หลุมโอโซนเกิดขึ้นได้อย่างไร? หลุมโอโซนที่ใหญ่ที่สุด หลุมโอโซนเกิดขึ้นจากการปล่อยก๊าซเรือนกระจกโดยมนุษย์

โลกได้รับการออกแบบในลักษณะที่จะรักษาระบบนิเวศที่เป็นเอกลักษณ์ของมันเอาไว้ วัตถุประสงค์เหล่านี้ให้บริการโดยชั้นบรรยากาศที่ปกคลุมโลกจากการแทรกซึมของรังสีอัลตราไวโอเลต รังสี และเศษซากอวกาศ โดยธรรมชาติแล้วทุกอย่างสมบูรณ์แบบและการรบกวนโครงสร้างทำให้เกิดความหายนะและการหยุดชะงักของระเบียบที่จัดตั้งขึ้น ในตอนท้ายของศตวรรษที่ 20 เกิดปัญหาที่ชัดเจนซึ่งส่งผลกระทบต่อมนุษยชาติทั้งหมด หลุมโอโซนก่อตัวขึ้นในภูมิภาคแอนตาร์กติกและดึงดูดความสนใจของนักวิทยาศาสตร์จากทั่วทุกมุมโลก สถานการณ์วิกฤติของสิ่งแวดล้อมได้รับความรุนแรงจากปัญหาร้ายแรงอีกประการหนึ่ง

พบว่ามีช่องว่างขนาดมากกว่าหนึ่งพันกิโลเมตรก่อตัวขึ้นในชั้นโอโซนรอบพื้นผิวโลก รังสีเข้ามาส่งผลเสียต่อผู้คน สัตว์ และพืชผัก ในเวลาต่อมา หลุมโอโซนและถุงก๊าซที่บางลงถูกค้นพบในอีกหลายแห่ง ซึ่งก่อให้เกิดความปั่นป่วนในที่สาธารณะ

สาระสำคัญของปัญหา

โอโซนเกิดจากออกซิเจนที่สัมผัสกับรังสีอัลตราไวโอเลต ด้วยปฏิกิริยานี้ ดาวเคราะห์จึงถูกปกคลุมไปด้วยชั้นก๊าซซึ่งรังสีไม่สามารถทะลุผ่านได้ ชั้นนี้ตั้งอยู่ที่ระดับความสูง 25-50 กิโลเมตรเหนือพื้นผิว ความหนาของโอโซนไม่มากมากนัก แต่ก็เพียงพอสำหรับสิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลกนี้

สิ่งที่เรียนรู้เกี่ยวกับหลุมโอโซนในช่วงทศวรรษที่ 80 ของศตวรรษที่ผ่านมา การค้นพบที่น่าตื่นเต้นนี้เกิดขึ้นโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ในสถานที่ซึ่งโอโซนถูกทำลาย ความเข้มข้นของก๊าซจะลดลงเหลือ 30% ช่องว่างที่เกิดขึ้นในชั้นสตราโตสเฟียร์ช่วยให้รังสีอัลตราไวโอเลตผ่านลงสู่พื้นดินซึ่งสามารถเผาไหม้สิ่งมีชีวิตได้

หลุมดังกล่าวแห่งแรกถูกค้นพบในปี 1985 ที่ตั้งของมันคือทวีปแอนตาร์กติกา ช่วงเวลาสูงสุดที่หลุมโอโซนขยายตัวคือเดือนสิงหาคม และเมื่อถึงฤดูหนาว ก๊าซจะมีความหนาแน่นมากขึ้น และเกือบจะปิดรูในชั้นสตราโตสเฟียร์ได้ จุดระดับความสูงวิกฤตอยู่ห่างจากพื้นดิน 19 กิโลเมตร

หลุมโอโซนที่สองปรากฏขึ้นเหนืออาร์กติก ขนาดของมันเล็กลงอย่างมาก แต่อย่างอื่นก็มีความคล้ายคลึงกันอย่างเห็นได้ชัด ความสูงวิกฤตและเวลาหายตัวไปพร้อมๆ กัน ปัจจุบันหลุมโอโซนปรากฏขึ้นที่ต่างๆ

ชั้นโอโซนบางลงได้อย่างไร?

นักวิทยาศาสตร์ถือว่าปัญหาการทำให้ชั้นโอโซนบางลงเกิดจากปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่เกิดขึ้นที่ขั้วโลก ตามทฤษฎีของพวกเขา ในช่วงคืนขั้วโลกอันยาวนาน รังสีดวงอาทิตย์ไม่ถึงโลก และไม่สามารถสร้างโอโซนจากออกซิเจนได้ ในเรื่องนี้จะเกิดเมฆที่มีคลอรีนในปริมาณสูง ก๊าซชนิดนี้เองที่ทำลายก๊าซซึ่งจำเป็นต่อการปกป้องโลก

โลกได้ผ่านช่วงที่เกิดการระเบิดของภูเขาไฟ นอกจากนี้ยังส่งผลเสียต่อความหนาของชั้นโอโซนด้วย การปล่อยก๊าซเรือนกระจกออกสู่ชั้นบรรยากาศได้ทำลายชั้นสตราโตสเฟียร์ที่บางอยู่แล้ว การปล่อยฟรีออนสู่อากาศเป็นอีกสาเหตุหนึ่งที่ทำให้ชั้นป้องกันของโลกบางลง

หลุมโอโซนจะหายไปทันทีที่ดวงอาทิตย์เริ่มส่องแสงและมีปฏิกิริยากับออกซิเจน เนื่องจากกระแสอากาศ ก๊าซจึงลอยขึ้นและเติมเต็มช่องว่างที่เกิดขึ้น ทฤษฎีนี้พิสูจน์ว่าการไหลเวียนของโอโซนมีความคงที่และหลีกเลี่ยงไม่ได้

สาเหตุอื่นของหลุมโอโซน

แม้ว่ากระบวนการทางเคมีจะมีบทบาทสำคัญในการก่อตัวของหลุมโอโซน แต่ผลกระทบของมนุษย์ต่อธรรมชาติก็ก่อให้เกิดข้อกำหนดเบื้องต้นหลัก อะตอมของคลอรีนที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติไม่ใช่เพียงสารเดียวที่เป็นอันตรายต่อโอโซน ก๊าซยังถูกทำลายจากการสัมผัสกับไฮโดรเจน โบรมีน และออกซิเจน สาเหตุของการปรากฏตัวของสารประกอบเหล่านี้ในอากาศอยู่ในกิจกรรมของมนุษย์บนโลก ข้อกำหนดเบื้องต้นคือ:

  • การทำงานของโรงงานและโรงงาน
  • ขาดสิ่งอำนวยความสะดวกในการรักษา
  • การปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากโรงไฟฟ้าพลังความร้อน

การระเบิดของนิวเคลียร์ส่งผลเสียต่อความสมบูรณ์ของบรรยากาศ ผลที่ตามมายังคงส่งผลกระทบต่อระบบนิเวศของโลก ในขณะที่เกิดการระเบิดจะเกิดไนโตรเจนออกไซด์จำนวนมหาศาลซึ่งเพิ่มขึ้นทำลายก๊าซที่ปกป้องโลกจากรังสี การทดสอบกว่า 20 ปี มีการปล่อยสารนี้มากกว่าสามล้านตันออกสู่ชั้นบรรยากาศ

เครื่องบินเจ็ตมีผลกระทบทำลายล้างต่อชั้นโอโซน เมื่อเชื้อเพลิงเผาไหม้ในกังหัน ไนโตรเจนออกไซด์จะถูกปล่อยออกมา พวกมันจะเข้าสู่ชั้นบรรยากาศโดยตรงและทำลายโมเลกุลของก๊าซ ในปัจจุบัน จากการปล่อยสารนี้นับล้านตัน หนึ่งในสามมาจากเครื่องบิน

ดูเหมือนว่าปุ๋ยแร่จะไม่เป็นอันตรายและมีประโยชน์ แต่ในความเป็นจริงแล้วปุ๋ยแร่ก็ส่งผลเสียต่อบรรยากาศด้วย เมื่อทำปฏิกิริยากับแบคทีเรีย พวกมันจะถูกแปรรูปเป็นไนตรัสออกไซด์ จากนั้นภายใต้อิทธิพลของปฏิกิริยาเคมี พวกมันจะเปลี่ยนรูปร่างและกลายเป็นออกไซด์

ดังนั้นหลุมโอโซนจึงไม่เพียงแต่เกิดจากปรากฏการณ์ทางธรรมชาติเท่านั้น แต่ยังรวมถึงผลกระทบของมนุษย์ต่อสิ่งแวดล้อมด้วย การตัดสินใจแบบฉับพลันอาจนำไปสู่ผลลัพธ์ที่ไม่คาดคิดได้

เหตุใดการหายไปของชั้นโอโซนรอบโลกจึงเป็นอันตราย?

