису азоту утворюються оксиди азоту, які і призводять до руйнування стратосферного озону.

4) Ядерні вибухи.

При ядерних вибухах виділяється дуже багато енергії як тепла. Температура, що дорівнює 6000 0 К, встановлюється вже через кілька секунд після ядерного вибуху. Це енергія вогняної кулі. У сильно нагрітій атмосфері відбуваються такі перетворення хімічних речовинякі при нормальних або не відбуваються, або протікають дуже повільно. Що стосується озону, його зникнення, то найбільш небезпечними для нього є оксиди азоту, що утворюються при цих перетвореннях. Так, за період з 1952 по 1971 р. внаслідок ядерних вибухів в атмосфері утворилося близько 3 млн. т. оксидів азоту. Подальша доля їх така: вони внаслідок перемішування атмосфери потрапляють різні висоти, зокрема й у атмосферу. Там вони вступають у хімічні реакціїза участю озону, призводячи до його руйнування.

5) Спалювання палива.

Закис азоту можна знайти і в димових газах електростанцій. Власне, про те, що окис та двоокис азоту присутні у продуктах згоряння, було відомо давно. Але ці вищі оксиди не впливають на озон. Вони, звичайно, забруднюють атмосферу, сприяють утворенню в ній смогу, але досить швидко віддаляються з тропосфери. Закис азоту, як уже говорилося, небезпечний для озону. За низьких температур вона утворюється в таких реакціях:

N 2 + O + M = N 2 O + M,

2NH 3 + 2O 2 =N 2 O = 3H 2 .

Масштаб цього явища дуже значний. Таким шляхом в атмосфері щорічно утворюється приблизно 3 млн т закису азоту! Ця цифра говорить про те, що це джерело руйнування озону є суттєвим.

1.2 Озонова діра над Антарктикою

Про значне зменшення загального вмісту озону над Антарктикою вперше було повідомлено 1985 р. Британською антарктичною службою на підставі аналізу даних озонометричної станції Хеллі-Бей (76 гр. ю. ш.). Зменшення озону спостерігалося цією службою і на Аргентинських островах (65 гр. пд. ш.).

З 28 серпня до 29 вересня 1987 р. було виконано 13 польотів літака-лабораторії над Антарктикою. Експеримент дозволив зареєструвати зародження озонної дірки. Було отримано її розміри. Дослідження показали, що найбільше зменшення кількості озону мало місце на висотах 14 – 19 км. Тут же прилади зареєстрували найбільшу кількість аерозолів (аерозольні шари). Виявилося, що чим більше є аерозолів на цій висоті, тим менше там озону. Літак – лабораторія зареєстрував зменшення озону, що дорівнює 50%. Нижче 14 км. змін озону було несуттєвим.

Вже на початку жовтня 1985 р. озонна діра (мінімум кількості озону) охоплює рівні з тиском від 100 до 25 гПа, а грудні діапазон висот, у яких вона спостерігається, розширюється.

У багатьох експериментах вимірювалася як кількість озону та інших малих складових атмосфери, а й температури. Було встановлено найтісніший зв'язок між кількістю озону в стратосфері та температурою повітря там же. Виявилося, що характер зміни кількості озону тісно пов'язаний із тепловим режимом стратосфери над Антарктидою.

Утворення та розвиток озонної діри в Антарктиді спостерігали англійські вчені й у 1987 р. Навесні загальний вміст озону зменшився на 25%.

Американські дослідники проводили вимірювання в Антарктиці взимку і навесні 1987 р. озону та інших малих складових атмосфери (HC l , HF, NO, NO 2 , HNO 3 , ClONO 2 , N 2 O, CH 4) за допомогою спеціального спектрометра. Дані цих вимірювань дозволили окреслити область навколо Південного полюса, де кількість озону зменшена. Виявилося, що ця область збігається практично точно з крайнім полярним стратосферним вихором. При переході через край вихору різко змінювалося кількість як озону, а й інших малих складових, які впливають руйнація озону. У межах озонної діри (або, іншими словами, полярного стратосферного вихру) концентрація HC l , NO 2 і азотної кислоти була значно меншою, ніж за межами вихору. Це має місце тому, що хлорини протягом холодної полярної ночі руйнують озон у відповідних реакціях, виступаючи в них як каталізатори. Саме каталітичному циклі з участю хлору відбувається основне зменшення концентрації озону (принаймні 80% цього зменшення).

Ці реакції протікають на поверхні частинок, що становлять полярні стратосферні хмари. Значить, що більше площа цієї поверхні, т. е. що більше частинок стратосферних хмар, отже, і самих хмар, то швидше зрештою розпадається озон, отже, тим ефективніше утворюється озонна діра.

2. Основні заходи щодо захисту озонового шару

Оскільки найбільш активний руйнівник озонового щита Землі - хлор, основні заходи, що розробляються для стримування виснаження озону, зводяться до зниження викидів в атмосферу хлору і сполук, що містять хлор, насамперед фреонів. Одне з головних технологічних завдань, рішення якого шукають у всіх промислово розвинених країнах, - заміна фреонів на інші холодоагенти, що не містять хлору і водночас не поступаються фреонам за основними фізичними властивостями та хімічною інертністю.

Інше завдання, вже практично вирішене в ракетоносії «Енергія», полягає у переведенні ракетної техніки та висотної реактивної авіації на екологічно безпечні види палива та двигуни.

Зниження викидів оксидів азоту наземними промисловими, енергетичними та транспортними системами має значення не тільки для зниження кислотності опадів та вирішення проблеми «кислих дощів». Окиси азоту в повному обсязі вимиваються опадами, частина їх сягає висот, у яких існує озоновий шар, і робить свій внесок у його виснаження.

