Озонные дыры и гибель человечества

Дело в том, что нижняя стратосфера южного полушария принципиально отличается от таковой в северном полушарии. Сильная зональная симметрия поверхностных условий в южном полушарии вызывает циркуляцию, которая намного более симметрична, нежели в северном полушарии. Она не разрушается под действием планетарных волн. Поэтому в южном полушарии воздух внутри полярного стратосферного вихря остается очень холодным и изолированным от воздушных масс других широт. Таким образом, особые метеорологические условия Антарктики в конце зимы и в начале весны способствуют образованию озонной дыры. Только «способствуют» потому, что озон разрушается хлорными примесями атмосферы, которые поступают сюда благодаря человеческой деятельности.

В Арктике, в отличие от Антарктики, такого стабильного, долго существующего стратосферного вихря нет. Его нет потому, что нет соответствующего распределения стратосферной температуры, а главное, нет столь низких температур, как в стратосфере Антарктики.

В южном полушарии нагрев атмосферы солнечным излучением играет более важную роль в сезонном изменении температуры и динамики атмосферы, нежели в северном полушарии. Это обусловлено тем, что в северном полушарии температура сохраняется выше этого значения, которое соответствует радиационному равновесию. Это возможно вследствие действия планетарных волн.

Раз в Арктике нет полярного устойчивого стратосферного вихря, то и нет препятствия на пути богатого озоном воздуха, который движется от средних широт к полярному региону. Этот воздух и приносит арктической весной долгожданный после зимы озон, и мы наблюдаем в Арктике весенний максимум количества озона в стратосфере. Таким образом, различие в изменении общего содержания озона в продолжение года в Арктике и Антарктике обусловлено разницей в сроках существования, а также интенсивности зимних стратосферных полярных вихрей в южном и северном полушариях.

Таким образом, потепление стратосферы весной в Арктике протекает не так, как в Антарктике. Зимой в Арктике очаг холода с температурами — 60–65^оС располагается на высотах 15–30 км. Это по данным канадской станции Резольют-Бей. Летом очаг тепла в стратосфере распространяется сверху вниз, из верхней стратосферы в ее нижние слои. По мере этого распространения очаг тепла постепенно теряет свою интенсивность. Кроме того, он существенным образом деформируется и в нижней стратосфере. На высотах 10–17 км формируются отдельные прослойки с более высокой температурой. От них тепло распространяется к соседним с ними слоям. Это происходит при освещении атмосферы на этих уровнях солнечным излучением. В этих прослойках температура выше потому, что там больше озона, который и аккумулирует энергию солнечного излучения, поглощая ее. Толщина каждой теплой прослойки не более 1–2 км. Превышение температуры в них достигает 3–4^оС. Этот эффект выражен наиболее ярко в апреле на высотах 12–14 км.

Последнее десятилетие наблюдается похолодание нижней стратосферы Арктики. Этот процесс наиболее сильно выражен в районе очагов холода. Один из таких очагов холода находится в Канаде, вблизи озонометрической станции Резольют-Бей. Это похолодание отражается в изменении стратосферного озона, о чем свидетельствуют также измерения озона на этой станции.

Хотя станция Резольют-Бей и расположена в очаге холода, температура в Антарктике зимой (ст. Сева) на целых 15–20^оС ниже нуля, чем в Резольют-Бей. Летом имеет место обратная ситуация: в антарктической стратосфере летом теплее (примерно на 3–5^оС), чем в арктической. Поэтому при переходе от очень низких температур зимой к более высоким температурам, чем в Арктике, в антарктической стратосфере ежедневное увеличение температуры значительно больше, чем в арктической. Это не может не отразиться на общем содержании озона, которое весной в Антарктике в 1,3–2 раза меньше (по данным ст. Сева), чем в Арктике (по данным станции Сева). На фоне этого быстрого роста температуры весной в Антарктике потепление нижней стратосферы в это время малозаметно. Но в Арктике, где весенний рост температуры меньше, это потепление нижней стратосферы четко регистрируется.

УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ СОЛНЦА И ОЗОН