Padidėjęs šiltnamio efektą sukeliančių dujų kiekis sukelia klimato kaitos pavojų ozono sluoksniui Arktyje

Stratosferiniai debesys virš Arkties, kaip pastebėta virš Švedijos Kirunos, sukuria idealias sąlygas cheminėms reakcijoms, kurios paverčia chlorą forma, kuri ardo Žemės apsauginį ozono sluoksnį. Nauji tyrimai rodo, kad jei kenksmingų dujų emisija nebus sumažinta, klimato modeliai, kurie prisideda prie tokių debesų susidarymo, pagreitins ozono sluoksnio išeikvojimą. Kreditas: Rossas Salawitchas / UMD

Nauji tyrimai rodo, kad klimato kaita didina ozono sluoksnį Arktyje.

Lenktynės tęsiasi aukštoje Arkties atmosferoje, o ozono sluoksnis, saugantis Žemę nuo kenksmingų ultravioletinių spindulių, pralaimės varžybas, jei šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisija greitai nesumažės.

Naujas tarptautinės mokslininkų grupės, įskaitant Merilando universiteto profesorių Rossą Salavitchą, tyrimas parodė, kad dėl žemo klimato pokyčių, susijusių su klimato atšilimu, Arkties žiemą, kai atmosfera yra aukšta, labai žema temperatūra tampa vis dažnesnė ir ekstremalesnė. Tyrimai rodo, kad ši itin žema temperatūra sukelia žmogaus ore prieš kelis dešimtmečius išleidžiamų chemikalų reakcijas ir lemia didelį ozono sluoksnio išeikvojimą.

Naujos išvados verčia abejoti prielaida, kad ozono nuostoliai bus sustabdyti per dešimtmečius po to, kai 2010 m. Buvo uždrausta gaminti pasaulinius chlorfluorangliavandenilius (CFC) ir ozoną ardančius chemikalus, vadinamus halonais.

Tyrimas, kurį kartu paskelbė UMD, Alfredo Wegenerio instituto Helmholtzo poliarinių ir jūrų tyrimų centras ir Suomijos meteorologijos institutas, buvo paskelbtas žurnale. Gamtos santykiai 2021 m. Birželio 23 d.

“Mes konkuruojame tarpusavyje dėl lėto ir tolygaus CFC sumažėjimo, trunkančio nuo 50 iki 100 metų, o tai lemia greitą siaučiančio sūkurio temperatūros atvėsimą tarp klimato pokyčių”, – sakė Rossas. Salavitchas, UMD Chemijos ir biochemijos katedros Atmosferos ir okeanografijos katedros profesorius ir Tarpdisciplininis Žemės sistemų mokslo centras. “Vis labiau šalta temperatūra sukuria sąlygas KFC padėti ardyti ozono sluoksnį. Taigi, nepaisant laipsniško šių junginių nykimo, ozono sluoksnis Arktyje didėja keičiantis klimatui.”

Nauji tyrimo duomenys užfiksavo žemiausią temperatūrą ir didžiausią ozono sluoksnio ardymą Arkties ašigalyje 2020 m., Pralenkdami ankstesnius rekordus, užfiksuotus 2011 metais prieš devynerius metus.

Poliarinis sūkurys – tai neįprastai žemo slėgio sistema, kuri kiekvieną rudenį susidaro maždaug 12–50 km (7,5–31 mylios) aukštyje Arkties stratosferoje ir žiemą palaikoma skirtingu metu. pavasaris. Karštos ir šaltos žiemos temperatūros schema poliariniame sūkuryje yra labai nepastovi, todėl ne kiekviena žiema yra per šalta.

Tačiau dažna ir itin žemos temperatūros tendencija poliniame sūkuryje yra aktuali tyrėjams, nes šios sąlygos prisideda prie debesų susidarymo ir tai prisideda prie ozono nuostolių poliarinėje stratosferoje.

Didžioji dalis chloro ir bromo stratosferoje atsiranda dėl CFC, halonų ir kitų ozoną ardančių medžiagų skaidymo. Paprastai chloras Arkties poliariniame sūkuryje nėra reaktyvus, tačiau debesys sukuria tinkamas sąlygas, kad chloras pakeistų formą ir reaguotų su bromu bei saulės spinduliais sunaikindamas ozoną.

Nepaisant staigaus pramoninės CFC ir halonų gamybos sumažėjimo po Monrealio protokolo 1987 m. Ir pasaulinio draudimo, kuris įvyko 2010 m., Šių ilgalaikių junginių atmosferoje vis dar gausu. Pasaulio meteorologijos organizacijos duomenimis, žmogaus sukurtas atmosferos chloras ir bromas šio amžiaus pabaigoje nesumažės žemiau 50 procentų didžiausio lygio.

Norėdami nustatyti, ką ši situacija reiškia ateičiai, mokslininkai prognozavo ozono nuostolius iki 2100 m., Remdamiesi ilgalaike poliarinio sūkurio temperatūros tendencija ir numatomu chloro ir bromo junginių sumažėjimu. Savo prognozes jie grindė 53 geriausių klimato modelių, kuriuos naudojo Tarpvyriausybinė klimato kaitos komisija, rezultatais.

“Visi mūsų apžvelgti klimato modeliai, išskyrus vieną, parodė, kad labai šalta žiema poliariniame sūkuryje laikui bėgant atvėsta”, – sakė Salavitchas. “Ir kuo daugiau išmetama šiltnamio efektą sukeliančių dujų, tuo didesnė tendencija, o tai reiškia ozono sluoksnio sumažėjimą”.

