ООН: озоновий шар Землі відновиться до 2060-х років

Програма ООН із захисту довкілля опублікувала черговий звіт про стан озонового шару Землі – тонкого шару газу, який захищає нашу планету від ультрафіолетового сонячного випромінювання.

"При збереженні нинішньої політики очікується, що озоновий шар відновиться до значень 1980 року (до появи озонової діри) приблизно до 2066 над Антарктикою, до 2045 над Арктикою і до 2040 над іншими регіонами світу", - йдеться в доповіді.

Експерти ООН зазначають, що відновлення озонового шару може пом'якшити ефект глобальної зміни клімату. Хоча виснаження озонового шару - це визначальний чинник потепління, хлорофлюрокарбон, який його роз'їдає, часто виділяється разом із парниковими газами.

Це означає, що завдяки зусиллям щодо скорочення виділень хлорофлюрокарбону та інших шкідливих хімікатів певною мірою меншим буде помітний ефект і від глобального потепління. За розрахунками ООН, до середини століття за нинішньої динаміки середня температура повітря на Землі буде на один градус нижче, ніж могла б бути, якби угоди про скорочення цих викидів досягнуто не було.

Доповідь багато хто сприйняв як хорошу новину, вважаючи його підтвердженням того, що скоординовані дії держав можуть бути ефективними у боротьбі з кліматичними змінами

Озонове питання

Озоновий шар почав виснажуватися в 1970-х роках, а 1985-го вчені виявили в ньому величезну дірку. Загалом через два роки було підписано Монреальський протокол - 46 країн зобов'язалися скоротити сумарні викиди шкідливих для озонового шару хімікатів.

Пізніше ця домовленість стала першою в історії ратифікованою всіма членами організації. Сьогодні 99% речовин, що шкодять озоновому шару, не використовуються.

Озонова дірка над Антарктикою, яка почала звужуватися, розширювалася аж до 2000 року.

Важливо розуміти, що прогрес у цьому випадку не є необоротним. Якщо шкідливі хімікати знову почнуть застосовуватися, то дірки в озоновому шарі знову почнуть рости. Також є кліматичні ініціативи, які можуть призвести до їхнього розширення. Один з них – аерозольна ін'єкція у стратосферу.

Проект передбачає розпорошення у верхніх шарах атмосфери кількох мільйонів тонн діоксиду сірки. На думку його авторів, це може звернути глобальне потепління завдяки тому, що щільні частинки просто блокуватимуть сонячні промені. Однак інші дослідники вважають, що проект може призвести до серйозного розширення озонових дірок.

Озонові дірки: чому вони виникають і що з ними робити

Словосполучення «озонова діра» звучить таємниче та моторошно. З 1980-х людство бореться з витонченням озонового шару. РБК Тренди розібралися, що це за феномен, як його вивчають і чи треба його боятися

Що таке озонові дірки

Озонові дірки – це локальне витончення озонового шару. Цей шар є особливо важливим для Землі, тому що він виконує функцію сонцезахисного крему: не дає ультрафіолетовому випромінюванню від Сонця доходити до тропосфери в повному обсязі. Оберігаючи Землю від випромінювання, озоновий шар рятує рослини, тварин і людей від сонячних опіків та безлічі хвороб, у тому числі раку шкіри [1].

Як видно з супутникових знімків, озонові дірки – це не буквальні дірки. Вчені використовують цей термін як метафору для місць де концентрація озону вкрай низька.Товщину озонового шару вимірюють «одиницями Добсона» (1 одиниця Добсона дорівнює шару озону 10 мкм). Озонові дірки – це місця, де вміст озону – 220 одиниць Добсона або нижче [2].

Перша озонова діра з'явилася на початку 1980-х. Тоді завдяки наземним та супутниковим вимірам вчені з Британської антарктичної служби (BAS) побачили, що щовесни природний сонцезахисний екран Землі над Південним полюсом різко витончується [3]. Таку зміну назвали озоновою діркою. З того часу вивчення озонових дірок продовжується. За ними стежать:

• Всесвітня метеорологічна організація (WMO);
• Програма ООН з навколишнього середовища (UNEP);
• Національне управління з аеронавтики та дослідження космічного простору (NASA);
• Національне управління океанічних та атмосферних досліджень (NOAA);
• Російський Арктичний та Антарктичний науково-дослідний інститут (ААНДІ).

