Озоновий шар є невід'ємною частиною того, що робить Землю житловою. Цей район стратосфери відповідає за поглинання більшості ультрафіолетового випромінювання Сонця, забезпечуючи тим самим наземні організми не опромінюючись. Починаючи з 1970-х, вченим стало відомо про постійне зниження цього шару навколо південного полярного регіону, а також про значне сезонне зменшення. Це останнє явище, відоме як "озонова діра", викликає серйозне занепокоєння протягом десятиліть.
Спроби виправити цю ситуацію були зосереджені на скороченні використання промислових хімічних речовин, таких як хлорфторуглеводороди (CFC). Ці зусилля завершилися підписанням Монреальського протоколу в 1987 році, який закликав до повного припинення озоноруйнівних речовин (ОРВ). Згідно з останнім дослідженням групи вчених NASA, озонова діра виявляє ознаки значного відновлення в результаті.
Дослідження під назвою "Зниження втрати озонового антарктичного озону та нижнього стратосферного хлору, що визначається спостереженнями мікрохвильового звуку в аурі", нещодавно з'явилося в науковому журналі Геофізичні дослідження. Дослідженням керувала Сьюзан Е Страхан, співавтор якої - Енн Р. Дуглас, двоє науковців з Лабораторії хімії та динаміки атмосфери НАСА Годдарда.
Заради свого дослідження команда консультувала дані із супутника Aura NASA, який здійснює моніторинг південного полярного регіону з 2005 року. Запустивши в 2004 році, метою супутника Aura було проведення вимірювань озону, аерозолів та основних газів атмосфера Землі. Згідно з показаннями, які він збирав з 2005 року, скорочення використання CFC призвело до зниження рівня озону на 20%.
Простіше кажучи, CFC - це довгоживучі хімічні сполуки, що складаються з вуглецю, хлору та фтору. Починаючи з другої половини XX століття, їх застосовують у ряді промислових застосувань, таких як охолодження (як фреон), у хімічних аерозолях (як палива) та як розчинники. Врешті-решт, ці хімічні речовини потрапляють у стратосферу, де вони піддаються УФ-випромінюванню і розпадаються на атоми хлору.
Ці атоми хлору грають з озоновим шаром, де вони каталізуються, утворюючи кисневий газ (O²). Ця активність починається близько липня під час зими Південної півкулі, коли сонячні промені викликають збільшення каталізації атомів хлору та брому, що походять від CFC, в атмосферу. До вересня (тобто весни в південній півкулі) активність піку, в результаті чого з'явилася "озонова діра", яку вчені вперше відзначили в 1985 році.
У минулому дослідження статистичного аналізу показали, що з тих пір зростає озоновий збіднення. Однак це дослідження - яке першим застосувало вимірювання хімічного складу всередині озонової діри - показало, що виснаження озону зменшується. Більше того, він вказував на те, що зниження викликане зменшенням використання CFC.
Як пояснила Сьюзен Страхан в недавньому прес-релізі NASA, "ми дуже чітко бачимо, що хлор із CFCs падає в озонову діру і що через це відбувається менше виснаження озону". Щоб визначити, як озон та інші хімічні речовини в атмосфері змінюються з року в рік, вчені покладаються на дані з мікрохвильового звукового сигналу супутника Aura (MLS).
На відміну від інших приладів, які покладаються на сонячне світло для отримання спектрів атмосферних газів, цей прилад вимірює ці гази відповідно до випромінювання у мікрохвильовій печі. Як результат, він може виміряти мікроелементи над Антарктидою протягом ключового часу року - коли південна півкуля переживає зиму, а погода в стратосфері спокійна, а температура низька і стабільна.
Зміна рівня озону від початку до кінця зими Південної півкулі (з початку липня до середини вересня) обчислювалася щодня, використовуючи вимірювання МЛС щорічно з 2005 по 2016 рік. Хоча ці вимірювання вказували на зниження втрат озону, Страхан і Дуглас прагнули певним чином було скорочення використання CFC.
Це вони зробили, відшукуючи в даних MLS про сигнальні сигнали соляної кислоти, які хлор утворюватиметься при взаємодії з метаном (але лише тоді, коли вичерпається весь наявний озон). Як пояснив Страхан:
«У цей період антарктичні температури завжди дуже низькі, тому швидкість руйнування озону в основному залежить від кількості хлору. Це коли ми хочемо виміряти втрати озону ... Приблизно до середини жовтня всі сполуки хлору зручно перетворювати в один газ, тому вимірюючи соляну кислоту, ми маємо хороше вимірювання загального хлору. "
Інший натяк з'явився у вигляді рівня оксиду азоту, іншого довгоживучого газу, який поводиться так само, як CFC у значній частині стратосфери, але який не занепадає, як CFC. Якщо CFC у стратосфері зменшувались, це означало б, що хлору буде менше, ніж оксиду азоту. Порівнюючи вимірювання МЛС соляної кислоти та оксиду азоту щороку, вони визначили, що рівень хлору знижується приблизно на 0,8 відсотка на рік.
Як зазначив Страхан, це призвело до зниження на 20% з 2005 по 2016 рік, що відповідало тому, що вони очікували. "Це дуже близьке до того, що наша модель передбачає, що ми повинні побачити цей спад хлору", - сказала вона. «Це дає нам впевненість, що зниження виснаження озону до середини вересня, показане за даними MLS, пояснюється зниженням рівня хлору, що надходить із CFC. Але ми ще не спостерігаємо чіткого зменшення розміру озонової ями, оскільки це в основному регулюється температурою після середини вересня, яка сильно змінюється з року в рік ".
Очікується, що цей процес відновлення триватиме, оскільки ХФУ поступово залишають атмосферу, хоча вчені передбачають, що повне відновлення потребуватиме десятиліть. Це дуже гарна новина, враховуючи, що озонова діра була виявлена лише близько трьох десятиліть тому, а рівень озону почав стабілізуватися приблизно через десятиліття. Однак, як пояснив Дуглас, повне одужання не відбудеться до другої половини цього століття:
«CFC мають тривалість життя від 50 до 100 років, тому вони затримуються в атмосфері дуже довго. Що стосується озонової діри, ми дивимось на 2060 чи 2080 рр. І навіть тоді там ще може бути маленька діра. "
Монреальський протокол часто рекламується як приклад ефективних міжнародних кліматичних дій і з поважної причини. Протокол було досягнуто через тринадцять років після досягнення наукового консенсусу щодо руйнування озону, і лише через два роки після досить тривожного відкриття озонової діри. А в наступні роки підписанти залишалися віддані своїм цілям та досягали цільових скорочень.
В майбутньому можна сподіватися, що подібні дії можуть бути досягнуті і щодо змін клімату, які вже багато років зазнають затримок та опору. Але як свідчить випадок з озоновою дірою, міжнародні дії можуть вирішити проблему ще до того, як вона пізно.
