Воздействие лесных возгораний на состояние озонового щита

Новости МирТесен

По данным исследований, частицы сажи, образующиеся при сильных пожарах и поднимающиеся в нижнюю стратосферу, приводят к разрушению активных молекул азота, что ослабляет защиту озонового слоя.

На меньших высотах стратосферы, находящихся на отметках от двадцати до сорока километров над поверхностью Земли, присутствует значительное количество озона. Этот газ формируется из молекулярного кислорода посредством поглощения ультрафиолетового излучения низкой интенсивности, исходящего от Солнца. В свою очередь, сам озон способен абсорбировать фотоны жесткого ультрафиолета, вновь трансформируясь в обычный молекулярный кислород. Так поддерживается озоновый слой, этот слой служит щитом, оберегая поверхность планеты от разрушительного воздействия радиации.

В заключительной четверти прошлого столетия исследователи обнаружили снижение плотности озонового слоя, вызванное широким применением фреонов и прочих органических соединений с галогенами. Им удалось донести серьезность этой проблемы до международного сообщества, что привело к принятию Монреальского протокола и последующему отказу от производства и использования этих веществ, после чего озоновый слой начал демонстрировать признаки восстановления. восстанавливаться. Тем не менее, в последние годы восстановление озонового слоя замедлилось, и к этому негативное влияние оказывают изменения климата.

Повышение температуры по всему миру вызывает сильную жару и дефицит влаги во многих областях земного шара. Это повлекло за собой значительное увеличение частоты возникновения природных пожаров. В период с 2019 по 2020 год, только в Австралии они уничтожили территорию площадью более двадцати четырех миллионов гектаров и подняли в воздухПримерно миллион тонн твердых частиц дыма и сажи поднимались на высоту до тридцати пяти километров, достигая верхней границы озоновой оболочки. Взаимодействие этих компонентов стало предметом анализа в новой статьи, опубликованной в журнале PNAS.

Сьюзан Соломон из Массачусетского технологического института (MIT) совместно с другими учеными применила данные дистанционного зондирования Земли для изучения воздействия лесных пожаров на состав атмосферы, а также использовала методы компьютерного моделирования. Их исследования выявили, что в марте 2020 года – вскоре после прекращения горения – концентрация диоксида азота в стратосфере достигла минимального уровня за последние десятилетия.

Замеченные изменения указывают на химические процессы, вызванные выбросом дыма и сажи в верхние слои атмосферы. Обычно, под воздействием солнечного света, оксид азота (V) преобразуется в оксид азота (IV), который затем взаимодействует с хлором и другими галогенами, предотвращая их разрушительное воздействие на озоновый слой.

Но присутствие частиц сажи подавляет данный процесс. Сажа реагирует с оксидом азота пятой степени, формируя нитрат, что приводит к недостаточному количеству диоксида для нейтрализации хлора и проявления его разрушительного потенциала.

По оценкам Соломон и ее коллег, масштабные пожары в Австралии вызвали снижение концентрации озона примерно на один процент. Учитывая скорость восполнения стратосферного озонового слоя – от одного до трех процентов за десятилетие – подобное стихийное бедствие в Австралии фактически аннулировало годы естественного восстановления. Кроме того, выбросы составили около 788 миллионов тонн углекислого газа. выброшены в воздух.