Хоча оксиди азоту, порівняно з хлором, у 10 тисяч разів менш активні як руйнівники озону, їхній викид в атмосферу багаторазово перевищує викид хлору. Це підвищує важливість розробки двигунів, енергетичних установок, котлів, нових видів палива та способів його спалювання, які зводили б до мінімуму утворення та викид в атмосферу оксидів азоту.

Першу міжнародну конвенцію щодо заходів захисту озонового шару було укладено у Відні 1985 року. Через кілька місяців після неї було виявлено "озонову дірку" в Південній півкулі. Після цього в Монреалі було підписано протокол, який зобов'язує країни-учасниці позбавлятися своїх шкідливих фреонів. У 1990, 1992 та 1997 pp. Список руйнівних речовин поповнювався. У разі його дотримання всіма країнами (а Китай, наприклад, та Індія конвенцію не підписали, розсудивши, що вона їм «не по кишені»), прогнозисти обіцяли відновлення озонового шару до 2150 року. Головними виробниками шкідливих для озону сполук (90% від загальносвітового обсягу) називаються країни, що розвиваються (які, по суті, є споживачами застарілої продукції "цивілізованих" країн) і країни колишнього СРСР.

У той же час заявлено, що викид фреонів в атмосферу, що у 1986 році досяг 1.1 мільйона тонн, до 1996 р. знизився до 160 тисяч тонн. Без Монреальської конвенції до 2010 року ми мали б 8 мільйонів тонн річних викидів.

3. Правило оптимальної компонентної додатковості

Правило оптимальної компонентної додатковості свідчить, що ніяка екосистема неспроможна самостійно існувати при штучно створеному надлишку чи нестачі однієї з екологічних компонентів.

"Нормою" екологічного компонентаслід вважати ту, яка забезпечує екологічну рівновагу певного типу, що дозволяє функціонувати саме тій екосистемі, яка еволюційно склалася і відповідає балансу в природній надсистемі та всієї ієрархії природних систем на цій одиниці простору (у конкретному біотопі).

4. Закон Н.Ф. Реймерса про руйнування ієрархії екосистем

Закон М.Ф. Реймерса про руйнування ієрархії екосистем свідчить, що руйнація більше трьох рівнів в екосистемній ієрархії є абсолютно незворотним і катастрофічним.

Ієрархічні рівні геохор (біохор) - це розташування в порядку від найвищого до нижчого. Розрізняють п'ять основних рівнів угеохор та біохор:

• гігахори - найголовніші елементи біосфери та географічної оболонки: океани та материки, біокліматичні пояси та біогеографічні царства розміром понад 10 6 км 2 ;
• мегахори - одиниці природно-господарського та біогеографічного (фітогеографічного) районування розміром 10 3 -10 5 км 2 ;
• макрохори - територія конкретних ландшафтів, розміром 10-10 -2 км2;
• мікрохори і мезохори - морфологічні одиниці ландшафту, розміром 10 -1 -10 -2 км 2 і біогеоценози, що входять до їх складу.

Кожна підсистема слідує за своєю системою, вірніше, розвиток надсистеми визначає багато обмежень у розвитку входять до неї підсистем. Такий процес " підштовхування " , напрями розвитку характерний всього системного світу як у наддовгих відрізках еволюційного часу, і у порівняно коротких термінах індивідуального розвитку. Усюди є взаємини у ієрархії систем - еволюція еволюцій та розвитку развитей. Якщо розвиток щодо детерміновано впливом ієрархії надсистем, а частково і підсистем у минулому (підсистеми, змінюючись, не можуть не впливати на ціле, приклад того мутації), то характер процесів не зміниться і в майбутньому, принаймні найближчому (у масштабі характерного часу систем) ). І хоча принцип " розвиток є рух рухів у всій ієрархії значних систем " Демшевського не дозволяє створити однієї безальтернативної моделі, все-таки можна прогнозувати можливий перебіг подій.

Н.Ф. Реймерс (1994) зазначає, що закон нерівномірності розвитку систем, або, краще, закон різночасності розвитку (зміни) підсистем у великих системах може бути сформульований у такому вигляді: системи одного рівня ієрархії (як правило, підсистеми системи вищого рівня організації) розвиваються не суворо синхронно - тоді, коли одні з них досягли вищого рівня розвитку, інші ще залишаються в менш розвиненому стані.

Висновок

Усі глобальні екологічні проблеми взаємопов'язані, і жодна їх має розглядатися в ізоляції з інших.

Здавалося б, кількість озону в атмосфері дуже велика – близько 3 мільярдів тонн. Це, однак, незначна частка від усієї атмосфери. Якби весь озон атмосфери перебував у приземному шарі повітря, то за «нормальних умов» (тиск 1 атмосфера і температура 25 градусів Цельсія) товщина озонового екрану, що захищає Землю від жорсткого УФ-випромінювання Сонця, становила б лише близько 3мм. Натомість ефективність озонового шару дуже велика. Зокрема, фахівцями розраховано, що зниження вмісту озону на 1% веде до підвищення інтенсивності УФ-опромінення поверхні, в результаті якого кількість смертей від раку шкіри зросте на 6-7 тисяч осіб на рік.

Необхідно терміново вживати заходів до охорони озонового шару: розробляти нешкідливі холодоагенти, здатні замінити фреони у промисловості та побуті, екологічно безпечні двигуни літаків та космічних ракетних систем, розробляти технології, що зменшують викиди оксидів азоту у промисловості та на транспорті. Існуючі міжнародні угоди щодо озону, Віденська міжнародна конвенція з охорони озонового шару і Монреальський протокол, який зобов'язує держави, що підписали його, вести роботу в конкретних напрямках, поки що недостатньо ефективні. Ще недостатньо усвідомлена людьми небезпека, ще мало талановитих дослідників та інженерів працюють у цій галузі. А час не чекає.

