Large Binocular Telescope  
Большой бинокулярный телескоп онлайн смотреть  
Большой бинокулярный телескоп
О телескопе
Зеркала
Инструменты
LBTB
Интерферометр
История телескопов
Полезные ресурсы
К сведению

Фотографии
Видео
LBT on-line
Марсоход curiosity (кьюриосити)
Фотографии
Панорама
Солнечная система
Венера
Земля
Куаоар
Луна
Марс
Меркурий
Нептун
Плутон
Сатурн
Солнце
Уран
Юпитер

Астрономия Солнца
Взаимодействие планет
Озоновый слой
Атмосфера
Cодержание озона
Фотохимия озона
Фотохимические процессы
Малые газы
Озоновая дыра
Эволюция озона
Ядерный удар
Охрана озоносферы
Метеорология
Атмосфера
Солнечная радиация
Температурный режим почвы
Температурный режим воздуха
Водяной пар в атмосфере
Испарение
Конденсация водяного пара
Осадки, снежный покров
Погода
А это Челябинск
Метеорит Чебаркуль
Фото отчет
Видео отчет

Причины образования озонной «дыры»

Гипотез, объясняющих образование данной «дыры», было предложено свыше десятка сразу после ее обнаружения, когда еще материалов наблюдений было мало. Эти гипотезы делились на динамические, пытавшиеся объяснить явление особенностями динамических процессов в антарктической стратосфере, и на фотохимические, связывающие разрушение озона в околополюсной нижней стратосфере с особыми газофазными и гетерогенными фотохимическими реакциями, происходящими на поверхности частиц полярных стратосферных облаков. После проведения многих натурных, лабораторных и модельных исследований сформировалось более полное представление о многих процессах, формирующих антарктическую озонную «дыру», как фотохимических, так и динамических.

Основной вклад динамических процессов в формирование озонной «дыры» в Антарктике состоит в образовании области полярного стратосферного вихря, не освещенного Солнцем зимой и почти не обменивающегося воздухом с окружающими его широтами. Низкие температуры к концу зимы приводят к формированию в нижней стратосфере полярных облаков двух типов: облаков типа I, состоящих в основном из HN033H20 (тригидратазотной кислоты) при Т <196 К (—77°С), и водноледяных типа II с более крупными частицами при Т <188 К (—85°С). Часть частиц полярных стратосферных облаков оседает в тропосферу, часть испаряется при освещении Солнцем и потеплении зоны полярного вихря.

Данные спутниковых измерений аэрозольной прозрачности стратосферы показали, что частота появления облаков в нижней антарктической стратосфере в сентябре и октябре тесно отрицательно коррелирует с ее температурой, увеличиваясь в 80е годы, особенно в нечетные годы с W фазой квазидвухлет него цикла.

Оседая в тропосферу со скоростью около 2 км за неделю, частицы полярных стратосферных облаков удаляют из слоя 15—25 км многие МГ, участвующие в фотохимии озона. Среди таких МГ следует назвать пассивные к озону соединения, связывающие активные озоноразрушающие радикалы. Это HN03, H02N02, НС1, C10N02, из которых HN03 и НС1 прямо включаются в состав ледяных частиц, а другие связываются на их поверхности гетерогенными реакциями и преобразуются в НОС1 и С12, разлагаемые фотолизом до СЮ и С1. Разлагая и удаляя C10N02, HNO3 и оксиды азота из нижней полярной стратосферы, облака создают там в течение полярной ночи наблюдаемые высокие концентрации СЮ и низкие HN03, НС1 и N02.

Разрушение озона в области высоких концентраций СЮ становится заметным лишь в сентябре, когда эта область освещается Солнцем. Это говорит об определяющей роли газофазных реакций, включающих фото-диссоциацию. Для описания взаимодействия озона с соединениями хлора в полярной стратосфере предложены более сложные, чем рассмотренные в п. 3.5, 3.6, хлорные, хлорно-водородные и хлорно-бромные циклы.

