Озоновий шар – захисна оболонка Землі

Реферат на тему: «Глобальні екологічні проблеми.

Озонові діри»

Виконала Фенько О. П.

студентка гр. ГГ-51

Перевірила Поліщук Л. Б.

Харків – 2012

ЗМІСТ

ВСТУП

Глобальне зменшення загального вмісту озону протягом трьох останніх десятиріч є визнаним фактом та підтверджується даними як наземних, так і супутникових вимірювань. Незалежно від причин, які спричиняють це явище, всі фахівці звертають увагу на зміни рівня опромінення земної поверхні УФ випромінюванням Сонця, а найбільш істотні його наслідки – це шкідливий вплив на здоров'я населення та нормальну життєдіяльність біосфери.

Зміна кількості озону на різних висотах викликає збурення вертикального розподілу температури (ВРТ) в атмосфері, коливання радіаційних потоків та переміщення повітряних мас. Всі ці обставини можуть привести до значних змін клімату Землі.

Тому моніторинг поточного стану озонового шару та довготермінових змін у ньому є однією з актуальніших задач фізики атмосфери. Для вирішення цієї задачі необхідно створення надійної системи моніторингу, яка складається з комплексу апаратури для атмосферно-оптичних спостережень, засобів накопичення та аналізу інформації, що від неї надходить, а також засобів доведення цієї інформації до користувача.

Зміни в стані озонового шару та можливі негативні наслідки таких змін стимулювали створення та функціонування різноманітних вимірювальних приладів та їх мереж. Функціонує наземна мережа спостережень за станом озонового шару, велика увага приділяється вимірюванням з літаків та аеростатів, але найбільш інформативними виявились дані супутникових вимірювань. Їх роль надзвичайно велика. Це зумовлено можливістю отримання за їх допомогою інформації про поведінку озону у глобальному масштабі з достатньою детальністю для великих проміжків часу.

Озоновий шар – захисна оболонка Землі

Озоновий шар - природний щит, що захищає поверхню Землі від жорсткого ультрафіолету, небезпечного для живих організмів [5].

Життя на Землі немислиме без озонового шару, що оберігає все живе від шкідливого ультрафіолетового випромінювання Сонця. Зникнення озоносфери призвело б до непередбачуваних наслідків - спалаху раку шкіри, знищення планктону в океані, мутацій рослинного і тваринного світу. Тому так важливо зрозуміти причини виникнення озонової "дірки" над Антарктикою і зменшення вмісту озону в Північній півкулі.

Озон утворюється в верхній стратосфері (40 - 50 км) при фотохімічних реакціях за участю кисню, азоту, водню та хлору. У нижній стратосфері (10-25 км), де озону найбільше, головну роль в сезонних і більш тривалих змінах його концентрації грають процеси переносу повітряних мас. Вміст озону тут визначають хімічний склад атмосфери і довготривалі (з періодом більше 10 років) варіації процесів переносу.

Руйнується ж він, взаємодіючи з викидаються в атмосферу речовинами, що містять хлор, які використовують у різних галузях промисловості. Численні вимірювання і розрахунки свідчать про те, що ці реакції протікають в основному на поверхні полярних стратосферних хмар, які утворюються тут при дуже низьких (менше -80 ° С) температурах. Після закінчення полярної ночі, в вересні, зі сходом сонця утворюються атоми хлору, що руйнують молекули озону. Спостереження показали, що подібний хімічний механізм діє і в Арктиці (в січні - березні). Температура нижньої стратосфери в Арктиці вище, ніж в Антарктиці, тому полярні стратосферні хмари тут утворюються рідше, тому що озонова "діра" реєструється головним чином над Антарктикою. Ключовий елемент цього механізму руйнування озону – саме полярні стратосферні хмари, що утворюються тільки при дуже низьких температурах. Такі температури над Антарктикою обумовлені сильними західними вітрами, які формують своєрідний полярний "бар'єр" (його називають також полярним вихором), перешкоджаючи міжширотному обміну теплом і озоном [13].

Різке падіння концентрації стратосферного озону під час зимового сезону було вперше виявлено над Антарктидою в 1980-х роках. Згідно сучасних уявлень, руйнування озону (триатомної молекули кисню) пов'язане з впливом хлорфторвуглеців (CFC), які в умовах низьких температур запускають реакції їх розпаду.

Озон утворюється завдяки сонячному випромінюванню, зміна концентрації озону залежить від 11-річного сонячного циклу.

Властивості озону:

– Здатність поглинати біологічно небезпечне ультрафіолетове випромінювання Сонця.

– Здатність до сильного окислення (тому приземний озон небезпечний).

– Здатність поглинати інфрачервоне випромінювання земної поверхні.

– Здатність прямим і непрямим чином впливати на хімічний склад атмосфери [9].

Озон не утворює єдиного шару, а розподілений у товщі усієї атмосфери – від поверхні ґрунту й аж до відкритого космосу, з найвищою концентрацією у стратосфері. Якщо взяти уявну колону повітря від рівня моря до верхньої межі атмосфери, а потім, з об’єму цієї колони, зібрати увесь озон на самісінькому низу, то його товщина становитиме всього 3 мм! Ось, саме стільки озону міститься над головою кожного з нас.

Озоновий шар атмосфери захищає біосферу від дії коротко хвильового ультрафіолетового випромінювання Сонця. Динамічна рівновага атмосфери в системі взаємопов’язаних і взаємообумовлених складових Землі порушується господарською діяльністю людей. І для атмосфери сьогодні характерний ряд проблем, вирішення яких потребує планетарних цілеспрямованих програм і рішень. Проблема стратосферного озону полягає в тому, що починаючи з 70-х років наукова громадськість почала розуміти реальність загрози руйнування озонового шару, найбільша концентрація якого зосереджена на висоті 20-24 км. Основну руйнівну силу для молекул озону складають сполуки хлору, найбільш поширені з яких хлор фтор вуглеводи (фреони). Ці сполуки є дуже стійкими і в формі аерозолів можуть перебувати у завислому стані декілька десятків років [4].

До проблем, які пов’язані з глобальними змінами атмосферних процесів, чи її складників необхідно віднести:

– проблему порушення газового балансу атмосфери і тісно пов’язану з нею проблему порушення теплового балансу Землі;

– проблему росту погодних аномалій та інші.

Їх виникнення пов’язують з надмірною антропогенізацією глобальних природних процесів і порушення господарською діяльністю рівноваги між основними компонентами нашої планети. Небачено активна й здебільшого непродумана діяльність людини, супроводжувана знищенням природних ресурсів і забрудненням навколишнього середовища, призвела до того, що нині біосфера планети перебуває в критичному стані, коли до глобальної катастрофи залишилися лічені кроки. Одною із цих проблем які важко вирішуються є зменшення озонового шару. Виснаження його впродовж останніх десятиріч - це ще одна глобальна проблема, від вирішення якої залежить майбутнє людства. Визначено, що новими руйнівниками озонового прошарку є фтор, фтор місткі сполуки та інші. Одна активна молекула фреонів може спалити до сотні тисяч молекул озону.

Якщо процес зменшення товщини озонового прошарку та поява озонових дірок над Антарктидою стане незворотнім, то жорстке сонячне випромінювання за короткі строки знищить усе живе на планеті.