Список використаної літератури

1. Акімова Т.А., Хаскін В.В. Екологія. - М: ЮНІТІ, 1998. - 455 с.
2. Дедю І.І. Екологічний еніклопедичний словник. – Кишинів: Мир, 1990. – 568 с.
3. Князєва Є.М., Курдюмов С.П. закони еволюції та самоорганізації складних систем. - М: Наука, 1994. - 250 с.
4. Корміліцин З.І. Основи екології. – М.: «Інтерстиль», 1997. – 364 с.
5. Загальна екологія: взаємодія суспільства та природи. - СПб.: Хімія, 1997. - 352 с.
6. Сверлова Л.І., Вороніна Н.В. Забруднення природного середовища та екологічна потологія людини. - Хабаровськ.: ХДАЕП, 1995. - 106-108 с.
7. Розанов С.І. Спільна екологія. – СПб.: Видавництво «Лань», 2001. – 288 с.

Озоновий шар знаходиться на висоті від 15 до 25 км над поверхнею Землі. Першими його виявили та описали французькі фізики Шарль Фабріі Анрі Буїсон. У 1912 році їм вдалося за допомогою спектроскопічних вимірювань ультрафіолетового випромінювання довести існування озону у віддалених від Землі шарах атмосфери.

Як утворюється озоновий шар?

Озон (від др.-грец. ὄζω - "пахну") - модифікація кисню, що складається з трихатомних молекул O3. За нормальних умов – блакитний газ.

Озон у атмосфері утворюється під впливом сонячного світла. При зіткненні фотонів ультрафіолетового світла з молекулами кисню (О2) від них відщеплюється атом кисню, який приєднавшись до іншої молекули О2 утворює озон (О3).

Навіщо потрібний озоновий шар?

Озоновий шар поглинає небезпечні ультрафіолетові промені, захищаючи тим самим живе Землі від їх згубного випромінювання. Ослаблення шару посилює потік сонячної радіації.

Підвищення інтенсивності ультрафіолетового випромінювання ускладнює процес фотосинтезу у рослин і веде до зниження врожайності сільськогосподарських культур; від ультрафіолету гине фітопланктон - кормова база мешканців Світового океану; негативно впливає інтенсивне УФ-випромінювання і на людину – зростає сприйнятливість до хвороб, змінюється структура та пігментація шкіри, підвищується ймовірність виникнення хвороб очей, ракових захворювань, пошкодження молекул ДНК.

Яка товщина озонового шару?

Озоновий шар атмосфери дуже тонкий і становить лише 0,3 мм.

Чому утворюються озонові дірки?

Існує безліч причин появи озонових дірок, але найважливіша з них – забруднення природного середовища людиною. Окрім атомів хлору, молекули озону руйнують водень, кисень, бром та інші продукти згоряння, що потрапляють в атмосферу через викиди фабрик, заводів, димових газових ТЕЦ.

Не менший вплив на шар озону мають ядерні випробування: при вибухах виділяється величезна кількість енергії, і утворюються оксиди азоту, які входять у реакцію з озоном і знищують його молекули. Підраховано, що лише з 1952 по 1971 рік за ядерних вибухів в атмосферу потрапило близько 3 мільйонів тонн цієї речовини. Вчені відзначають, що деякі шкідливі сполуки, потрапивши в атмосферу, можуть продовжувати свою руйнівну діяльність протягом 75-100 років.

Де знаходяться озонові дірки?

Першу озонову дірку діаметром понад 1000 км було виявлено над Антарктидою в 1985 році. Згодом ще одна дірка була виявлена ​​над Арктикою, зараз же вченим відомі сотні подібних явищ, хоча найбільшою і небезпечною, як і раніше, залишається та, що виникла над Антарктидою.

Незважаючи на те, що сьогодні багатьма країнами світу активно вживаються заходи щодо обмеження викидів в атмосферу небезпечних речовин, процес відновлення озонового шару займе кілька десятиліть. За прогнозами вчених, затягування озонових дірок не варто очікувати раніше 2048 року.

Важливим екологічним питанням сучасності є озонові дірки. Атмосфера перешкоджає руйнуванню екосистеми, вона захищає її від ультрафіолету, радіації та сміття з космосу. Однак наприкінці 20 століття вченими було виявлено озонову дірку в Антарктиді, яка являла собою витончення шару з озону, так необхідного для захисту земної поверхні.

Озонові дірки, причини та наслідки яких вже добре вивчені фахівцями, несуть загрозу життю людей, тварин та рослин.

Що таке озонові дірки?

Озоновий шар є частиною стратосфери. Він розповсюджується на висоті від 12 до 30 км. Чим вищий вміст озону, тим паче захищена Земля від шкідливого впливу сонячних променів. Цікавий факт: вперше про витончення захисної оболонки почали говорити в 1957 році. Озонова дірка стала загрозою життю Землі.

Суть проблеми

Джерелом утворення озону є кисень, який зазнає впливу ультрафіолету. Така реакція призводить до того, що планету огортає шар газу, через який не проникає радіація. Проблемі витончення озонового шару почали приділяти. велика увагау 80-х роках. 20 століття. Першовідкривачем явища заслужено вважають вченого із Великобританії Дж.Фармена.

У таких місцях спостерігається зменшення кількості озону. Його концентрація знижується до 30-35%. Через ці ділянки ультрафіолетові промені безперешкодно проникають крізь атмосферу та спалюють все живе на планеті.