ดวงอาทิตย์เป็นแหล่งความร้อนและแสงสว่างสำหรับทุกสิ่งบนโลก สัตว์ พืช และมนุษย์เจริญเติบโตได้ดีด้วยรังสีที่ให้ชีวิต ผู้คนในโลกยุคโบราณตั้งข้อสังเกตเรื่องนี้ซึ่งถือว่า Sun God เป็นไอดอลหลัก แต่ดาวดวงนี้ก็สามารถเป็นสาเหตุของการตายของชีวิตบนโลกได้เช่นกัน

ผ่านหลุมโอโซนที่เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของมนุษย์และธรรมชาติ รังสีดวงอาทิตย์สามารถไปถึงโลกและเผาทำลายทุกสิ่งที่เคยหล่อเลี้ยงมา ผลที่ตามมาที่เป็นอันตรายต่อมนุษย์นั้นชัดเจน นักวิทยาศาสตร์พบว่าหากก๊าซป้องกันหรือชั้นของก๊าซบางลงหนึ่งเปอร์เซ็นต์ ผู้ป่วยโรคมะเร็งก็จะปรากฏขึ้นบนโลกอีกเจ็ดพันราย ประการแรก ผิวหนังของผู้คนจะได้รับผลกระทบ จากนั้นจึงกระทบต่ออวัยวะอื่นๆ

ผลที่ตามมาของการก่อตัวของหลุมโอโซนไม่เพียงส่งผลกระทบต่อมนุษยชาติเท่านั้น พืชพรรณต้องทนทุกข์ทรมานเช่นเดียวกับสัตว์และผู้ที่อาศัยอยู่ในทะเลลึก การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่เป็นผลโดยตรงจากกระบวนการที่เกิดขึ้นในดวงอาทิตย์และในชั้นบรรยากาศ

วิธีการแก้ไขปัญหา

สาเหตุของการปรากฏตัวของหลุมโอโซนในชั้นบรรยากาศนั้นมีหลากหลาย แต่สรุปได้เป็นข้อเท็จจริงที่สำคัญประการหนึ่ง นั่นคือ กิจกรรมของมนุษย์ที่ไร้ความคิดและวิธีแก้ปัญหาทางเทคโนโลยีใหม่ ๆ ฟรีออนที่เข้าสู่ชั้นบรรยากาศและทำลายชั้นป้องกันเป็นผลจากการเผาไหม้ของสารเคมีต่างๆ

เพื่อหยุดกระบวนการเหล่านี้ จำเป็นต้องมีการพัฒนาทางวิทยาศาสตร์ใหม่อย่างสิ้นเชิง ซึ่งจะทำให้สามารถผลิต เชื้อเพลิง ผลิตและบินได้โดยไม่ต้องใช้ไนโตรเจน ฟลูออรีน และโบรมีน รวมถึงอนุพันธ์ของพวกมันด้วย

ปัญหาเกี่ยวข้องกับการผลิตและกิจกรรมทางการเกษตรที่ไม่มีประสิทธิภาพ ถึงเวลาคิดแล้ว:

  • การติดตั้งเครื่องบำบัดบนท่อสูบบุหรี่
  • การเปลี่ยนปุ๋ยเคมีเป็นปุ๋ยอินทรีย์
  • เกี่ยวกับการเปลี่ยนผ่านจากการขนส่งเป็นไฟฟ้า

ตลอดสิบหกปีที่ผ่านมา ตั้งแต่ปี 2000 มีการดำเนินการไปมากมาย นักวิทยาศาสตร์ได้รับผลลัพธ์ที่น่าอัศจรรย์: ขนาดของหลุมโอโซนเหนือทวีปแอนตาร์กติกาลดลงหนึ่งพื้นที่เท่ากับอาณาเขตของอินเดีย

ผลที่ตามมาของทัศนคติที่ไม่ใส่ใจและไม่ตั้งใจต่อสิ่งแวดล้อมกำลังทำให้ตัวเองรู้สึกอยู่แล้ว เพื่อไม่ให้สถานการณ์เลวร้ายยิ่งขึ้น จำเป็นต้องแก้ไขปัญหาในระดับโลก

หลุมขนาดใหญ่ในชั้นโอโซนของโลกนี้ถูกค้นพบในปี 1985 ปรากฏเหนือทวีปแอนตาร์กติกา มีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่าหนึ่งพันกิโลเมตร และพื้นที่ประมาณเก้าล้านตารางกิโลเมตร

ทุกปีในเดือนสิงหาคม หลุมดังกล่าวจะหายไปและเกิดขึ้นราวกับว่าไม่เคยมีช่องว่างโอโซนขนาดใหญ่นี้มาก่อน

หลุมโอโซน--ความหมาย

หลุมโอโซนคือการลดลงหรือไม่มีความเข้มข้นของโอโซนในชั้นโอโซนของโลกอย่างสมบูรณ์ ตามรายงานขององค์การอุตุนิยมวิทยาโลกและทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ที่เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไป ชั้นโอโซนที่ลดลงอย่างมีนัยสำคัญมีสาเหตุมาจากปัจจัยทางมานุษยวิทยาที่เพิ่มมากขึ้น นั่นคือการปล่อยโบรมีนและฟรีออนที่มีคลอรีน

มีสมมติฐานอีกประการหนึ่งซึ่งกระบวนการสร้างรูในชั้นโอโซนนั้นเป็นไปตามธรรมชาติและไม่เกี่ยวข้องกับผลลัพธ์ของกิจกรรมของอารยธรรมมนุษย์

การรวมกันของปัจจัยทำให้ความเข้มข้นของโอโซนในบรรยากาศลดลง สาเหตุหลักประการหนึ่งคือการทำลายโมเลกุลโอโซนในระหว่างการทำปฏิกิริยากับสารต่าง ๆ ที่มาจากธรรมชาติและมานุษยวิทยารวมถึงการไม่มีแสงแดดและรังสีในช่วงฤดูหนาวขั้วโลก ซึ่งรวมถึงกระแสน้ำวนขั้วโลกซึ่งมีความเสถียรเป็นพิเศษและป้องกันการแทรกซึมของโอโซนจากละติจูดวงโคจร และส่งผลให้เกิดเมฆขั้วโลกในชั้นสตราโตสเฟียร์ ซึ่งพื้นผิวของอนุภาคทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับปฏิกิริยาการสลายตัวของโอโซน

ปัจจัยเหล่านี้เป็นเรื่องปกติสำหรับทวีปแอนตาร์กติกา และในอาร์กติก น้ำวนขั้วโลกจะอ่อนลงมากเนื่องจากไม่มีพื้นผิวทวีปอยู่ที่นั่น อุณหภูมิที่นี่จะสูงขึ้นอยู่บ้าง ไม่เหมือนทวีปแอนตาร์กติกา เมฆสตราโตสเฟียร์ขั้วโลกพบได้น้อยในอาร์กติกและมีแนวโน้มที่จะสลายตัวในช่วงต้นฤดูใบไม้ร่วง

โอโซนคืออะไร?

โอโซนเป็นสารพิษที่เป็นอันตรายต่อมนุษย์ ในปริมาณเล็กน้อยจะมีกลิ่นหอมมาก เพื่อให้แน่ใจว่าสิ่งนี้คุณสามารถเดินเล่นในป่าในช่วงที่มีพายุฝนฟ้าคะนอง - ในเวลานั้นคุณจะเพลิดเพลินไปกับอากาศบริสุทธิ์ แต่ต่อมาคุณจะรู้สึกแย่มาก

ภายใต้สภาวะปกติ ในทางปฏิบัติแล้วจะไม่มีโอโซนอยู่ที่ก้นชั้นบรรยากาศของโลก - สารนี้มีอยู่ในสตราโตสเฟียร์ในปริมาณมาก โดยเริ่มจากที่ไหนสักแห่งเหนือพื้นโลกประมาณ 11 กิโลเมตรและขยายไปถึง 50-51 กิโลเมตร ชั้นโอโซนอยู่ด้านบนสุด ซึ่งอยู่เหนือพื้นโลกประมาณ 51 กิโลเมตร ชั้นนี้ดูดซับรังสีอันตรายจากดวงอาทิตย์และปกป้องชีวิตของเราและไม่ใช่แค่ของเราเท่านั้น

ก่อนการค้นพบหลุมโอโซน โอโซนถือเป็นสารที่เป็นพิษต่อชั้นบรรยากาศ เชื่อกันว่าบรรยากาศเต็มไปด้วยโอโซน และนี่คือสาเหตุหลักของ "ปรากฏการณ์เรือนกระจก" ซึ่งจำเป็นต้องดำเนินการบางอย่าง

ในทางกลับกัน มนุษยชาติกำลังพยายามดำเนินการเพื่อฟื้นฟูชั้นโอโซน เนื่องจากชั้นโอโซนเริ่มบางลงทั่วทั้งโลก ไม่ใช่แค่เหนือทวีปแอนตาร์กติกาเท่านั้น

  • หลุมโอโซนคืออะไร?

