l
  • Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Długie okresy zimna powodują większą utratę ozonu

    06.10.2011. 16:26
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Międzynarodowy zespół naukowców odkrył, że warstwa ozonowa Arktyki uległa jeszcze większemu uszczupleniu w tym roku. Badania prowadzone pod kierunkiem NASA, których wyniki zostały zaprezentowane w czasopiśmie Nature, pokazują że wyjątkowo przedłużający się okres niezwykle niskich temperatur w stratosferze w okresie zimowo-wiosennym wywołał dalsze zubożenie warstwy ozonowej. Warstwa ozonowa stratosfery, która znajduje się na wysokości około 15 - 35 kilometrów chroni Ziemię i występujące na niej formy życia przed szkodliwymi promieniami ultrafioletowymi Słońca poprzez absorbowanie ich w ponad 97%.

    Naukowcy z Danii, Finlandii, Hiszpanii, Holandii, Japonii, Kanady, Niemiec, Rosji i USA porównali szkodę wyrządzoną w ozonie w tym roku do tego, co obserwuje się nad Antarktyką, gdzie dziura ozonowa pojawia się każdej wiosny od lat 80. XX w. Poziom ozonu na początku zimy arktycznej jest zwykle znacznie wyższy od poziomu na początku zimy antarktycznej.

    Dane pokazują, że zimny okres w Arktyce utrzymywał się przez ponad miesiąc na różnych wysokościach. To najdłuższy taki okres, jaki zaobserwowano jak dotąd w badaniach nad zimą arktyczną. Ten przedłużony okres zimna jest odpowiedzialny za bezprecedensową utratę ozonu. Zespół twierdzi, że potrzebne są dalsze badania w celu zidentyfikowania czynników, które doprowadziły do przedłużonego ochłodzenia.

    Profesor Kaley Walker, fizyk z Uniwersytetu w Toronto w Kanadzie i współautorka raportu z badań, powiedziała: "W czasie arktycznej zimy 2010/11 nie odnotowaliśmy temperatur niższych niż w czasie poprzednich mroźnych zim arktycznych. Ten rok odróżniał się jednak tym, że temperatury wystarczająco niskie, aby wytworzyć niszczące ozon postaci chloru utrzymywały się znacznie dłużej. Zdarzenia związane z utratą ozonu arktycznego, takie jak te zaobserwowane w tym roku mogą stać się częstsze, jeżeli w przyszłości temperatury stratosferyczne w trakcie zimy arktycznej spadną z powodu zmian klimatu Ziemi."

    Aby rozwikłać problem, naukowcy przeprowadzili ocenę obszernego zestawu pomiarów, które objęły codzienne obserwacje globalne gazów śladowych i chmur przez sondy Aura i CALIPSO wysłane przez NASA, dane meteorologiczne i modele atmosferyczne oraz pomiary ozonu przez balony meteorologiczne.

    "Każdy pomiar balonu i sondy objęty badaniami był absolutnie niezbędny dla zrozumienia uszczuplenia ozonu, jakie zaobserwowano ubiegłej zimy" - wyjaśnia profesor Walker. "Aby być w stanie niezawodnie przewidywać utratę ozonu arktycznego w przyszłości w zmieniającym się klimacie, kluczowe znaczenie ma możliwość prowadzenia pomiarów atmosferycznych."

    Naukowcy odkryli, że tegoroczna utrata ozonu objęła obszar znacznie mniejszy od dziur ozonowych nad Antarktyką. Różnica jest powodowana przez arktyczny wir polarny, stały cyklon o dużej skali, w którym następuje utrata ozonu. Eksperci twierdzą, że mimo jego niewielkich rozmiarów - jest około 40% mniejszy od wiru antarktycznego - wir arktyczny jest bardziej mobilny i porusza się nad gęsto zaludnionymi regionami północnymi.

    Zespół wyjaśnia, że wzrost powierzchniowego promieniowania ultrafioletowego jest wywoływany przerzedzeniem ozonu na górze. To z kolei ma negatywny wpływ na ludzi i inne organizmy na Ziemi.

    Naukowcy dodają, że Protokół Montrealski z 1989 r., międzynarodowy traktat ograniczający produkcję substancji zubożających warstwę ozonową, wspiera ekologów w walce o utrzymanie niskiego poziomu chloru i zapobieganiu arktycznej dziurze ozonowej każdej wiosny.