Місця появи дірок

Дж. Фарменом у складі дослідницької групи в 1985 році було виявлено найбільшу ОД над Антарктидою. При цьому виникала ця аномалія влітку, у серпні. Взимку ж, у грудні-січні, газ починав ущільнюватися і затягував отвір, що утворився влітку, настільки, що воно повністю зникало. Продовживши дослідження, вчені виявили безліч інших невеликих ОД. Діри локалізувалися над Арктикою, існували приблизно 7 днів, після чого оболонка відновлювалася.

Зараз карта озонових дірок постійно змінюється, що обумовлено пори року.Найчастіше вони утворюються у теплі періоди. Критичні точки, де спостерігається витончення оболонки, знаходяться на висоті 19 км над Землею.

Як утворюються ОД?

Існує кілька причин появи ОД. Одна з них, на думку фахівців, зумовлена ​​природними явищами, що спостерігаються на полюсах Землі. Теоретичне обґрунтування наявності даної аномалії зводиться до існування полярних ночей, під час яких сонячні промені не досягають поверхні Землі, що не дає можливості утворюватися озону. Це призводить до появи стратосферних хмар, з якими переносяться дрібні кристалики льоду, які містять хлор. Ця речовина руйнівним чином впливає на атмосферу.

Ще одна причина, яка негативно відбивається на стані захисної оболонки – періоди вулканічної активності, що спостерігаються на поверхні Землі. При виверженні вулканів відбувалися і досі трапляються інтенсивні викиди продуктів згоряння, які сприяють руйнації верств стратосфери.

Фреон, що є групою вуглеводнів з атомами фтору, теж надає сильний негативний вплив на цілісність захисних шарів.

Озонова діра утворюється внаслідок руйнування озону під впливом хімічних сполук, що викидаються в атмосферу внаслідок антропогенних факторів.

Основні руйнівники озонового шару

Технічний прогрес та ОД нерозривно пов'язані один з одним. Головним джерелом шкідливих речовин, які руйнують озон, є різні заводи, фабрики, газові ТЕЦ і т. д. Їх викиди, що містять такі елементи, як водень, бром, кисень, продукти згоряння, потрапляючи в атмосферу, знижують кількість озону, що призводить до витончення захисної оболонки. .

Велика кількість енергії, що виділяється в ході ядерних випробуваньсупроводжується виділенням азоту. Ця речовина входить у реакцію з озоном, знищуючи його. Фахівці підрахували, що в період з 1950 по 1970 рік внаслідок вибухів на атомних полігонах в атмосферу було викинуто понад 3 млн тонн азоту.

Окиси цього елемента виробляються в двигунах реактивних літаків. Зі збільшенням потужності двигуна підвищується температура в камерах згоряння. Щороку азот викидається в атмосферу у кількості понад 1 млн тонн. 1/3 із цієї кількості припадає на роботу двигунів реактивних повітряних засобів.

Мінеральні добрива, що у великій кількості використовуються у сільському господарстві, теж надають згубний вплив на озон. Хімічні елементи, що входять до них, вступаючи в реакцію з бактеріями, що перебувають у ґрунті, виробляють азот, який згодом окислюється.

Гіпотези про природне походження ОД

Російські дослідники вказують на те, що витончення шару озону є явище, яке було породжене лише природними причинами. Так, у 1999 році була опублікована наукова робота, автором якої стали А.П.Капіца та А.А.Гаврилов. Вона була видана з урахуванням МДУ НВО “Тайфун”. Згідно з думкою російських учених, зменшення озонового шару спостерігалося на Землі і до того, як воно було виявлено їх англійськими колегами.

А.П.Капица та А.А.Гаврилов експериментальним шляхом визначили, що існує низка факторів природного характеру, що сприяє зниженню кількості озону в стратосфері, і вплив цих факторів постійно збільшується. У таких місцях може утворитися озонова дірка. Її виникнення зумовлено природними явищами, а не антропогенним впливом, який, хоча і завдає шкоди навколишньому середовищу, але меншою мірою, ніж припускають.

Які наслідки для людства можуть призвести до виснаження озонового шару?

Екологи бачать небезпеку зменшення кількості озону в тому, що стратосфера безперешкодно пропускатиме шкідливі для всього живого ультрафіолетові промені. Цей вплив впливає і людини: зростає кількість захворювань онкологічного характеру. Вчені дійшли висновку, що якщо концентрація озону знизиться ще хоча б на 1%, кількість людей, хворих на рак, збільшиться на 7000 осіб на рік. Перше місце займуть шкірні захворювання, а потім онкологічні хвороби, що вражають інші органи людського організму.

Інший наслідок ОД – скорочення рослинності Землі. Зменшення цього виду покриву призведе до загибелі тварин на земній поверхні та, як наслідок, у морських глибинах. Вже зараз вимирання деяких видів тварин обумовлено процесами, які у шарах атмосфери.

Вчені добре розуміють, чим небезпечні ОД, тому закликають до того, щоб було вжито заходів щодо відновлення шару озону, інакше цей природний катаклізм може призвести до непередбачуваних наслідків на Землі.

Прогнози на майбутнє

ОД відносять до розряду найважливіших екологічних питань світового масштабу. Вчені багатьох країн ведуть постійне спостереження за процесами, що відбуваються у стратосфері, відзначаючи збільшення чи зменшення шару озону, а також визначаючи фактори, що впливають на це. Цікаво, що в деяких регіонах можна помітити позитивну динаміку відновлення необхідного для Землі елемента.

Найбільший розмір мала ОД над Антарктидою 2000 року. За минулий період вона не збільшилася, навпаки, спостерігається тенденція до її затягування. Її площа зменшилася на понад 4 млн. км². На це вплинула міжнародна угода, яка була підписана 1987 року в Монреалі. Згідно з цим документом, усі країни мають мінімізувати викид азоту та інших шкідливих речовин у атмосферу, скоротити транспорт. Найбільших успіхів у цій справі досяг Китай. Уряд запровадив квоти на виробництво автомобілів.