    ไม่มีความลับใดที่โลกของเรามีเอกลักษณ์เฉพาะในระบบสุริยะ เนื่องจากเป็นดาวเคราะห์ดวงเดียวที่มีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ และต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลกเป็นไปได้ด้วยลูกบอลโอโซนป้องกันพิเศษซึ่งครอบคลุมโลกของเราที่ระดับความสูง 20-50 กม. โอโซนคืออะไรและทำไมจึงจำเป็น? คำว่า "โอโซน" แปลมาจากภาษากรีกว่า "กลิ่น" เพราะเป็นกลิ่นที่เราสัมผัสได้ โอโซนเป็นก๊าซสีน้ำเงินที่ประกอบด้วยโมเลกุลไตรอะตอม ซึ่งมีออกซิเจนเข้มข้นมากกว่าเดิม โอโซนมีความสำคัญอย่างมาก เนื่องจากเป็นสิ่งที่ปกป้องโลกจากอันตรายของรังสีอัลตราไวโอเลตที่มาจากดวงอาทิตย์ น่าเสียดายที่ผู้คนอย่างเราไม่ได้ชื่นชมสิ่งที่ธรรมชาติสร้างขึ้น (หรือพระเจ้า) เป็นเวลาหลายพันล้านปี และผลลัพธ์ประการหนึ่งของกิจกรรมการทำลายล้างของมนุษย์ก็คือการปรากฏตัวของหลุมโอโซน ซึ่งเราจะพูดถึงในบทความของวันนี้

    หลุมโอโซนคืออะไร?

    ขั้นแรก เรามานิยามแนวคิดของ "หลุมโอโซน" และความหมายคืออะไร ความจริงก็คือหลายคนเข้าใจผิดคิดว่าหลุมโอโซนเป็นหลุมบางประเภทในชั้นบรรยากาศของโลกของเรา ซึ่งเป็นสถานที่ที่ไม่มีก้อนโอโซนหายไปโดยสิ้นเชิง ในความเป็นจริง สิ่งนี้ไม่เป็นความจริงทั้งหมด ไม่ใช่ว่าขาดหายไปโดยสิ้นเชิง เพียงแต่ความเข้มข้นของโอโซนในบริเวณที่เกิดหลุมโอโซนนั้นต่ำกว่าที่ควรจะเป็นหลายเท่า เป็นผลให้รังสีอัลตราไวโอเลตเข้าถึงพื้นผิวโลกได้ง่ายขึ้นและออกฤทธิ์ทำลายล้างอย่างแม่นยำในบริเวณหลุมโอโซน

    หลุมโอโซนอยู่ที่ไหน?

    ในกรณีนี้ คำถามตามธรรมชาติจะเกี่ยวกับตำแหน่งของหลุมโอโซน หลุมโอโซนหลุมแรกในประวัติศาสตร์ถูกค้นพบในปี 1985 เหนือทวีปแอนตาร์กติกา ตามที่นักวิทยาศาสตร์ระบุ เส้นผ่านศูนย์กลางของหลุมโอโซนนี้คือ 1,000 กม. นอกจากนี้หลุมโอโซนยังมีพฤติกรรมที่แปลกมาก โดยจะปรากฏขึ้นทุกครั้งในเดือนสิงหาคมและหายไปในช่วงต้นฤดูหนาว และจะกลับมาอีกครั้งในเดือนสิงหาคม

    หลังจากนั้นไม่นาน มีการค้นพบหลุมโอโซนอีกแห่ง แม้ว่าจะมีขนาดเล็กกว่า ก็ถูกค้นพบเหนืออาร์กติก ปัจจุบัน มีการค้นพบหลุมโอโซนเล็กๆ จำนวนมากในสถานที่ต่างๆ แต่หลุมโอโซนเหนือทวีปแอนตาร์กติกากลับเข้ามาเป็นผู้นำในเรื่องขนาดของหลุมดังกล่าว

    ภาพถ่ายหลุมโอโซนเหนือทวีปแอนตาร์กติกา

    หลุมโอโซนเกิดขึ้นได้อย่างไร?

    ความจริงก็คือที่ขั้วเนื่องจากอุณหภูมิต่ำที่นั่น เมฆชั้นสตราโตสเฟียร์จึงก่อตัวขึ้นซึ่งมีผลึกน้ำแข็ง เมื่อเมฆเหล่านี้สัมผัสกับโมเลกุลคลอรีนที่เข้าสู่บรรยากาศจะเกิดก๊าซคลอรีนทั้งชุดซึ่งเป็นผลมาจากการทำลายโมเลกุลโอโซนทำให้ปริมาณของมันในบรรยากาศลดลง และเป็นผลให้เกิดหลุมโอโซนขึ้น

    สาเหตุของหลุมโอโซน

    หลุมโอโซนเกิดจากอะไร? มีสาเหตุหลายประการสำหรับปรากฏการณ์นี้ และที่สำคัญที่สุดคือมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม โรงงาน โรงงาน โรงไฟฟ้าก๊าซไอเสียหลายแห่งปล่อยก๊าซสู่ชั้นบรรยากาศ รวมถึงคลอรีนที่โชคร้าย และเมื่อเข้าสู่ปฏิกิริยาเคมีแล้ว ก็ทำให้เกิดความเจริญในชั้นบรรยากาศ

    นอกจากนี้ การปรากฏตัวของหลุมโอโซนยังได้รับการอำนวยความสะดวกอย่างมากจากการทดสอบนิวเคลียร์ที่ดำเนินการในศตวรรษที่ผ่านมา ในระหว่างการระเบิดของนิวเคลียร์ ไนโตรเจนออกไซด์จะเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ ซึ่งเมื่อเกิดปฏิกิริยาเคมีกับโอโซนก็จะทำลายบรรยากาศไปด้วย

    เครื่องบินที่บินอยู่ในเมฆมีส่วนทำให้เกิดหลุมโอโซนด้วย เนื่องจากแต่ละเที่ยวบินจะปล่อยไนโตรเจนออกไซด์ชนิดเดียวกันออกสู่ชั้นบรรยากาศ ซึ่งเป็นอันตรายต่อลูกบอลโอโซนที่ป้องกันของเรา

    ผลที่ตามมาของหลุมโอโซน

    แน่นอนว่าผลที่ตามมาของการขยายตัวของหลุมโอโซนนั้นไม่ใช่สีดอกกุหลาบมากนัก เนื่องจากรังสีอัลตราไวโอเลตที่เพิ่มขึ้น จำนวนผู้ที่เป็นมะเร็งผิวหนังอาจเพิ่มขึ้น นอกจากนี้ภูมิคุ้มกันโดยทั่วไปของบุคคลจะลดลงซึ่งนำไปสู่โรคอื่นๆ อีกมากมาย อย่างไรก็ตาม ไม่เพียงแต่ผู้คนเท่านั้นที่สามารถทนทุกข์ทรมานจากรังสีอัลตราไวโอเลตที่เพิ่มขึ้นผ่านหลุมโอโซน แต่ยังรวมถึงผู้ที่อาศัยอยู่ในชั้นบนของมหาสมุทรด้วย เช่น กุ้ง ปู สาหร่าย เหตุใดหลุมโอโซนจึงเป็นอันตรายต่อพวกเขา? ปัญหาเดียวกันกับภูมิคุ้มกัน

    วิธีจัดการกับหลุมโอโซน

    นักวิทยาศาสตร์ได้เสนอวิธีแก้ปัญหาหลุมโอโซนดังต่อไปนี้:

    • เริ่มควบคุมการปล่อยสารเคมีทำลายโอโซนสู่ชั้นบรรยากาศ
    • เริ่มฟื้นฟูปริมาณโอโซนทีละส่วนในบริเวณที่เกิดหลุมโอโซน การทำเช่นนี้โดยใช้เครื่องบินที่ระดับความสูง 12-30 กม. พ่นโอโซนเป็นชิ้น ๆ สู่ชั้นบรรยากาศ ข้อเสียของวิธีนี้คือต้องใช้ต้นทุนทางเศรษฐกิจจำนวนมาก และน่าเสียดายที่เทคโนโลยีสมัยใหม่ไม่สามารถพ่นโอโซนจำนวนมากสู่ชั้นบรรยากาศในแต่ละครั้งได้