    Za: CORDIS

    Czy wiesz że...? (beta)
    Ozonosfera (warstwa ozonowa, powłoka ozonowa) – warstwa zwiększonej koncentracji ozonu w stratosferze. Znajduje się na wysokości ok. 15-50 km nad Ziemią. Główna warstwa ozonu znajduje się 25–30 km nad poziomem morza. Dziura ozonowa – zjawisko spadku stężenia ozonu (O3) w stratosferze atmosfery ziemskiej. Występuje głównie w obszarach podbiegunowych. Tworzenie się i rozpad O3 zachodzi pod wpływem światła, którego natężenie różni się dla danego obszaru w poszczególnych porach roku. Naturalna zawartość ozonu zmienia się z szerokością geograficzną, dlatego trudno jest podać uniwersalną wartość stężenia granicznego, które określa pojawienie się dziury ozonowej. W przypadku Antarktyki graniczna wartość stężenia O3 określająca naturalny stan ozonosfery i dziurę ozonową wynosi 220 DU. Do 1979 r. nie notowano w tym rejonie niższych stężeń O3, a późniejsze spadki zawartości ozonu miały charakter antropogeniczny. Powstawanie dziury wiązane jest zazwyczaj z antropogeniczną emisją freonów. Jednostka Dobsona (DU) – jednostka pomiaru warstwy ozonu w atmosferze Ziemi, w szczególności w stratosferze. Jednostka odpowiada warstwie ozonu o grubości 10 µm w standardowych warunkach ciśnienia i temperatury. Na przykład 300 DU ozonu na poziomie morza przy 0 °C będzie warstwą o grubości 3 mm. Jedna jednostka Dobsona to 2,69×10 cząsteczek ozonu na cm² czyli 2,69×10 na metr kwadratowy. Co oznacza 0,447 milimoli ozonu na metr kwadratowy.

    Zjawisko umkehr (zjawisko odwrócenia) – obserwowana zmiana stosunku intensywności promieniowania rozproszonego dla różnych długości fali w ultrafiolecie w zależności od wysokości ozonosfery i kąta zenitalnego Słońca. Efekt odwrócenia jest wykorzystywany w pomiarze rozkładu pionowego ozonu w atmosferze. Pomiaru umkher dokonuje się zazwyczaj w czasie zachodu Słońca. Efekt odwrócenia odkryty został w 1931 roku przez Götza. Metoda znalezienia rozkładu ozonu została opracowana w 1934 roku przez Götza, Dobsona i Meethama. Susan Solomon (ur. 1956 w Chicago) - amerykańska meteorolog i chemik atmosfery. Dzięki obserwacjom przeprowadzonym w Anatarktyce w 1986 i w 1987 była jednym z wiodących badaczy, którzy wytłumaczyli zjawisko dziury ozonowej i zwrócili uwagę na to, że polarne chmury stratosferyczne (ang. Polar Stratospheric Clouds, w skrócie PSC) odgrywają kluczową rolę w transformacji i ubywaniu ozonu stratosferycznego. Hipoteza ta została potwierdzona w badaniach laboratoryjnych i w pomiarach bezpośrednich.

    Radiosonda (inaczej: radiometeorograf) to zestaw urządzeń meteorologicznych do pomiaru ciśnienia, temperatury, pozycji geograficznej, wilgotności i czasami koncentracji ozonu i innych pomiarów na dużych wysokościach (10-30 km). Radiosonda jest zazwyczaj przymocowana do balonu meteorologicznego lub zrzucana z samolotu. Radiosondy posiadają małe nadajniki radiowe do przekazywania wyników pomiarów stacjom naziemnym. Prędkości i kierunek wiatru jest wyznaczana zazwyczaj nie przez pomiary radiosondą, ale przez pomiary kolejnych pozycji radiosondy w atmosferze. Ozonowanie – jeden ze sposobów oczyszczania wody pitnej z drobnoustrojów (dezynfekcji wody). Woda mieszana jest z ozonem w mieszalnikach inżektorowych i nasycona przepływa przez zbiornik kontaktowy, gdzie zachodzi proces dezynfekcji. Zużycie ozonu wynosi 0,6 – 4 g/m³, czas kontaktu z wodą ok. 10 min. Cząsteczka ozonu ulega rozpadowi tworząc tlen cząsteczkowy.

