Die Gründe für die Entstehung von Ozonlöchern sind kurz. Ozonlöcher – ein modernes Problem

01.10.2019

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Die Ozonschicht wurde erstmals 1957 von Wissenschaftlern der britischen Antarktisstationen erforscht. Ozon gilt als möglicher Indikator für langfristige Veränderungen in der Atmosphäre. Im Jahr 1985 berichtete die Zeitschrift Nature über den jährlichen Abbau der Ozonschicht und die Bildung von Ozonlöchern.

Was ist das Ozonloch und die Gründe für sein Auftreten?

Ozon wird in großen Mengen in der Stratosphäre über den Tropen produziert, wo die UV-Strahlung am stärksten ist. Anschließend zirkuliert es in der Erdatmosphäre in Richtung der Pole. Die Menge an Ozon variiert je nach Standort, Jahreszeit und täglichen Klimabedingungen. Der an den Erdpolen beobachtete Rückgang der Ozonkonzentration in der Atmosphäre wird als Ozonloch bezeichnet.

Je dünner die Ozonschicht wird, desto größer werden die Ozonlöcher. Es gibt drei Hauptgründe für ihre Entstehung:

Natürliche Umverteilung der Ozonkonzentration in der Atmosphäre. Die maximale Ozonmenge findet sich am Äquator, nimmt zu den Polen hin ab und bildet Gebiete mit geringeren Konzentrationen dieses Elements.
Technogener Faktor . In Aerosoldosen und Kältemitteln enthaltene Fluorchlorkohlenwasserstoffe werden durch menschliche Aktivitäten in die Atmosphäre freigesetzt. Was passiert gleichzeitig? chemische Reaktionen Ozonmoleküle werden in der Atmosphäre zerstört. Dadurch wird die Ozonschicht dünner und ihre Fähigkeit, ultraviolettes Licht zu absorbieren, verringert.
Globale Erwärmung. Die Temperatur an der Erdoberfläche steigt stetig an, während die oberen Schichten der Stratosphäre abkühlen. Damit einher geht die Bildung perlmuttartiger Wolken, in denen es zu Ozonzerstörungsreaktionen kommt.

Folgen der Ausbreitung von Ozonlöchern

Die Existenz von Leben auf der Erde ist nur aufgrund der Ozonschicht möglich. Es schützt den Planeten effektiv vor schädlicher UV-Strahlung, die sehr reaktiv ist.

Bei Einwirkung von ultraviolettem Licht wird die DNA beschädigt. Dies kann zu unerwünschten Mutationen in lebenden Organismen führen.
UV-Strahlen dringen sogar ins Wasser ein und führen zum Absterben von Pflanzenzellen und Mikroorganismen, die als Nahrung für weiter entwickelte Tiere dienen. Dadurch nimmt ihre Zahl ab.
Beim Menschen kann übermäßige UV-Strahlung Hautkrebs verursachen. (Eine Verringerung der Ozonkonzentration um 1 % erhöht die Häufigkeit von Hautkrebs um 5 %).
Direkter Kontakt ultravioletter Strahlung mit der Netzhaut der Augen führt zum Auftreten von Katarakten. Dies beeinträchtigt die Sehqualität und kann zur Erblindung führen.

1987 wurde ein internationales Abkommen – das Montrealer Protokoll – geschlossen, um die Emission schädlicher Gase in die Atmosphäre zu regeln, die Ozonmoleküle zerstören. Die Einhaltung des Protokolls trägt dazu bei, den Abbau der Ozonschicht in der Atmosphäre schrittweise zu verringern und die Ausbreitung von Ozonlöchern zu verhindern.

Ozonloch – ein Bruch in der Ozonosphäre (über 1000 km im Durchmesser), der über der Antarktis entstand und sich auf besiedelte Gebiete Australiens ausbreitet. Viele Menschen verstehen nicht, warum das Ozonloch entsteht in der Antarktis, wenn die Hauptemissionen von Freonen auf der Nordhalbkugel stattfinden. Ein Ozonloch mit einem Durchmesser von über 1000 km wurde erstmals 1985 von einer Gruppe britischer Wissenschaftler unter der Leitung von George Farman auf der Südhalbkugel über der Antarktis entdeckt.

Ein Ozonloch ist ein lokaler Abfall der Ozonkonzentration in der Ozonschicht der Erde. Über der Nordhalbkugel in der Arktis bildete sich ein weiteres Loch, allerdings von geringerer Größe. In diesem Stadium der menschlichen Entwicklung haben Wissenschaftler aus aller Welt bewiesen, dass es auf der Erde eine große Anzahl von Ozonlöchern gibt. Aber der gefährlichste und größte liegt oberhalb der Antarktis.

Wie entstehen Ozonlöcher? Wie kann man sie reparieren?

Rowland und Molina vermuteten, dass Chloratome die Zerstörung großer Mengen Ozon in der Stratosphäre verursachen könnten. Manchmal wird argumentiert, dass Freonmoleküle, da sie viel schwerer sind als Stickstoff und Sauerstoff, nicht in nennenswerten Mengen in die Stratosphäre gelangen können. Daher verteilen sich auch schwere Gase wie Edelgase oder Freone gleichmäßig in der Atmosphäre und erreichen auch die Stratosphäre.

Aufgrund ihrer geringen Reaktivität werden sie in den unteren Schichten der Atmosphäre praktisch nicht verbraucht und haben eine Lebensdauer von mehreren Jahren oder sogar Jahrzehnten. Zu diesem Zeitpunkt wird die Polarregion nicht von der Sonne beleuchtet und es entsteht dort kein Ozon.

