Ju\u017c na pocz\u0105tku lat 70. ubieg\u0142ego wieku pomiary prowadzone w umiarkowanych szeroko\u015bciach geograficznych p\u00f3\u0142kuli p\u00f3\u0142nocnej, w tym na polskiej stacji IGF PAN w Belsku, wykaza\u0142y spadkowy trend zawarto\u015bci ozonu w atmosferze. Wyniki te przyczyni\u0142y si\u0119 do intensyfikacji bada\u0144 w dziedzinie chemii atmosfery. W 1974 roku odkryto, \u017ce emitowane przez cz\u0142owieka zwi\u0105zki chloru (CFC \u2013 znane jako freony) stanowi\u0105 zagro\u017cenie dla warstwy ozonowej. Kiedy substancje te po kilku latach docieraj\u0105 do stratosfery, promieniowanie ultrafioletowe ze S\u0142o\u0144ca powoduje powolny ich rozpad i uwalnianie atom\u00f3w chloru i bromu, kt\u00f3re reaguj\u0105 z ozonem. Wywo\u0142ywane w ten spos\u00f3b chemiczne cykle niszczenia ozonu zubo\u017caj\u0105 ochronn\u0105 warstw\u0119 ozonow\u0105. Obliczono, \u017ce pojedynczy atom chloru mo\u017ce zniszczy\u0107 ponad 100 tysi\u0119cy cz\u0105steczek ozonu, a bromu blisko 50 razy wi\u0119cej! (na szcz\u0119\u015bcie ilo\u015b\u0107 zwi\u0105zk\u00f3w zawieraj\u0105cych brom jest w atmosferze znacznie ni\u017csza ni\u017c w przypadku CFC). W ko\u0144cu lat 70. ubo\u017cenie warstwy ozonowej sta\u0142o si\u0119 problemem globalnym . Od 1979 roku na stacji w Legionowie wykonywane s\u0105 regularne, cotygodniowe pomiary elektrochemiczn\u0105 sond\u0105 ozonow\u0105 unoszon\u0105 balonem. Dane sonda\u017cowe s\u0105 wykorzystywane m.in. do \u015bledzenia trend\u00f3w ozonu, badania proces\u00f3w fotochemicznego niszczenia gazu w arktycznym wirze polarnym oraz do walidacji satelitarnych pomiar\u00f3w ozonu.<\/p>\r\n\r\n
Dlaczego dziura ozonowa pojawia si\u0119 tylko w rejonie Antarktydy?<\/strong><\/p>\r\n\r\n Obserwacje z pocz\u0105tku lat 80. potwierdzi\u0142y, \u017ce podczas wiosny na p\u00f3\u0142kuli po\u0142udniowej (wrzesie\u0144-pa\u017adziernik) ca\u0142kowita koncentracja ozonu nad Antarktyd\u0105 dramatycznie si\u0119 zmniejsza. To nieobserwowane wcze\u015bniej zjawisko spadku ozonu w kolumnie atmosfery poni\u017cej 220 DU (DU, jednostka koncentracji ozonu w atmosferze nazywana Dobsonem), tj. 50-70 proc. poni\u017cej normy, nazwane zosta\u0142o \u201edziur\u0105 ozonow\u0105\u201d. Szerzej o mechanizmie powstawania dziury ozonowej przeczytacie w https:\/\/obserwator.imgw.pl\/dziura-ozonowa-2020-rozlegla-i-gleboka-ale-czy-rekordowa\/<\/a>.