Истощение арктического озонового слоя достигло рекордного уровня

Весной этого года истощение озонового слоя — «щита», защищающего жизнь на Земле от вредного воздействия ультрафиолетовой радиации, — достигло беспрецедентного уровня над обширной территорией Арктики. Такое явление было вызвано постоянным содержанием в атмосфере озоноразрушающих веществ, а также крайне низкими температурами, которые наблюдались зимой в стратосфере (слой атмосферы, располагающийся на высоте от 10 до 50 км).[[{"fid":"18448","view_mode":"default","fields":{"format":"default","field_file_image_alt_text[und][0][value]":false,"field_file_image_title_text[und][0][value]":false},"type":"media","field_deltas":{"1":{"format":"default","field_file_image_alt_text[und][0][value]":false,"field_file_image_title_text[und][0][value]":false}},"attributes":{"style":"height: 402px; width: 350px; margin: 10px; float: left;","class":"media-element file-default","data-delta":"1"}}]]

Последний раз столь же существенное истощение озонового слоя над территорией Арктики наблюдалось весной 2011 года, однако степень разрушения озонового слоя в 2020 году была еще более значительной, согласно данным станций наблюдения за озоновым слоем Глобальной службы атмосферы ВМО, а также данным НАСА и Службы мониторинга атмосферы в рамках программы «Коперник» ЕЦСПП.

Озоновая дыра затянулась в апреле в результате роста температур стратосферы, что привело к притоку обогащенного озоном воздуха из нижних слоев атмосферы.

Степень истощения могла быть еще более значительной, если бы не усилия в рамках эффективного международного соглашения под названием «Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой». Благодаря этому соглашению такие вещества, как хлорфторуглероды (ХФУ), были постепенно выведены из производства и потребления. Однако для их полного выведения из атмосферы потребуется несколько десятилетий, а уровень их содержания все еще достаточно высокий, чтобы привести к значительному разрушению озонового слоя.

«Стратосфера над Арктикой по-прежнему остается подверженной воздействию озоноразрушающих веществ, связанных с деятельностью человека», — заявил Генеральный секретарь ВМО Петтери Таалас. «Степень убыли озонового слоя в течение каждого зимнего периода зависит от метеорологических условий. Убыль озона в 2020 году свидетельствует о том, что нам необходимо сохранять бдительность и продолжать проводить непрерывные наблюдения», — сказал Генеральный секретарь ВМО Петтери Таалас.

«Станции Глобальной службы атмосферы ВМО в Арктике и Антарктике позволяют получать заблаговременные предупреждения в случае низкого содержания озона и интенсивной УФ-радиации. Мы воздаем должное национальным метеорологическим службам за то, что они продолжают проводить жизненно важный мониторинг атмосферы и не прекращают наблюдения, несмотря на ограничения, вызванные пандемией коронавирусной инфекции COVID‑19», — заявил он.

Полярный вихрь

Образование озоновой дыры обусловлено экстремально низкими температурами (ниже −80 °C), солнечным светом, полями ветра и вредными химическими веществами. В основном разрушение озонового слоя в Арктике происходит внутри так называемого полярного вихря — области сильных круговых ветров, которые усиливаются в осенний период и изолируют воздушную массу внутри вихря, удерживая ее в очень холодном состоянии.

Также причиной значительного истощения арктического озонового слоя стали необычайно слабые «волновые» явления в верхних слоях атмосферы зимой 2019—2020 года. Волны направляют в верхние слои атмосферы воздушные массы, поднимающиеся из нижних слоев атмосферы в средних широтах, что нарушает целостность вихря над территорией Арктики и приносит обогащенный озоном воздух из других частей стратосферы.

Помимо этого, стратосферный полярный вихрь над Арктикой был мощным и в сочетании с крайне низкими температурами, сохранявшимися на протяжении длительного периода времени, способствовал образованию обширной области полярных стратосферных облаков и протеканию химических процессов, которые разрушают озоновый слой над Арктикой при появлении солнечного света.

Из-за таких необычных атмосферных условий содержание озона в атмосфере над Арктикой достигло рекордно низкого уровня для марта — 205 единиц Добсона, при том что пороговым значением озоновой дыры принято считать 220 единиц Добсона и ниже. Обычно в марте уровень содержания озона над Арктикой не опускается ниже 240 единиц Добсона.

В апреле рост температур стратосферы привел к тому, что площадь полярного вихря уменьшилась и он разделился на два более маленьких самостоятельных вихря, позволив проникнуть обогащенному озоном воздуху из нижних слоев атмосферы. Рост температур в стратосфере в апреле позволил устранить условия, которые способствовали протеканию озоноразрушающих реакций и образованию полярных стратосферных облаков, в связи с чем истощение прекратилось.

Поскольку метеорологические условия и температуры меняются из года в год, степень разрушения озонового слоя также колеблется. Это означает, что нельзя исключать вероятность эпизодического крупномасштабного истощения арктического озонового слоя.

Стратосфера над Арктикой обычно менее изолирована, чем над Антарктикой. Температура стратосферы над Арктикой обычно не опускается так низко, как над Антарктикой, и не остается низкой в течение длительного периода времени.

Весной этого года арктическая озоновая дыра имела гораздо меньшую максимальную протяженность по сравнению с типичной протяженностью антарктической озоновой дыры. Озоновая дыра над Антарктикой в 2019 году имела наименьшую площадь за всю историю наблюдений с момента ее обнаружения.

Ученые следят за тем, в какой степени изменение климата приводит к охлаждению стратосферы, что расширяет возможности наблюдения за температурами ниже −78 °C, в частности в Арктике. Иммено они приводят к образованию полярных стратосферных облаков.

УФ-радиация

Сеть Глобальной службы атмосферы ВМО располагает станциями в Арктике, которые выполняют высококачественные измерения как уровня содержания озона, так и ультрафиолетовой (УФ) радиации.

Условия в 2020 году аналогичны условиям весной 2011 года, когда убыль озона в Арктике составила около 50 %. Весной 2011 года истощение арктического озонового слоя привело к увеличению интенсивности приземной УФ-радиации: зарегистрированное увеличение УФ-индекса достигло 60 % в Канадской Арктике и еще большего значения в Северной Европе.

Кроме того, истощение озона в Арктике влияет на озоновый баланс в целом и приводит к повышению уровня ультрафиолетового излучения в летнее время года над территорией Канады и Европы. Каждый год, исходя из уровня содержания озона весной, в разных странах общественности предоставляется сезонный летний прогноз ультрафиолетового излучения.

Монреальский протокол

Согласно последней Научной оценке истощения озонового слоя, проведенной ВМО и Программой ООН по окружающей среде, с 2000 года озоновый слой в отдельных частях стратосферы восстанавливается со скоростью 1—3 % в десятилетие. По прогнозным оценкам озоновый слой полностью восстановится в Арктике и средних широтах Северного полушария до середины столетия (примерно к 2035 году), в средних широтах Южного полушария примерно в середине столетия, а в регионе Антарктики — к 2060 году.

Разрушение озонового слоя в этом году было бы, вероятнее всего, более существенным, если бы не усилия в рамках Монреальского протокола. Озоноразрушающие вещества, такие как хлорфторуглероды (ХФУ) и галоны, которые в прошлом использовались в холодильных установках, аэрозольных баллончиках и огнетушителях, были поэтапно выведены из производства и потребления согласно Монреальскому протоколу. Тем не менее измерения и анализ атмосферы позволили выявить возобновление выбросов некоторых регулируемых веществ, что подчеркивает важность постоянных наблюдений за такими веществами.