    หลุมโอโซน วีดีโอ

    และโดยสรุปเป็นสารคดีที่น่าสนใจเกี่ยวกับหลุมโอโซน

  • หลุมโอโซน - "ลูก" ของกระแสน้ำวนในสตราโตสเฟียร์

    แม้ว่าจะมีโอโซนเพียงเล็กน้อยในบรรยากาศสมัยใหม่ - ไม่เกินหนึ่งในสามในล้านของก๊าซอื่น ๆ - บทบาทของมันมีขนาดใหญ่มาก: มันชะลอการแผ่รังสีอัลตราไวโอเลตอย่างหนัก (ส่วนคลื่นสั้นของสเปกตรัมแสงอาทิตย์) ซึ่งทำลายโปรตีนและนิวคลีอิก กรด นอกจากนี้ โอโซนในชั้นสตราโตสเฟียร์ยังเป็นปัจจัยทางภูมิอากาศที่สำคัญที่กำหนดการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศในระยะสั้นและในท้องถิ่น

    อัตราการเกิดปฏิกิริยาการทำลายโอโซนขึ้นอยู่กับตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งอาจเป็นได้ทั้งออกไซด์ในชั้นบรรยากาศตามธรรมชาติหรือสารที่ปล่อยออกมาสู่ชั้นบรรยากาศอันเป็นผลมาจากภัยพิบัติทางธรรมชาติ (เช่น การปะทุของภูเขาไฟอย่างรุนแรง) อย่างไรก็ตาม ในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ผ่านมา มีการค้นพบว่าสารที่มีต้นกำเนิดทางอุตสาหกรรมสามารถทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในปฏิกิริยาการทำลายโอโซนได้ และมนุษยชาติก็เริ่มกังวลอย่างมาก...

    โอโซน (O3) เป็นรูปแบบโมเลกุลของออกซิเจนที่ค่อนข้างหายากซึ่งประกอบด้วยอะตอมสามอะตอม แม้ว่าจะมีโอโซนเพียงเล็กน้อยในบรรยากาศสมัยใหม่ - ไม่เกินหนึ่งในสามในล้านของก๊าซอื่น ๆ - บทบาทของมันมีขนาดใหญ่มาก: มันปิดกั้นรังสีอัลตราไวโอเลตอย่างหนัก (ส่วนคลื่นสั้นของสเปกตรัมแสงอาทิตย์) ซึ่งทำลายโปรตีนและนิวคลีอิก กรด ดังนั้น ก่อนที่จะมีการสังเคราะห์ด้วยแสง และตามด้วยออกซิเจนอิสระและชั้นโอโซนในชั้นบรรยากาศ ชีวิตจึงมีอยู่ในน้ำเท่านั้น

    นอกจากนี้ โอโซนในชั้นสตราโตสเฟียร์ยังเป็นปัจจัยทางภูมิอากาศที่สำคัญที่กำหนดการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศในระยะสั้นและในท้องถิ่น โดยการดูดซับรังสีดวงอาทิตย์และถ่ายโอนพลังงานไปยังก๊าซอื่น ๆ โอโซนจะทำให้ชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ร้อนขึ้น และด้วยเหตุนี้จึงควบคุมธรรมชาติของกระบวนการความร้อนและวงกลมของดาวเคราะห์ทั่วทั้งชั้นบรรยากาศ

    ภายใต้สภาวะทางธรรมชาติ โมเลกุลโอโซนที่ไม่เสถียรจะเกิดขึ้นและสลายตัวภายใต้อิทธิพลของปัจจัยต่างๆ ของการมีชีวิตและไม่มีชีวิต และในกระบวนการวิวัฒนาการอันยาวนาน กระบวนการนี้ได้มาถึงจุดสมดุลแบบไดนามิกที่แน่นอน อัตราการเกิดปฏิกิริยาการทำลายโอโซนขึ้นอยู่กับตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งอาจเป็นได้ทั้งออกไซด์ในชั้นบรรยากาศตามธรรมชาติหรือสารที่ปล่อยออกมาสู่ชั้นบรรยากาศอันเป็นผลมาจากภัยพิบัติทางธรรมชาติ (เช่น การปะทุของภูเขาไฟอย่างรุนแรง)

    อย่างไรก็ตาม ในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ผ่านมา มีการค้นพบว่าสารที่มีต้นกำเนิดทางอุตสาหกรรมสามารถใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในปฏิกิริยาการทำลายโอโซนได้ และมนุษยชาติก็มีความกังวลอย่างมาก ความคิดเห็นของสาธารณชนรู้สึกตื่นเต้นเป็นพิเศษกับการค้นพบสิ่งที่เรียกว่า “หลุม” โอโซนเหนือทวีปแอนตาร์กติกา

    "หลุม" เหนือทวีปแอนตาร์กติกา

    การสูญเสียชั้นโอโซนที่เห็นได้ชัดเจนเหนือแอนตาร์กติกา - หลุมโอโซน - ถูกค้นพบครั้งแรกเมื่อปี 2500 ระหว่างปีธรณีฟิสิกส์สากล เรื่องราวที่แท้จริงของเธอเริ่มต้นขึ้นใน 28 ปีต่อมาด้วยบทความในนิตยสารฉบับเดือนพฤษภาคม ธรรมชาติโดยที่แนะนำว่าสาเหตุของสปริงที่ผิดปกติถึงขั้นต่ำเหนือทวีปแอนตาร์กติกาคือมลพิษทางอุตสาหกรรม (รวมถึงฟรีออน) ในชั้นบรรยากาศ (ฟาร์แมน และคณะ, 1985).

    พบว่าหลุมโอโซนเหนือทวีปแอนตาร์กติกามักจะปรากฏขึ้นทุกๆ สองปี นานประมาณสามเดือนแล้วหายไป มันอาจจะดูเหมือนไม่ใช่หลุมทะลุ แต่เป็นการยุบตัว ดังนั้นจึงเป็นการถูกต้องมากกว่าที่จะพูดถึง "การหย่อนคล้อยของชั้นโอโซน" น่าเสียดายที่การศึกษาหลุมโอโซนในเวลาต่อมาทั้งหมดมีจุดมุ่งหมายเพื่อพิสูจน์ต้นกำเนิดจากมนุษย์เป็นหลัก (Roan, 1989)

    โอโซนหนึ่งมิลลิเมตร โอโซนในบรรยากาศเป็นชั้นทรงกลมที่มีความหนาประมาณ 90 กม. เหนือพื้นผิวโลก และโอโซนในชั้นนั้นมีการกระจายไม่สม่ำเสมอ ก๊าซนี้ส่วนใหญ่กระจุกอยู่ที่ระดับความสูง 26–27 กม. ในเขตร้อน ที่ระดับความสูง 20–21 กม. ในละติจูดกลาง และที่ระดับความสูง 15–17 กม. ในบริเวณขั้วโลก
    ปริมาณโอโซนทั้งหมด (TOC) เช่น ปริมาณโอโซนในคอลัมน์ชั้นบรรยากาศที่จุดใดจุดหนึ่ง วัดจากการดูดซับและการแผ่รังสีแสงอาทิตย์ หน่วยที่เรียกว่าด็อบสัน (D.U.) ใช้เป็นหน่วยวัดซึ่งสอดคล้องกับความหนาของชั้นโอโซนบริสุทธิ์ที่ความดันปกติ (760 มม. ปรอท) และอุณหภูมิ 0 ° C หนึ่งร้อยหน่วยด็อบสันสอดคล้องกับความหนาของ ชั้นโอโซน 1 มม.
    ปริมาณโอโซนในบรรยากาศมีการเปลี่ยนแปลงรายวัน ฤดูกาล รายปี และระยะยาว ด้วยค่า TO เฉลี่ยทั่วโลกที่ 290 DU ความหนาของชั้นโอโซนจึงแตกต่างกันอย่างมาก - ตั้งแต่ 90 ถึง 760 DU
    ปริมาณโอโซนในชั้นบรรยากาศได้รับการตรวจสอบโดยเครือข่ายทั่วโลกที่ประกอบด้วยสถานีวัดโอโซโนมิเตอร์ภาคพื้นดินประมาณหนึ่งร้อยห้าสิบสถานี ซึ่งมีการกระจายอย่างไม่สม่ำเสมอทั่วพื้นที่ภาคพื้นดิน เครือข่ายดังกล่าวไม่สามารถตรวจจับความผิดปกติในการกระจายตัวของโอโซนทั่วโลกได้ แม้ว่าขนาดเส้นตรงของความผิดปกติดังกล่าวจะสูงถึงหลายพันกิโลเมตรก็ตาม ข้อมูลรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับโอโซนได้มาจากอุปกรณ์ออพติกที่ติดตั้งบนดาวเทียมโลกเทียม
    ควรสังเกตว่าการลดลงของโอโซนทั้งหมด (TO) ในตัวมันเองเล็กน้อยนั้นไม่ถือเป็นหายนะ โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ละติจูดกลางและละติจูดสูง เนื่องจากเมฆและละอองลอยสามารถดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตได้เช่นกัน ในไซบีเรียตอนกลางซึ่งมีวันมีเมฆมาก ปริมาณรังสีอัลตราไวโอเลตยังไม่เพียงพอ (ประมาณ 45% ของเกณฑ์ทางการแพทย์)