Ще один фактор, який сприятливо впливає на вирішення даної екологічної ситуації, полягає у використанні джерел альтернативної енергіїнаприклад сили вітру або сонця.

Більшість прогнозів, досліджень щодо наслідків розширення ОД публікуються в науковому журналі «Science». Щорічно проводяться різноманітні конференції, присвячені цьому питанню. Так, висновки Паризької конференціїза кліматом звучать оптимістично.

Діра над Антарктидою до 2021 року зникне, якщо озоновий шар збільшиться завдяки зниженню шкідливих викидів в атмосферу.

Як запобігти виснаженню озонового шару?

Вчені зайняті як питаннями відновлення виснаженої озонової оболонки, а й шукають способи, як попередити появу ОД. Для цього необхідно боротися з виробленням речовин, що містять хлорфторвуглеці, у світовому масштабі. Таке рішення було ухвалено в Монреалі у 1989 році. Запобіжні способи виснаження озонового шару, шляхи вирішення має шукати вся світова громадськість, оскільки існування дірок впливає на екологію всієї Землі.

Щоб знизити ризик появи нових дірок в озоновій оболонці, необхідно вести постійні наукові розробки з метою виділення та ліквідації таких способів виробництва, вироблення енергії, які не будуть завдавати шкоди навколишньому середовищу. Існує гостра необхідність у тому, щоб почати всюди встановлювати на труби, що димлять, заводів і фабрик споруди з очищення, замінювати хімічні добрива на органічні. Важливим етапом захисту шару з озону стане перехід транспортної системи, що працює на нафтових продуктах, на електрику.

Чи можна відновити озоновий шар?

Методи

Запобігання шкідливим викидам не єдиний спосіб зберегти захисний шар Землі. Один з ефективних методівекологи бачать у тому, щоб розпорошувати озон, створений штучно, на висоті 15-30 км над поверхнею Землі за допомогою спеціальних літальних апаратів. І це гарне рішення, оскільки воно дозволить заповнити порожнечі у стратосфері.

Однак цей метод має й низку недоліків. Він є дорогим, тому застосувати його можна лише в тому випадку, якщо буде залучено фінансові кошти кількох країн. Крім того, за один раз доставити до місця ОД можна невелику кількість озону, процес його перевезення є складним і несе небезпеку для людей, які її здійснюють.

Міфи

Озонова діра стала причиною появи деяких помилок. Наприклад, багато хто вважає, що стоншення виникає тільки в Антарктиді. Однак ОД можуть з'явитися у будь-яких місцях Землі. Деякі промисловці намагалися знизити значення екологічного питання, оскільки боялися втратити доходи своїх підприємств. Однак зменшити масштаб лиха не вдалося.

Існує хибне уявлення про те, що фреони мають велику масу, тому не можуть досягати стратосфери, осідаючи в землі, не завдаючи їй шкоди. Але, опинившись навіть у нижніх шарах, ці речовини можуть змішатися з іншими елементами і вже разом з ними піднятися до захисного шару.

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТРЕРСТВО ТРАНСПОРТУ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ

ФГОУВПО УЛЬЯНІВСЬКЕ ВИЩЕ АВІАЦІЙНЕ УЧИЛИЩЕ

ЦИВІЛЬНОЇ АВІАЦІЇ (ІНСТИТУТ)

ФАКУЛЬТЕТ ЛІТНОЇ ЕКСПЛУАТАЦІЇ ТА УПРАВЛІННЯ ПОВІТРЯНИМ РУХОМ

КАФЕДРА ПАСОП

РЕФЕРАТ

на тему:Озонові дірки: причиниінаслідки

Виконав: Базаров М.А.

Керівник: Морозова М.М.

Ульяновськ 2012

Вступ

1. Причини

2. Наслідки

3. Географічне розташування

4. Роль ЗС цивільної та військової авіації в утворенні озонових дірок

5. Шляхи вирішення проблем

Висновок

Вступ

З виникненням людської цивілізації виник новий чинник, що впливає долю живої природи. Він досяг величезної сили у поточному столітті і особливо останнім часом. 5 млрд. наших сучасників надають на природу таку ж за масштабами вплив, який могли надати люди кам'яного віку, якби їх чисельність становила 50 млрд. чоловік, а кількість енергії, що вивільняється, одержуваної землею від сонця.

З того часу, як з'явилося високоіндустріальне суспільство, небезпечне втручання людини в природу різко посилилося, розширювався обсяг цього втручання, воно стало різноманітнішим і зараз загрожує стати глобальною небезпекою для людства.

Витрата невідновної сировини підвищується, дедалі більше орних земель вибуває з економіки, оскільки на них будуються міста та заводи. Біосфера Землі нині піддається наростаючому антропогенному впливу. При цьому можна виділити кілька найбільш суттєвих процесів, кожен з яких не покращує стан повітряного простору нашої планети.

Прогресує та накопичення Вуглекислий газу атмосфері. Подальший розвитокцього процесу посилюватиме небажану тенденцію у бік підвищення середньорічної температури на планеті.

У результаті перед суспільством виникла дилема: або бездумно котитися до своєї неминучої загибелі в екологічній катастрофі, що насувається, або свідомо перетворити створені генієм людини могутні сили науки і техніки з зброї, раніше зверненої проти природи і самої людини, на зброю їх захисту і процвітання, на зброю раціонального природокористування.

Над світом нависла реальна загроза глобальної екологічної кризи, яка розуміється всім населенням планети, а реальна надія на її запобігання полягає у безперервній екологічній освіті та освіті людей.

