Ubúdanie ozónu v stratosfére - zmena podnebia

Od konca 70. rokov bola rovnováha medzi tvorbou ozónu a poškodzovaním ozónu čoraz viac narušovaná ľudskými vplyvmi. Príčinou sú antropogénne emisie halogénovaných uhľovodíkov obsahujúcich chlór a bróm. Chlórfluórované uhľovodíky obsahujúce chlór (CFC), ktoré sa prirodzene nevyskytujú, sa už dlho používajú ako pohonné látky v rozprašovačoch, ako chladivá v chladiacich regáloch, chladničkách a mrazničkách, ako penidlá pre stavebné materiály, ako rozpúšťadlá na čistenie pri čistení textílií a v elektrotechnickom priemysle. . Halóny obsahujúce bróm sa používali na hasiace prístroje. CFC a halóny, ktoré unikajú do atmosféry, sú v troposfére nezničiteľné, a preto sa tu hromadia. Po niekoľkých rokoch niektoré z nich skončia v stratosfére. Tu sú halogénované uhľovodíky spočiatku pre ozón neškodné. Ozón sa môže zničiť, až keď sa silným UV žiarením a chemickými reakciami premení na reaktívne plyny.

Obsah

  • 1 reaktívne plyny
  • 2 Poškodenie ozónu reaktívnymi plynmi
  • 3 Vplyv slnečného žiarenia
  • 4 výsledky merania
  • 5 projekcií
  • 6 jednotlivých dôkazov
  • 7 lekcií
  • 8 webových odkazov
  • 9 Oznámenie o licencii

1 reaktívne plyny

ubúdanie

2 Poškodenie ozónu reaktívnymi plynmi

Ničenie ozónu reaktívnymi plynmi by však bolo podstatne väčšie, keby v stratosfére neexistovali aj také reakcie, ktoré by viazali chlórové radikály a v menšej miere brómové radikály. Chlórové radikály (Cl •) reagujú s metánom (CH4) a oxidmi dusíka za vzniku kyseliny chlorovodíkovej (HCl) a dusičnanu chlóru (ClONO2), ktoré sú známe ako zásobné plyny, pretože chlór v nich zostáva dlho viazaný, a preto už nie je k dispozícii na vyčerpanie ozónu.

V klimatických podmienkach stratosférických polárnych oblastí sa však môže chlór uvoľňovať aj z rezervoárnych plynov. Zodpovedajúce zlúčeniny brómu (HBr a BrONO2) sú tiež oveľa nestabilnejšie ako chlórové zásobné plyny mimo polárnych oblastí a pomerne ľahko sa fotolyzujú. Preto je potenciál poškodzovania brómu v molekule asi 45-krát väčší ako potenciál chlóru.

Celkové svetové množstvo ozónu sa od konca 70. rokov znížilo približne o 4%. Okrem polárnych oblastí sa ozón v stredných zemepisných šírkach južnej pologule (35 ° J-60 ° J) znížil o 6%, čo je dvakrát viac ako v zodpovedajúcich zemepisných šírkach severnej pologule. [1] Vertikálne bol najväčší pokles pozorovaný v hornej stratosfére v nadmorskej výške 35 - 45 km. V Hohenpeißenberg v južnom Nemecku, kde nemecká meteorologická služba pravidelne meria ozón, bol od 70. do 90. rokov 20. storočia stanovený pokles celej ozónovej vrstvy o 2,9% za desaťročie, v porovnaní so 7% v hornej stratosfére.

