Чтобы предотвратить изменение климата и восстановить озоновый слой, мир разработал ряд защитных мер. Они направлены на ограничение использования озоноразрушающих веществ, использование экологически чистого топлива и защиту лесов. Все это делается для того, чтобы предотвратить гибель всего живого на Земле.
Высота γ различна в разных частях Земли, наиболее распространенные оценки составляют от 15 до 35 км над поверхностью.
Существуют и более широкие оценки — от 10 до 50 км. В зависимости от климата существуют три основных значения высоты озонового слоя:.
| Климат | Высота, км |
|---|---|
| Тропический | 25-30 |
| Умеренный | 20-25 |
| Полярный | 15-20 |
Слой целиком располагается в зоне стратосферы, им ограничен верхний жизненный предел в биосфере. Точное значение толщина рассчитать невозможно из-за изменяющихся условий: температуры и давления. При нормальных значениях (0 градусов, давление 100 кПа) толщина озоносферы составила бы от 1,7 до 4 миллиметров.
Озоновый экран полностью состоит из трехатомного кислорода O.3. Он образуется в результате воздействия солнечного излучения на кислород из двух атомов O2в стратосфере. При взаимодействии сначала расщепляются два атома, а затем три атома соединяются. Это приводит к образованию озонового слоя, который поглощает наиболее опасное ультрафиолетовое излучение.
Основные функции и польза
Защита нижних слоев атмосферы от опасного ультрафиолетового излучения — главная задача озонового слоя.
Защитная оболочка позволяет фотосинтетическим процессам происходить на поверхности Земли, создавая среду, доступную для биологического роста.
Существует группа ультрафиолетовых лучей, которые имеют другую поглощающую способность по отношению к длине волны, чем озоновый слой.
| Длина лучей, нм | Поглощаемость | Опасность |
|---|---|---|
| 315-400 | Не поглощается | Не опасны |
| 280-315 | Частично поглощается | Опасны для человека при длительном воздействии |
| менее 280 | Полностью поглощаются | Опасны для всей экосистемы |
Кроме того, для определения поглощаемости используются “полосы поглощения”, названные в честь ученых:
| Длина лучей, нм | Название полосы |
|---|---|
| 400-750 | Шапюи |
| 300-400 | Хаггинса и Шалона-Лефевра |
| 240-300 | Хартли |
Возможная опасность озона
Опасность проникновения коротковолновых лучей в нижние слои атмосферы может нарушить процессы фотосинтеза, которые поддерживают жизнь на поверхности Земли. Кроме того, при чрезмерном воздействии радиации у людей могут развиться заболевания кожи, глаз и крови. Повышенный уровень озона является токсичным и оказывает вредное воздействие на организм.
- раздражению дыхательных путей;
- развитию атеросклероза;
- влиянию на репродуктивные функции мужчин;
- развитию сердечно-сосудистых заболеваний.
Чрезмерное воздействие озона на организм может разрушить структуру ДНК и впоследствии вызвать мутации.
Концентрация озона в атмосфере составляет примерно 6-10% от поверхности Земли. Озон образуется из атомарного кислорода в верхних слоях атмосферы под воздействием солнечной радиации. Озоновый щит регулирует жесткость космического излучения.
Содержание
Первооткрывателями озонового слоя были французские физики Шарль Фабри и Анри Бюиссон. В 1912 году им удалось доказать существование озона в отдаленных слоях атмосферы путем спектроскопических измерений ультрафиолетового излучения.
Механизм образования и расходования озона был предложен Сиднеем Чепменом в 1930 году и назван в его честь.
Реакция образования озона:.
Фотолиз молекулярного кислорода происходит в стратосфере под воздействием ультрафиолетового излучения с длиной волны 175-200 нм и до 242 нм.
Озон расходуется в реакции фотолиза и взаимодействия с атомарным кислородом.