<\/p>\r\n\r\n Niszczenie warstwy ozonowej nad Arktyk\u0105 jest mniejsze ni\u017c nad Antarktyd\u0105 i wykazuje wi\u0119ksze wahania z roku na rok z powodu wysoce zmiennych warunk\u00f3w meteorologicznych w rejonach polarnych p\u00f3\u0142kuli p\u00f3\u0142nocnej. W marcu i kwietniu 2021 roku nad Arktyk\u0105 po raz pierwszy w historii obserwacji pojawi\u0142y si\u0119 wyra\u017ane oznaki dziury ozonowej. Ale nawet najwi\u0119ksze ubytki ozonu nie prowadz\u0105 tu do takich spadk\u00f3w jak nad Antarktyd\u0105, poniewa\u017c generalnie zawarto\u015b\u0107 ozonu zim\u0105 nad Arktyk\u0105 jest znacznie wi\u0119ksza ni\u017c w rejonach polarnych p\u00f3\u0142kuli po\u0142udniowej.<\/p>\r\n\r\n Dlaczego dziura ozonowa nie jest g\u0142\u00f3wnym powodem zmiany klimatu?<\/strong><\/p>\r\n\r\n W normalnych warunkach warstwa ozonowa blokuje szkodliw\u0105 cz\u0119\u015b\u0107 UV, a dziura ozonowa pozwala na dotarcie do powierzchni wi\u0119kszej ilo\u015bci \u015bwiat\u0142a UV ni\u017c zwykle. Jednak ta dodatkowa energia dodana do systemu klimatycznego Ziemi jest tak ma\u0142a, \u017ce nie mo\u017ce by\u0107 odpowiedzialna za globalne ocieplenie, kt\u00f3re ma obecnie miejsce. Przyczyna jest do\u015b\u0107 trywialna. Ot\u00f3\u017c zdecydowana wi\u0119kszo\u015b\u0107 \u015bwiat\u0142a s\u0142onecznego to \u015bwiat\u0142o widzialne, kt\u00f3re mo\u017cemy zobaczy\u0107 go\u0142ym okiem, o d\u0142ugo\u015bci fali 400-700 nanometr\u00f3w. UV stanowi tylko oko\u0142o 8 proc. ca\u0142ego spektrum s\u0142onecznego, a warstwa ozonowa i tlen (oba te gazy poch\u0142aniaj\u0105 promieniowanie UV) pozwalaj\u0105 tylko u\u0142amkowi tej cz\u0119\u015bci dotrze\u0107 do powierzchni.<\/p>\r\n\r\n Interakcje ozonu z klimatem<\/strong><\/p>\r\n\r\n Ozon atmosferyczny ma wielorakie powi\u0105zania z klimatem. Samo istnienie warstwy ozonowej, kt\u00f3ra poprzez poch\u0142anianie UV tworzy w przybli\u017ceniu izotermiczn\u0105 doln\u0105 stratosfer\u0119, stabilizuje klimat (np. bez ograniczenia zasi\u0119gu konwekcji do wysoko\u015bci tropopauzy, tj. 6-18 km, burze na Ziemi by\u0142yby du\u017co bardziej intensywne). W zale\u017cno\u015bci od ilo\u015bci ozonu zmienia si\u0119 rozk\u0142ad temperatury i st\u0119\u017cenie substancji \u015bladowych w stratosferze, co zreszt\u0105 powoduj\u0119 sprz\u0119\u017cenie zwrotne. Kiedy tworzy si\u0119 wiosenna dziura ozonowa, koncentracja ozonu w warstwie 15-25 km silnie spada, czasami wi\u0119cej ni\u017c 90 proc. poni\u017cej normy. Te spadki powoduj\u0105 w ci\u0105gu ostatnich kilku dekad nasilanie si\u0119 trendu wych\u0142odzenia dolnej stratosfery polarnej i intensyfikacj\u0119 cyrkulacji atmosferycznej na p\u00f3\u0142kuli po\u0142udniowej w sezonie wiosennym. To z kolei wp\u0142ywa na klimat, g\u0142\u00f3wnie latem. Przewa\u017caj\u0105ce wiatry zachodnie na \u015brednich szeroko\u015bciach geograficznych wzmocni\u0142y si\u0119 i przesun\u0119\u0142y bli\u017cej bieguna, przyci\u0105gaj\u0105c \u015bcie\u017cki burzowe i zwi\u0105zane z nimi opady deszczu na po\u0142udnie.