aby zrozumieć warstwę ozonową, pomocne byłoby poznanie różnych warstw atmosfery. Atmosfera ziemska składa się z wielu warstw, z których każda odgrywa znaczącą rolę. Pierwsza warstwa rozciągająca się około 10 kilometrów w górę od powierzchni Ziemi jest znana jako troposfera. Wiele działań ludzkich, takich jak balony gazowe, Wspinaczka górska i loty małych samolotów odbywają się w tym regionie.

stratosfera jest kolejną warstwą nad troposferą rozciągającą się około 15 do 60 kilometrów. Warstwa ozonowa znajduje się w dolnej części stratosfery od około 20-30 kilometrów nad powierzchnią ziemi. Grubość warstwy ozonowej wynosi około 3 do 5 mm, ale zmienia się w zależności od pory roku i położenia geograficznego.

warstwa ozonowa jest głęboką warstwą w atmosferze Ziemi, która zawiera ozon, który jest naturalnie występującą cząsteczką zawierającą trzy atomy tlenu. Te cząsteczki ozonu tworzą warstwę gazową w górnej atmosferze Ziemi zwaną stratosferą.

Ten dolny region stratosfery zawierający stosunkowo wyższe stężenie ozonu nazywany jest Ozonosferą. Ozonosfera znajduje się 15-35 km (9 do 22 mil) nad powierzchnią ziemi.

stężenie ozonu w warstwie ozonowej wynosi zwykle poniżej 10 części na milion, podczas gdy średnie stężenie ozonu w atmosferze wynosi około 0,3 części na milion. Grubość warstwy ozonowej różni się w zależności od pory roku i geografii. Najwyższe stężenia ozonu występują na wysokościach od 26 do 28 km (16 do 17 mil) w tropikach i od 12 do 20 km (7 do 12 mil) w kierunku biegunów.

warstwa ozonowa tworzy grubą warstwę w stratosferze, otaczającą ziemię, w której znajduje się duża ilość Ozonu. Warstwa ozonowa chroni życie na ziemi przed silnym promieniowaniem ultrafioletowym pochodzącym ze słońca.

promienie ultrafioletowe to szkodliwe promienie, które mogą zwiększać ryzyko śmiertelnych zaburzeń, takich jak rak skóry, zaćma i uszkodzenie układu odpornościowego. Promienie ultrafioletowe są również zdolne do niszczenia organizmów jednokomórkowych, ziemskiego życia roślinnego i ekosystemów wodnych.

warstwa ozonowa została odkryta w 1913 roku przez francuskich fizyków Charlesa Fabry ’ ego i Henriego Buissona. Warstwa ozonowa ma zdolność pochłaniania prawie 97-99% szkodliwego promieniowania ultrafioletowego emitowanego przez słońce i które może powodować długotrwałe niszczące skutki dla ludzi, a także roślin i zwierząt.

skład warstwy ozonowej

zaskakujące jest to, że te same promienie UV z większości warstwy ozonowej. Ozon jest niezwykłym rodzajem tlenu składającym się z 3 atomów tlenu zamiast normalnych 2 atomów tlenu. Warstwa ozonowa zwykle rozwija się, gdy kilka rodzajów wyładowań elektrycznych lub promieniowania dzieli 2 atomy w cząsteczce Tlenu(O2), które następnie niezależnie łączą się z innymi typami cząsteczek, tworząc Ozon. Warstwa ozonowa chroni życie na ziemi od miliardów lat, ale teraz jest zużywana przez działalność człowieka.

ludzie zaczęli doceniać znaczenie warstwy ozonowej, gdy naukowcy opublikowali wyniki badań sugerujących, że niektóre chemikalia wytwarzane przez człowieka, znane jako chlorofluorowęglowodory, zdołały dotrzeć do stratosfery i wyczerpać Ozon poprzez serię głębokich reakcji chemicznych.

wyniki tych badań skłoniły do podpisania globalnego Traktatu znanego jako Protokół Montrealski w 1973 roku. Traktat ten przyczynił się do ograniczenia produkcji tych szkodliwych substancji chemicznych wytwarzanych przez człowieka.

te ukierunkowane wysiłki doprowadziły do odzyskania warstwy ozonowej w ostatnich latach. Grubość warstwy ozonowej zmienia się ogromnie w każdym dniu i miejscu. Ze względu na nieustającą pionową cyrkulację powietrza atmosferycznego zarówno w stratosferze, jak i troposferze, ilość warstwy ozonowej chroniącej ludzi przed silnym promieniowaniem UV może być mniejsza lub większa. Ponadto osoby przebywające na wyższych wysokościach są narażone na promieniowanie UV niż osoby przebywające na niższych wysokościach.