Пути гибели озона
В дополнение к реакциям, которые являются частью механизма Чепмена, существует множество других реакций, которые приводят к гибели озона. Все они сгруппированы в различные семейства, в основном азот, кислород (по механизму Чепмена), водород и галогены. Эти реакции являются каталитическими циклами и поэтому также называются соответствующими циклами.
Скорость разрушения озона различными химическими семействами: 2
| Давление, гПа | азотное | кислородное | водородное | галогеновое |
|---|---|---|---|---|
| 1,31 | 0,10 | 0,26 | 0,41 | 0,21 |
| 3,78 | 0,50 | 0,14 | 0,11 | 0,25 |
| 8,93 | 0,68 | 0,11 | 0,08 | 0,13 |
| 21,9 | 0,46 | 0,12 | 0,19 | 0,20 |
| 55,8 | 0,12 | 0,03 | 0,48 | 0,14 |
В результате деятельности человека скорость пути разрушения стратосферного озона под воздействием галогенов увеличивается, что приводит к образованию озоновой дыры. Генеральная Ассамблея ООН объявила 16 сентября 1994 года ежегодным Международным днем охраны озонового слоя.
Примечания
- ↑ И.К. Ларин Химия озонового слоя и жизнь на Земле // Химия и жизнь — XXI век. — 2000. — № 7. — С. 10–15..
- ↑ Andrew Dessler. The Chemistry and Physics of Stratospheric Ozone. Academic Press. 2000
Статьи и обзоры
Международные соглашения
Фонд Викимедиа. 2010.
Полезное
Смотреть что такое «Озоновый слой» в других словарях:
Озоновый слой — Озоновый экран, озосфера, слой атмосферы (стратосферы) высотой 10-50 км, с максимальной концентрацией озона на высоте 20-25 км. Здесь плотность озона в 10 раз выше, чем на поверхности Земли. Озоновый слой замедляет проникновение земного… Экологический словарь
Озоновый слой — озоновый экран, озоносфера, слой атмосферы на высоте 10-50 км с максимальной концентрацией озона в 10 раз выше, чем у поверхности Земли. О.С. Предотвращает попадание наиболее сильного ультрафиолетового излучения на поверхность Земли. …….. Срочный словарь.
Озоновый слой — Озоновый матрас, слой земной атмосферы, в котором сосредоточен озон (O3). Его высокая плотность достигается на высоте 21,26 км. Озоновый слой образуется под воздействием поступающего солнечного света и поглощает большую часть солнечного ультрафиолетового излучения.
Озоновый слой, слой, защищающий Землю от вредного излучения. Считается, что его усталость была вызвана деятельностью человека, в частности, использованием хлорфторуглеродов (ХФУ) и других химических веществ … (Экономический словарь)
Озоновый слой — слой атмосферного озона, расположенный выше планетарного периметрального слоя. Источник: Венская конвенция по защите озонового слоя … Официальная терминология
Озоновый слой — http: //www.eionet.europa.eu/gemet/alphabetic?langcode=en el озоновый слой слой общий слой верхней атмосферы, в котором концентрация озона важна и в котором озон может играть важную роль. Радиационный баланс… Руководство переводчика.
Озоновый слой — Ozono sluoksnis statusas t sritis chemijaapibrėjtis15-50 kmviršžemėspaviršiausesantis attomsferos ozono dalis. atitikmenys: angl. ozone layer? Озоновая сфера RUS. озоновый слой. озоновый слой … Химия josterminųaiškinamasis genas.
Озосфера (группа) — Ozone Layer Ротогип Рок-группа Ozone Layer Основная информация Тип Рок … Википедия.
Озоновый слой Земли — является охраняемой законом особенностью природной среды и представляет собой верхний слой атмосферы на высоте 7 8 км (полярный), 17 18 км (экваториальный) на озоновом кольце. … … Бизнес-словарь.
Озоновый слой (озоновый слой) Озоновый слой, слой верхней атмосферы Земли, расположенный на высоте 1520 километров над поверхностью Земли. Он состоит из бесцветных, нестабильных газов, образующихся в результате воздействия ультрафиолетового излучения на кислород. Он задерживает любую форму… … Страна мира. Словарь
Вулканические извержения выбрасывают пепел в атмосферу. В них содержится большое количество веществ, разрушающих озоновый слой.