Всесвітня організація охорони здоров'я визначила, що здоров'я людини на 20% залежить від її спадковості, на 20% стану навколишнього середовища, на 50% від способу життя і на 10% від медицини. У низці регіонів Росії до 2005 року передбачається наступна динаміка чинників, які впливають здоров'я людини: роль екології зросте до 40%, дія генетичного чинника збільшиться до 30%, до 25% зменшиться можливість підтримки здоров'я рахунок життя і до 5% знизиться роль медицины .

Характеризуючи сучасний стан екології, як критичний, можна назвати основні чинники, які ведуть до екологічної катастрофи: забруднення, отруєння довкілля, збіднення атмосфери киснем, озонові дірки.

Метою справжньої роботи стало узагальнення літературних даних про причини та наслідки руйнування озонового шару, а також способи вирішення проблеми утворення “озонових дірок”.

озоновий шар діра екологічна

1. Причини

Озонова дірка - локальне падіння концентрації озону в озоновому шарі Землі. За загальноприйнятою в науковому середовищі теорії, у другій половині XX століття все зростаюча дія антропогенного фактора у вигляді виділення хлор-і бромвмісних фреонів призвела до значного потоншення озонового шару.

Згідно з іншою гіпотезою, процес утворення «озонових дірок» може бути значною мірою природним і не пов'язаний виключно зі шкідливим впливом людської цивілізації.

Озонова діра діаметром понад 1000 км вперше була виявлена ​​в 1985 році, на Південній півкулі, над Антарктидою, групою британських вчених: Дж. Шанклін (англ.), Дж. Фармен (англ.), Б. Гардінер (англ.), що опублікували відповідну статтю у журналі Nature. Кожен серпень вона з'являлася, а грудні - січні припиняла своє існування. Над Північною півкулею в Арктиці утворювалася інша дірка, але менших розмірів. На даному етапі розвитку людства світові вчені довели, що на Землі існує величезна кількість озонових дірок. Але найбільш небезпечна та велика розташована над Антарктикою.

До зменшення концентрації озону в атмосфері веде сукупність факторів, головними з яких є загибель молекул озону в реакціях з різними речовинами антропогенного та природного походження, відсутність сонячного випромінювання протягом полярної зими, особливо стійкий полярний вихор, який перешкоджає проникненню озону з полярних стратосферних хмар (ПСО), поверхня частинок якого каталізують реакції розпаду озону. Ці фактори особливо характерні для Антарктики, в Арктиці полярний вихор набагато слабший через відсутність континентальної поверхні, температура вища на кілька градусів, ніж в Антарктиці, а ПСО менш поширені, до того ж мають тенденцію до розпаду на початку осені. Будучи хімічно активними, молекули озону можуть реагувати з багатьма неорганічними та органічними сполуками. Головними речовинами, які роблять внесок у руйнування молекул озону, є прості речовини(водень, атоми кисню, хлору, брому), неорганічні (хлороводень, моноксид азоту) та органічні сполуки (метан, фторхлор- та фторбромфреони, які виділяють атоми хлору та брому). На відміну, наприклад, від гідрофторфреонів, які розпадаються до атомів фтору, які, у свою чергу, швидко реагують з водою утворюючи стабільний фтороводород. Таким чином, фтор не бере участі у реакціях розпаду озону. Йод також не руйнує стратосферний озон, так як йодовмісні органічні речовинимайже повністю витрачаються ще у тропосфері. Основні реакції, що роблять внесок у руйнування озону, наведені в статті про озоновий шар.

Хлор "з'їдає" і озон, і атомарний кисень за рахунок перебігу досить швидких реакцій:

О3 + Сl = О2 + ClO

СlO + O = Cl + O2

Причому остання реакція призводить до регенерації активного хлору. Хлор, отже, навіть не витрачається, руйнуючи озоновий шар.

Влітку та навесні концентрація озону підвищується. Над полярними областями вона завжди вища, ніж над екваторіальними. Крім того, вона змінюється за 11-річним циклом, що збігається з циклом сонячної активності. Все це було вже добре відомо, коли у 1980-х роках. спостереження показали, що над Антарктикою рік у рік відбувається повільне, але стійке зниження концентрації стратосферного озону. Це явище отримало назву «озонова діра» (хоча жодної дірки у власному значенні цього слова, звичайно, не було).

Пізніше, у 90-ті рр. минулого століття таке ж зменшення стало відбуватися і над Арктикою. Феномен Антарктичної "озонової дірки" поки не зрозумілий: чи то "дірка" виникла внаслідок антропогенного забруднення атмосфери, чи це природний геоастрофізичний процес.

Серед версій утворення озонових дірок можна назвати:

вплив частинок, що викидаються при атомних вибухах;

польоти ракет та висотних літаків;

реакції з озоном деяких речовин, які виробляють хімічні заводи. Це в першу чергу хлоровані вуглеводні і особливо фреони - хлорфторвуглеці, або вуглеводні, в яких всі або більша частинаатомів водню, замінені атомами фтору та хлору.

Хлорфторвуглеці широко застосовуються в сучасних побутових та промислових холодильниках (тому їх називають «хладонами»), в аерозольних балончиках, як засоби хімічного чищення, для гасіння пожеж на транспорті, як піноутворювачі, для синтезу полімерів. Світове виробництво цих речовин сягнуло майже 1,5 млн. т/рік.

Будучи легколетучими та досить стійкими до хімічних впливів, хлорфторвуглеці після використання потрапляють в атмосферу і можуть перебувати в ній до 75 років, досягаючи висоти озонового шару. Тут під впливом сонячного світла вони розкладаються, виділяючи атомарний хлор, який служить головним «порушником порядку» в озоновому шарі.

