Озонные дыры и гибель человечества

Коротковолновое излучение Солнца поглощается поверхностным слоем Земли, нагревая его. Участки суши прогреваются на меньшую глубину, чем вода. Они же и теряют тепловую энергию быстрее. Часть этой энергии уходит в атмосферу в виде длинноволнового излучения. Максимальная плотность потока длинноволнового излучения Земли приходится на длины волн вблизи 10 000 нм (10 мкм). Земное излучение с длинами волн 5–7 мкм и более 12 мкм поглощается водяным паром, который находится в нижнем слое атмосферы. Углекислый газ поглощает земное излучение с длинами волн 4–5 мкм и более 14 мкм. Излучение с длинами волн 8 — 11 мкм мало поглощается атмосферой. Только вблизи длины волны 9,6 мкм излучение поглощает стратосферный озон.

Солнечное излучение в атмосфере не только поглощается, но и рассеивается: на атомах, молекулах и более крупных частицах. Рассеивается излучение равновероятно во все стороны. Поэтому в нижнюю полусферу попадает только половина рассеянного изучения. А до поверхности Земли доходит только часть этой половины. Далее, не вся энергия дошедшего до Земли коротковолнового излучения будет истрачена на нагрев почвы. Часть ее отразится обратно вверх. Так, поверхность, покрытая льдом, может отразить 75 % и более падающего на нее солнечного излучения. Песок отражает приблизительно 1/3, травяной покров — 0,1, а вода — всего 2 % падающего на нее солнечного излучения.

Нижние слои атмосферы в пределах тропосферы нагреваются при контакте с земной поверхностью и при последующем переносе теплого воздуха вверх в результате турбулентного движения. Этот нагрев зависит как от падающей на земную поверхность лучистой энергии, так и от характера земной поверхности.

В том месте, где воздух нагрет до более высокой температуры, его плотность меньше. Поэтому и давление воздуха в разных местах земного шара в данный момент времени будет различным. Ясно, что оно зависит от освещенности земной поверхности солнечным излучением и от характера подстилающей поверхности. С течением времени распределение давления меняется, так как меняются условия освещенности. Это приводит воздух в движение. Он устремляется от мест, где давление повышено, к тем областям, где оно понижено. Такие горизонтальные движения воздуха есть не что иное, как ветер. Чем больше перепад давления, тем сильнее ветер. Эти горизонтальные движения воздуха связаны с вертикальными (конвективными) движениями следующим образом. В области пониженного давления воздух сходится к центру области. Далее, нагреваясь, воздух поднимается вверх. Там, где давление повышено, воздух опускается вниз и растекается во все стороны от этой области.

С движениями воздуха очень тесно связан и озон. Он или вовлекается в эти движения, или оказывается изолирован от них. Поэтому движения воздуха в погодном слое и выше должны быть проанализированы.

Было показано, что наибольшие горизонтальные скорости движения воздуха (то есть ветры) имеют место в областях, где давление понижено, потому что перепад давления в горизонтальном направлении в этом случае больше, чем в областях повышенного давления.

Тепловая энергия, переданная воздуху, благодаря ветру переносится из одного места земного шара в другое. Такой перенос наряду с переносом энергии в результате циркуляции опасен, приводит к перераспределению энергии, получаемой Землей от Солнца. Так, холодные Антарктида и Арктика и горячие экваториальные области соединяются этой циркуляцией воздуха и воды. Благодаря этому избыточное тепло из области экватора переносится в полярные районы, где имеется значительный дефицит лучистой энергии. Дефицит вызван тем, что в этих районах теряется больше энергии, чем приходит от Солнца. Благодаря этому перераспределению энергии средние за ряд лет приход и расход энергии в масштабе всей Земли равны друг другу, то есть энергетический баланс сохраняется.

ОТКУДА БЕРЕТСЯ И КАК РАЗРУШАЕТСЯ ОЗОН