Что такое озоновый слой?
Озоновый слой находится на расстоянии 15-25 километров от поверхности Земли. Впервые он был обнаружен и описан французскими физиками Шарлем Фабри и Анри Бюиссоном. В 1912 году им удалось доказать наличие озона в самых отдаленных частях атмосферы с помощью спектроскопии ультрафиолетового излучения.
Озон (от греческого IMO ‘запах’) является модификацией кислорода и состоит из трех молекул O3. В нормальных условиях присутствует голубой газ.
Атмосферный озон образуется под воздействием солнечного света. Когда фотон ультрафиолетового света сталкивается с молекулой кислорода (O2), атом кислорода отделяется и объединяется с другой молекулой O2, образуя озон (O3).
Зачем нужен озоновый слой?
Озоновый слой поглощает опасное ультрафиолетовое излучение и защищает все живое на Земле от вредного излучения. Ослабление матраса увеличивает поток солнечного света.
Повышенное УФ-излучение подавляет фотосинтез растений, что приводит к снижению урожайности — УФ-излучение убивает фитопланктон — основу питания морских обитателей — негативное воздействие УФ-излучения на структуру и цвет кожи, заболевания глаз, повреждение молекул ДНК, что повышает вероятность возникновения рака.
Существует множество причин возникновения озоновой дыры, самой главной из которых является загрязнение природной среды человеком. Помимо атомов хлора, молекулы озона расщепляют водород, кислород, бром и другие продукты сгорания, попадающие в атмосферу в результате выбросов с фабрик, заводов и электростанций, работающих на дымовом газе.
Аналогичное воздействие на озоновый слой оказывают ядерные испытания. При взрывах выделяется большое количество энергии и образуются оксиды азота, которые вступают в реакцию с озоном и разрушают его молекулы. По оценкам, только в период с 1952 по 1971 год при ядерных взрывах в атмосферу было выброшено около 3 миллионов тонн вещества. Ученые отмечают, что некоторые вредные соединения, попадая в атмосферу, могут продолжать свое разрушительное действие в течение 75-100 лет.
Первая озоновая дыра диаметром более 1000 км была обнаружена в Антарктиде в 1985 году. Ученым известны сотни таких дыр, но самые крупные и опасные появились в Антарктиде.
Сейчас многие страны принимают агрессивные меры по сокращению выбросов вредных газов, но пройдут десятилетия, прежде чем озоновый слой полностью восстановится. По прогнозам ученых, истощение озонового слоя ожидается не ранее 2048 года.
Концентрация озона в атмосфере составляет примерно 6-10% от поверхности Земли. Озон образуется из атомарного кислорода в верхних слоях атмосферы под воздействием солнечной радиации. Озоновый щит регулирует жесткость космического излучения.
Озоновые дыры в атмосфере
Озоновые экраны имеют тенденцию к разбавлению, в результате чего больше ультрафиолетового излучения достигает поверхности Земли, что вредно для дикой природы.
История обнаружения
Первая дыра диаметром более 1 000 километров была обнаружена над Антарктидой в 1985 году тремя британскими учеными.
Фотография озоновой дыры над Антарктидой. Вид из космоса.
Они опубликовали отчет о своем открытии в журнале Nature.
Механизм появления
Озоновый слой истончается из-за разрушения молекул озона в результате реакций с некоторыми веществами, которые попадают в атмосферу в результате хозяйственной деятельности и естественных процессов, происходящих в природе.
Озоновые дыры в Арктике
Осенью и зимой в Арктике периодически появляются небольшие дыры в озоновом слое. Самый большой был обнаружен в марте 2020 года на высоте 18 км над уровнем моря. Об этом сообщает журнал Nature.
Его размеры в три раза превышали размеры Гренландии. Такие явления не характерны для Арктики, где температура не такая низкая, как в Антарктиде.