    ปัจจุบัน มีสมมติฐานที่แตกต่างกันเกี่ยวกับกลไกทางเคมีและไดนามิกของการก่อตัวของหลุมโอโซน อย่างไรก็ตาม ข้อเท็จจริงที่ทราบหลายประการไม่สอดคล้องกับทฤษฎีทางเคมีมานุษยวิทยา ตัวอย่างเช่น การเพิ่มขึ้นของระดับโอโซนในชั้นสตราโตสเฟียร์ในบางภูมิภาค

    นี่คือคำถามที่ "ไร้เดียงสา" ที่สุด: เหตุใดหลุมจึงก่อตัวในซีกโลกใต้แม้ว่าฟรีออนจะถูกสร้างขึ้นทางตอนเหนือแม้ว่าจะไม่ทราบว่ามีการสื่อสารทางอากาศระหว่างซีกโลกในเวลานี้หรือไม่

    การสูญเสียชั้นโอโซนเหนือทวีปแอนตาร์กติกาอย่างเห็นได้ชัดนั้นถูกค้นพบครั้งแรกเมื่อปี 1957 และสามทศวรรษต่อมาก็มีการกล่าวโทษอุตสาหกรรม

    ไม่มีทฤษฎีใดที่มีอยู่บนพื้นฐานของการวัด TOC โดยละเอียดในวงกว้างและการศึกษากระบวนการที่เกิดขึ้นในสตราโตสเฟียร์ เป็นไปได้ที่จะตอบคำถามเกี่ยวกับระดับการแยกชั้นสตราโตสเฟียร์ขั้วโลกเหนือแอนตาร์กติการวมถึงคำถามอื่น ๆ อีกจำนวนหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับปัญหาการก่อตัวของหลุมโอโซนด้วยความช่วยเหลือของวิธีการใหม่ในการติดตามการไหลของอากาศ การเคลื่อนไหวที่เสนอโดย V. B. Kashkin (Kashkin, Sukhinin, 2001; Kashkin และคณะ, 2002).

    ติดตามการไหลของอากาศในโทรโพสเฟียร์ (สูงถึง 10 กม.) เป็นเวลานานโดยการสังเกตการเคลื่อนที่ของเมฆที่แปลและหมุนได้ โอโซนในความเป็นจริงก็เป็น "เมฆ" ขนาดมหึมาปกคลุมพื้นผิวโลกด้วย และด้วยการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่น เราสามารถตัดสินการเคลื่อนที่ของมวลอากาศที่สูงกว่า 10 กม. ได้ เช่นเดียวกับที่เรารู้ทิศทางของลมโดยดูที่ ท้องฟ้ามีเมฆมากในวันที่มีเมฆมาก เพื่อวัตถุประสงค์เหล่านี้ ควรวัดความหนาแน่นของโอโซนที่จุดตารางเชิงพื้นที่ในช่วงเวลาที่กำหนด เช่น ทุก 24 ชั่วโมง ด้วยการติดตามการเปลี่ยนแปลงของสนามโอโซน คุณสามารถประมาณมุมการหมุนต่อวัน ทิศทางและความเร็วของการเคลื่อนที่ได้

    แบนฟรีออน - ใครชนะ? ในปี 1973 ชาวอเมริกัน S. Rowland และ M. Molina ค้นพบว่าอะตอมของคลอรีนที่ปล่อยออกมาจากสารเคมีเทียมที่ระเหยได้บางชนิดภายใต้อิทธิพลของรังสีดวงอาทิตย์สามารถทำลายโอโซนในชั้นสตราโตสเฟียร์ได้ พวกเขามอบหมายบทบาทนำในกระบวนการนี้ให้กับสิ่งที่เรียกว่าฟรีออน (คลอโรฟลูออโรคาร์บอน) ซึ่งในเวลานั้นมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในตู้เย็นในครัวเรือน, เครื่องปรับอากาศ, เป็นก๊าซขับเคลื่อนในละอองลอย ฯลฯ ในปี 1995 นักวิทยาศาสตร์เหล่านี้ร่วมกับ P ครูตเซนได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีจากการค้นพบของพวกเขา
    มีการกำหนดข้อจำกัดในการผลิตและการใช้คลอโรฟลูออโรคาร์บอนและสารทำลายโอโซนอื่นๆ พิธีสารมอนทรีออลว่าด้วยสารที่ทำให้ชั้นโอโซนหมดสิ้น ซึ่งควบคุมสารประกอบ 95 ชนิด ปัจจุบันมีการลงนามโดยรัฐมากกว่า 180 รัฐ กฎหมายของสหพันธรัฐรัสเซียว่าด้วยการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมยังมีบทความพิเศษที่อุทิศให้กับ
    การปกป้องชั้นโอโซนของโลก การห้ามการผลิตและการบริโภคสารทำลายโอโซนมีผลกระทบร้ายแรงทางเศรษฐกิจและการเมือง ท้ายที่สุด ฟรีออนมีข้อดีหลายประการ: มีความเป็นพิษต่ำเมื่อเทียบกับสารทำความเย็นอื่นๆ มีความเสถียรทางเคมี ไม่ติดไฟ และเข้ากันได้กับวัสดุหลายชนิด ดังนั้นผู้นำในอุตสาหกรรมเคมีโดยเฉพาะในสหรัฐอเมริกาจึงต่อต้านการห้ามดังกล่าวตั้งแต่แรก อย่างไรก็ตาม ต่อมาข้อกังวลของดูปองท์ได้เข้าร่วมการห้าม โดยเสนอการใช้ไฮโดรคลอโรฟลูออโรคาร์บอนและไฮโดรฟลูออโรคาร์บอนเป็นทางเลือกแทนฟรีออน
    ในประเทศตะวันตก “บูม” ได้เริ่มต้นด้วยการเปลี่ยนตู้เย็นและเครื่องปรับอากาศเก่าด้วยตู้เย็นและเครื่องปรับอากาศเก่าที่ไม่มีสารทำลายโอโซน แม้ว่าอุปกรณ์ทางเทคนิคดังกล่าวจะมีประสิทธิภาพต่ำกว่า เชื่อถือได้น้อยกว่า ใช้พลังงานมากกว่า และยังมากกว่าอีกด้วย แพง. บริษัทที่เป็นคนแรกที่ใช้สารทำความเย็นใหม่ได้รับประโยชน์และทำกำไรมหาศาล ในสหรัฐอเมริกาเพียงประเทศเดียว ความสูญเสียจากการห้ามใช้คลอโรฟลูออโรคาร์บอนมีมูลค่าหลายสิบล้านดอลลาร์สหรัฐฯ มีความคิดเห็นว่าสิ่งที่เรียกว่านโยบายการอนุรักษ์โอโซนอาจได้รับแรงบันดาลใจจากเจ้าของบริษัทเคมีภัณฑ์ขนาดใหญ่ เพื่อเสริมสร้างสถานะการผูกขาดในตลาดโลก

    โดยใช้วิธีการใหม่ ศึกษาพลวัตของชั้นโอโซนในปี 2543 เมื่อมีการสังเกตหลุมโอโซนขนาดใหญ่เป็นประวัติการณ์เหนือทวีปแอนตาร์กติกา (Kashkin และคณะ, 2545) ในการทำเช่นนี้ พวกเขาใช้ข้อมูลดาวเทียมเกี่ยวกับความหนาแน่นของโอโซนทั่วทั้งซีกโลกใต้ ตั้งแต่เส้นศูนย์สูตรไปจนถึงขั้วโลก เป็นผลให้พบว่ามีปริมาณโอโซนน้อยที่สุดในใจกลางช่องทางของกระแสน้ำวนที่เรียกว่า circumpolar vortex ซึ่งก่อตัวเหนือขั้วโลกซึ่งเราจะหารือในรายละเอียดด้านล่าง จากข้อมูลเหล่านี้ มีการเสนอสมมติฐานเกี่ยวกับกลไกทางธรรมชาติในการก่อตัวของ "รู" ของโอโซน