3 Vplyv slnečného žiarenia

4 výsledky merania

Výsledky meraní z Hohenpeißenberg, ktoré ukazujú klesajúci trend v nadmorskej výške 35 - 45 km od roku 1987 do roku 2004, v podstate súhlasia s satelitnými meraniami na celej ploche severných stredných zemepisných šírok. Od konca 90. rokov a do začiatku nového storočia vykazujú zhruba konštantné hladiny ozónu, po ktorých nasledoval znateľný nárast v roku 2003 a najprudší pokles v roku 2004. Naproti tomu merania na Havaji a Novom Zélande od roku 1996 ukazujú pomerne stabilnú ozónovú krivku. Tieto výsledky viedli k diskusii o tom, či je tu už badateľný vplyv nižších emisií CFC a z nich vyplývajúcich znížených koncentrácií chlóru v stratosfére, t. J. Či sa ozónová vrstva už začala zotavovať. [3] Atmosférická koncentrácia dôležitých freónov, ako sú F-12, F-11 a F-113, vrcholila v 90. rokoch v dôsledku takzvaného Montrealského protokolu z roku 1987 a následných konferencií (Londýn 1990, Kodaň 1992, Peking 1999) a odvtedy klesá, a to aj v dolnej stratosfére od konca 90. rokov.

5 projekcií

V súčasnosti nie je možné adekvátne zodpovedať otázku obnovy ozónovej vrstvy. Za stagnáciu vývoja ozónu môže tiež maximum maxima 11-ročného slnečného cyklu, ktorý práve prešiel. [4] Okrem toho silný pokles ozónu na začiatku 90. rokov (to isté platí pre pokles na začiatku 80. rokov), z ktorého vyniká menší pokles v druhej polovici 90. rokov, je tiež dôsledkom výbuchu pohoria Pinatubo (alebo El Chichon) podmienečne. V budúcnosti by mohlo zohrávať čoraz dôležitejšiu úlohu aj ochladenie stratosféry, čo je dôsledkom zvyšovania koncentrácií skleníkových plynov. Chladnejšia stratosféra podporuje rozklad ozónu, najmä v polárnych oblastiach, a mohla by oddialiť obnovenie pôvodného stavu ozónovej vrstvy. Podobný účinok by mohli mať aj zmeny v podmienkach cirkulácie spôsobené antropogénnymi zmenami podnebia. „Normálne“ hodnoty ozónu ako v 70. rokoch možno očakávať až v polovici 21. storočia bez zohľadnenia neistých klimatických účinkov a iba na základe očakávaného vývoja koncentrácie chlóru v stratosfére. [5]

6 jednotlivých dôkazov

  1. ↑ Fahey, D.W. (2002): Dvadsať otázok a odpovedí o ozónovej vrstve
  2. ↑ Staehelin, J., N.R.P. Harris, C. Appenzeller a 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): Dôkazy o spomalení straty stratosférického ozónu: Prvá etapa obnovy ozónu, Journal of Geophysical Research 108, č. D16, 4507, doi 10.1029/2003JD003471
  4. ↑ Claude, H., W. Steinbrecht, U. Köhler, C. Brühl, B. Steil, E. Manzini, M. Giorgetta, (2005): Veľmi nízke hladiny ozónu v roku 2004 v hornej stratosfére, ozónový bulletin nemeckej meteorologickej služby 103; Köhler, U., W. Steinbrecht, B. Haßler, A. Richter, J. Anderson, J. Russell III (2004): 20 rokov ozónovej diery - XX. Štvorročné ozónové sympózium na Kose (Grécko), ozónový bulletin nemeckej meteorologickej služby 99
  5. ↑ Claude, H., W. Steinbrecht, U. Köhler, C. Brühl, B. Steil, E. Manzini, M. Giorgetta, (2005): Veľmi nízke hladiny ozónu v roku 2004 v hornej stratosfére, ozónový bulletin Nemeckej meteorologickej služby 103

7 lekcií

  • Encyklopédia podnebia ESPERE: Stratosférický ozón (vrátane dvoch pracovných listov)
  • K. Gericke (TU Braunschweig): Fyzikálna chémia V, kapitola IV.2 Stratosférický ozón

8 webových odkazov

  • Martin Riese, Jens-Uwe Grooss, Reinhold Spang & Rolf Müller: Pokles ozónu v stratosfére polárnych oblastí, in: Lozán, J.L., H.Grassl, D.Notz & D.Piepenburg (2014): WARNSIGNAL KLIMA: Die Polarregionen. Vedecké

Hodnotenia, Hamburg. 376 strán. ISBN: 978-39809668-63