<\/p>\r\n\r\n Opracowanie wiarygodnych prognoz zubo\u017cenia warstwy ozonowej w kontek\u015bcie zmiany klimatu stanowi powa\u017cne wyzwanie. Procesy, kt\u00f3re nale\u017cy uwzgl\u0119dni\u0107 w modelach prognostycznych, a tak\u017ce rozk\u0142ady i bud\u017cety odpowiednich substancji \u015bladowych (np. halogen\u00f3w, chmur stratosferycznych) s\u0105 badane za pomoc\u0105 pomiar\u00f3w lotniczych i balonowych oraz w eksperymentach laboratoryjnych. Rozwa\u017cane s\u0105 mo\u017cliwe scenariusze przysz\u0142ych wp\u0142yw\u00f3w antropogenicznych na warstw\u0119 ozonow\u0105. Modele sugeruj\u0105, \u017ce ci\u0105g\u0142a akumulacja substancji zubo\u017caj\u0105cych warstw\u0119 ozonow\u0105 w atmosferze (w tempie +3.5 proc\/rok) doprowadzi\u0142aby, przy braku Protoko\u0142u montrealskiego, do za\u0142amania si\u0119 globalnej warstwy ozonowej ju\u017c w po\u0142owie XXI wieku.<\/p>\r\n\r\n Odnotowano dodatkowe, w wi\u0119kszo\u015bci nieprzewidziane, korzy\u015bci dla \u0142agodzenia globalnej zmiany klimatu, wynikaj\u0105ce z przepis\u00f3w wycofuj\u0105cych szkodliwe dla ozonu substancje. Bowiem nieuregulowany wzrost st\u0119\u017cenia substancji niszcz\u0105cych warstw\u0119 ozonow\u0105 m\u00f3g\u0142 w ci\u0105gu najbli\u017cszych dekad doprowadzi\u0107 do ocieplenia si\u0119 atmosfery Ziemi w stopniu por\u00f3wnywalnym do ocieplenia wywo\u0142anego innymi gazami cieplarnianymi oraz nasili\u0107 negatywne zmiany w cyklu hydrologicznym. Badania uwypukli\u0142y tak\u017ce inne aspekty korzy\u015bci klimatycznych wynikaj\u0105cych z Protoko\u0142u montrealskiego. Na przyk\u0142ad ustalono, \u017ce bez wprowadzenia ogranicze\u0144 emisji substancji zubo\u017caj\u0105cych warstw\u0119 ozonow\u0105 w 2065 roku nast\u0105pi\u0142by trzykrotny wzrost potencjalnej intensywno\u015bci cyklon\u00f3w tropikalnych<\/p>\r\n\r\n CZY WIESZ \u017bE?<\/strong><\/p>\r\n\r\n Poziom ozonu monitoruje si\u0119 za pomoc\u0105 wielu urz\u0105dze\u0144, m.in. tak\u017ce z kosmosu. CASM, czyli Copernicus Atmosphere Monitoring Service, gromadzi ogromne ilo\u015bci danych na temat sk\u0142adu chemicznego atmosfery, korzystaj\u0105c z szerokiej gamy czujnik\u00f3w umieszczonych w satelitach, samolotach, balonach i na Ziemi. Urz\u0105dzenia te wychwytuj\u0105 zar\u00f3wno \u201edobry ozon\u201d, kt\u00f3ry chroni Ziemi\u0119 przed szkodliwym promieniowaniem ultrafioletowym, jak i \u201ez\u0142y ozon\u201d na poziomie gruntu, kt\u00f3ry jest zanieczyszczeniem powietrza i mo\u017ce mie\u0107 wp\u0142yw na zdrowie ludzi i rolnictwo. Dzi\u0119ki obserwacjom w czasie zbli\u017conym do rzeczywistego i matematycznym modelom atmosfery, CAMS jest w stanie dostarczy\u0107 szczeg\u00f3\u0142owych informacji o stanie warstwy ozonowej i prognozach jej zmian w okresach 5-dniowych.