Dlaczego dziura w ozonie na Antarktydzie?

Ozone jest naturalnym gazem śladowym w atmosferze Ziemi. W dolnej atmosferze ozon pomaga zatrzymać ciepło, aby ziemia była ciepła. W górnej atmosferze odgrywa to jeszcze ważniejszą rolę, odfiltrowując szkodliwe promienie ultra-fioletowe (UV) ze słońca. Nadmierna ekspozycja na promienie UV niszczy komórki skóry, powoduje raka i zaćmę i może prowadzić do zwyrodnienia plamki żółtej. Bez ochronnej warstwy ozonowej nie byłoby życia na ziemi, jak wiemy. Z tego powodu naukowcy i ekolodzy na całym świecie byli bardzo zaniepokojeni odkryciem dużej dziury w ozonie na Antarktydzie.

Związki chlorofluorowęglowe wywołane przez człowieka (CFC), chlor i brom są przypisane do tworzenia otworu w ozonie. CFC, stosowane w produktach aerozolu, klimatyzatorach i jednostkach chłodniczych, zostały zakazane w 108 krajach w latach 80. XX wieku; Jednak nadal są one uwalniane do atmosfery ze starszych produktów, które są nadal używane. Dodatkowo eksperci szacują, że około połowa bromuW atmosferze pochodzi z użycia człowieka, wraz z prawie całym chlorem.

CFC wznoszą się w atmosferę i poprzez ekspozycję na inne związki, ekstremalne zimno i światło słoneczne, przekształcają się w atomy chloru. Atomy chloru zmieniają cząsteczki ozonu na tlen. Problem polega na tym, że tlen, choć dobry do oddychania w dolnej atmosferze, nie filtruje promieni UV. CFC skutecznie „otwierają okno” w naszej atmosferze ochronnej. To okno lub otwór w ozonie buduje się na Antarktydzie.

Ten odległy region może wydawać się dziwnym miejscem dla dziury w ozonie. Antarktyda jest niepopelowana przez jakiekolwiek stałe istoty ludzkie i pozostaje nieskazitelna. Dlaczego dziura nie jest w bardzo zaludnionych obszarach, w których CFC i inne emisje szklarni są znane jako wysokie? Okazuje się, że odpowiedź dotyczy rotacji Ziemi i innymi czynnikami klimatologicznymi.

Po pierwsze, ruch wirujący Ziemi zapewnia, że ​​cały Ga GaSSE lub emisje uwalniane w powietrze, naturalne lub wykonane przez człowieka, rozprzestrzeniają się mniej lub bardziej równomiernie w troposferze lub niższej atmosferze, w ciągu około roku. Według Agencji Ochrony Środowiska (EPA) trwa od dwóch do pięciu lat, aby te gazy rozprzestrzeniały się na stratosferę lub w górnej atmosferze. Stąd klimat wchodzi w grę w zmieniającej się chemii CFC i ich roli w tworzeniu dziury w ozonie.

Zimą przechylona oś ziemi zapobiega świecącym światłem słonecznym na biegunie południowym. Powoduje to spadek temperatury w atmosferze nad Antarktydę tak niską, jak -108 ° fahrenheita (-78 ° Celsjusza). Chłodne powietrze schodzące z bieguna południowego tworzy „zimowy wir” krążących wiatrów na środkowych szerokościach geograficznych na Antarktydzie, zachowując się jak ogromny wir. To skutecznie odcina ozon na Antarktydzie z mieszania z większą pulą atmosferyczną planety.

Ponieważ temperatury nadal DROP w bezsunowej zimie, polarne chmury stratosferyczne (PSC) lub chmury kryształów lodowych kwasu azotowego, zaczynają tworzyć się na Antarktydzie. Związki CFC zbierają się na tych kryształach lodowych, łącząc się z związkami kwasu azotowego, które przekształcają CFC na bardziej aktywne postacie chloru. Związki te budują przez długi sezon zimowy.

Gdy przychodzi wiosna, a światło słoneczne uderza w chmury, promieniowanie UV dzieli matkę cząsteczek chloru na wysoce aktywne atomy chloru. Każdy pojedynczy atom chloru może zniszczyć masywną ilość cząsteczek ozonu, przekształcając je w tlen. Rezultatem jest niekontrolowany proces, który pochłania ochronne gazy, tworząc ogromną dziurę w ozonie.

Każdego roku naukowcy monitorują dziurę, ponieważ sezonowo rozszerza się i umów się na umowy. W 2005 r. Dziura w ozonie mierzyła zaskakującą 10 milionów mil kwadratowych (25 899 881 km2) lub około trzykrotnie większą wielkością Stanów Zjednoczonych. Tylko rok 2003 pokonał ten wątpliwy rekord z mierzoną dziurą11 milionów mil.

Gdy pory roku się zmieniają, a wir ustępuje, górny obszar przestaje izolować, temperatura wzrasta, a otwór w ozonie kurczy się. Jednak naukowcy uważają teraz, że dziura może nie w pełni naprawić do 2065 roku. Oczekuje się, że mniej zniszczony ozon na biegunie północnym zagoi się o około 2040 r.

Chociaż może być zachęcające, abyśmy mieli skalę predykcyjną odzyskiwania dziury w ozonie, istnieje jeszcze jeden problem. Zubożenie ozonu ma miejsce w tempie kilku procent rocznie, najbardziej zauważalnie na środkowych latach planety. Podczas gdy naukowcy starają się zrozumieć to zjawisko, ludzie są narażeni na zwiększone przypadki raka z powodu większej ekspozycji na promieniowanie UV, zarówno poprzez cieńszy ochronny koc atmosferyczny, jak i z powodu dziury w ozonie. Te złożone warunki są również ściśle związane z globalnym ociepleniem.