К счастью, уровень озона быстро восстанавливается. Средняя продолжительность жизни озоновой дыры в арктическом регионе составляет семь дней.
Заблуждения об озоновых дырах
Предположения о причинах возникновения озоновой дыры приводят к различным мифам и заблуждениям. Не существует утверждения, что только ХФУ могут разрушить озоновый слой. Последние также реагируют с галогенами и распадаются на молекулярный кислород.
Некоторые ученые считают, что ХФУ не может достичь стратосферы из-за гравитации. Это касается тех случаев, когда не учитываются TIRVI, синагоги и вертикальный перенос массы.
Благодаря этим процессам фреоны могут достигать десятков километров, так как все газы в атмосфере перемешиваются быстрее, чем при диффузном расположении.
Другое ложное предположение, согласно которому озоновые дыры образуются только вблизи Антарктиды, опровергается измерениями O3 измерения концентрации по всему миру: озоновый слой разбавляет везде.
Причины разрушения озонового слоя
Озоновый слой истощен, и это неизбежное событие. В некоторых случаях ответственность несет сама природа, а в некоторых — сама Земля.
Естественные факторы
Природные факторы, разрушающие озон в стратосфере, включают в себя
- вулканические извержения;
- полярные вихри;
- полярные стратосферные перламутровые облака;
- отсутствие УФ-излучения в период полярных ночей.
Слои озона, разрушенные под воздействием природных факторов, быстро нарастают.
Антропогенные факторы
Атмосферное промышленное вещание является основной угрозой для озонового щита.
Сельское хозяйство, авиация, космические полеты, горнодобывающая промышленность и переработка минералов вносят свой вклад в эту угрозу.
Выбросы фреона в атмосферу
Фреоны, или хладагенты, — это газы, состоящие из хлора, фторида и брома, по отдельности или в комбинации. Они не токсичны для человека, но могут оставаться в атмосфере годами и накапливаться, не прекращая своей разрушительной деятельности.
В настоящее время ежегодно в атмосферу попадает 1,4 миллиона тонн хладагентов. Помимо сокращения озонового слоя, они способствуют усилению парникового эффекта.
| Название газа | Время жизни в атмосфере (лет) |
|---|---|
| Метан | -11 |
| Оксид Озота | 114 |
| Фреон-11 | 45 |
| Фреон-12 | 100 |
| Фреон-115 | 1700 |
| Галон-1301 | 65 |
| Гексафторид серы | 3200 |
| Фреон-14 | 50000 |
Для защиты озона фреон R22 запрещен в США и Европе. В автомобильных кондиционерах вместо газа R12 используется самый опасный хладагент R134. ЕЭС ужесточил правила перевозки хладагентов, и теперь газ R290 (пропан) используется чаще.
Маркировка продукции, не содержащей ХФУ.
Ракеты и спутники
Ракеты и космические технологии не оказывают глобального влияния на концентрацию стратосферного озона. Мощные ракетные запуски, такие как космические автобусы и «Энергия», действительно влияют на атмосферный озон, но только кратковременно и локально.
Озоновое облако, которое почти сразу же разрушается обломками ракеты-носителя, восстанавливается относительно быстро.
Исследования показали, что твердотопливные ракеты более вредны для озоновой атмосферы из-за соединений хлора в продуктах сгорания. Кроме того, выхлопные газы содержат почти одну треть оксида алюминия (AL2o3).
Его тонкие частицы могут быть основой конденсации водяного пара и оказывать негативное влияние на озон, хотя это еще не доказано. Тем не менее, газы, содержащиеся и выделяемые космическими ракетами, составляют менее 1% от хлора, поступающего в стратосферу из других источников.
Авиатранспорт
Озон разрушается оксидами азота и двуокисью углерода (CO2), содержащиеся в пассажирских вагонах и авиационных трассах. Однако, поскольку самолет летит на высоте 9-12 км, озоновому слою наносится незначительный ущерб.