    พลวัตระดับโลกของสตราโตสเฟียร์: สมมติฐาน

    กระแสน้ำวนเซอร์คัมโพลาร์เกิดขึ้นเมื่อมวลอากาศในชั้นสตราโตสเฟียร์เคลื่อนที่ไปในทิศทางเส้นแวงและแนวละติจูด สิ่งนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร? ที่เส้นศูนย์สูตรอุ่น สตราโตสเฟียร์จะสูงขึ้น และที่ขั้วเย็นจะต่ำกว่า กระแสลม (รวมถึงโอโซน) ไหลลงมาจากชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ราวกับลงมาจากเนินเขา และเคลื่อนตัวจากเส้นศูนย์สูตรไปยังขั้วโลกเร็วขึ้นและเร็วขึ้น การเคลื่อนที่จากตะวันตกไปตะวันออกเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของแรงโบลิทาร์ที่เกี่ยวข้องกับการหมุนของโลก ผลที่ตามมาคือการไหลของอากาศดูเหมือนจะพันกันเหมือนเส้นด้ายบนแกนหมุนทางซีกโลกใต้และซีกโลกเหนือ

    “แกนหมุน” ของมวลอากาศหมุนตลอดทั้งปีในซีกโลกทั้งสอง แต่จะเด่นชัดมากขึ้นในช่วงปลายฤดูหนาวและต้นฤดูใบไม้ผลิเนื่องจากความสูงของสตราโตสเฟียร์ที่เส้นศูนย์สูตรยังคงไม่เปลี่ยนแปลงเกือบตลอดทั้งปีและที่ขั้ว จะสูงขึ้นในฤดูร้อนและลดลงในฤดูหนาว ซึ่งเป็นช่วงที่มีอากาศหนาวเป็นพิเศษ

    ชั้นโอโซนในละติจูดกลางถูกสร้างขึ้นโดยการไหลเข้าที่รุนแรงจากเส้นศูนย์สูตร เช่นเดียวกับปฏิกิริยาโฟโตเคมีที่เกิดขึ้นในแหล่งกำเนิด แต่โอโซนในบริเวณขั้วโลกมีต้นกำเนิดมาจากเส้นศูนย์สูตรและละติจูดกลางเป็นหลัก และมีปริมาณโอโซนค่อนข้างต่ำ ปฏิกิริยาโฟโตเคมีคอลที่ขั้วโลกซึ่งรังสีดวงอาทิตย์ตกในมุมต่ำดำเนินไปอย่างช้าๆ และโอโซนส่วนสำคัญที่มาจากเส้นศูนย์สูตรก็ถูกทำลายไปตลอดทาง

    จากข้อมูลดาวเทียมเกี่ยวกับความหนาแน่นของโอโซน มีการตั้งสมมติฐานกลไกทางธรรมชาติสำหรับการก่อตัวของหลุมโอโซน

    แต่มวลอากาศไม่ได้เคลื่อนที่ในลักษณะนี้เสมอไป ในฤดูหนาวที่หนาวเย็นที่สุด เมื่อชั้นสตราโตสเฟียร์เหนือขั้วโลกตกลงต่ำมากเหนือพื้นผิวโลก และ "แผ่นเลื่อน" มีความชันเป็นพิเศษ สถานการณ์จะเปลี่ยนไป กระแสน้ำในชั้นสตราโตสเฟียร์ไหลลงมาอย่างรวดเร็วจนใครก็ตามที่เคยดูน้ำไหลผ่านรูในอ่างอาบน้ำจะคุ้นเคยกับเอฟเฟกต์นี้ เมื่อถึงความเร็วที่กำหนด น้ำก็เริ่มหมุนอย่างรวดเร็ว และมีช่องทางที่มีลักษณะเฉพาะเกิดขึ้นรอบ ๆ หลุม ซึ่งสร้างขึ้นโดยแรงเหวี่ยง

    สิ่งที่คล้ายกันเกิดขึ้นในพลวัตระดับโลกของกระแสสตราโตสเฟียร์ เมื่ออากาศในชั้นสตราโตสเฟียร์ไหลด้วยความเร็วสูงเพียงพอ แรงเหวี่ยงเริ่มผลักอากาศออกจากขั้วไปทางละติจูดกลาง เป็นผลให้มวลอากาศเคลื่อนที่จากเส้นศูนย์สูตรและจากขั้วโลกเข้าหากัน ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของ "เพลา" กระแสน้ำวนที่หมุนอย่างรวดเร็วในบริเวณละติจูดกลาง

    การแลกเปลี่ยนอากาศระหว่างเส้นศูนย์สูตรและบริเวณขั้วโลกหยุดลง โอโซนไม่ไหลจากเส้นศูนย์สูตรและจากละติจูดกลางไปยังขั้วโลก นอกจากนี้ โอโซนที่เหลืออยู่ที่ขั้วโลกเช่นเดียวกับในเครื่องหมุนเหวี่ยง จะถูกกดไปทางละติจูดกลางด้วยแรงเหวี่ยง เนื่องจากมันหนักกว่าอากาศ เป็นผลให้ความเข้มข้นของโอโซนภายในช่องทางลดลงอย่างรวดเร็ว - มี "รู" ของโอโซนเกิดขึ้นเหนือขั้วโลกและในละติจูดกลาง - พื้นที่ที่มีปริมาณโอโซนสูงซึ่งสอดคล้องกับ "เพลา" ของกระแสน้ำวน circumpolar

    ในฤดูใบไม้ผลิ สตราโตสเฟียร์ของแอนตาร์กติกจะอุ่นขึ้นและสูงขึ้น - ช่องทางจะหายไป การสื่อสารทางอากาศระหว่างละติจูดกลางและละติจูดสูงได้รับการฟื้นฟู และปฏิกิริยาโฟโตเคมีคอลของการก่อตัวของโอโซนจะถูกเร่งขึ้น หลุมโอโซนกำลังหายไปก่อนฤดูหนาวที่หนาวเย็นเป็นพิเศษที่ขั้วโลกใต้

    มีอะไรอยู่ในอาร์กติก?

    แม้ว่าพลวัตของการไหลของสตราโตสเฟียร์และด้วยเหตุนี้ ชั้นโอโซนในซีกโลกเหนือและซีกโลกใต้จึงมีความคล้ายคลึงกัน แต่หลุมโอโซนจะปรากฏขึ้นเหนือขั้วโลกใต้เป็นครั้งคราวเท่านั้น ไม่มีหลุมโอโซนเหนือขั้วโลกเหนือ เนื่องจากฤดูหนาวอากาศจะอบอุ่นกว่า และชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ไม่เคยลดลงต่ำพอที่จะให้กระแสลมไปถึงความเร็วที่จำเป็นในการสร้างหลุม

    แม้ว่ากระแสน้ำวนทรงกลมก่อตัวในซีกโลกเหนือเช่นกัน แต่ก็ไม่พบหลุมโอโซนที่นั่นเนื่องจากฤดูหนาวที่อากาศอบอุ่นน้อยกว่าในซีกโลกใต้

    มีความแตกต่างที่สำคัญอีกประการหนึ่ง ในซีกโลกใต้ กระแสน้ำวนหมุนรอบตัวเร็วเกือบสองเท่าของซีกโลกเหนือ และนี่ก็ไม่น่าแปลกใจ: แอนตาร์กติกาถูกล้อมรอบด้วยทะเล และมีกระแสน้ำในมหาสมุทรรอบขั้วโลก โดยพื้นฐานแล้ว มวลน้ำและอากาศขนาดยักษ์หมุนไปด้วยกัน ภาพจะแตกต่างออกไปในซีกโลกเหนือ: ในละติจูดกลางมีทวีปที่มีเทือกเขาและการเสียดสีของมวลอากาศบนพื้นผิวโลกไม่อนุญาตให้กระแสน้ำวนเซอร์คัมโพลาร์มีความเร็วสูงเพียงพอ

    อย่างไรก็ตาม ในละติจูดกลางของซีกโลกเหนือ บางครั้งอาจมี “รู” โอโซนขนาดเล็กที่มีต้นกำเนิดต่างกันปรากฏขึ้น พวกเขามาจากที่ไหน? การเคลื่อนที่ของอากาศในสตราโตสเฟียร์ของละติจูดกลางของซีกโลกเหนือที่เป็นภูเขามีลักษณะคล้ายกับการเคลื่อนที่ของน้ำในลำธารตื้นที่มีก้นหินเมื่อมีกระแสน้ำวนจำนวนมากก่อตัวขึ้นบนผิวน้ำ ในละติจูดกลางของซีกโลกเหนือ บทบาทของภูมิประเทศพื้นผิวด้านล่างจะพิจารณาจากความแตกต่างของอุณหภูมิที่ขอบเขตของทวีปและมหาสมุทร เทือกเขา และที่ราบ

    การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็วบนพื้นผิวโลกทำให้เกิดกระแสน้ำในแนวตั้งในชั้นโทรโพสเฟียร์ ลมสตราโตสเฟียร์เมื่อพบกับกระแสเหล่านี้ ทำให้เกิดกระแสน้ำวนที่สามารถหมุนได้ทั้งสองทิศทางด้วยความน่าจะเป็นที่เท่ากัน ภายในพื้นที่เหล่านั้นจะมีพื้นที่ที่มีปริมาณโอโซนต่ำปรากฏขึ้นนั่นคือหลุมโอโซนที่มีขนาดเล็กกว่าที่ขั้วโลกใต้มาก และควรสังเกตว่ามีการค้นพบกระแสน้ำวนที่มีทิศทางการหมุนต่างกันในความพยายามครั้งแรก

    ดังนั้น พลวัตของการไหลของอากาศในชั้นสตราโตสเฟียร์ ซึ่งเราติดตามโดยการสังเกตเมฆโอโซน ทำให้เราสามารถให้คำอธิบายที่น่าเชื่อถือเกี่ยวกับกลไกการก่อตัวของหลุมโอโซนเหนือทวีปแอนตาร์กติกา เห็นได้ชัดว่าการเปลี่ยนแปลงที่คล้ายกันในชั้นโอโซนซึ่งเกิดจากปรากฏการณ์ทางอากาศพลศาสตร์ในชั้นสตราโตสเฟียร์นั้นเกิดขึ้นนานก่อนการกำเนิดของมนุษย์

    ที่กล่าวมาทั้งหมดไม่ได้หมายความว่าฟรีออนและก๊าซอื่น ๆ ที่มีต้นกำเนิดทางอุตสาหกรรมไม่มีผลทำลายล้างต่อชั้นโอโซน อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ยังไม่ทราบว่าความสัมพันธ์ระหว่างปัจจัยทางธรรมชาติและปัจจัยทางมานุษยวิทยาที่มีอิทธิพลต่อการก่อตัวของหลุมโอโซนนั้น เป็นที่ยอมรับไม่ได้ที่จะสรุปผลอย่างเร่งด่วนในประเด็นสำคัญดังกล่าว

    เมื่อเร็ว ๆ นี้หนังสือพิมพ์และนิตยสารเต็มไปด้วยบทความเกี่ยวกับบทบาทของชั้นโอโซนที่ผู้คนหวาดกลัวต่อปัญหาที่อาจเกิดขึ้นในอนาคต คุณสามารถรับฟังจากนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่กำลังจะเกิดขึ้น ซึ่งจะส่งผลเสียต่อทุกชีวิตบนโลก อันตรายที่อาจเกิดขึ้นซึ่งห่างไกลจากมนุษย์จะกลายเป็นเหตุการณ์ที่น่าสยดสยองสำหรับมนุษย์โลกจริงๆ หรือไม่? มนุษยชาติคาดหวังผลที่ตามมาอะไรจากการทำลายชั้นโอโซน?

    กระบวนการก่อตัวและความสำคัญของชั้นโอโซน

    โอโซนเป็นอนุพันธ์ของออกซิเจน ขณะที่อยู่ในสตราโตสเฟียร์ โมเลกุลออกซิเจนจะถูกสัมผัสทางเคมีจากรังสีอัลตราไวโอเลต หลังจากนั้นพวกมันจะสลายตัวเป็นอะตอมอิสระ ซึ่งในทางกลับกัน มีความสามารถในการรวมตัวกับโมเลกุลอื่น ๆ ด้วยปฏิสัมพันธ์ของโมเลกุลออกซิเจนและอะตอมกับวัตถุที่สามสารใหม่จึงเกิดขึ้น - นี่คือวิธีที่โอโซนเกิดขึ้น

    การอยู่ในสตราโตสเฟียร์จะส่งผลต่อระบบการระบายความร้อนของโลกและสุขภาพของประชากร โอโซนเป็น “ผู้พิทักษ์” ดาวเคราะห์ดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตส่วนเกิน อย่างไรก็ตามเมื่อเข้าสู่ชั้นบรรยากาศชั้นล่างในปริมาณมากจะค่อนข้างเป็นอันตรายต่อเผ่าพันธุ์มนุษย์

    การค้นพบที่โชคร้ายของนักวิทยาศาสตร์ - หลุมโอโซนเหนือทวีปแอนตาร์กติกา

    กระบวนการทำลายชั้นโอโซนเป็นประเด็นถกเถียงกันมากในหมู่นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกนับตั้งแต่ปลายทศวรรษที่ 60 ในช่วงหลายปีที่ผ่านมานักอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมเริ่มหยิบยกปัญหาการปล่อยก๊าซเรือนกระจกออกสู่ชั้นบรรยากาศในรูปของไอน้ำและไนโตรเจนออกไซด์ซึ่งผลิตโดยเครื่องยนต์ไอพ่นของจรวดและเครื่องบินโดยสาร ข้อกังวลก็คือไนโตรเจนออกไซด์ที่ปล่อยออกมาจากเครื่องบินที่ระดับความสูง 25 กิโลเมตรซึ่งเป็นจุดที่เกราะป้องกันโลกสามารถทำลายโอโซนได้ ในปี พ.ศ. 2528 การสำรวจแอนตาร์กติกของอังกฤษบันทึกความเข้มข้นของโอโซนในชั้นบรรยากาศเหนือฐานอ่าวฮัลลีลดลง 40%

    หลังจากที่นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ นักวิจัยคนอื่นๆ หลายคนได้ให้ความกระจ่างถึงปัญหานี้ พวกเขาสามารถร่างพื้นที่ที่มีระดับโอโซนต่ำอยู่นอกทวีปทางใต้ได้ ด้วยเหตุนี้ปัญหาการก่อตัวของหลุมโอโซนจึงเริ่มเกิดขึ้น หลังจากนั้นไม่นาน หลุมโอโซนอีกแห่งก็ถูกค้นพบ คราวนี้อยู่ในแถบอาร์กติก แต่มีขนาดเล็กกว่า โดยมีการรั่วไหลของโอโซนถึง 9%

    จากผลการวิจัย นักวิทยาศาสตร์คำนวณว่าในปี 1979-1990 ความเข้มข้นของก๊าซนี้ในชั้นบรรยากาศโลกลดลงประมาณ 5%

    การเสื่อมสภาพของชั้นโอโซน: การปรากฏตัวของหลุมโอโซน

    ความหนาของชั้นโอโซนสามารถอยู่ที่ 3-4 มม. ค่าสูงสุดจะอยู่ที่เสาและค่าต่ำสุดจะอยู่ที่เส้นศูนย์สูตร ความเข้มข้นของก๊าซสูงสุดสามารถพบได้ที่ 25 กิโลเมตรในสตราโตสเฟียร์เหนืออาร์กติก ชั้นหนาแน่นบางครั้งพบได้ที่ระดับความสูงไม่เกิน 70 กม. โดยปกติจะอยู่ในเขตร้อน โทรโพสเฟียร์ไม่มีโอโซนมากนัก เนื่องจากมีความอ่อนไหวสูงต่อการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลและมลพิษประเภทต่างๆ

    ทันทีที่ความเข้มข้นของก๊าซลดลงหนึ่งเปอร์เซ็นต์ ความเข้มของรังสีอัลตราไวโอเลตเหนือพื้นผิวโลกจะเพิ่มขึ้นทันที 2% อิทธิพลของรังสีอัลตราไวโอเลตที่มีต่อสารอินทรีย์ของดาวเคราะห์นั้นเปรียบเทียบกับรังสีไอออไนซ์

    การสูญเสียชั้นโอโซนอาจทำให้เกิดภัยพิบัติที่เกี่ยวข้องกับความร้อนที่มากเกินไป ความเร็วลมและการไหลเวียนของอากาศที่เพิ่มขึ้น ซึ่งอาจนำไปสู่พื้นที่ทะเลทรายใหม่ และลดผลผลิตทางการเกษตร