<\/p>\r\n\r\n Czy Protok\u00f3\u0142 montrealski reguluje wszystkie substancje niszcz\u0105ce warstw\u0119 ozonow\u0105?<\/strong><\/p>\r\n\r\n Ozon stratosferyczny jest zubo\u017cany przez wiele r\u00f3\u017cnych substancji chemicznych \u2013 przede wszystkim chloro-fluoro-w\u0119glowodory (CFC) odpowiedzialne za powstawanie dziury ozonowej nad Antarktyd\u0105 \u2013 ale wa\u017cn\u0105 rol\u0119 dogrywa tu r\u00f3wnie\u017c podtlenek azotu (N2O), kt\u00f3ry poza antropogenicznymi ma r\u00f3wnie\u017c naturalne \u017ar\u00f3d\u0142a. W przeciwie\u0144stwie do CFC, stosowanie i emisja N2O nie s\u0105 regulowane Protoko\u0142em. Co zaskakuj\u0105ce, podtlenek azotu jest najwi\u0119ksz\u0105 pojedyncz\u0105 substancj\u0105 szkodliw\u0105 dla ozonu, kt\u00f3ra je\u015bli nie b\u0119dzie kontrolowana, pozostanie zwi\u0105zkiem najbardziej zubo\u017caj\u0105cym warstw\u0119 ozonow\u0105 w XXI wieku. Zmniejszenie emisji podtlenku azotu zwi\u0119kszy\u0142oby zatem tempo odzyskiwania warstwy ozonowej i zmniejszy\u0142oby antropogeniczne ocieplanie klimatu.<\/p>\r\n\r\n A wi\u0119c ochrona warstwy ozonowej chroni r\u00f3wnie\u017c klimat?<\/strong><\/p>\r\n\r\n Redukcja substancji zubo\u017caj\u0105cych warstw\u0119 ozonow\u0105 (ODS) ma korzystny efekt uboczny \u2013 mianowicie zmniejsza tempo ocieplania si\u0119 klimatu. Dzieje si\u0119 tak, poniewa\u017c w\u015br\u00f3d ODS znajduj\u0105 si\u0119 gazy cieplarniane, kt\u00f3re tak jak dwutlenek w\u0119gla, metan czy podtlenek azotu podnosz\u0105 temperatur\u0119 powierzchni Ziemi. Jak podaje Europejska Agencja \u015arodowiskowa , wdro\u017cenie protoko\u0142u montrealskiego i uzyskana dzi\u0119ki temu redukcja emisji ODS w latach 1985-2010 odpowiada\u0142a 10-12 gigatonom ekwiwalentu CO2. To blisko 6 razy wi\u0119cej ni\u017c cel redukcji emisji gaz\u00f3w cieplarnianych zapisany w protokole z Kioto na lata 2008-2012.<\/p>\r\n\r\n Jest jedno, ale…<\/strong><\/p>\r\n\r\n Niestety za obni\u017ceniem emisji ODS kryje si\u0119 inne niepokoj\u0105ce zjawisko. Wycofanie substancji gro\u017anych dla warstwy ozonowej spowodowa\u0142o, \u017ce w wielu sektorach gospodarki wymagaj\u0105cych urz\u0105dze\u0144 ch\u0142odniczych i klimatyzuj\u0105cych wprowadzono jako substytut ODS gazy fluorowane, kt\u00f3re nie s\u0105 gro\u017ane dla ozonu, ale s\u0105 \u2026 gazami cieplarnianymi. Co gorsza, niekt\u00f3re z nich, np. wodorofluorow\u0119glowodory (HFC), wywo\u0142uj\u0105 efekt cieplarniany, kt\u00f3ry jest do 23 tys. razy silniejszy(!) ni\u017c spowodowany t\u0105 sam\u0105 ilo\u015bci\u0105 uwolnionego do atmosfery