С использованием данных упомянутых выше самолетных зондирований и имеющихся оценок скоростей фотохимических реакций был рассчитан относительный вклад каждого из циклов в наблюдавшееся в период с 20 августа по 25 сентября 1987 г. уменьшение концентрации озона в слое стратосферы 13,5—18,2 км, охваченном самолетным зондированием. С учетом погрешностей непосредственных измерений озона, СЮ и ВгО, доли хлорно-бромного цикла и хлорного цикла, включающего образование и разрушение С1202 и С12 составили 18 + 6% и 40 ±12% соответственно. Хорошо известный хлорный каталитический цикл разрушения озона с участием С1 и СЮ дает лишь 3 % из-за низкой концентрации атомов кислорода. Вклад цикла, включающего образование хлорноватистой кислоты (Н0С1) из СЮ и Н02 и ее последующую фотодиссоциацию, менее определен, поскольку концентрация пергидроксила (Н02) не измерялась; для принятой в расчетах концентрации Н02 0,5+1,0 трлн.1 он составляет 3—6%. Вклады других возможных циклов реакций между озоном и соединениями хлора, по оценкам, оказались незначительными— менее 1 %. Суммарный вклад указанных выше циклов в измеренную скорость уменьшения содержания озона превышает 60 %, однако если учесть, что интегральная интенсивность фотохимического стока озона должна быть увеличена на 20 ± ±10%, из-за поступления озона извне, то суммарный вклад этих циклов составляет примерно половину. Было высказано предположение, что в зимней полярной стратосфере в результате тримолекулярной реакции может образовываться комплекс СЮ03, каталитически разрушающий озон с восстановлением СЮ, в том числе и в ночных условиях. К сожалению, отсутствие оценок скоростей некоторых реакций этого и других циклов не позволяет рассчитать их вклад в фотохимическое разрушение озона в области и в период озонной «дыры», однако основной вклад С1202 = СЮ0С1 можно считать хорошо установленным.

К динамическим факторам, участвующим в формировании антарктической озонной «дыры», относят существенное ослабление в 80е годы интенсивности зимних планетарных возмущений и вызываемых ими планетарных волн в тропосфере и стратосфере южного полушария. Это ослабление приводит к увеличению длительности антарктической зимы и существования полярного вихря, уменьшению интенсивности межширотного переноса озона и тепла в антарктическую зону из низких широт. Уменьшение общего содержания озона в октябре 80х годов происходит не только в области его околополюсного минимума, но и в большей по абсолютной величине зоне его субантарктического максимума, который как и весенний арктический максимум обусловлен зимним максимумом межширотного переноса воздуха в нижней стратосфере. Охлаждение воздуха в антарктическом полярном вихре и увеличение продолжительности его существования способствуют появлению полярных стратосферных облаков и росту влияния гетерогенных реакций на фотохимию озона, а также к ускорению струйного течения на границе области вихря и к усилению ее изоляции от субантарктической зоны.

В обзоре сделан вывод, что фотохимические процессы, приводящие к образованию «дыры», действуют в основном в сентябре с уменьшающейся со временем интенсивностью, а в октябре минимум общего содержания озона в околополюсной области формируется и поддерживается динамическими факторами, в частности задержкой весеннего разрушения зимнего полярного вихря и перестройки антарктической стратосферной циркуляции.

Наблюдались значительные и быстрые изменения общего содержания озона весной над Антарктикой, которые трудно объяснить действием фотохимических процессов. Так, по данным спутниковых наблюдений, 5 сентября 1987 г. общее содержание озона над Антарктическим полуостровом на площади около 3 млн. км2 уменьшилось на 25 Д. Е. за 24 ч и достигло значения менее 200 Д. Е. Эта область низкого общего содержания озона, двигаясь над морем Уэдделла, существовала до 16 сентября, когда она слилась с двумя другими областями низкого содержания озона около Южного полюса. Данные самолетных лидарных измерений в этой воздушной массе в указанный период показали низкие концентрации озона и повышение—аэрозолей в слое 14—19 км, а синоптический анализ отметил усиление меридионального переноса в нижней стратосфере из средних широт южного полушария в высокие в рассматриваемом секторе.

Наблюдаемые скорости роста содержания в атмосфере фотохимических факторов озонной «дыры» примерно вдвое меньше скорости роста ее интенсивности в 80е годы, что позволяет сделать вывод о почти одинаковом вкладе фотохимических и динамических факторов в формирование этого нового явления.

Итак, наблюдаемое явление антарктической озонной «дыры» есть результат многих атмосферных (и не только атмосферных) процессов различного происхождения, накладывающихся и взаимодействующих друг с другом в особых условиях зимней и весенней антарктической стратосферы.

Fatal error: Call to a member function return_links() on a non-object in /home/httpd/vhosts/lbt.su/httpdocs/index.php(386) : eval()'d code on line 214