Ozon stratosferyczny odgrywa dużą rolę w ochronie ludzi przed szorstkością słońca. Istnieje jednak również rodzaj ozonu powstałego tuż nad ziemią w wyniku kontaktu promieni słonecznych z zanieczyszczeniem atmosfery, co jest niebezpieczne dla zdrowia ludzkiego.

u niektórych osób może to prowadzić do komplikacji w oddychaniu i często ma miejsce w okresie letnim, gdy zanieczyszczenie jest powszechne w miastach, w których powietrze jest statyczne.

dlaczego warstwa ozonowa jest niezbędna?

istotną właściwością cząsteczki ozonu jest jego zdolność do blokowania promieniowania słonecznego o długości fali mniejszej niż 290 nanometrów przed dotarciem do powierzchni Ziemi. W tym procesie pochłania również promieniowanie ultrafioletowe, które jest niebezpieczne dla większości żywych istot. Promieniowanie UV może zranić lub zabić życie na Ziemi.

chociaż absorpcja promieniowania UV ogrzewa stratosferę, ale ważne jest, aby życie rozwijało się na planecie Ziemia. Naukowcy przewidzieli zakłócenie wrażliwych ekosystemów lądowych i wodnych z powodu zubożenia warstwy ozonowej.

promieniowanie ultrafioletowe może zniszczyć materię organiczną. Rośliny i plankton nie mogą się rozwijać, zarówno działają jako pokarm dla zwierząt lądowych, jak i morskich. Dla ludzi, nadmierna ekspozycja na promieniowanie ultrafioletowe prowadzi do wyższego ryzyka raka (zwłaszcza raka skóry) i zaćmy.

oblicza się, że co 1 procentowy spadek warstwy ozonowej powoduje 2-5 procentowy wzrost występowania raka skóry. Inne niekorzystne skutki zmniejszenia ochronnej warstwy ozonowej to-wzrost częstości występowania zaćmy, oparzeń słonecznych i tłumienie układu odpornościowego.

przyczyny zubożenia warstwy ozonowej

wiarygodne badania naukowe udowodniły, że przyczyną zubożenia warstwy ozonowej jest działalność człowieka, w szczególności chemikalia wytwarzane przez człowieka, które zawierają chlor lub brom. Chemikalia te są powszechnie znane jako ODS, skrót od substancji zubożających warstwę ozonową. Naukowcy zaobserwowali redukcję ozonu stratosferycznego od początku lat 70. XX wieku. stwierdzono, że jest on bardziej widoczny w regionach polarnych.

udowodniono, że substancje zubożające warstwę ozonową są przyjazne dla środowiska, bardzo stabilne i nietoksyczne w atmosferze poniżej. To dlatego zyskały popularność na przestrzeni lat. Jednak ich stabilność ma swoją cenę; są w stanie unosić się i pozostać statycznie wysoko w stratosferze.

Kiedy tam jest, ODS są wygodnie rozkładane przez silne światło UV, a powstałą substancją chemiczną jest chlor i brom. Wiadomo, że chlor i brom niszczą warstwę ozonową z prędkością ponaddźwiękową. Robią to po prostu odrywając atom od cząsteczki ozonu. Jedna cząsteczka chloru może rozkładać tysiące cząsteczek ozonu.

substancje zubożające warstwę ozonową pozostały i pozostaną w atmosferze przez wiele lat. Oznacza to zasadniczo, że wiele substancji zubożających warstwę ozonową, na które ludzie pozwolili przedostać się do atmosfery przez ostatnie 90 lat, nadal jest w drodze do atmosfery, dlatego przyczynią się do jej zubożenia.

głównymi substancjami zubożającymi warstwę ozonową są chlorofluorowęglowodory (CFC), tetrachlorek węgla, wodorochlorofluorowęglowodory (HCFC) i chloroform metylu. Halony, czasami znane jako bromowane fluorowęglowodory, również znacząco przyczyniają się do zubożenia warstwy ozonowej.

jednak ich zastosowanie jest znacznie ograniczone, ponieważ są one wykorzystywane w konkretnych gaśnicach. Minusem halonów jest to, że są one tak silne, że są w stanie zubożać warstwę ozonową 10 razy bardziej niż substancje zubożające warstwę ozonową.

naukowcy w tej epoce pracują przez całą dobę nad opracowaniem wodorofluorowęglowodorów (HFC), które zastąpią wodorochlorofluorowęglowodory (HCFC) i chlorofluorowęglowodory (CFC) do stosowania w klimatyzacji pojazdów.

Wodorochlorofluorowęglowodory są silnymi gazami cieplarnianymi, ale nie są w stanie wyczerpać ozonu. Z drugiej strony chlorofluorowęglowodory znacząco przyczyniają się do zmian klimatu, co oznacza, że Wodorofluorowęglowodory nadal są lepszą alternatywą, dopóki nie będą dostępne bezpieczniejsze alternatywy.

istnieją dwa regiony, w których warstwa ozonowa się wyczerpała.