Sujungę šias prognozes su pastarųjų 56 metų meteorologinių duomenų analize, mokslininkai patvirtino, kad Arktyje jau pastebima stratosferos temperatūros mažėjimo tendencija, taigi ir ozono nuostolių didėjimas. Be to, jų stebėjimai rodo, kad šios tendencijos vyksta pagal greičiausius klimato modelius.

“Mes sakėme, kad traukiniai ateina daugelį metų”, – sakė Salavitchas, remdamasis tyrimų straipsniais, kurie parodė, kad 2004 ir 2006 m. Arktyje buvo ypač šaltos žiemos. “Dabar matėme traukinį, kuriame 2011 ir 2020 m. Rekordiškai sumažėjo ozono sluoksnis. Taigi šis straipsnis yra įspėjamasis signalas, kad atmosferoje vyksta kažkas labai svarbaus ozono atmosferai, tai tarsi šiltnamio efektą sukeliančios dujos”, – sakė jis. “

Salavitchas ir jo kolegos iki šiol iki galo nesupranta, kaip šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimo padidėjimas ir pasaulinė klimato kaita sukelia labai šaltas žiemas poliarinio sūkurio stratosferoje. Tačiau kai kurie pagrindiniai mechanizmai yra suprantami. Visuotinis atšilimas vyksta iš dalies dėl to, kad šiltnamio efektą sukeliančios dujos palaiko šilumą arti Žemės paviršiaus, leidžiančios atvėsti viršutiniams stratosferos sluoksniams, kuriuose yra ozono sluoksnis. Paviršiaus atšilimas suteikia vėjo pranašumų, ir mokslininkai prognozuoja, kad dėl šių pokyčių poliariniame sūkuryje taip pat bus žemesnė temperatūra.

Tyrėjai taip pat pažymi, kad pastaraisiais metais metano, daug stipresnės šiltnamio efektą sukeliančios dujos, nei anglies dioksidas, žemoje atmosferoje sparčiai daugėja. Šios dujos, patekusios į stratosferą, padidina drėgmę, todėl Arktyje susidaro sąlygos, sukeliančios ozoną ardančias chemines reakcijas.

Kadangi ozonas filtruoja didžiąją dalį potencialiai kenksmingos saulės ultravioletinės spinduliuotės, išeikvotas ozono sluoksnis virš Arkties, kai poliarinis sūkurys skęsta į pietus, gali sukelti daugiau UV spindulių Žemę visoje Europoje, Šiaurės Amerikoje ir Azijoje.

Tyrėjų teigimu, yra vilties ateityje išvengti ozono sluoksnio išeikvojimo. Jų tyrimai rodo, kad gerokai sumažinus šiltnamio efektą sukeliančių dujų kiekį per ateinantį dešimtmetį, gali nuolat mažėti sąlygos, patvirtinančios didelius ozono nuostolius Arkties stratosferoje.

Informacija: „Klimato kaita palaiko didelį sezoninį Arkties ozono praradimą“ Peteris von der Gatenas, Riegel Kiwi, Ingo Vohltmannas, Rossas J. Salavitchas ir Marcusas Rexas, 2021 m. Birželio 23 d., Gamtos santykiai.
DOI: 10.1038 / s41467-021-24089-6

Šį darbą parėmė NASA Atmosferos sudėties ir modeliavimo programa (apdovanojimas Nr. 80NSSC19K0983) ir Daugiadisciplininė dreifų observatorijos (MOSAiC) ekspedicija į Arkties klimato tyrimus. Šio straipsnio turinys nebūtinai atspindi šių organizacijų nuomonę.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Nuodingos kempinės apsaugo nuodingus paukščius ir varles nuo savo toksinų

Auksinė nuodų varlė, Phyllobates terribilis. Kreditas: Chris Wellner, Smithsonian nacionalinis zoologijos sodas Kalifornijos universiteto, San Francisko (UCSF), Stanfordo universiteto ir Kalifornijos mokslų akademijos (CAS)...

Didelė pažanga švarios energijos kuro elementų reakcijų srityje

Žinant geležies atomų tankį ir vietos dinamiką, pasiekiamas efektyvumo lygis kuro elementų oksidacijos reakcijoje, kuri niekada nebuvo realizuota. Kreditas: Teksaso universitetas Austine /...

Astronomai atranda mažytę uolėtą planetą – tik pusę Veneros masės

Šis grafinis simbolis rodo L 98-59b, vieną iš L 98-59 35 šviesmečių sistemos planetų. Sistemoje yra keturios patvirtintos uolienų planetos, kurios gali atsirasti...

Du antihipertenziniai vaistai apsaugo nuo tos pačios širdies ligos, bet skirtingo šalutinio poveikio

Analizuojant beveik 3 milijonus pacientų, vartojusių pirmuosius kraujospūdį mažinančius vaistus, angiotenzino receptorių blokatoriai (ARB) buvo tokie pat geri kaip ir angiotenziną konvertuojančių fermentų (AKF)...

Ličio jonų akumuliatorių „įkūrėjas“ padeda savo atradimu išspręsti 40 metų senumo problemą

Ličio jonų akumuliatorių su SNS neutronais įkūrėjas patvirtino, kad katodo medžiaga (mėlyna) be ličio niobio oksido (šviesiai žalia) žymiai sumažino pirmojo ciklo energijos nuostolius...

Newsletter

Subscribe to stay updated.