ииии. « Реферат Озоновые дыры». Что такое озоновые дыры
 Скачать 27.49 Kb.
|
|
Озоновые дыры Содержание 1. Что такое озоновые дыры? 2. Причины разрушения озонового слоя 3. Последствия озоновых дыр 4. Способы решения проблемы Земля – это единственная планета в Солнечной системе, на которой есть жизнь. Существование живых организмов возможно потому, что планету защищает от смертоносного солнечного излучения озоновый слой, расположенный в стратосфере (10 – 50 км от планетарной поверхности). Озон – газ голубоватого цвета, молекула которого состоит из трех атомов кислорода. Его название в переводе с греческого языка означает «пахнущий». Действительно, после грозы, глубоко вдохнув воздух, можно почувствовать, как пахнет газ. Без озонового слоя планета буквально сгорит под ультрафиолетовым воздействием Солнца. Однако человечество так и не научилось быть благодарным за возможность жить на Земле. Озоновые дыры существовали на планете всегда. Они то появляются, то исчезают по естественным причинам. Однако в результате антропогенной деятельности отмечается опасное расширение незащищенных озоном участков атмосферы, из-за чего Земля становится все более подверженной воздействию ультрафиолета. Что такое озоновые дыры? Не стоит думать, что озоновая дыра – пространство в атмосфере, полностью лишенное защитного газа. В действительности озон на этом участке присутствует, но в меньшей концентрации. Сквозь такой участок атмосферы ультрафиолетовому излучению легче пробиться к земной поверхности. В пределах озоновой дыры концентрация голубого газа может составлять всего 30% от нормы. Дыра в небе Озоновая дыра над Антарктидой Первую и самую большую озоновую дыру, в диаметре достигающую 1000 км, выявили в 1985 году над Антарктидой. Концентрация газа в этом пространстве была ниже нормы на 50%, причем наибольшее истощение озонового слоя отмечалось на расстоянии 15 – 20 км от планетарной поверхности. Для дыры над южной приполярной областью характерна сезонность появления и исчезновения. Существенное снижение концентрации газа отмечается в конце зимы и ранней весной (в южном полушарии это август и сентябрь). Обусловлено такое явление особенностями приполярного климата. В период антарктической зимы вследствие понижения температуры воздуха формируется вихрь. Воздушная масса в составе вихря циркулирует вокруг южного полюса. Смешивание с воздушными массами других широт слабое, либо вообще отсутствует. В период полярной зимы планетарная поверхность лишена солнечного света, формирование озона остановлено. А накопившийся летом газ постепенно разрушается, так как молекулы вещества не отличаются стабильностью. Когда заканчивается полярная ночь, возвращается антарктическое лето, концентрация озона начинает медленно расти и к концу лета достигает максимального значения. Со спутника Вид из космоса Аналогичная сезонная дыра, но не такая крупная, находится над Северным Ледовитым океаном. Образования меньшего размера выявляются исследователями по всему земному шару. Причины разрушения озонового слоя Причинами истощения озонового слоя являются факторы двух типов: естественные (природные процессы, вызывающие загрязнение воздуха); антропогенные (обусловленные влиянием человека). Естественная причина возникновения областей с пониженной концентрацией озона – процессы, происходящие в приполярных областях планеты. Согласно научной теории, в полярные ночи, когда из-за отсутствия солнечного излучения в атмосфере не вырабатывается озон, происходит формирование хлорных облаков. Хлор, составляющий основу облачной массы, оказывает разрушающее воздействие на оставшийся в стратосфере озон. Образовавшаяся дыра затягивается, как только наступает полярный день, солнечный ультрафиолет вступает во взаимодействие с молекулами кислорода. Образующийся голубой газ, представляющий собой концентрированный вариант кислорода, поднимается в стратосферный слой. Данная теория показывает, что истончение и возобновление озонового слоя – беспрерывный естественный процесс, существовавший всегда. Также на образование озоновых дыр в атмосфере влияет вулканическая активность. При взрывах вулканов в воздух