يؤكد قياس جديد: الأوزون قادم عودة

تكبير / كل عام ثقب الأوزون يختلف قليلا. ناسا

بروتوكول مونتريال ، الذي دخل حيز التنفيذ في عام 1989 ، أمر نادر الحدوث مثال على اتفاقية عالمية لحل مشكلة عالمية: إطلاق كميات هائلة من المواد الكيميائية المدمرة للأوزون الغلاف الجوي. في العقود التي تلت ذلك ، ومع ذلك ، فإن التغييرات في الأوزون لها كانت صغيرة ومتغيرة ، مما يجعل من الصعب معرفة ما إذا كان بروتوكول يجعل أي فرق.

ولكن الأدلة تم بناء أن طبقة الأوزون يتعافى ، ويدعي ورقة جديدة قد قاس مباشرة ثقب الأوزون ملء تدريجيا في.

مركبات الكربون الكلورية فلورية والأوزون

خلال السبعينيات والثمانينيات من القرن الماضي ، كانت الأدلة تبني ذلك فئة من المواد الكيميائية الصناعية ، وكلورو فلورو كربونات (CFCs) ، كانت إتلاف طبقة الأوزون ، وهي منطقة من الستراتوسفير غنية بهذا شكل رد الفعل من الأكسجين. الأوزون قادر على امتصاص ضوء الأشعة فوق البنفسجية ذلك سيصل خلاف ذلك إلى سطح الأرض ، حيث يكون قادراً على إتلاف الحمض النووي. ولكن مستويات الأوزون قد انخفض ، والتي أدى في النهاية إلى “ثقب” تقريبا خالية من الأوزون فوق القطب الجنوبي.

حفز ثقب الأوزون البلدان والشركات على العمل. مثل وضعت شركات بدائل لمركبات الكربون الكلورية فلورية ، البلدان التفاوض اتفاق دولي من شأنه الحد من استخدامها والتخلص التدريجي منها. قام بروتوكول مونتريال بتدوين هذا الاتفاق ، وهو واسع النطاق الفضل في تخفيض (وإن لم يكن القضاء) مركبات الكربون الكلورية فلورية في منطقتنا الغلاف الجوي.

ولكن تحديد ما إذا كان البروتوكول هو وجود المطلوب تأثير على طبقة الأوزون كان تحديا. الأوزون طبيعي ولدت في الستراتوسفير بمعدل بطيء جدا ، والكمية الدمار الذي يحدث فوق القطب الجنوبي يختلف من سنة إلى سنة. تلميحات من الانتعاش في كثير من الأحيان تليها سنوات في أي مستويات الأوزون تنخفض مرة أخرى. كان الانتعاش بطيئًا جدًا ، في الواقع ، أنه من الممكن العثور على أشخاص يدعون أن الأمر برمته كان احتيال – وحتى مؤامرة تهدف إلى اختبار ما إذا كان ذلك ممكنا لإنشاء اتفاق مماثل لغازات الدفيئة.

التحدي في الحصول على قياسات نهائية هي الفيلق. بادئ ذي بدء ، ليست مركبات الكربون الكلورية فلورية المواد الكيميائية الوحيدة التي يمكن أن تتفاعل مع الأوزون ، لذلك ربط الأشياء لهم أمر صعب. بالإضافة إلى ذلك ، الطقس له تأثير كبير على تدمير الأوزون. الجو انتهى تلتقط أنتاركتيكا مركبات الكربون الكلورية فلورية خلال صيف نصف الكرة الجنوبي كما يتم إسقاطها بواسطة الرياح من خطوط العرض الوسطى. على مدار الشتاء ، والرياح القوية تسد منطقة متغيرة الحجم فوق القطب حيث يتطور ثقب.

بالإضافة إلى الرياح ، ودرجة الحرارة لديها أيضا تأثير كبير على معدل تفاعلات تدمير الأوزون التي تحدث على الجليد البلورات.

نتيجة لكل هذه العوامل ، كمية الأوزون المدمرة ويختلف الحجم المادي للفتحة من سنة إلى أخرى. في حين كانت هناك بعض التلميحات القوية لاسترداد ثقب الأوزون ، لقد انتهى العلماء إلى الجدال حول ما إذا كانوا إحصائيين أم لا كبير.

