Источник изображения: НАСА
Мощный полярный вихрь помог проглотить дыру в озоновом слое над Арктикой.
Возможно, вы слышали о дыре в озоновом слое, которая парит над Антарктидой. Со временем он сократился благодаря политике, ограничивающей использование озоноразрушающих химикатов. За почти 40 лет, которые отслеживает НАСА, он никогда не был меньше. Это хорошие новости.
Плохая новость заключается в том, что отдельная дыра в озоновом слое ненадолго открылась в Арктике в марте, а затем закрылась в апреле, и отчасти в этом может быть виновато изменение климата.
Это не первый подобный разрыв в Арктике, но он самый крупный. Ученые говорят, что в марте стратосферный полярный вихрь - полоса сильных холодных ветров, вращающихся вокруг полюса - захватил хлор и бром, которые разъедали озоновый слой. Ученые заявили, что изменение климата могло подготовить почву для более холодного и, следовательно, более мощного полярного вихря.
«В те годы, когда вихрь может вращаться, образовываться и оставаться невозмутимым, становится все холоднее и холоднее», - сказал Росс Салавич, ученый-климатолог из Университета Мэриленда. По его словам, холодный воздух усиливает полярные вихри, что позволяет им наносить больший ущерб озоновому слою.
Озоновый слой над Арктикой недавно стал тонким. Более теплые цвета указывают на большее количество озона, а более холодные - на меньшее. Источник: НАСА.
В этом году арктический полярный вихрь был необычайно сильным и долгоживущим, способствуя разрушению озонового слоя. В то же время токи, которые обычно доставляют озон из прилегающих территорий, оставались неизменными. Однако синяк был гораздо менее серьезным, чем то, что обычно наблюдается над Южным полюсом. На Южном полюсе стратосферные полярные вихри надежно сильны из-за сильного холода, поэтому озоновый слой регулярно истончается.
В стратосферном полярном вихре высотные облака образуются из газовых примесей в атмосфере. Загрязняющие вещества, содержащие хлор и бром, по сути безвредны, пока не попадут в одно из этих облаков. Затем они превращаются в химические вещества, способные терроризировать озоновый слой.
Однако им по-прежнему нужен солнечный свет, чтобы делать свою грязную работу. Это происходит в начале весны - примерно в сентябре в Южном полушарии и примерно в марте в Северном полушарии. По мере того как дни становятся длиннее, эти химические вещества вступают в реакцию с солнечным светом, разрушая стратосферный озон.
Поскольку Антарктида настолько изолирована от остального мира, сильный полярный вихрь может образовываться без помех. Это не относится к Арктике, где смесь суши и воды вокруг Северного полюса создает более динамичную погоду, которая может ослабить или разрушить полярный вихрь.
Полярные стратосферные облака активируют химические вещества, разрушающие озоновый слой. Источник: НАСА.
Озоновые дыры на Северном полюсе образуются редко - последняя появилась в 2011 году - и обычно они недолговечны. Но то, что происходит в Арктике, не остается в Арктике. В результате разрушения озоновый слой стал немного тоньше повсюду. Хотя со временем он восстановится, недавний полярный вихрь, вероятно, замедлил восстановление.
На Южном полюсе озоновый слой разрывается ежегодно. Ученые впервые обнаружили озоновую дыру в Антарктике в 1985 году. Исследователи определили, что она была вызвана химическими веществами, содержащими хлор и бром. К ним относятся хлорфторуглероды, которые содержатся в кондиционерах, холодильниках и аэрозольных баллончиках, галоны, которые содержатся в огнетушителях, и бромистый метил, который используется для уничтожения сорняков, насекомых и других вредителей. Открытие было встречено с тревогой, поскольку озоновый слой отфильтровывает опасное ультрафиолетовое излучение, помогая поддерживать жизнь на Земле.
«Если бы не было озонового слоя, ультрафиолетовое излучение стерилизовало бы поверхность Земли», - сказал Пол Ньюман, главный научный сотрудник Центра космических полетов имени Годдарда НАСА. «Урожайность снижается по мере увеличения воздействия ультрафиолета». У людей ультрафиолетовое излучение может вызвать рак кожи и катаракту, а также ослабить иммунную систему.
Для восстановления озонового слоя в 1987 году страны приняли Монреальский протокол, запрещающий использование озоноразрушающих химикатов. Это сработало. Со временем дыра становилась все меньше и меньше, и озоновый слой начал заживать. К середине этого века ученые ожидают, что он будет полностью восстановлен.
На карте слева показаны прогнозируемые изменения озонового слоя с учетом политики ограничения использования химических веществ, разрушающих озоновый слой. На карте справа показано, как мог бы выглядеть озоновый слой, если бы правительства не предприняли никаких действий. Более теплые цвета указывают на большее количество озона, а более холодные - на меньшее. Источник: НАСА.
Хотя многие американцы ошибочно полагают, что дыра в озоновом слое является движущей силой изменения климата, возможно, верно и обратное - изменение климата наносит вред озоновому слою.
Загрязнение углеродом действует как одеяло, удерживая тепло в нижних слоях атмосферы. В результате он одновременно нагревает поверхность Земли и препятствует проникновению тепла в верхние слои атмосферы. Таким образом, нижняя атмосфера нагревается, в то время как верхняя атмосфера фактически охлаждается. Полярные вихри становятся сильнее на морозе, производя больше высотных облаков, которые активируют химические вещества, разъедающие озоновый слой.
«Температура в стратосфере, вероятно, несколько снизится, и это может замедлить восстановление озонового слоя», - сказал Мэнни. «У нас есть такая ситуация в Арктике, где за последние пару десятилетий у нас было несколько зим, которые были намного холоднее, чем обычно».
Однако Ньюман считает, что падение температуры мало что сделает для истощения озонового слоя. Его больше беспокоит то, как изменение климата изменит течения, которые восполняют арктический озон или разрушают арктический полярный вихрь.
«Мы действительно не видим сильного похолодания арктической стратосферы», - сказал он. «У меня в голове скорее возникает вопрос:« Какое влияние оказывает изменение климата на эти крупномасштабные погодные системы? »»
Салавич сказал, что трудно определить, что именно ждет озоновый слой в Арктике в будущем. Модели расходятся во мнениях относительно того, насколько или как быстро изменится температура на Северном полюсе или что это означает для полярного вихря. Таким образом, некоторые говорят, что озон в Арктике будет продолжать истончаться, в то время как другие прогнозируют быстрое восстановление.
Ученые подчеркнули, что недавняя озоновая дыра в Арктике была бы значительно хуже, если бы страны не предприняли шагов по сдерживанию загрязнения. Они сказали, что этот эпизод говорит о важности Монреальского протокола.
«Мы действительно должны помнить, что Монреальский протокол оказался очень успешным в том, чтобы заставить мир прекратить выброс этих хлорфторуглеродов. Озоновый слой начинает восстанавливаться », - сказал Мэнни. «Это замечательная история успеха».