выбрасываются продукты горения, оказывающие разрушающее воздействие на молекулы озона. Вулкан Однако в последние десятилетия нарушение озонового слоя приобрело угрожающее масштабы, что обусловлено антропогенным воздействием. Озон – газ неустойчивый. Он разрушается из-за увеличения выбросов хлора, брома, водорода, фреонов и прочих химических соединений, попадающих в атмосферу в результате деятельности человека, создающих парниковый эффект. Основные источники загрязнения атмосферного пространства: заводы и фабрики, не снабженные или недостаточно снабженные очистными установками; ТЭЦ; вносимые в обрабатываемые земли минеральные удобрения; реактивные самолеты; ядерные взрывы. При полетах реактивного воздушного транспорта в результате горения топлива в турбинах в воздушное пространство выбрасываются оксиды азота. Оказавшись в стратосфере, они разрушают молекулы голубого газа. Сегодня 1/3 выбросов азотных оксидов приходится на воздушный транспорт. Самолет Ядерные испытания запрещены ООН в 1996 году, однако вызванная ими экологическая проблема до сих пор существует. При ядерном взрыве образовывалось гигантское количество оксидов азота, разрушающих озоновый слой. За 20 лет, в течение которых проводились ядерные испытания, в атмосфере распространилось более 3 млн. тонн азотных соединений. Минеральные удобрения, попадая в грунт и взаимодействуя с почвенными микроорганизмами, тоже путем сложных химических реакций преобразуются в оксиды азота. Последствия озоновых дыр Уменьшение озонового слоя приводит к усилению воздействия солнечного излучения на поверхность планеты. Солнечная радиация без озонового экрана несет смертельную опасность для живых организмов. Солнечная радиация Главным последствием разрушения озонового слоя Земли станет вымирание всех представителей животного и растительного мира. Уже сегодня ученые отмечают массовую гибель морских планктонных видов и глубоководных обитателей вследствие усилившегося негативного воздействия ультрафиолета. Что касается влияния на человека, то повышение солнечной радиации отрицательно сказывается на состоянии кожного покрова, становится причиной возрастания случаев меланомы – рака кожи. Если количество поступающего на Землю ультрафиолета будет расти, то возрастет заболеваемость и другими онкологическими патологиями. Так, если уровень голубого газа в стратосфере понизится еще на 1%, то количество раковых больных будет повышаться на 7 тысяч в год. Способы решения проблемы Поскольку главный виновник уничтожения озонового слоя планеты – человеческая деятельность, то для нормализации состояния атмосферы требуется создание новых технологий производства и эксплуатации, направленных на существенное сокращение и даже исключение выбросов фреонов и других вредных соединений. Чтобы предупредить появление озоновых дыр, требуется: усовершенствование очистительных конструкций на заводских трубах; сокращение применения минеральных удобрений; создание транспортных средств, работающих не на горючем топливе, а на электричестве и иных источниках энергии. Электромобиль Такие предупредительные меры дают положительный эффект, однако гораздо эффективнее, по мнению экологов, мероприятия по восстановлению озонового слоя. Имеется в виду распыление искусственно синтезированного газа специальными летательными устройствами на высоте 10 – 30 км над земной поверхностью. Такой метод позволит быстро залатать прорехи в атмосфере, однако он не лишен минусов. Первая проблема – высокая стоимость мероприятия (оно экономически целесообразно только при совместном участии нескольких государств). Вторая проблема – доставка синтетического озона к месту распыления сложна и опасна для перевозчика. В 1985 году принята Венская конвекция о защите озонового слоя. В 1987 году создан Монреальский протокол, в котором перечислены самые вредные летучие вещества, появляющиеся в воздушном пространстве в результате человеческой деятельности. Страны-участницы обязались сократить выбросы этих веществ, а к началу 21 века исключить. Результаты международного соглашения заметны. Сократилась площадь озоновых дыр в разных частях планеты, в том числе над