Die Entdecker der Ozonschicht waren die französischen Physiker Charles Fabry und Henri Buisson. 1912 gelang ihnen dies mit spektroskopischen Messungen UV-Strahlung beweisen die Existenz von Ozon in erdfernen Schichten der Atmosphäre. Das Wiener Übereinkommen zum Schutz der Ozonschicht wurde 1985 und das Montrealer Protokoll 1987 verabschiedet. Einige von ihnen können die Erdoberfläche erreichen und durch Risse in die Atmosphäre diffundieren.

Das Jahr 1992 war für Wissenschaftler von der Tatsache geprägt, dass sich über der Nordhalbkugel in der Antarktis ein weiteres Ozonloch mit viel kleinerem Durchmesser gebildet hatte. Und im Jahr 2008 erreichte der Durchmesser des ersten in der Antarktis entdeckten Ozonphänomens seine maximale Rekordgröße – 27 Millionen Quadratkilometer. Denn die Ozonschicht soll die Oberfläche unseres Planeten vor einem Überschuss an ultravioletter Strahlung schützen Sonnenstrahlung Dann können Ozonlöcher als ein wirklich gefährliches Phänomen für lebende Organismen angesehen werden.

In der Atmosphäre befindet sich 20 – 50 Kilometer über der Erdoberfläche eine Ozonschicht. Ozon ist eine besondere Form von Sauerstoff. Die Ozonschicht der Atmosphäre ist sehr dünn. Würde das gesamte verfügbare atmosphärische Ozon gleichmäßig eine Fläche von 45 Quadratkilometern bedecken, ergäbe sich eine 0,3 Zentimeter dicke Schicht.

Was ist die Ozonschicht und warum ist ihre Zerstörung schädlich?

Basierend auf Daten über die Wirkung von Freonen auf die Ozonschicht der Atmosphäre verbot die Regierung der Vereinigten Staaten von Amerika (USA) 1978 die Herstellung und den Verkauf von Aerosolen, die Freone enthalten. Zwar halten Aerosolhersteller und mit ihnen viele Wissenschaftler die Theorie der Zerstörung der Ozonschicht für nicht überzeugend. 1985 machten britische Wissenschaftler eine erstaunliche Entdeckung. Sie entdeckten ein riesiges „Loch“ in der Ozonschicht über der Antarktis. Dieses Loch, so groß wie die Vereinigten Staaten, erscheint jedes Frühjahr.

Die Fläche des sogenannten Ozonlochs, das sich jährlich in der Stratosphäre über der Antarktis bildet, ist 1,7-mal größer als die Fläche des Kontinents selbst, berichtete die National Meteorological Administration of Japan. Das Ozonloch entsteht durch den Abbau der Ozonschicht durch Gase wie Freon und entsteht jedes Jahr zwischen August und Dezember.

Ozonlöcher – Ursachen und Folgen

Es erschien jedes Jahr im August und hörte im Dezember-Januar auf zu existieren. Daher ist Fluor nicht an den Ozonzersetzungsreaktionen beteiligt. Jod zerstört auch nicht das stratosphärische Ozon, da es jodhaltig ist organische Substanz werden fast vollständig in der Troposphäre verbraucht.

Halogenkohlenwasserstoffe sind auch in Gasen aus hydrothermalen Quellen enthalten. So tragen Feststoffpartikel, die bereits 1991 beim Ausbruch des Mount Pinatubo auf den Philippinen in die Stratosphäre gelangten, noch immer zur Entstehung von Ozonlöchern bei. Das Ozonloch stellt eine Gefahr für lebende Organismen dar, da die Ozonschicht die Erdoberfläche vor übermäßigen Dosen ultravioletter Strahlung der Sonne schützt.

Die Geschichte der Entdeckung von Ozonlöchern in der Atmosphäre

Das Ozonloch (Abnahme der Ozonkonzentration in der Atmosphäre) existiert ständig über der Antarktis; nimmt im Winter zu und erreicht im Frühjahr ein Maximum. Und es kann keine „vollständige Wiederherstellung der Ozonschicht“ geben. Es ist zu beachten, dass Ozon ein instabiles Gas ist, dessen Moleküle ziemlich schnell zerfallen. Das antarktische Ozonloch wird seit 1987 kontinuierlich überwacht; Es wurde festgestellt, dass seine Abmessungen ungefähr stabil sind – von 21 bis 30 Millionen km².

Die Ozonschicht befindet sich in der Stratosphäre in einer Höhe von etwa 25 Kilometern über der Erdoberfläche. Und wieder sind die Menschen für die Entstehung von Ozonlöchern verantwortlich. Nein, natürlich haben sie die Ozonschicht nicht buchstäblich zerstört.

Aufgrund der fehlenden Sonneneinstrahlung wird in Polarnächten kein Ozon gebildet. Diese Aussage gilt für mittlere und hohe Breiten. Im Übrigen ist der Chlorkreislauf nur für 15–25 % des Ozonverlusts in der Stratosphäre verantwortlich. Nachdem DuPont Daten über die Beteiligung von Freonen an der Zerstörung des stratosphärischen Ozons veröffentlicht hatte, nahm er diese Theorie mit Feindseligkeit auf und gab Millionen von Dollar für eine Pressekampagne zum Schutz von Freonen aus.

Experimentelle Messungen ihrer Konzentrationen in der Atmosphäre bestätigen dies, siehe beispielsweise rechts die Grafik der Verteilung von CFC-11-Freon nach Höhe. Aber das ist nicht so. Sowohl Krypton mit der Atommasse 84 als auch Helium mit der Atommasse 4 haben die gleiche relative Konzentration, sowohl in der Nähe der Oberfläche als auch in bis zu 100 km Höhe.

Dieses jährlich im August auftretende Ozonloch verschwand zwischen Dezember und Januar. Im Gegensatz beispielsweise zu Hydrofluorfreonen, die zu Fluoratomen zerfallen, die wiederum schnell mit Wasser zu stabilem Fluorwasserstoff reagieren. Tatsache ist, dass Freone in der Troposphäre und Stratosphäre gut gemischt sind. An der Stelle einer solchen Wechselwirkung wird die Ozonschicht zerstört und verschwindet. Das Ozonloch wurde erstmals 1985 von einer Gruppe britischer Wissenschaftler unter der Leitung von Joe Farman entdeckt.