2. Наслідки

Озонова діра є небезпекою для живих організмів, оскільки озоновий шар захищає поверхню Землі від надмірних доз ультрафіолетового випромінювання Сонця. Ослаблення озонового шару посилює потік сонячної радіації на землю і викликає у людей зростання кількості ракових утворень шкіри. Також від підвищеного рівня випромінювання страждають рослини та тварини.

Озон у стратосфері захищає Землю від руйнівної ультрафіолетової, сонячної радіації. Руйнування озонового шару дозволить більшій кількості сонячної радіації досягти поверхні Землі.

Кожен втрачений відсоток вмісту озону у стратосфері призводить до збільшення інтенсивності впливу ультрафіолетової, сонячної радіації на 1,5-2 відсотки, за даними Агентства з охорони навколишнього середовища США. Для людини збільшення інтенсивності ультрафіолетового випромінювання, насамперед небезпечно впливом сонячної радіації на шкіру та очі.

Радіація з довжиною хвиль у спектрі від 280 до 320 нанометрів - УФ промені, які частково блокуються озоном - можуть спричинити передчасне старіння та зростання кількості ракових захворювань шкіри, а також ураження рослин та тварин.

Радіація з довжиною хвиль більше, ніж 320 нанометрів, УФ спектру, практично не поглинається озоном і фактично необхідна людині для формування вітаміну Д. УФ радіація з довжиною хвиль у спектрі 200 – 280 нанометрів може спричинити серйозні наслідки для біологічних організмів. Однак випромінювання цього спектра практично повністю поглинається озоном. Таким чином, "ахіллесова п'ята" земного життя - це випромінювання досить вузького спектра УФ хвиль завдовжки від 320 до 280 нанометрів. Зі скороченням довжини хвиль посилюється їх здатність завдавати шкоди живим організмам та ДНК. На щастя, здатність озону поглинати ультрафіолетову радіацію зростає пропорційно до скорочення довжини хвилі випромінювання.

· Збільшення кількості випадків захворювання на рак шкіри.

· Пригнічення імунної системи людини.

· Поразка очей.

Ультрафіолетова радіація може пошкодити рогову оболонку ока, сполучну оболонку ока, кришталик та сітківку ока. Ультрафіолетова радіація може спричинити фотокератозиз (або снігову сліпоту), схожий на сонячний опік рогової або сполучної оболонки ока. Збільшення впливу ультрафіолетової радіації на людей через руйнування озонового шару призведе до збільшення кількості людей з катарактою, на думку авторів «Як врятувати нашу шкіру». Катаракта закриває кришталик очі, знижуючи гостроту зору, і може спричинити сліпоту.

· Знищення врожаїв.

3. Географічне розташування

Утоплення озонового шару стали фіксувати в 70-х роках. Особливо значно зменшився над Антарктидою, що й призвело до появи поширеного виразу “озонова діра”. Малі дірки фіксуються також у північній півкулі - над Арктикою, у районі космодромів Плесецьк і Байконур. У 1974 р. двоє вчених з Каліфорнійського університету - Маріо Моліна та Шервурд Роуленд - висунули гіпотезу, що основним фактором руйнування озону виступають гази фреони, які використовуються в холодильній та парфумерній промисловості. Менш значні озоноруйнуючі чинники - польоти ракет та надзвукових літаків.

Розташування «озонових дірок» тяжіє до локалізації позитивних світових магнітних аномалій. На Південній півкулі це Пріантарктична, а на Північній Східно-Сибірська світова магнітна аномалія. Причому могутність Сибірської аномалії зростає настільки сильно, що навіть у Новосибірську вертикальна складова геомагнітного поля зростає щорічно на 30 гам (нанотесла).

Втрата озонового шару над Арктичним басейном була цього року настільки значною, що вперше в історії спостережень можна говорити про виникнення «озонової діри», подібної до антарктичної. На висотах понад 20 км. втрати озону склали близько 80%. Ймовірною причиною цього явища називається надзвичайно довге збереження порівняно низьких температур у стратосфері цих широтах.

4. Роль ЗС цивільної та військової авіації в освітіозонових дірок

Руйнування озонного шару сприяють не тільки фреони, що виділяються в атмосферу і потрапляють в стратосферу. До руйнування озонного шару причетні й оксиди азоту, що утворюються під час ядерних вибухів. Але оксиди азоту утворюються і камерах згоряння турбореактивних двигунів висотних літаків. Окиси азоту утворюються з азоту та кисню, які там знаходяться. Швидкість утворення оксидів азоту тим більша, чим вища температура, тобто чим більша потужність двигуна.

Важлива не тільки потужність двигуна літака, а й висота, на якій він літає і випускає окисли азоту, що руйнують озон. Чим вище утворюється окис або закис азоту, тим він згубніший для озону.

Загальна кількість окису азоту, що викидається в атмосферу на рік, оцінюється в 1 млрд т.. Приблизно третина цієї кількості викидається літаками вище за середній рівень тропопаузи (11 км). Щодо літаків, то найбільш шкідливими є викиди військових літаків, кількість яких обчислюється десятками тисяч. Вони літають здебільшого на висотах озонного шару.

5. Шляхи вирішення проблем

Щоб розпочати глобальне відновлення, потрібно зменшити доступ в атмосферу всіх речовин, які дуже швидко знищують озон і довго там зберігаються.

Також ми – всі люди повинні це розуміти та допомогти природі включити процес відновлення озонового шару, потрібні нові посадки лісів, вистачить вирубувати ліс для інших країн, які чомусь не хочуть вирубувати свій, а роблять на нашому лісі гроші.