    พบกับโอโซนในชีวิตประจำวัน

    บางครั้งหลังฝนตก โดยเฉพาะในฤดูร้อน อากาศจะสดชื่นและสบายอย่างผิดปกติ และผู้คนมักพูดว่า "มีกลิ่นเหมือนโอโซน" นี่ไม่ใช่การกำหนดเป็นรูปเป็นร่างเลย ในความเป็นจริง บางส่วนของโอโซนไปถึงชั้นล่างของบรรยากาศด้วยกระแสลม ก๊าซประเภทนี้ถือเป็นโอโซนที่มีประโยชน์ซึ่งนำความรู้สึกสดชื่นเป็นพิเศษมาสู่บรรยากาศ ปรากฏการณ์ดังกล่าวส่วนใหญ่จะสังเกตได้หลังพายุฝนฟ้าคะนอง

    อย่างไรก็ตาม ยังมีโอโซนประเภทหนึ่งที่อันตรายมากซึ่งเป็นอันตรายต่อมนุษย์อย่างยิ่ง ผลิตโดยก๊าซไอเสียและการปล่อยมลพิษทางอุตสาหกรรม และเมื่อสัมผัสกับแสงแดดจะเข้าสู่ปฏิกิริยาโฟโตเคมีคอล เป็นผลให้เกิดการก่อตัวของโอโซนระดับพื้นดินซึ่งเป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์อย่างมาก

    สารที่ทำลายชั้นโอโซน: ผลของฟรีออน

    นักวิทยาศาสตร์ได้พิสูจน์แล้วว่าฟรีออนซึ่งใช้ในการชาร์จตู้เย็นและเครื่องปรับอากาศ รวมถึงกระป๋องสเปรย์จำนวนมาก ทำให้เกิดการทำลายชั้นโอโซน ดังนั้นปรากฎว่าเกือบทุกคนมีส่วนช่วยในการทำลายชั้นโอโซน

    สาเหตุของหลุมโอโซนคือโมเลกุลฟรีออนทำปฏิกิริยากับโมเลกุลโอโซน รังสีแสงอาทิตย์ทำให้ฟรีออนปล่อยคลอรีน ส่งผลให้โอโซนแตกตัวทำให้เกิดอะตอมและออกซิเจนธรรมดา ในสถานที่ที่เกิดปฏิกิริยาดังกล่าว จะเกิดปัญหาการสูญเสียโอโซนและหลุมโอโซนเกิดขึ้น

    แน่นอนว่าอันตรายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดต่อชั้นโอโซนนั้นเกิดจากการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทางอุตสาหกรรม แต่การใช้สารเตรียมที่มีฟรีออนในครัวเรือนไม่ทางใดก็ทางหนึ่งก็ส่งผลกระทบต่อการทำลายโอโซนเช่นกัน

    ปกป้องชั้นโอโซน

    หลังจากที่นักวิทยาศาสตร์บันทึกว่าชั้นโอโซนยังคงถูกทำลายและมีรูโอโซนปรากฏขึ้น นักการเมืองก็เริ่มคิดถึงการอนุรักษ์มันไว้ มีการปรึกษาหารือและการประชุมทั่วโลกเกี่ยวกับประเด็นเหล่านี้ ผู้แทนจากทุกรัฐที่มีอุตสาหกรรมที่พัฒนาแล้วเข้ามามีส่วนร่วม

    ดังนั้นในปี พ.ศ. 2528 จึงมีการนำอนุสัญญาว่าด้วยการคุ้มครองชั้นโอโซนมาใช้ ผู้แทนจากรัฐที่เข้าร่วมการประชุมสี่สิบสี่แห่งลงนามในเอกสารนี้ หนึ่งปีต่อมา มีการลงนามเอกสารสำคัญอีกฉบับที่เรียกว่าพิธีสารมอนทรีออล ตามบทบัญญัติ ควรมีข้อจำกัดที่สำคัญในการผลิตและการบริโภคสารทั่วโลกที่นำไปสู่การทำลายโอโซน

    อย่างไรก็ตาม บางรัฐไม่เต็มใจที่จะปฏิบัติตามข้อจำกัดดังกล่าว จากนั้นจึงกำหนดโควต้าเฉพาะสำหรับการปล่อยก๊าซอันตรายออกสู่ชั้นบรรยากาศสำหรับแต่ละรัฐ

    การปกป้องชั้นโอโซนในรัสเซีย

    ตามกฎหมายรัสเซียปัจจุบัน การคุ้มครองชั้นโอโซนตามกฎหมายถือเป็นหนึ่งในประเด็นที่สำคัญและมีความสำคัญที่สุด กฎหมายที่เกี่ยวข้องกับการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมควบคุมรายการมาตรการป้องกันที่มุ่งปกป้องวัตถุธรรมชาตินี้จากความเสียหาย มลพิษ การทำลายล้าง และการเสื่อมสภาพประเภทต่างๆ ดังนั้น มาตรา 56 ของกฎหมายจึงอธิบายกิจกรรมบางอย่างที่เกี่ยวข้องกับการปกป้องชั้นโอโซนของโลก:

    • องค์กรเพื่อติดตามผลกระทบของหลุมโอโซน
    • การควบคุมการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างต่อเนื่อง
    • การปฏิบัติตามกรอบการกำกับดูแลอย่างเข้มงวดเกี่ยวกับการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่เป็นอันตรายสู่ชั้นบรรยากาศ
    • ควบคุมการผลิตสารประกอบเคมีที่ทำลายชั้นโอโซน
    • การใช้โทษและการลงโทษสำหรับการละเมิดกฎหมาย

    แนวทางแก้ไขที่เป็นไปได้และผลลัพธ์แรก

    คุณควรรู้ว่าหลุมโอโซนไม่ใช่ปรากฏการณ์ถาวร ด้วยการลดปริมาณการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่เป็นอันตรายออกสู่ชั้นบรรยากาศ รูโอโซนจะเริ่มกระชับขึ้นอย่างค่อยเป็นค่อยไป - โมเลกุลโอโซนจากพื้นที่ใกล้เคียงจะถูกเปิดใช้งาน อย่างไรก็ตามในขณะเดียวกันก็มีปัจจัยเสี่ยงอีกประการหนึ่งเกิดขึ้น - พื้นที่ใกล้เคียงขาดโอโซนจำนวนมากชั้นจะบางลง

    นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกยังคงมีส่วนร่วมในการวิจัยและรู้สึกหวาดกลัวกับข้อสรุปที่เยือกเย็น พวกเขาคำนวณว่าหากการมีอยู่ของโอโซนลดลงเพียง 1% ในบรรยากาศชั้นบน มะเร็งผิวหนังก็จะเพิ่มขึ้นถึง 3-6% นอกจากนี้รังสีอัลตราไวโอเลตจำนวนมากจะส่งผลเสียต่อระบบภูมิคุ้มกันของผู้คน พวกเขาจะเสี่ยงต่อการติดเชื้อที่หลากหลายมากขึ้น

    เป็นไปได้ว่าสิ่งนี้อาจอธิบายความจริงที่ว่าในศตวรรษที่ 21 จำนวนเนื้องอกเนื้อร้ายกำลังเพิ่มขึ้น ระดับรังสีอัลตราไวโอเลตที่เพิ่มขึ้นยังส่งผลเสียต่อธรรมชาติอีกด้วย การทำลายเซลล์ในพืชเกิดขึ้น กระบวนการกลายพันธุ์เริ่มต้นขึ้น ซึ่งเป็นผลมาจากการผลิตออกซิเจนน้อยลง

    มนุษยชาติจะรับมือกับความท้าทายที่รออยู่ข้างหน้าได้หรือไม่?

    จากสถิติล่าสุด มนุษยชาติกำลังเผชิญกับภัยพิบัติระดับโลก อย่างไรก็ตาม วิทยาศาสตร์ก็มีรายงานในแง่ดีเช่นกัน หลังจากการนำอนุสัญญาว่าด้วยการคุ้มครองชั้นโอโซนมาใช้ มนุษยชาติทั้งหมดก็เริ่มมีส่วนร่วมในปัญหาการอนุรักษ์ชั้นโอโซน หลังจากการพัฒนามาตรการห้ามและป้องกันหลายประการ สถานการณ์ก็มีเสถียรภาพเล็กน้อย ดังนั้น นักวิจัยบางคนโต้แย้งว่าหากมนุษยชาติทั้งหมดมีส่วนร่วมในการผลิตทางอุตสาหกรรมภายในขอบเขตที่สมเหตุสมผล ปัญหาหลุมโอโซนก็จะสามารถแก้ไขได้สำเร็จ

    หากคุณมีคำถามใด ๆ ทิ้งไว้ในความคิดเห็นด้านล่างบทความ เราหรือผู้เยี่ยมชมของเรายินดีที่จะตอบพวกเขา