Зміни в озоновому шарі вивчають локально та дистанційно. При місцевих вимірюваннях повітря закачують в озонозонд (прилад для вимірювань вертикального розподілу озону в атмосфері) і залежно від того, скільки УФ-променів або електричного струму поглинуло повітря, обчислюється, скільки в ньому озону. Озонозони запускаються на невеликих повітряних кулях, щоб вони могли досягти стратосфери. Іноді для цих цілей використовують дослідні літаки. [4]

Дистанційні вимірювання також ґрунтуються на головній якості озону — вмінні поглинати УФ-промені. Джерелом ультрафіолетового випромінювання у дослідженні може бути не лише Сонце, а й лазери чи зоряне світло. Наприклад, супутники використовують сонячні УФ-промені, які поглинає атмосфера Землі, щоб щодня заміряти рівень озону майже по всій земній кулі.А на наземних дослідницьких станціях часто використовують лазер, що світить на далекі відстані.

Де знаходяться озонові дірки

Найвідоміша озонова діра розташована над Антарктидою. Супутникові виміри NOAA показали, що загальна площа полярної озонової діри досягла свого піку 7 жовтня 2021 [5]. На той момент її розмір становив 24,8 млн км2. Це приблизно відповідає розміру Північної Америки. Нижче на карті NOAA озонова діра виділена темно-синім кольором.

Озонова діра над Антарктидою (NOAA) (Фото: Національне управління океанічних та атмосферних досліджень.)

У липні 2022 року канадські вчені з Університету Ватерлоо в Онтаріо виявили ще одну озонову дірку в тропіках. Тут у центрі діри кількість озону виснажено приблизно на 80% порівняно з нормальним вмістом, а за розміром вона можна порівняти з полярною антарктичною дірою. Щоправда, її площа приблизно в сім разів більша. [6]

Міжнародне співтовариство вчених сперечається, наскільки достовірним є дослідження канадських колег. «Жодної тропічної озонової діри не існує», — вважає Пол Янг, фахівець з атмосферних явищ з Ланкастерського університету в Англії та один із авторів доповіді «Наукова оцінка руйнування озонового шару 2022», яку спільно підготували СМО та ООН.

Недовіра до вчених пов'язана з новим визначенням озонової дірки, яке запроваджують у доповіді канадські метеорологи. Автор дослідження знайшов тропічну озонову дірку, тому що він дивиться на те, як змінилася кількість озону у відсотках, а не на абсолютні зміни. А останні важливіші для підрахунків шкідливого ультрафіолетового випромінювання, що досягає поверхні Землі», — переконаний Янг.Таким чином виходить, що за старим підходом тропічної озонової дірки не існує, тоді як за відсотковими втратами, виходячи з вимірювань, витончення озонового шару все-таки є. [7]

Як утворюються озонові дірки

Природні причини

359 млн років тому на стику девону та кам'яновугільного геологічного періоду відбулося незрозуміле масове вимирання на Землі. А нещодавно у східній Гренландії вчені виявили деформовані суперечки наземних рослин того часу. Вони вивчили їх під мікроскопом і побачили темні плями та шипи на суперечках, яких не може бути у здорової рослини. Така зміна зовнішнього вигляду свідчить, що вимирання збіглося з підвищеним рівнем УФ-B-випромінювання (середньохвильового ультрафіолету) [8]. Таке можливе лише за ослаблення озонового шару Землі.

На відміну від інших масових вимирань, у цей період не було катаклізмів, які б могли так вплинути на рівень озону. Наприклад, виверження вулканів планетарного масштабу. Але було інше — сильне потепління загального клімату, яке поклало край льодовиковому періоду. Отже, втрата озону при швидкому потеплінні - це природна і неминуча властивість Землі.

Сонячні плями, стратосферні вітри чи виверження вулканів і далі впливають на озоновий шар. Але це не руйнує його так сильно. У той час, як глобальні зміни клімату та використання хімічних речовин, за які відповідальна людина, чинять більш руйнівний вплив [9].

Антропогенні причини

В 1974 Маріо Моліна і Шервуд Роуленд з'ясували, що хлорфторвуглеці (ХФУ), потрапляючи в атмосферу, після контакту з сонячними променями запускають хімічну реакцію і руйнують озон [10].Раніше такі речовини використовували в аерозолях та холодильниках. Але після відкриття Моліни та Роуленду міжнародне співтовариство задумалося про те, щоб зібрати додаткову інформацію про ХФУ.

У 1976 році академія наук США провела власні дослідження та підтвердила висновки вчених [11]. А 1985 року Британська антарктична служба отримала дані про зниження концентрації озону над антарктичною станцією Халлі Бей (Hally Bay) [12]. У хімічному складі стратосфери виявили несподівано високий вміст хлору. Так стало ясно, що стоншення озонового шару справді відбувається.

Як боротися з озоновими дірками

Коли вплив ХФУ було підтверджено супутниковими знімками та додатковими дослідженнями, було розроблено Монреальський Протокол 1987 року: договір про поетапне припинення виробництва озоноруйнівних хімічних речовин. Згодом з'явилися додаткові документи з рекомендаціями, як скоротити використання ХФУ.