Es ist kein Geheimnis, dass unser Planet Erde einzigartig ist Sonnensystem, da es der einzige Planet ist, auf dem Leben existiert. Und die Entstehung des Lebens auf der Erde war dank einer speziellen schützenden Ozonkugel möglich, die unseren Planeten in einer Höhe von 20 bis 50 km bedeckt. Was ist Ozon und warum wird es benötigt? Das Wort „Ozon“ selbst wird aus dem Griechischen mit „riechen“ übersetzt, denn es ist sein Geruch, den wir spüren können. Ozon ist ein blaues Gas, das aus dreiatomigen Molekülen besteht, im Wesentlichen noch konzentrierterem Sauerstoff. Die Bedeutung von Ozon ist enorm, da es die Erde vor den schädlichen Auswirkungen der ultravioletten Strahlen der Sonne schützt. Leider wissen wir Menschen nicht zu schätzen, was die Natur (oder Gott) über Milliarden von Jahren geschaffen hat, und eine der Folgen zerstörerischer menschlicher Aktivitäten war die Entstehung von Ozonlöchern, über die wir im heutigen Artikel sprechen werden.

Was sind Ozonlöcher?

Lassen Sie uns zunächst das eigentliche Konzept eines „Ozonlochs“ definieren und was es ist. Tatsache ist, dass sich viele Menschen das Ozonloch fälschlicherweise als eine Art Loch in der Atmosphäre unseres Planeten vorstellen, als einen Ort, an dem die Ozonsphäre völlig fehlt. Tatsächlich stimmt das nicht ganz, es ist nicht so, dass es überhaupt nicht vorhanden wäre, es ist nur so, dass die Ozonkonzentration am Ort des Ozonlochs um ein Vielfaches niedriger ist, als sie sein sollte. Infolge, ultraviolette Strahlung Es fällt leichter auf die Erdoberfläche und entfaltet seine zerstörerische Wirkung gerade in den Bereichen von Ozonlöchern.

Wo sind die Ozonlöcher?

Nun, in diesem Fall wird die natürliche Frage nach der Lage der Ozonlöcher sein. Das erste Ozonloch der Geschichte wurde 1985 über der Antarktis entdeckt; Wissenschaftlern zufolge betrug der Durchmesser dieses Ozonlochs 1000 km. Darüber hinaus weist dieses Ozonloch ein sehr seltsames Verhalten auf: Es erscheint jedes Mal im August und verschwindet zu Beginn des Winters, um dann im August wieder aufzutauchen.

Wenig später wurde über der Arktis ein weiteres, wenn auch kleineres Ozonloch entdeckt. Heutzutage wurden viele kleine Ozonlöcher an verschiedenen Orten entdeckt, aber das Ozonloch über der Antarktis steht hinsichtlich der Größe an erster Stelle.

Foto des Ozonlochs über der Antarktis.

Wie entstehen Ozonlöcher?

Tatsache ist, dass sich an den Polen aufgrund der dort niedrigen Temperaturen stratosphärische Wolken bilden, die Eiskristalle enthalten. Wenn diese Wolken mit molekularem Chlor in Kontakt kommen, das in die Atmosphäre gelangt, kommt es zu einer ganzen Reihe von Chlorereignissen, die zur Zerstörung von Ozonmolekülen führen und deren Menge in der Atmosphäre verringern. Dadurch entsteht ein Ozonloch.

Ursachen für Ozonlöcher

Was sind die Ursachen für Ozonlöcher? Für dieses Phänomen gibt es mehrere Gründe, der wichtigste davon ist die Umweltverschmutzung. Umfeld. Viele Fabriken, Fabriken, Rauchgaskraftwerke stoßen unter anderem das unglückselige Chlor in die Atmosphäre aus, das bereits in chemische Reaktionen eintritt und einen Boom in der Atmosphäre auslöst.

Auch die Entstehung von Ozonlöchern war maßgeblich daran beteiligt Atomtests im letzten Jahrhundert durchgeführt. Bei nuklearen Explosionen gelangen Stickoxide in die Atmosphäre, die durch chemische Reaktionen mit Ozon diese ebenfalls zerstören.

Auch in Wolken fliegende Flugzeuge tragen zur Entstehung von Ozonlöchern bei, da bei jedem ihrer Flüge das gleiche Stickoxid in die Atmosphäre freigesetzt wird, das unseren schützenden Ozonball zerstört.

Folgen von Ozonlöchern

Die Folgen der Ausbreitung von Ozonlöchern sind natürlich nicht die rosigsten – durch die erhöhte ultraviolette Strahlung kann die Zahl der Menschen mit Hautkrebs zunehmen. Darüber hinaus nimmt die allgemeine Immunität einer Person ab, was zu vielen anderen Krankheiten führt. Allerdings können nicht nur Menschen, sondern beispielsweise auch Anwohner unter einer erhöhten ultravioletten Strahlung leiden, die durch das Ozonloch dringt obere Schichten Ozean: Garnelen, Krabben, Algen. Warum sind Ozonlöcher für sie gefährlich? Immer noch die gleichen Probleme mit der Immunität.

Wie man mit Ozonlöchern umgeht

Wissenschaftler haben die folgende Lösung für das Problem der Ozonlöcher vorgeschlagen:

Beginnen Sie mit der Regulierung ozonschädigender Emissionen chemische Elemente in der Atmosphäre.
Beginnen Sie mit der individuellen Wiederherstellung der Ozonmenge an der Stelle, an der sich Ozonlöcher befinden. Dazu sprühen Flugzeuge in einer Höhe von 12 bis 30 km Ozon in Stücken in die Atmosphäre. Der Nachteil dieser Methode besteht in den erheblichen wirtschaftlichen Kosten und es muss gleichzeitig eine erhebliche Menge Ozon in die Atmosphäre gesprüht werden moderne Technologien, leider unmöglich.

