Epuizarea ozonului în stratosferă - schimbări climatice

De la sfârșitul anilor 1970, echilibrul dintre formarea de ozon și epuizarea ozonului a fost din ce în ce mai perturbat de influențele umane. Cauza este emisia antropogenă de hidrocarburi halogenate care conțin clor și brom. Clorofluorocarburile cu conținut de clor (CFC), care nu apar în mod natural, au fost folosite de mult timp ca agenți de propulsie în cutii de pulverizare, ca agenți frigorifici în rafturi frigorifice, frigidere și congelatoare, ca agenți de spumare pentru materiale de construcții, ca solvenți pentru curățare în curățarea textilelor și în industria electrică . Halonii care conțin brom au fost folosiți pentru stingătoare. CFC-urile și halonii care scapă în atmosferă sunt indestructibile în troposferă și, prin urmare, se acumulează aici. După câțiva ani, unii dintre ei ajung în stratosferă. Aici hidrocarburile halogenate sunt inițial inofensive pentru ozon. Doar atunci când acestea au fost transformate în gaze reactive de radiațiile UV puternice și reacțiile chimice, ozonul poate fi distrus.

Cuprins

  • 1 gaze reactive
  • 2 Epuizarea ozonului de către gazele reactive
  • 3 Influența radiației solare
  • 4 rezultate ale măsurătorilor
  • 5 proiecții
  • 6 dovezi individuale
  • 7 lecții
  • 8 link-uri web
  • 9 Notificare de licență

1 gaze reactive

stratosferă

2 Epuizarea ozonului de către gazele reactive

Cu toate acestea, distrugerea ozonului de către gazele reactive ar fi considerabil mai mare dacă nu ar exista și reacții în stratosferă care ar lega radicalii de clor și, într-o măsură mai mică, radicalii de brom. Radicalii de clor (Cl •) reacționează cu metanul (CH4) și oxizii de azot pentru a forma acid clorhidric (HCl) și azotat de clor (ClONO2), care sunt cunoscuți ca gaze de rezervor, deoarece clorul rămâne legat în ele mult timp și, prin urmare, nu mai este disponibil pentru epuizarea ozonului.

Cu toate acestea, în condițiile climatice ale regiunilor polare stratosferice, clorul poate fi eliberat și din gazele din rezervor. Compușii de brom corespunzători (HBr și BrONO2) sunt, de asemenea, mult mai instabili decât gazele din rezervorul de clor din afara regiunilor polare și se fotolizează relativ ușor. Prin urmare, potențialul de epuizare a ozonului bromului pe moleculă este de aproximativ 45 de ori mai mare decât cel al clorului.

Cantitatea globală de ozon a scăzut cu aproximativ 4% de la sfârșitul anilor 1970. În afară de regiunile polare, ozonul din latitudinile medii ale emisferei sudice (35 ° S-60 ° S) a scăzut cu 6%, de două ori mai mult decât în ​​latitudinile corespunzătoare din emisfera nordică. [1] Pe verticală, cea mai mare scădere a fost observată în stratosfera superioară la o altitudine de 35-45 km. La Hohenpeißenberg din sudul Germaniei, unde Serviciul Meteorologic German măsoară în mod regulat ozonul, o scădere a întregului strat de ozon de 2,9% pe deceniu a fost determinată din anii 1970 până în anii 1990, comparativ cu 7% în stratosfera superioară.

3 Influența radiației solare

4 rezultate ale măsurătorilor

Rezultatele măsurătorilor de la Hohenpeißenberg, care arată o tendință descendentă la o altitudine de 35-45 km între 1987 și 2004, sunt în esență de acord cu măsurătorile prin satelit pe întreaga zonă a latitudinilor medii nordice. De la sfârșitul anilor 1990 și până la începutul noului secol, acestea prezintă niveluri de ozon mai mult sau mai puțin constante, care au fost urmate de o creștere notabilă în 2003 și cea mai puternică scădere până în prezent în 2004. În schimb, măsurătorile din Hawaii și Noua Zeelandă din 1996 arată o curbă de ozon destul de stabilă. Aceste rezultate au dat naștere unei discuții cu privire la faptul dacă efectele emisiilor mai mici de CFC și concentrațiile reduse de clor rezultate în stratosferă sunt deja vizibile aici, adică dacă stratul de ozon a început deja să se recupereze. [3] Concentrația atmosferică a CFC-urilor importante, cum ar fi F-12, F-11 și F-113, a atins un vârf în anii 1990, ca urmare a așa-numitului Protocol de la Montreal din 1987 și a conferințelor ulterioare (Londra 1990, Copenhaga 1992, Beijing 1999) și a scăzut de atunci, inclusiv în stratosfera inferioară de la sfârșitul anilor '90.

