Озонные дыры и гибель человечества

Станция Валь-Жуайе находится в средних широтах. Чем характерен годовой ход? Плотность озона в летние месяцы больше, чем в зимние. Однако в годовом изменении плотности озона наблюдаются кратковременные, очень сильные увеличения плотности озона. Плотность озона может превышать 150 мкг × м^-3, тогда как обычно она не превышает 40 мкг × м^-3. Существование этих выбросов можно объяснить только одним — резко усилившимся переносом озона сверху вниз. Любопытными представляются наблюдения таких выбросов на станции ФРГ Хоэнпейс-сенберг 26 февраля 1971 года. Первое кратковременное повышение плотности озона до 150 мкг × м^-3 наблюдалось во время сильного ветра (до 20 м × с^-1) и снегопада. В то время проходил над станцией первый холодный фронт. Со вторым холодным фронтом (главным), который сопровождался сильным ветром и даже ливневым снегом, было связано второе огромное увеличение плотности озона (до 830 мкг × м^-3!). За вторым холодным фронтом последовал третий, несколько более слабый. Он также сопровождался значительным увеличением плотности озона (до 500 мкг × м^-3). В этих случаях грозовые механизмы не работали: не было ни грозы, ни молнии, и градиент электрического поля оставался нормальным. Очень важно отметить, что в тропосфере количество озона не менялось или, точнее, не отличалось от нормального. Это не очень понятно, поскольку происходило вторжение холодного воздуха из верхней тропосферы в нижнюю.

Летний максимум плотности приземного озона также обусловлен усиленным движением озона (со всем воздухом) из стратосферы в тропосферу и приземный слой. Эта волна озона наиболее медленно пробирается из стратосферы в верхнюю тропосферу. Об этом можно судить по сдвигу максимума озона в верхней тропосфере относительно стратосферного максимума. Тропосфера хорошо перемешана (особенно летом). Поэтому здесь эта стратосферная волна озона проходит вниз быстро. Зимой тропосфера чаще всего перемешана плохо. В ней наблюдается устойчивая стратификация (слоистость) воздуха. Такие условия не способствуют поступлению озона из стратосферы в тропосферу и приземный слой. Поэтому зимой плотность озона в приземном слое воздуха намного меньше, чем летом.

Годовой ход плотности приземного озона в высоких и низких широтах отличается. Оба полушария в смысле озона не одинаковы. Это вызвано тем, что в южном полушарии значительно меньше материков и больше водной поверхности. Напомним, что в стратосфере годовой ход обратный тому, который имеет место в нижней части тропосферы. Там максимум озона наблюдается зимой, а минимум — летом. Этот сдвиг в 6 месяцев и является задержкой нижнего максимума относительно верхнего. В высоких широтах северного полушария это запаздывание несколько меньше, чем в умеренных широтах. В высоких широтах, как и в умеренных, наблюдаются большие кратковременные увеличения плотности озона. Причина их та же, что и в умеренных широтах. Что касается южного полушария, то здесь эта задержка вообще отсутствует: максимумы в приземном озоне практически соответствуют по времени максимумам стратосферного озона. То же самое относится и к минимумам.

В изменении плотности озона в течение года проявляется пока что непонятная закономерность: плотность приземного озона в четные годы выше, чем в нечетные. На острове Кергелен это проявилось сильнее, чем в континентальной Европе (точнее, во Франции). Кстати, в стратосфере также наблюдается двухлетняя квазипериодичность озона. В стратосфере разных полушарий эта периодичность имеет разные знаки — положительный в одном и отрицательный в другом. Объяснить эту двухгодичную периодичность пока что трудно. Нелишне заметить, что она выявляется во многих земных процессах, а главное, в солнечной активности. Не вызывает сомнения, что именно солнечная активность является главным дирижером атмосферных периодичностей.

ОЗОН В ТРОПОСФЕРЕ

Тропосфера занимает промежуточное положение между стратосферой и приземным слоем воздуха. Образующийся в стратосфере под действием солнечного излучения озон опускается вниз, в тропосферу, и затем в приземный слой воздуха вплоть до самой земной поверхности и там активно разрушается. Такая схема очень проста и наглядна. Она правильна, но отражает весь процесс образования и динамики озона не полностью. В самой тропосфере имеются собственные источники и стоки озона. В приземном слое воздуха также образуется и собственный озон. Поэтому общая картина движения и распределения озона значительно усложняется.