Антарктидой. Мировое сообщество продолжает серьезно бороться с проблемой: создаются экологически безопасные транспортные средства, совершенствуются технологии промышленного и сельскохозяйственного производства. Земля – единственная известная человечеству планета, пригодная для существования живых существ. Жизнь на ней возможна во многом благодаря озоновому слою, который обеспечивает всему живому защиту от солнечных ультрафиолетовых лучей. Однако, непоправимый урон этому благополучию способны нанести озоновые дыры. Давайте разберемся подробнее, что же это такое. Озоновый слой является частью стратосферы и находится на высоте от 20 до 30 километров. Озон – это форма кислорода, которая образуется благодаря воздействию солнечного света. Во время столкновения молекул кислорода О2, которые состоят из двух атомов кислорода, с фотонами ультрафиолетового света, от молекулы кислорода отщепляется один атом, который присоединяется к другой молекуле О2. В результате этого образуется молекула озона О3. Благодаря существованию озонового слоя в давние времена микроорганизмы, которые населяли тогда воды Мирового океана, смогли выбраться на сушу и образовать высокоразвитые формы жизни. Однако с начала XX столетия ученые стали замечать, что озоновый слой начал разрушаться, в результате чего стали появляться озоновые дыры. Озон представляет из себя голубой газ с особым запахом. Каждый из нас не раз чувствовал его, особенно после дождя, ведь не зря в переводе с греческого озон означает «пахнущий». Что такое озоновые дыры? Озоновая дыра представляет из себя зону в стратосфере, в которой уровень озона значительно снижен. В озоновых дырах наблюдается снижение этого вещества на уровне около 30%. В такой зоне лучам ультрафиолета значительно проще проникать к поверхности планеты и оказывать негативное влияние на все живое. Где расположены озоновые дыры? Первую озоновую дыру обнаружили в 1985 году над станцией Халли-Бей в Антарктиде. Дыра была огромной — ее диаметр был около 1000 километров. Высота слоя озоновой дыры достигла 24 километров. Ученые отметили тот факт, что она появлялась ежегодно в августе, после чего к началу зимы она исчезала. Тогда ученые установили, что над Антарктидой содержание озона в атмосфере ниже от нормы на 50%. Исследования этой озоновой дыры, проведенные в 2008 году показали, что ее размер увеличился и составлял более 26 миллионов квадратных километров. Эти исследования показали, что атмосфера Земли и все живые существа в большей опасности, чем ученые предполагали изначально. Затем еще одну крупную озоновую дыру обнаружили над Арктикой. В настоящее время ученые знают о существовании сотни озоновых дыр, однако та, что возникает над Антарктидой, по-прежнему является самой большой. Установлено, что начиная с 1971 года, уровень озона в атмосфере снизился на 7%. Процесс образования озоновых дыр Ученые отмечают, что начиная с 70-х годов в атмосфере Земли наблюдается снижение уровня озона. Происходит это в результате попадания в верхние слои стратосферы озоноразрушающих веществ, которые образуются в результате вырубки лесов, запуска ракет, из-за выброса промышленных предприятий. Как правило, это вещества бром и хлор. Вещества, которые попадают в атмосферу из-за хозяйственной деятельности человека, достигают стратосферы и под действием солнца распадаются. Выделившийся хлор сжигает молекулы озона. Научно доказано, что одна молекула хлора может находиться в атмосфере от 75 до 111 лет и может сжечь 100 тысяч молекул озона. К примеру, на полюсах нашей планеты наблюдаются полярные ночи, во время которых озон не образуется. Температура здесь резко снижается, в результате чего происходи образование стратосферных облаков, в которых содержатся ледяные кристаллики. Таким образом, в воздухе происходит накапливание молекулярного хлора. С приходом весны и возобновлением солнечного излучения, связи молекулярного хлора разрываются. В результате возникают озоновые дыры. Когда солнечное излучение набирает полную силу, к полюсам Земли начинают поступать массы воздуха, в которых содержится озон. Благодаря такому притоку озона, озоновая дыра затягивается. Причины