Ozonlöcher, Video

Und zum Schluss noch eine interessante Dokumentation über Ozonlöcher.

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Veröffentlicht am http://www.allbest.ru/

VERKEHRSMINISTERIUM DER RUSSISCHEN FÖDERATION

FSOUVPO ULJANOWSK HÖHERE LUFTFAHRTSCHULE

ZIVILLUFTFAHRT (INSTITUT)

FAKULTÄT FÜR FLUGBETRIEB UND FLUGVERKEHRSMANAGEMENT

ABTEILUNG PASSOP

ABSTRAKT

zum Thema:Ozonlöcher: UrsachenUndFolgen

Abgeschlossen von: Bazarov M.A.

Leitung: Morozova M.M.

Uljanowsk 2012

Einführung

1. Gründe

2. Konsequenzen

3. Geografischer Standort

4. Die Rolle ziviler und militärischer Flugzeuge bei der Entstehung von Ozonlöchern

5. Möglichkeiten zur Problemlösung

Abschluss

Einführung

Mit der Entstehung der menschlichen Zivilisation erschien ein neuer Faktor, der das Schicksal der belebten Natur beeinflusste. Er hat im laufenden Jahrhundert und insbesondere in enormer Macht erlangt In letzter Zeit. 5 Milliarden unserer Zeitgenossen wirken auf die Natur in einem Ausmaß ein, wie es die Menschen der Steinzeit hätten haben können, wenn ihre Zahl 50 Milliarden Menschen betragen hätte, und die Menge der freigesetzten Energie wird von der Sonne auf die Erde übertragen.

Seit der Entstehung einer hochindustrialisierten Gesellschaft haben gefährliche menschliche Eingriffe in die Natur stark zugenommen, die Reichweite dieser Eingriffe hat sich ausgeweitet, sie sind vielfältiger geworden und drohen nun zu einer globalen Gefahr für die Menschheit zu werden.

Der Verbrauch nicht erneuerbarer Rohstoffe steigt, immer mehr Ackerflächen verlassen die Wirtschaft, da darauf Städte und Fabriken entstehen. Die Biosphäre der Erde erfährt derzeit eine Vergrößerung anthropogener Einfluss. Gleichzeitig lassen sich einige der bedeutendsten Prozesse identifizieren, von denen keiner den Zustand des Luftraums unseres Planeten verbessert.

Auch die Akkumulation schreitet voran Kohlendioxid in der Atmosphäre. Weitere Entwicklung Dieser Prozess wird den unerwünschten Trend zu einem Anstieg der durchschnittlichen Jahrestemperatur auf dem Planeten verstärken.

Infolgedessen entstand vor der Gesellschaft ein Dilemma: Entweder gedankenlos ihrem unvermeidlichen Tod in einer drohenden Umweltkatastrophe entgegenzurollen oder die mächtigen Kräfte der Wissenschaft und Technologie, die durch das Genie des Menschen geschaffen wurden, bewusst aus einer Waffe umzuwandeln, die zuvor gegen die Natur und den Menschen selbst gerichtet war. zu einer Waffe ihres Schutzes und Wohlstands, zu einer Waffe eines rationalen Umweltmanagements.

Hängt über der Welt echte Bedrohung Die globale Umweltkrise wird von der gesamten Weltbevölkerung verstanden, und die wahre Hoffnung auf ihre Verhinderung liegt in der Kontinuität Umwelterziehung und Menschen erziehen.

Die Weltgesundheitsorganisation hat ermittelt, dass die menschliche Gesundheit zu 20 % von der Vererbung, zu 20 % von der Umwelt, zu 50 % vom Lebensstil und zu 10 % von der Medizin abhängt. In einer Reihe von Regionen Russlands wird bis 2005 die folgende Dynamik von Faktoren erwartet, die die menschliche Gesundheit beeinflussen: Die Rolle der Ökologie wird auf 40 % zunehmen, die Wirkung des genetischen Faktors wird auf 30 % zunehmen, die Fähigkeit, die Gesundheit zu erhalten Der Lebensstil wird auf 25 % zurückgehen und die Rolle der Medizin wird auf 5 % zurückgehen.

Charakterisierend aktuellen Zustand Obwohl die Ökologie von entscheidender Bedeutung ist, können wir die Hauptgründe identifizieren, die zu Umweltkatastrophen führen: Umweltverschmutzung, Vergiftung des Lebensraums, Sauerstoffmangel in der Atmosphäre, Ozonlöcher.

Zweck dieser Arbeit war eine Verallgemeinerung von Literaturdaten zu den Ursachen und Folgen der Zerstörung der Ozonschicht sowie Möglichkeiten zur Lösung des Problems der Bildung von „Ozonlöchern“.

Ozonschichtloch Umwelt

1. Ursachen

Ein Ozonloch ist ein lokaler Abfall der Ozonkonzentration in der Ozonschicht der Erde. Nach der in der Wissenschaft allgemein anerkannten Theorie führte der zunehmende Einfluss des anthropogenen Faktors in Form der Freisetzung chlor- und bromhaltiger Freone in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts zu einer deutlichen Ausdünnung der Ozonschicht .

Einer anderen Hypothese zufolge könnte der Prozess der Entstehung von „Ozonlöchern“ weitgehend natürlich sein und nicht ausschließlich mit den schädlichen Auswirkungen der menschlichen Zivilisation in Verbindung gebracht werden.