Поступова відмова від шкідливих для озону речовин справді сталася і кілька років тому ООН підтвердила, що має ефект [13]. У травні 2020 року озонова дірка над Антарктикою навіть закрилася, але згодом відкрилася знову. Концентрація фреонів в атмосфері поруч із полюсами все ще надто висока, тому поки важко говорити про стабільність. Тут існують особливі кліматичні умови, які через полярні вихори та перламутрові хмари не дають озону відновлюватися швидше.

Загалом у озонових дірок є здатність зникати чи зменшуватися. Зміни у тому розмірах пов'язані з діяльністю людини, а й з кліматичними особливостями.Наприклад, через те, що озон утворюється завдяки кисню та ультрафіолету, під час полярної ночі його кількість надовго зменшується, але потім відновлюється сама під час полярного дня. Діра може утворитися і затягтися за кілька тижнів, але іноді на це витрачаються місяці. [14]

Озонова дірка - обман?

Деякі вчені припускають, що озонові дірки не такі страшні, як про них говорять. Бен Ліберман, колишній старший співробітник Інституту досліджень економічної політики Томас А. Роу в галузі енергетики та навколишнього середовища, переконаний, що в Монреальському протоколі не було особливої ​​необхідності, а проблема озонових дірок сильно перебільшена: «Витончення озонового шару, яке відбувалося протягом 1980-х років, мабуть, припинилося на початку 1990-х років. Це зарано, щоб приписувати це Монреальському протоколу».

Він також вважає, що зв'язок між руйнуванням озонового шару та підвищенням ризиків для здоров'я людини, тварин і рослин надто натягнутий: «Руйнування озонового шару саме по собі не завдає шкоди здоров'ю людини або навколишньому середовищу. ВМО визнає, що жодних статистично значимих довгострокових тенденцій не було виявлено. Тому можна сказати, що вплив товщини озонового шару на УФ-випромінювання над населеними районами настільки замало, що його навіть важко знайти». [15]

Схожої думки дотримується французький вчений Гарун Тазієв. Він вважає, що поява озонових дірок абсолютно нормальна, і з цим не потрібно нічого робити: «Озонова діра — це природна діра, яка з'являється над Антарктидою на початку жовтня і зникає до кінця грудня.У Європі, я думаю, я єдина людина, яка спростовує основну версію, але мені ніколи офіційно не суперечили ні екологи, ні вчені». [16]

Він стверджує, що озонові дірки можуть бути частиною великої політичної гри. Уявні проблеми, які підтримують політики, на його думку, призвели до того, що мільйони фунтів були спрямовані на «екологічні вітряки», а не на реальні загрози забруднення.

Ці та інші вчені висловлюються про недостатню вивченість проблеми. Вони говорять про те, що багато страшних передбачень про наслідки озонових дірок не справдилися або були засновані на міфах. Наприклад, у 1992 році газета New-York Times повідомила, що руйнування озонового шару над південною частиною Чилі стало причиною проблем із зором у овець та кроликів [17]. Ця історія повторювалася потім і інших джерелах, зокрема на телебаченні. А пізніше книга Ела Гора "Земля на волосині" ще раз переповіла цей міф: "У Патагонії мисливці тепер повідомляють про те, що знайшли сліпих кроликів, а рибалки ловлять сліпого лосося" [18]. Міф викрили, коли група з Університету Джонса Хопкінса довела, що сліпота тварин пов'язана зі звичайним кон'юнктивітом [19].

Озонова діра - прогнози

Судячи з дослідницьких моделей NASA, концентрація хлору та інших озоноруйнівних речовин у стратосфері не повернеться до рівня 1980-х принаймні до середини XXI століття. Не сприяє розв'язанню проблеми й сільське господарство, де досі продовжують використовувати закис азоту — потужний парниковий газ, що руйнує озон. [20]

Є також інші види людської діяльності, вплив яких ми ще не до кінця розуміємо, але які можуть становити ризики.Це, наприклад, запуски ракет і сульфатна геоінженерія — ідея про те, що ми зможемо запобігти найгіршим наслідкам глобального потепління, закачуючи в стратосферу аерозоль для охолодження температури та змушуючи сонячне світло відбиватися від цих аерозольних частинок. [21]

У той самий час видно і тимчасова позитивна динаміка. 2019 року аномальні погодні умови у верхніх шарах атмосфери над Антарктидою різко обмежили руйнування озонового шару. Це призвело до найменшої дірки з 1982 року, але вчені передбачають, що озоновий шар Антарктики повністю відновиться скоріше до 2040 [22]. Основне завдання людства зараз — не припиняти дослідження та стежити за станом не лише озонових дірок, а й клімату загалом.