Для відновлення озонового шару його потрібно підживлювати. Спочатку з цією метою передбачалося створити кілька наземних озонових фабрик та на вантажних літаках «закидати» озон у верхні шари атмосфери. Однак цей проект (ймовірно, він був першим проектом «лікування» планети) не здійснено.

Інший шлях пропонує російський консорціум «Інтерозон»: виробляти озон у атмосфері. Вже найближчим часом разом із німецькою фірмою «Даза» планується підняти на висоту 15 км аеростати з інфрачервоними лазерами, за допомогою яких отримувати озон із двоатомного кисню.

Якщо цей експеримент виявиться вдалим, надалі передбачається використати досвід російської орбітальної станції«Мир» і створити на висоті 400 км кілька космічних платформ із джерелами енергії та лазерами. Промені лазерів будуть направлені в центральну частину озонового шару і постійно підживлюватимуть його. Джерелом енергії можуть бути сонячні батареї. Космонавти на цих платформах будуть потрібні лише для періодичних оглядів та ремонту.

Висновок

Можливості впливу людини на природу постійно зростають і вже досягли такого рівня, коли можна завдати біосфері непоправної шкоди. Вже не вперше речовина, яка довгий часвважалося абсолютно невинним, виявляється насправді вкрай небезпечним. Років двадцять тому навряд чи хтось міг припустити, що звичайний аерозольний балончик може становити серйозну загрозу для планети в цілому. На жаль, далеко не завжди вдається вчасно передбачити, як - те чи інше з'єднання впливатиме на біосферу. Однак у випадку з ХФУ така можливість була: всі хімічні реакції, що описують процес руйнування озону ХФУ, вкрай прості і відомі досить давно. Але навіть після того, як проблема ХФУ була в 1974 р. сформульована, єдиною країною, яка вжила будь-яких заходів щодо скорочення виробництва ХФУ, були США і ці заходи були зовсім недостатні. Потрібна була досить серйозна демонстрація небезпеки ХФУ для того, щоб було вжито серйозних заходів у світовому масштабі. Слід зазначити, що навіть після виявлення озонної діри ратифікація Монреальської конвенції у свій час перебувала під загрозою. Можливо, проблема ХФУ навчить з великою увагою та побоюванням ставитися до всіх речовин, що потрапляють у біосферу внаслідок діяльності людства.

Проблема історичних і сучасних змін клімату виявилася дуже складною і не знаходить рішення у схемах однофакторного детермінізму. Наяду із зростанням концентрації вуглекислого газу важливу рольграють зміни озоносфери, пов'язані з еволюцією геомагнітного поля. Розробка та перевірка нових гіпотез є необхідною умовою пізнання закономірностей загальної циркуляції атмосфери та інших геофізичних процесів, що впливають на біосферу.

Розміщено на Allbest.ru

...

Подібні документи

Причини, що ведуть до екологічної катастрофи. Визначення озонової діри, механізм її утворення та наслідки. Відновлення озонового шару. Перехід на озонозберігаючі технології. Помилки щодо озонової діри. Фреони – руйнівники озону.

презентація , доданий 07.10.2012


Озонові дірки та причини їх виникнення. Джерела руйнування озонового шару. Озонова дірка над Антарктикою. Заходи щодо захисту озонового шару. Правило оптимальної компонентної додатковості. Закон М.Ф. Реймерс про руйнування ієрархії екосистем.

контрольна робота , доданий 19.07.2010


Теорії утворення озонових дірок. Спектр озонового шару над Антарктидою. Схема реакції галогенів у стратосфері, що включає реакції з озоном. Вжиття заходів щодо обмеження викидів хлор-і бромсодержащих фреонів. Наслідки руйнування озонового шару.

презентація , доданий 14.05.2014


Загальне поняттяпро озонову дірку, наслідки її утворення. Озонова діра, діаметром 1000 км, на Південній півкулі над Антарктидою. Причини розриву внутрішньомолекулярних зв'язків, перетворення молекули озону на молекулу кисню. Відновлення озонового шару.

презентація , додано 01.12.2013


Характеристика розташування, функцій та значення озонового шару, виснаження якого може надати значний впливна екологію Світового океану Механізми утворення "озонової дірки" - різноманіття антропогенного втручання. Шляхи вирішення проблеми.

контрольна робота , доданий 14.12.2010


Локальний екологічна криза. Екологічні проблемиатмосфери. Проблема озонового шару. Концепція парниковий ефект. Кислотні дощі. Наслідки кислотних опадів. Самоочищення атмосфери. Які пріоритети вважати основними? Що важливіше за екологію або НТП.

реферат, доданий 14.03.2007


Специфіка хімічного забруднення атмосфери, загрози парникового ефекту. Кислотні дощі, роль концентрації озону в атмосфері, сучасні проблемиозонового шару. Забруднення атмосфери викидами автомобільного транспорту, стан проблеми у Москві.

курсова робота , доданий 17.06.2010


Зниження концентрації стратосферного озону. Що таке озонова дірка та причини її утворення. Процес руйнування озоносфери. Поглинання ультрафіолетового випромінювання Сонця. Антропогенне забруднення атмосфери. Геологічні джерела забруднень.

презентація , доданий 28.11.2012


Озонова діра як локальне падіння озонового шару. Роль озонового шару атмосфері Землі. Фреони – основні руйнівники озону. Методи відновлення озонового шару. Кислотні дощі: сутність, причини появи та негативний вплив на природу.

презентація , додано 14.03.2011


Вивчення проблеми глобального забруднення природного середовища промисловими та сільськогосподарськими підприємствами. Характеристика порушення озонового прошарку атмосфери, кислотних дощів, парникового ефекту. Опис утилізації відходів лакофарбових матеріалів.