Ein Ozonloch mit einem Durchmesser von über 1000 km wurde erstmals 1985 in der südlichen Hemisphäre über der Antarktis von einer Gruppe britischer Wissenschaftler entdeckt: J. Shanklin (Englisch), J. Farman (Englisch), B. Gardiner (Englisch). ), der den entsprechenden Artikel in der Zeitschrift Nature veröffentlichte. Jeden August erschien es und von Dezember bis Januar hörte es auf zu existieren. Über der Nordhalbkugel in der Arktis bildete sich ein weiteres Loch, allerdings von geringerer Größe. In diesem Stadium der menschlichen Entwicklung haben Wissenschaftler aus aller Welt bewiesen, dass es auf der Erde eine große Anzahl von Ozonlöchern gibt. Aber der gefährlichste und größte liegt oberhalb der Antarktis.

Eine Kombination von Faktoren führt zu einer Abnahme der Ozonkonzentration in der Atmosphäre, wobei der Hauptgrund der Tod von Ozonmolekülen bei Reaktionen mit ist verschiedene Substanzen anthropogenen und natürlichen Ursprungs, das Fehlen von Sonnenstrahlung während des Polarwinters, ein besonders stabiler Polarwirbel, der das Eindringen von Ozon aus subpolaren Breiten verhindert, und die Bildung polarer Stratosphärenwolken (PSC), deren Oberfläche Partikel Ozonzerfallsreaktionen katalysieren . Diese Faktoren sind besonders charakteristisch für die Antarktis; in der Arktis ist der Polarwirbel aufgrund der fehlenden Kontinentaloberfläche viel schwächer, die Temperatur ist um mehrere Grad höher als in der Antarktis und PSOs sind seltener und neigen auch dazu, dort zu zerfallen Frühherbst. Da Ozonmoleküle chemisch aktiv sind, können sie mit vielen anorganischen und organischen Verbindungen reagieren. Die Hauptstoffe, die zur Zerstörung von Ozonmolekülen beitragen, sind einfache Stoffe (Wasserstoff-, Sauerstoff-, Chlor-, Bromatome), anorganische (Chlorwasserstoff, Stickstoffmonoxid) und organische Verbindungen (Methan, Fluorchlor und Fluorbromfreone, die Chlor- und Bromatome freisetzen). . Im Gegensatz beispielsweise zu Hydrofluorfreonen, die zu Fluoratomen zerfallen, die wiederum schnell mit Wasser zu stabilem Fluorwasserstoff reagieren. Daher ist Fluor nicht an den Ozonzersetzungsreaktionen beteiligt. Jod zerstört auch nicht das stratosphärische Ozon, da jodhaltige organische Substanzen fast vollständig in der Troposphäre verbraucht werden. Die wichtigsten Reaktionen, die zur Zerstörung von Ozon beitragen, werden im Artikel über die Ozonschicht beschrieben.

Chlor „frisst“ aufgrund relativ schneller Reaktionen sowohl Ozon als auch atomaren Sauerstoff:

O3 + Cl = O2 + ClO

СlO + O = Cl + O2

Darüber hinaus führt die letztere Reaktion zur Regenerierung von aktivem Chlor. Chlor wird somit gar nicht erst verbraucht und zerstört die Ozonschicht.

Im Sommer und Frühling steigt die Ozonkonzentration. Über den Polarregionen ist sie immer höher als über den Äquatorregionen. Darüber hinaus ändert es sich in einem 11-Jahres-Zyklus, der mit dem Sonnenaktivitätszyklus zusammenfällt. All dies war bereits in den 1980er Jahren bekannt. Beobachtungen haben gezeigt, dass über der Antarktis die stratosphärische Ozonkonzentration von Jahr zu Jahr langsam, aber stetig abnimmt. Dieses Phänomen wurde „Ozonloch“ genannt (obwohl es natürlich kein Loch im eigentlichen Sinne des Wortes war).

Später, in den 90er Jahren des letzten Jahrhunderts, begann der gleiche Rückgang über der Arktis. Das Phänomen des antarktischen „Ozonlochs“ ist noch nicht klar: Ob das „Loch“ durch anthropogene Verschmutzung der Atmosphäre entstanden ist oder ob es sich um einen natürlichen geoastrophysikalischen Prozess handelt.

Zu den Versionen der Entstehung von Ozonlöchern gehören:

der Einfluss von Partikeln, die bei Atomexplosionen emittiert werden;

Flüge von Raketen und Höhenflugzeugen;

Reaktionen mit Ozon bestimmter Stoffe, die in Chemiefabriken hergestellt werden. Dies sind in erster Linie chlorierte Kohlenwasserstoffe und insbesondere Freone – Fluorchlorkohlenwasserstoffe oder Kohlenwasserstoffe, in denen alle oder die meisten Wasserstoffatome durch Fluor- und Chloratome ersetzt sind.

Fluorchlorkohlenwasserstoffe werden häufig in modernen Haushalts- und Industriekühlschränken (deshalb werden sie „Frone“ genannt), in Aerosoldosen, als chemische Reinigungsmittel, zum Löschen von Bränden im Transportwesen, als Schaummittel und zur Synthese von Polymeren verwendet. Die weltweite Produktion dieser Stoffe hat fast 1,5 Millionen Tonnen pro Jahr erreicht.

Da Fluorchlorkohlenwasserstoffe leicht flüchtig und gegenüber chemischen Einflüssen recht beständig sind, gelangen sie nach Gebrauch in die Atmosphäre und können dort bis zu 75 Jahre verbleiben und dabei die Höhe der Ozonschicht erreichen. Hier zersetzen sie sich unter dem Einfluss von Sonnenlicht und setzen dabei atomares Chlor frei, das als wichtigster „Ordnungsstörer“ in der Ozonschicht dient.

2. Folgen

Das Ozonloch stellt eine Gefahr für lebende Organismen dar, da die Ozonschicht die Erdoberfläche vor übermäßigen Dosen ultravioletter Strahlung der Sonne schützt. Die Schwächung der Ozonschicht erhöht den Durchfluss Sonnenstrahlung am Boden und führt zu einem Anstieg der Zahl von Hautkrebserkrankungen bei Menschen. Auch von höheres Level Strahlung wirkt sich auf Pflanzen und Tiere aus.