5 proiecții

În prezent, la întrebarea recuperării stratului de ozon nu se poate răspunde încă în mod adecvat. Maximul ciclului solar de 11 ani care tocmai a trecut ar putea fi, de asemenea, responsabil pentru stagnarea dezvoltării ozonului. [4] În plus, scăderea puternică a ozonului la începutul anilor 1990 (același lucru se aplică celor de la începutul anilor 1980), din care se evidențiază scăderea mai mică din a doua jumătate a anilor 1990, se datorează și erupției Muntelui Pinatubo. (sau El Chichon) condiționat. În viitor, răcirea stratosferei ar putea juca, de asemenea, un rol în creștere, care este o consecință a creșterii concentrațiilor de gaze cu efect de seră. O stratosferă mai rece favorizează distrugerea ozonului, în special în regiunile polare, și ar putea întârzia restabilirea stării inițiale a stratului de ozon. Modificările condițiilor de circulație cauzate de schimbările climatice antropice ar putea avea, de asemenea, un efect similar. Valorile „normale” ale ozonului, ca în anii 1970, pot fi așteptate numai în jurul mijlocului secolului 21, fără a lua în considerare efectul climatic incert și numai pe baza dezvoltării preconizate a concentrației de clor în stratosferă. [5]

6 dovezi individuale

  1. ↑ Fahey, D.W. (2002): Douăzeci de întrebări și răspunsuri despre stratul de ozon
  2. ↑ Staehelin, J., N.R.P. Harris, C. Appenzeller și J. Eberhard (2001): Ozone Trends: a Review, Reviews of Geophysics 39, 231-290
  3. ↑ Newchurch, M.J., E.-U. Yang, D.M. Cunnold, G.C. Reinsel, J.M. Zawodny, J.M. Russell III (2003): Dovezi pentru încetinirea pierderii de ozon stratosferic: Prima etapă de recuperare a ozonului, Journal of Geophysical Research 108, No. D16, 4507, doi 10.1029/2003JD003471
  4. ↑ Claude, H., W. Steinbrecht, U. Köhler, C. Brühl, B. Steil, E. Manzini, M. Giorgetta, (2005): Niveluri foarte scăzute de ozon 2004 în stratosfera superioară, buletin de ozon al Serviciului Meteorologic German 103; Köhler, U., W. Steinbrecht, B. Haßler, A. Richter, J. Anderson, J. Russell III (2004): 20 de ani de gaură de ozon - XX. Simpozion quadrennial de ozon pe Kos (Grecia), buletin de ozon al Serviciului meteo german 99
  5. ↑ Claude, H., W. Steinbrecht, U. Köhler, C. Brühl, B. Steil, E. Manzini, M. Giorgetta, (2005): Niveluri foarte scăzute de ozon 2004 în stratosfera superioară, buletin de ozon al Serviciului Meteorologic German 103

7 lecții

  • Enciclopedie climatică ESPERE: ozon stratosferic (inclusiv două foi de lucru)
  • K. Gericke (TU Braunschweig): Chimie fizică V, capitolul IV.2 Ozonul stratosferic

8 link-uri web

  • Martin Riese, Jens-Uwe Grooss, Reinhold Spang & Rolf Müller: Declinul ozonului în stratosfera regiunilor polare, în: Lozán, J.L., H.Grassl, D.Notz & D.Piepenburg (2014): WARNSIGNAL KLIMA: Die Polarregionen. Științific

Evaluări, Hamburg. 376 pagini. ISBN: 978-39809668-63