• w średnich szerokościach geograficznych, na przykład nad Australią, warstwa ozonowa jest rozcieńczana. Doprowadziło to do wzrostu promieniowania UV docierającego do ziemi. Szacuje się, że około 5-9% grubości warstwy ozonowej zmniejszyło się, zwiększając ryzyko nadmiernej ekspozycji ludzi na promieniowanie UV ze względu na zewnętrzny tryb życia.

• w regionach atmosferycznych nad Antarktydą warstwa ozonowa jest znacznie cieńsza, szczególnie w sezonie wiosennym. Doprowadziło to do powstania tzw. „dziury ozonowej”. Dziury ozonowe odnoszą się do regionów znacznie zredukowanych warstw ozonowych. Zwykle dziury ozonowe tworzą się nad biegunami podczas początku sezonów wiosennych. Jedna z największych takich dziur pojawia się corocznie na Antarktydzie od września do listopada.

naturalne przyczyny zubożenia warstwy ozonowej

stwierdzono, że na warstwę ozonową wpływają pewne zjawiska naturalne, takie jak plamy słoneczne i wiatry stratosferyczne. Ale stwierdzono, że powoduje to nie więcej niż 1-2% zubożenie warstwy ozonowej, a skutki są również uważane za tylko tymczasowe.

uważa się również, że główne erupcje wulkaniczne (głównie El Chichon w 1983 i Mt. Pinatubo w 1991) przyczynił się również do zubożenia warstwy ozonowej.

spowodowane przez człowieka przyczyny zubożenia warstwy ozonowej

główną przyczyną zubożenia warstwy ozonowej jest nadmierne uwalnianie chloru i bromu ze związków wytworzonych przez człowieka, takich jak chlorofluorowęglowodory (CFC). Stwierdzono, że CFC (chlorofluorowęglowodory), halony, CH3CCl3 (chloroform metylu), CCl4 (tetrachlorek węgla), HCFC (wodorofluorowęglowodory), wodorobromofluorowęglowodory i bromek metylu mają bezpośredni wpływ na zubożenie warstwy ozonowej. Są one klasyfikowane jako substancje zubożające warstwę ozonową (ODS).

problem z substancjami Zubożającymi warstwę ozonową (ODS) polega na tym, że nie są one wypłukiwane z powrotem w postaci deszczu na ziemi i w rzeczywistości pozostają w atmosferze przez dość długi czas. Przy tak dużej stabilności są transportowane do stratosfery.

emisja ODS stanowi około 90% całkowitego wyczerpania warstwy ozonowej w stratosferze. Gazy te są przenoszone do warstwy stratosfery atmosfery, gdzie promieniowanie ultrafioletowe od słońca rozbija je, uwalniając chlor (z CFC) i brom (z bromku metylu i halonów).

wolne rodniki chloru i bromu reagują z cząsteczkami ozonu i niszczą ich strukturę molekularną, niszcząc w ten sposób warstwę ozonową. Jeden atom chloru może rozbić ponad 100 000 cząsteczek ozonu. Uważa się, że atom bromu jest 40 razy bardziej destrukcyjny niż cząsteczki chloru.

główne substancje zubożające warstwę ozonową (ODS)

Chlorofluorowęglowodory (CFC)

jest uważany za najszerzej wykorzystywaną substancję zubożającą warstwę ozonową, ponieważ przypisuje się jej ponad 80% całkowitego zubożenia warstwy ozonowej. Był wykorzystywany jako chłodziwo w urządzeniach domowych, takich jak zamrażarki, lodówki i klimatyzatory w budynkach i samochodach wyprodukowanych przed 1995 rokiem. Substancja ta jest zwykle zawarta w środkach do czyszczenia na sucho, sterylizatorach szpitalnych i rozpuszczalnikach przemysłowych. Substancja jest również wykorzystywana w produktach piankowych, takich jak materace i poduszki oraz izolacja domowa.

Wodorofluorowęglowodory (HCFC)

Wodorofluorowęglowodory przez lata służyły zamiast chlorofluorowęglowodorów. Nie są tak szkodliwe jak CFC dla warstwy ozonowej.