    Protokół Montrealski, właśc. Protokół Montrealski w sprawie substancji zubożających warstwę ozonową – międzynarodowe porozumienie dotyczące przeciwdziałania dziurze ozonowej podpisane w Montrealu 16 września 1987 roku. Ozon troposferyczny (smog fotochemiczny, ozon przypowierzchniowy, ozon przygruntowy) – ozon znajdujący się w troposferze, zwany również "złym ozonem", ponieważ w bezpośrednim kontakcie jest on toksyczny dla organizmów żywych. W XIX wieku średnie stężenie ozonu w troposferze (tzw. wartość tła) wynosiło około 10 ppb. Aktualnie jest ono 2,5-krotnie wyższe i wynosi około 25 ppb. W Europie to stężenie jest jeszcze wyższe i przy powierzchni ziemi szacuje się na około 30–35 ppb, natomiast w wolnej troposferze (powyżej warstwy granicznej) stężenie to jest jeszcze wyższe i osiąga 40–50 ppb w zimie i 50–70 ppb latem.

    Ozonator - jest to urządzenie w którym w wyniku wyładowań niezupełnych wywołanych odpowiednio dużą różnicą potencjałów następuje synteza ozonu. Jest przetwornikiem, przy czym uzyskiwana w nim energia chemiczna jest funkcją dostarczonej w jednostce czasu energii elektrycznej. Jest elementem nieliniowym, bowiem prąd przepływający przez ozonator jest nieliniową funkcją przyłożonego napięcia do jego elektrod.

    ODP – akronim od ang. Ozone Depletion Potential, czyli Potencjał niszczenia warstwy ozonowej – wskaźnik utworzony w celu ilościowej oceny wpływu poszczególnych substancji na warstwę ozonową. Został odniesiony do czynnika R11 uznanego za wartość jednostkową (ODP=1). Poszczególne wartości podanego wskaźnika dla wybranych substancji kontrolowanych, zostały podane w Protokole Montrealskim, w załączniku E normy PN – EN 378-1, a także w Monitorze Polskim z 2004 roku nr 4 poz. 65 (dane z Protokołu Montrealskiego).

    Spektrometr Dobsona – najwcześniejszy instrument do pomiaru ilości ozonu w atmosferze. Został wynaleziony w 1924 roku przez Gordona Dobsona. Dichlorodifluorometan (R-12) - najczęściej stosowany freon o wzorze CCl2F2 i o nazwie handlowej Freon-12. Był używany jako czynnik chłodzący i jako środek napędowy w aerozolach. Jego produkcja została wstrzymana w 1995 roku (na mocy Protokołu Montrealskiego z 1987), ze względu na destruktywne działanie na warstwę ozonową, co powoduje powiększanie dziury ozonowej (potencjał niszczenia warstwy ozonowej ODP = 0,82 /w skali 0 - 1/). Zalecane nieszkodliwe dla środowiska zamienniki R-12 to halogenki alkilowe zawierające wodór, np. 1,1,1,2-tetrafluoroetan (R-134a).

    Zima stulecia – określenie stosowane w odniesieniu do najostrzejszej zimy w danym stuleciu (zdarzającej się raz na sto lat). Potocznie jest jednak powszechnie stosowane (i często nadużywane) w odniesieniu do bardzo ostrej zimy, podczas której temperatura powietrza wykazuje znaczne odchylenie poniżej normy wieloletniej dla danego obszaru, suma opadów śniegu i ich natężenie oraz grubość pokrywy śnieżnej znacznie przekraczają normę wieloletnią, a anomalie te utrzymują się znacznie dłużej, niż ma to miejsce podczas przeciętnej zimy i obejmują znaczną część powierzchni kraju lub kontynentu, a nawet półkuli. Miano zimy stulecia bywa używane również wtedy, gdy spełna ona tylko jedno z powyższych kryteriów – może np. odnosić się zarówno do zimy niemal bezśnieżnej, ale za to ekstremalnie mroźnej, jak i do zimy przeciętnej pod względem termicznym, ale z ekstremalnie wysokimi sumami opadów śniegu. Ponadto znaczenie ma subiektywne odczucie stopnia dokuczliwości anomalii dla codziennego życia, funkcjonowania gospodarki i transportu.

    Dodano: 06.10.2011. 16:26  


    Najnowsze

    tt