Ozon in der Stratosphäre schützt die Erde vor zerstörerischer UV- und Sonnenstrahlung. Durch den Abbau der Ozonschicht gelangt mehr Sonnenstrahlung auf die Erdoberfläche.

Nach Angaben der US-Umweltschutzbehörde führt jedes Prozent verlorenes stratosphärisches Ozon zu einem Anstieg der Exposition gegenüber ultravioletter Sonnenstrahlung um 1,5 bis 2 Prozent. Für den Menschen ist eine Erhöhung der Intensität der ultravioletten Strahlung vor allem aufgrund der Auswirkungen der Sonnenstrahlung auf Haut und Augen gefährlich.

Strahlung mit Wellenlängen im Spektrum von 280 bis 320 Nanometern – UV-Strahlen, die teilweise durch Ozon blockiert werden – kann zu vorzeitiger Alterung und einer Zunahme von Hautkrebserkrankungen sowie Schäden an Pflanzen und Tieren führen.

Strahlung mit einer Wellenlänge größer als 320 Nanometer, das UV-Spektrum, wird von Ozon praktisch nicht absorbiert und ist für den Menschen eigentlich notwendig, um Vitamin D zu bilden. UV-Strahlung mit einer Wellenlänge im Spektrum von 200 – 280 Nanometern kann schwerwiegende Folgen haben biologische Organismen. Strahlung aus diesem Spektrum wird jedoch fast vollständig von Ozon absorbiert. Somit ist die „Achillesferse“ des irdischen Lebens die Strahlung eines eher schmalen Spektrums von UV-Wellen mit einer Länge von 320 bis 280 Nanometern. Wenn die Wellenlängen kürzer werden, steigt ihre Fähigkeit, lebende Organismen und DNA zu schädigen. Glücklicherweise nimmt die Fähigkeit von Ozon, ultraviolette Strahlung zu absorbieren, mit abnehmender Wellenlänge der Strahlung zu.

· Steigende Häufigkeit von Hautkrebs.

· Unterdrückung Immunsystem Person.

· Augenschaden.

Ultraviolette Strahlung kann die Hornhaut, das Bindegewebe des Auges, die Linse und die Netzhaut schädigen. Ultraviolette Strahlung kann Photokeratose (oder Schneeblindheit) verursachen, ähnlich einem Sonnenbrand der Hornhaut oder des Bindegewebes des Auges. Eine erhöhte Belastung durch ultraviolette Strahlung infolge des Ozonabbaus wird laut den Autoren von How to Save Our Skin zu einem Anstieg der Zahl von Menschen mit Katarakten führen. Katarakte bedecken die Augenlinse, verringern die Sehschärfe und können zur Erblindung führen.

· Zerstörung von Ernten.

3. Geografische Position

Die Ausdünnung der Ozonschicht begann in den 70er Jahren zu beobachten. Besonders stark nahm es über der Antarktis ab, was zur Entstehung des gebräuchlichen Ausdrucks „Ozonloch“ führte. Auch auf der Nordhalbkugel sind kleine Löcher zu verzeichnen – über der Arktis, im Bereich der Kosmodrome Plesetsk und Baikonur. Im Jahr 1974 stellten zwei Wissenschaftler der University of California – Mario Molina und Sherward Rowland – die Hypothese auf, dass Freongase, die in der Kühl- und Parfümindustrie verwendet werden, der Hauptfaktor für die Ozonzerstörung seien. Weniger bedeutende ozonschädigende Faktoren sind die Flüge von Raketen und Überschallflugzeugen.

Die Lage der „Ozonlöcher“ neigt dazu, positive globale magnetische Anomalien zu lokalisieren. Auf der Südhalbkugel ist dies die Antarktis und auf der Nordhalbkugel die globale magnetische Anomalie Ostsibiriens. Darüber hinaus nimmt die Stärke der sibirischen Anomalie so stark zu, dass sogar in Nowosibirsk die vertikale Komponente vorhanden ist Erdmagnetfeld wächst jährlich um 30 Gamma (Nanotesla).

Der Verlust der Ozonschicht über dem arktischen Becken war in diesem Jahr so bedeutend, dass wir zum ersten Mal in der Geschichte der Beobachtungen von der Entstehung eines „Ozonlochs“ ähnlich dem antarktischen sprechen können. In Höhen über 20 km betrug der Ozonverlust etwa 80 %. Wahrscheinliche Ursache Dieses Phänomen wird als ungewöhnlich langes Anhalten relativ niedriger Temperaturen in der Stratosphäre in diesen Breiten bezeichnet.

4. Die Rolle der zivilen und militärischen Luftfahrt in der BildungOzonlöcher

Dabei kommt es nicht nur auf die Leistung des Triebwerks eines Flugzeugs an, sondern auch auf die Höhe, in der es fliegt und ozonschädigende Stickoxide freisetzt. Je höher das Lachgas oder Oxid gebildet wird, desto zerstörerischer ist es für das Ozon.

Die Gesamtmenge an Stickoxiden, die pro Jahr in die Atmosphäre ausgestoßen wird, wird auf 1 Milliarde Tonnen geschätzt. Etwa ein Drittel dieser Menge wird von Flugzeugen oberhalb der durchschnittlichen Tropopausenhöhe (11 km) ausgestoßen. Was Flugzeuge betrifft, so stammen die schädlichsten Emissionen von Militärflugzeugen, deren Zahl sich auf Zehntausende beläuft. Sie fliegen hauptsächlich in Höhenlagen der Ozonschicht.

5. Wege zur Lösung von Problemen

Um mit der globalen Wiederherstellung zu beginnen, ist es notwendig, den Zugang aller Substanzen, die Ozon sehr schnell zerstören und dort lange gespeichert werden, in die Atmosphäre zu reduzieren.