dwutlenku w\u0119gla. Co prawda emisje gaz\u00f3w fluorowanych s\u0105 znacznie mniejsze ni\u017c CO2 (stanowi\u0105 zaledwie 2 proc. ca\u0142ej emisji gaz\u00f3w cieplarnianych), ale ich wykorzystanie i obecno\u015b\u0107 w atmosferze stale ro\u015bnie od lat 90. XX wieku. Dlatego Unia Europejska przyj\u0119\u0142a dwa akty ustawodawcze: rozporz\u0105dzenie w sprawie fluorowanych gaz\u00f3w cieplarnianych i dyrektyw\u0119 dotycz\u0105c\u0105 emisji z system\u00f3w klimatyzacji w pojazdach silnikowych, kt\u00f3re maj\u0105 pom\u00f3c zmniejszy\u0107 zu\u017cycie m.in. HFC o 80 proc. do 2030 roku. Dane na temat wykorzystania gaz\u00f3w fluorowanych w produkcji s\u0105 natomiast zbierane i publikowane przez EEA w corocznym raporcie .<\/p>\r\n\r\n Aktualny stan warstwy ozonowej<\/strong><\/p>\r\n\r\n Wszystkie kraje przestrzegaj\u0105 obecnie obowi\u0105zuj\u0105cych um\u00f3w mi\u0119dzynarodowych, takich jak Konwencja wiede\u0144ska oraz Protok\u00f3\u0142 montrealski (wraz z jego aktualizacjami). Po osi\u0105gni\u0119ciu szczytu oko\u0142o roku 2000, ca\u0142kowita ilo\u015b\u0107 zwi\u0105zk\u00f3w zawieraj\u0105cych chlor i brom w stratosferze powoli spada, ale prawdopodobnie minie 50 lat zanim ilo\u015b\u0107 chloru i bromu powr\u00f3ci do stanu sprzed 1980 roku (mniej wi\u0119cej wtedy, gdy zaobserwowano pierwsz\u0105 dziur\u0119 ozonow\u0105 na Antarktydzie). Ostatnie doniesienia naukowe pokazuj\u0105, \u017ce redukcja ozonu zatrzyma\u0142a si\u0119 w wi\u0119kszo\u015bci region\u00f3w \u015bwiata, ale mo\u017ce up\u0142yn\u0105\u0107 wiele lat, zanim ilo\u015b\u0107 ozonu zacznie ponownie rosn\u0105\u0107. Dziura ozonowa na Antarktydzie, kt\u00f3ra pojawia si\u0119 co roku w okresie od wrze\u015bnia do listopada, nie pogorszy\u0142a si\u0119 w ci\u0105gu ostatnich 5-10 lat, ale nie ma jeszcze oznak znacz\u0105cej poprawy. W tym roku od po\u0142owy sierpnia obserwuje si\u0119 jej dynamiczny wzrost, a prognozy Kr\u00f3lewskiego Niderlandzkiego Instytutu Meteorologicznego potwierdzaj\u0105, \u017ce ju\u017c teraz jest ona por\u00f3wnywalna do tej z 20221 roku. Informacje o aktualnym stanie dziury ozonowej podawane s\u0105 codziennie na stronie NASA Ozone Watch .<\/p>\r\n\r\n Wszystkie informacje na temat stanu warstwy ozonowej s\u0105 dost\u0119pne za darmo za po\u015brednictwem Atmosphere Data Store (https:\/\/atmosphere.copernicus.eu\/monitoring-ozone-layer<\/a>).<\/p>\r\n\r\n
![\"\"](\"http:\/\/localhost:8000\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/obraz1.jpg\")
\n<\/div>\n![\"\"](\"http:\/\/localhost:8000\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/obraz2.jpg\")
\n<\/div>\n<\/figure>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"