Halony

jest szczególnie stosowany w wybranych gaśnicach w scenariuszach, w których sprzęt lub materiał może zostać zniszczony przez wodę lub chemikalia gaśnicy.

tetrachlorek węgla

stosowany również w wybranych gaśnicach i rozpuszczalnikach.

chloroform metylu

powszechnie stosowany w przemyśle do czyszczenia na zimno, odtłuszczania par, obróbki chemicznej, klejów i niektórych aerozoli.

poważne skutki zubożenia warstwy ozonowej

uszkodzenie zdrowia ludzkiego

jeśli warstwa ozonowa jest wyczerpana, oznacza to, że ludzie będą nadmiernie narażeni na silne światło UV. Nadmierna ekspozycja na silne światło UV powoduje raka skóry, zaćmę, oparzenia słoneczne, osłabienie układu odpornościowego i szybkie starzenie się.

Dewastacja środowiska

wiele gatunków roślin uprawnych jest podatnych na silne promieniowanie UV, a nadmierna ekspozycja może prowadzić do minimalnego wzrostu, fotosyntezy i kwitnienia. Niektóre gatunki roślin podatnych na promieniowanie UV obejmują jęczmień, pszenicę, kukurydzę, owies, ryż, brokuły, pomidory, kalafior, aby wymienić tylko kilka. Lasy w równym stopniu borykają się z problemem zubożenia warstwy ozonowej.

zagrożenie dla życia morskiego

niektóre formy życia morskiego, zwłaszcza planktony, są silnie narażone na działanie silnych promieni ultrafioletowych. W wodnym łańcuchu pokarmowym planktony pojawiają się wysoko. Jeśli liczba planktonów zmniejszy się z powodu niszczenia warstwy ozonowej, morski łańcuch pokarmowy zostanie zakłócony na wiele sposobów.

również nadmierna ekspozycja promieni słonecznych może zmniejszyć losy rybaków. Ponadto niektóre gatunki życia morskiego zostały w znacznym stopniu dotknięte nadmierną ekspozycją na promieniowanie ultrafioletowe na wczesnym etapie.

wpływ na zwierzęta

u zwierząt udomowionych zbyt duże promieniowanie ultrafioletowe może również prowadzić do raka skóry i oczu.

wpływ niektóre materiały

materiały takie jak Tworzywa sztuczne, drewno, tkaniny, guma są masowo degradowane przez zbyt duże promieniowanie ultrafioletowe

rozwiązania niszczenia warstwy ozonowej

zaprzestanie stosowania pestycydów

pestycydy są świetnymi chemikaliami, aby pozbyć się szkodników i chwastów, ale w znacznym stopniu przyczyniają się do niszczenia warstwy ozonowej. Niezawodnym rozwiązaniem, aby pozbyć się szkodników i chwastów, jest zastosowanie naturalnych metod. Po prostu odchwaszczaj swoją farmę ręcznie i używaj alternatywnych ekologicznych chemikaliów, aby złagodzić szkodniki.

zniechęcanie do jazdy prywatnymi pojazdami

najprostszą techniką minimalizacji zubożenia warstwy ozonowej jest ograniczenie liczby pojazdów na drodze. Pojazdy te emitują wiele gazów cieplarnianych, które ostatecznie tworzą smog, katalizator zubożania warstwy ozonowej.

wykorzystaj przyjazne dla środowiska środki czyszczące

większość domowych środków czyszczących jest obciążona agresywnymi chemikaliami, które przedostają się do atmosfery, ostatecznie przyczyniając się do degradacji warstwy ozonowej. Użyj naturalnych i przyjaznych dla środowiska środków czyszczących, aby powstrzymać tę sytuację.

zakaz stosowania szkodliwego podtlenku azotu

Protokół Montrealski utworzony w 1989 roku bardzo pomógł w ograniczeniu chlorofluorowęglowodorów (CFC). Jednak protokół Nigdy nie obejmował podtlenku azotu, który jest znanym szkodliwym związkiem chemicznym, który może zniszczyć warstwę ozonową. Podtlenek azotu jest nadal używany do dziś. Rządy muszą natychmiast podjąć działania i zakazać stosowania podtlenku azotu w celu zmniejszenia tempa zubożania warstwy ozonowej.

National Geographic

EPA

• Autor
• Ostatnie posty

prawdziwy ekolog na pamięć. Założona w Conserve Energy Future z jedynym mottem dostarczania pomocnych informacji związanych z naszym szybko wyczerpującym się środowiskiem. Jeśli nie wierzysz w pomysł Elona Muska, aby uczynić Marsa kolejną nadającą się do zamieszkania planetą, pamiętaj, że naprawdę nie ma „planety B” w całym wszechświecie.

najnowsze posty Rinkesh (Zobacz wszystkie)

• czy piłki golfowe nadają się do recyklingu? (I Czy Są Biodegradowalne?)- 2 marca 2021
• czy pałeczki nadają się do recyklingu? (I czy są kompostowalne lub biodegradowalne) – 2 marca 2021
• czy Sellotape nadaje się do recyklingu? (I czy jest kompostowalny czy biodegradowalny?