تتبع المواد الكيميائية فوق القطب الجنوبي

وهو ما يقودنا إلى البحث الجديد. أوائل العقد الماضي ، ناسا أطلقت القمر الصناعي أورورا ، الذي صمم خصيصا ل تتبع التركيب الكيميائي للغلاف الجوي. باحثان من مركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا ، سوزان ستراهان وآن دوغلاس ، وقد حلل الآن عشر سنوات من البيانات أورورا ل ربط الانتعاش الأوزون مباشرة إلى انخفاض في مركبات الكربون الكلورية فلورية.

بادئ ذي بدء ، وجد الفريق وكيلًا لمبلغ المواد الكيميائية التي وصلت فوق القطب الجنوبي خلال الجنوب نصف الكرة الصيف. يتم إحضارها أكسيد النيتروز أيضا على الرياح ، وخلافا لمركبات الكربون الكلورية فلورية ، فإنه لا يخضع لردود الفعل على مدار الشتاء. وبالتالي ، يمكن أن يكون بمثابة تتبع لكمية مركبات الكربون الكلورية فلورية التي تتوفر في كل فصل الشتاء.

ستراهان ودوغلاس استخدام بعض الكيمياء الإضافية ل إثبات أن مستويات أكسيد النيتروز ترتبط مع كمية مركبات الكربون الكلورية فلورية الحالية. أنها تركز على قياس مستويات الكلور في نهاية عام فصل الشتاء. من هذه النقطة ، بالإضافة إلى تدمير الأوزون ، الكلور في مركبات الكربون الكلورية فلورية قد تفاعل مع الميثان و إنتاج حمض الهيدروكلوريك. وبالتالي ، فإن كمية حمض الهيدروكلوريك الحاضر يجب أن تتعلق أيضا تركيز البداية مركبات الكربون الكلورية فلورية.

أظهرت هذه البيانات أن المستويات الكلية لمركبات الكربون الكلورية فلورية والنيتروز كان الأكسيد مترابطًا للغاية ولكن نسبة الاثنين كانت تحول ببطء حيث أن إجمالي كمية الكلور تتجه إلى أسفل. هذا جزء أساسي من البيانات ، حيث إنه يُظهر مونتريال يعمل البروتوكول على النحو المنشود – يتم توصيل عدد أقل من مركبات الكربون الكلورية فلورية إلى أنتاركتيكا كل عام.

والخطوة التالية هي مقارنة هذه الأرقام بالأوزون تركيزات داخل الحفرة. وقد تم ذلك ببساطة عن طريق المقارنة تركيزات الأوزون على النوافذ لمدة 10 أيام في وقت مبكر و أواخر الشتاء. بدلا من توفير التدبير المطلق لل كمية من الأوزون الحالي ، المقارنة يعطي مؤشرا على ما يتم تدمير نسبة الأوزون كل شتاء.

عموما ، أظهر الباحثون أن كمية الكلور انتهت القطب الجنوبي ينخفض ​​بمعدل 25 أجزاء لكل تريليون العام (أي 0.8 في المائة) ، على الرغم من التقلبات الناتجة عن الطقس يعني أن هناك بعض السنوات يزيد. هذا أدى إلى انخفاض بنسبة 20 في المائة في تدمير الأوزون خلال هذه الفترة.

والخبر السار هو أن التغير في الكلور الحالي بالتوازي مع تدمير الأوزون السنوي ، والتحقق من حد سواء العلم الشامل وراء تدمير الأوزون والمطابقة بشكل جيد نماذج كيميائية مفصلة لحساسية الأوزون لمركبات الكربون الكلورية فلورية.

من الصعب تلخيص هذه النتائج بشكل أفضل من المؤلفون يفعلون: “كل هذا دليل على أن بروتوكول مونتريال هو العمل – يتراجع الكلور في الستراتوسفير في القطب الجنوبي ، وتدمير الأوزون يتناقص معها “.

خطابات البحث الجيوفيزيائي ، 2017. DOI: 10.1002 / 2017GL074830 (حول DOIs).