возникновения озоновых дыр Озоновые дыры возникают по многим причинам. Однако, главная причина – это загрязнение человеком окружающей среды. Молекулы озона разрушаются под воздействием хлора, водорода, кислорода, брома, а также других продуктов горения, которые попадают в атмосферу в результате выброса вредных веществ промышленными предприятиями. Огромный вред озоновому слою наносят и ядерные испытания, в результате которых происходит выделение огромного количества энергии. Из-за этого происходит образование оксидов азота, которые начинают реагировать с озоном и разрушают его молекулы. Доказано, что в период с 1952 по 1971 годы в результате ядерных испытаний в атмосферу Земли попало около 3 миллионов тонн оксидов азота. Образованию озоновых дыр способствуют и полеты реактивных самолетов. В их двигателях образуются оксиды азота, и чем мощнее двигатель у самолета, тем больше азотных оксидов попадает в атмосферу. Исходя из полученных научных данных, ежегодно в воздух выбрасывается около 1 миллиона тонн азота. Еще одной причиной появления озоновых дыр являются минеральные удобрения. Когда они попадают в почву, начинается реакция с бактериями почвы. В результате этого в атмосферу попадает закись азота, из которой образуются оксиды. Последствия от возникновения озоновых дыр Многие врачи сходятся во мнение, что разрушение озонового слоя и возникновение озоновых дыр приводит к значительному ухудшению здоровья человека. К примеру, уменьшение озона способствует увеличению числа заболевших онкозаболеваниями и развитию катаракты, которая ведет к потере зрения. Также у людей снижается иммунитет, а это, в свою очередь, способствует развитию многих других заболеваний. От разрушения озонового слоя также страдают представители животного и растительного мира. В первую очередь, это обитатели верхних слоев океана, такие, как крабы, креветки, планктон, водоросли т.д. На сегодняшний день уже заключено международное соглашение ООН о сокращении использования озоноразрушающих веществ. Однако, процесс восстановления озонового слоя очень длительный. Даже в том случае, если человечество перестанет использовать озоноразрушающие вещества, понадобится около 100 лет для того, чтобы исчезли все дыры. Восстановление озоновых дыр Для сохранения и восстановления озонового слоя, было принято международное решение о регуляции количества выброса озоноразрушающих веществ, которые содержат хлор и бром. Однако, это не поможет решить данную проблему. Для восстановления озонового слоя ученые предложили использовать летательные аппараты. С их помощью, на высоте 12-30 километров при помощи специального распылителя необходимо выпускать искусственно созданные кислород или озон. Это поможет понемногу восстановить озоновый слой. Однако, такой метод требует существенных финансовых затрат. Кроме того, за одни раз получается выпустить в атмосферу лишь небольшое количество озона, а процесс транспортировки озона считается сложным и опасным. Перспективы Сегодня ученые пристально изучают озоновые дыры. Они заметили, что в некоторых странах, особенно в промышленных районах, озоновые дыры то появляются, то исчезают. Однако, нельзя не отметить и положительную динамику: наблюдается сокращение некоторых больших озоновых дыр. Научное сообщество утверждает, что уровень озона в стратосфере увеличивается. Отчасти, это происходит благодаря тому, что в 1987 году был подписан Монреальский протокол, согласно которому все подписавшие его страны стараются сократить количество транспорта и объемы выброса вредных веществ в атмосферу. Существенную роль в повышении уровня озона в атмосфере играет тот факт, что человечество постепенно начинает использовать альтернативные источники энергии. Влияние озоновых дыр на климат планеты Озоновые дыры могут привести к катастрофическим изменениям в климате Земли. Озоновый слой способствует удержанию тепла на поверхности планеты. Чем тоньше слой озона, тем меньше тепла он удерживает. Соответственно происходит изменение направления господствующих ветров и погоды. В результате этого могут случаться засухи, которые влекут за собой неурожаи, нехватку продовольствия и голод. |