Außerdem müssen wir – alle Menschen – dies verstehen und der Natur helfen, den Prozess der Wiederherstellung der Ozonschicht einzuleiten. Es sind neue Waldanpflanzungen erforderlich. Stoppen Sie die Abholzung von Wäldern für andere Länder, die aus irgendeinem Grund ihre Wälder nicht abholzen, sondern Geld verdienen wollen aus unseren Wäldern.

Um die Ozonschicht wiederherzustellen, muss sie wieder aufgeladen werden. Zu diesem Zweck war zunächst geplant, mehrere bodengestützte Ozonfabriken zu errichten und Ozon mit Frachtflugzeugen in die oberen Schichten der Atmosphäre zu „werfen“. Dieses Projekt (wahrscheinlich war es das erste Projekt zur „Behandlung“ des Planeten) wurde jedoch nicht umgesetzt.

Einen anderen Weg schlägt das russische Konsortium Interozon vor: Ozon direkt in der Atmosphäre zu erzeugen. Gemeinsam mit der deutschen Firma Daza ist geplant, in naher Zukunft Ballons mit Infrarotlasern auf eine Höhe von 15 km zu heben, mit deren Hilfe sie aus zweiatomigem Sauerstoff Ozon erzeugen können.

Sollte sich dieses Experiment als erfolgreich erweisen, ist geplant, in Zukunft die Erfahrungen des Russen zu nutzen Orbitalstation„Mir“ und schaffen mehrere Weltraumplattformen mit Energiequellen und Lasern in einer Höhe von 400 km. Laserstrahlen werden in den zentralen Teil der Ozonschicht gerichtet und füllen diese ständig auf. Die Energiequelle kann sein Sonnenkollektoren. Astronauten auf diesen Plattformen werden nur für regelmäßige Inspektionen und Reparaturen benötigt.

Abschluss

Das Potenzial menschlicher Eingriffe in die Natur nimmt stetig zu und hat bereits ein Ausmaß erreicht, das zu irreparablen Schäden in der Biosphäre führen kann. Es ist nicht das erste Mal, dass sich ein Stoff, der lange als völlig harmlos galt, als äußerst gefährlich herausstellt. Vor zwanzig Jahren hätte sich kaum jemand vorstellen können, dass eine gewöhnliche Aerosoldose eine ernsthafte Gefahr für den gesamten Planeten darstellen könnte. Leider ist es nicht immer möglich, rechtzeitig vorherzusagen, wie sich diese oder jene Verbindung auf die Biosphäre auswirken wird. Im Fall von FCKW bestand jedoch eine solche Möglichkeit: Alle chemischen Reaktionen, die den Prozess der Ozonzerstörung durch FCKW beschreiben, sind äußerst einfach und seit geraumer Zeit bekannt. Aber selbst nachdem das FCKW-Problem im Jahr 1974 formuliert wurde, waren die Vereinigten Staaten das einzige Land, das Maßnahmen zur Reduzierung der FCKW-Produktion ergriffen hat, und diese Maßnahmen waren völlig unzureichend. Es bedurfte einer ausreichend starken Demonstration der Gefahren von FCKW, um ernsthafte Maßnahmen auf globaler Ebene ergreifen zu können. Es sei darauf hingewiesen, dass auch nach der Entdeckung des Ozonlochs zeitweise die Ratifizierung des Montrealer Übereinkommens gefährdet war. Vielleicht lehrt uns die FCKW-Problematik, mit allen Stoffen, die durch menschliche Aktivitäten in die Biosphäre gelangen, mit größerer Aufmerksamkeit und Vorsicht umzugehen.

Das Problem der historischen und moderne Veränderungen Der Klimawandel erwies sich als sehr komplex und findet keine Lösung in den Schemata des Ein-Faktor-Determinismus. Naiad mit steigenden Kohlendioxidkonzentrationen wichtige Rolle Eine Rolle spielen Veränderungen in der Ozonosphäre, die mit der Entwicklung des Erdmagnetfeldes einhergehen. Das Entwickeln und Testen neuer Hypothesen ist eine notwendige Bedingung Kenntnis der Muster der allgemeinen atmosphärischen Zirkulation und anderer geophysikalischer Prozesse, die sich auf die Biosphäre auswirken.

Gepostet auf Allbest.ru

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Quellen der Zerstörung

Zu den Ozonschichtzerstörern zählen:

1) Freone.

Ozon wird durch Chlorverbindungen, sogenannte Freone, zerstört, die, ebenfalls durch Sonneneinstrahlung zerstört, Chlor freisetzen, das das „dritte“ Atom von den Ozonmolekülen „abreißt“. Chlor geht keine Verbindungen ein, sondern dient als „Brechkatalysator“. Somit kann ein Chloratom viel Ozon „zerstören“. Es wird angenommen, dass Chlorverbindungen 50 bis 1500 Jahre (abhängig von der Zusammensetzung der Substanz) der Erde in der Atmosphäre verbleiben können. Beobachtungen der Ozonschicht des Planeten werden seit Mitte der 50er Jahre im Rahmen von Antarktisexpeditionen durchgeführt.

Das Ozonloch über der Antarktis, dessen Größe im Frühjahr zunimmt und im Herbst abnimmt, wurde 1985 entdeckt. Die Entdeckung der Meteorologen hatte eine Reihe wirtschaftlicher Folgen zur Folge. Tatsache ist, dass die Existenz des „Lochs“ angeklagt wurde chemische Industrie, wodurch Substanzen hergestellt werden, die Freone enthalten, die zur Zerstörung von Ozon beitragen (von Deodorants bis). Kühlaggregate). Es besteht kein Konsens über die Frage, inwieweit der Mensch für die Entstehung von „Ozonlöchern“ verantwortlich ist. Einerseits ja, er ist sicherlich schuldig. Die Produktion von Verbindungen, die zum Ozonabbau führen, sollte minimiert oder besser noch ganz gestoppt werden. Das heißt, einen ganzen Industriezweig mit einem Umsatz von vielen Milliarden Dollar aufzugeben. Und wenn Sie nicht ablehnen, übertragen Sie es auf „sichere“ Schienen, was ebenfalls Geld kostet.

Der Standpunkt der Skeptiker: Der menschliche Einfluss auf atmosphärische Prozesse ist trotz seiner Zerstörungskraft auf lokaler Ebene auf planetarischer Ebene vernachlässigbar. Die Anti-Freon-Kampagne der „Grünen“ hat einen völlig transparenten wirtschaftlichen und politischen Hintergrund: Mit ihrer Hilfe erwürgen große amerikanische Konzerne (z. B. Dupont) ihre ausländischen Konkurrenten, erzwingen Vereinbarungen zum „Umweltschutz“ auf staatlicher Ebene und die gewaltsame Einführung einer neuen Technologiestufe, der wirtschaftlich schwächere Staaten nicht standhalten können.

2)Flugzeuge in großer Höhe

Die Zerstörung der Ozonschicht wird nicht nur durch Freone erleichtert, die in die Atmosphäre freigesetzt werden und in die Stratosphäre gelangen. An der Zerstörung der Ozonschicht sind auch Stickoxide beteiligt, die bei nuklearen Explosionen entstehen. Aber auch in den Brennkammern von Strahltriebwerken von Höhenflugzeugen entstehen Stickoxide. Aus dem dort vorkommenden Stickstoff und Sauerstoff entstehen Stickoxide. Je höher die Temperatur, also je größer die Motorleistung, desto höher ist die Geschwindigkeit der Stickoxidbildung. Dabei kommt es nicht nur auf die Leistung des Triebwerks eines Flugzeugs an, sondern auch auf die Höhe, in der es fliegt und ozonschädigende Stickoxide freisetzt. Je höher das Lachgas oder Oxid gebildet wird, desto zerstörerischer ist es für das Ozon. Die Gesamtmenge an Stickoxiden, die pro Jahr in die Atmosphäre ausgestoßen wird, wird auf 1 Milliarde Tonnen geschätzt. Etwa ein Drittel dieser Menge wird von Flugzeugen oberhalb der durchschnittlichen Tropopausenhöhe (11 km) ausgestoßen. Was Flugzeuge betrifft, so stammen die schädlichsten Emissionen von Militärflugzeugen, deren Zahl sich auf Zehntausende beläuft. Sie fliegen hauptsächlich in Höhenlagen der Ozonschicht.

3) Mineraldünger

Ozon in der Stratosphäre kann auch dadurch abnehmen, dass Lachgas N2O in die Stratosphäre gelangt, das bei der Denitrifikation von durch Bodenbakterien gebundenem Stickstoff entsteht. Die gleiche Denitrifizierung von fixiertem Stickstoff wird auch von Mikroorganismen in der oberen Schicht von Ozeanen und Meeren durchgeführt. Der Denitrifikationsprozess steht in direktem Zusammenhang mit der Menge an fixiertem Stickstoff im Boden. So können Sie sicher sein, dass mit zunehmender Menge an Mineraldüngern, die auf den Boden ausgebracht werden, auch die Menge an gebildetem Lachgas (N2O) in gleichem Maße zunimmt. Darüber hinaus werden aus Lachgas Stickoxide gebildet, die zur Zerstörung des stratosphärischen Ozons.

4) Nukleare Explosionen

Bei nuklearen Explosionen wird viel Energie in Form von Wärme freigesetzt. Innerhalb weniger Sekunden nach einer nuklearen Explosion stellt sich eine Temperatur von 6000 0 C ein. Das ist die Energie des Feuerballs. In einer stark erhitzten Atmosphäre kommt es zu Umwandlungen chemischer Stoffe, die unter normalen Bedingungen entweder nicht stattfinden oder nur sehr langsam ablaufen. Was Ozon und sein Verschwinden betrifft, so sind die Stickoxide, die bei diesen Umwandlungen entstehen, am gefährlichsten. So entstanden im Zeitraum von 1952 bis 1971 durch nukleare Explosionen etwa 3 Millionen Tonnen Stickoxide in der Atmosphäre. Ihr weiteres Schicksal ist folgendes: Durch atmosphärische Vermischung gelangen sie in unterschiedliche Höhen, auch in die Atmosphäre. Dort gehen sie unter Beteiligung von Ozon chemische Reaktionen ein, die zu dessen Zerstörung führen.

5) Kraftstoffverbrennung.

Auch in Rauchgasen von Kraftwerken kommt Lachgas vor. Tatsächlich ist die Tatsache, dass Stickoxide und -dioxide in Verbrennungsprodukten enthalten sind, seit langem bekannt. Diese höheren Oxide haben jedoch keinen Einfluss auf das Ozon. Sie verschmutzen natürlich die Atmosphäre und tragen zur Smogbildung bei, werden aber schnell aus der Troposphäre entfernt. Lachgas ist, wie bereits erwähnt, gefährlich für Ozon. Bei niedrige Temperaturen es entsteht in folgenden Reaktionen:

N 2 + O + M = N 2 O + M,

2NH 3 + 2O 2 =N 2 O = 3H 2.

Das Ausmaß dieses Phänomens ist sehr bedeutsam. Auf diese Weise entstehen jährlich etwa 3 Millionen Tonnen Lachgas in der Atmosphäre! Diese Zahl legt nahe, dass es sich um eine Quelle der Ozonzerstörung handelt.

Abschluss: Zerstörungsquellen sind: Freone, Höhenflugzeuge, Mineraldünger, nukleare Explosionen, Kraftstoffverbrennung.