Osoonikiht on lahutamatu osa sellest, mis muudab Maa elamiskõlblikuks. See stratosfääri piirkond vastutab suurema osa Päikese ultraviolettkiirguse neeldumise eest, tagades sellega, et maapealseid organisme ei kiiritata. Alates 1970. aastatest said teadlased teada selle kihi püsivast langusest lõunapooluse piirkonnas, koos selle olulise hooajalise langusega. Viimane nähtus, mida nimetatakse osooniavaks, on aastakümneid olnud suur mure.
Selle olukorra parandamise katsed on keskendunud tööstuskemikaalide, näiteks klorofluorosüsinike (CFC) kasutamise vähendamisele. Need jõupingutused kulmineerusid Montreali protokolli allkirjastamisega 1987. aastal, milles nõuti osooni kahandavate ainete (ODS-ide) täielikku järkjärgulist kaotamist. Ja NASA teadlaste meeskonna hiljutise uuringu kohaselt näitab osooniauk selle tagajärjel märkimisväärset taastumist.
Hiljuti ilmus teadusajakirjas uurimus pealkirjaga „Antarktika osooni kahanemise langus ja Aura mikrolainejäsemete vaatluste põhjal kindlaks tehtud madalama stratosfääri kloori langus“. Geofüüsikaliste uuringute kirjad. Uuringut juhtis Susan E Strahan ja kaasautor Anne N Douglass, kaks teadlast koos NASA Goddardi atmosfääri keemia ja dünaamika laboratooriumiga.
Uuringu huvides tutvus meeskond NASA satelliidi Aura andmetega, mis jälgis lõunapooluse piirkonda alates 2005. aastast. Pärast 2004. aastal käivitatud satelliidi Aura eesmärk oli osooni, aerosoolide ja peamiste gaaside mõõtmine Maa atmosfäär. Ja alates 2005. aastast kogutud näitude kohaselt on CFC-de kasutamise vähendamine vähendanud osooni kahanemist 20%.
Lihtsamalt öeldes on CFC-d pikaealised keemilised ühendid, mis koosnevad süsinikust, kloorist ja fluorist. Alates 20. sajandi teisest poolest on neid kasutatud paljudes tööstuslikes rakendustes, näiteks jahutuses (freoonina), keemilistes aerosoolides (raketikütustena) ja lahustitena. Lõpuks tõusevad need kemikaalid stratosfääri, kus neid mõjutavad UV-kiirgus ja need jagunevad kloori aatomiteks.
Need klooriaatomid mõjutavad osoonikihi, kus nad katalüüsivad hapniku moodustamiseks gaasi (O2). See tegevus algab juuli paiku lõunapoolkera talvel, kui päikesekiired põhjustavad CFC-st tuletatud kloori- ja broomiaatomite katalüsaatori kiirenemist atmosfääris. Septembriks (s.o kevad lõunapoolkeral) on aktiivsuse haripunkt, mille tagajärjeks on osooniauk, mille teadlased 1985. aastal esmakordselt märkasid.
Varem on statistilise analüüsi uuringud näidanud, et osooni kahanemine on sellest ajast alates suurenenud. See uuring - mille käigus hakati esimesena osooniaugu sees keemilist koostist mõõtma - näitas, et osooni kahanemine väheneb. Veelgi enam, see näitas, et languse põhjustab CFC kasutamise vähenemine.
Nagu Susan Strahan NASA hiljutises pressiteates selgitas, "näeme väga selgelt, et CFC-de kloor läheb osooni auku ja selle tõttu väheneb osooni kahanemine." Selgitamaks välja, kuidas osooni ja muude kemikaalide sisaldus atmosfääris on aasta-aastalt muutunud, on teadlased tuginenud Aura satelliidi mikrolaineahju helisignaali (MLS) andmetele.
Erinevalt teistest mõõteriistadest, mis sõltuvad atmosfäärigaasidest spektri saamiseks päikesevalgusest, mõõdab see instrument nende gaaside vastavat mikrolaineheidet. Selle tulemusel saab see Antarktika kohal mõõdetavaid gaasilisi gaase mõõta olulisel ajal aastas - kui lõunapoolkeral on talv ja stratosfääris on ilm rahulik ning temperatuurid madalad ja stabiilsed.
Osoonitaseme muutused lõunapoolkera talve algusest lõpuni (juuli algusest septembri keskpaigani) arvutati iga päev, kasutades MLS mõõtmisi igal aastal vahemikus 2005–2016. Kuigi need mõõtmised näitasid osoonikao vähenemist, soovisid Strahan ja Douglass CFC-de kasutamise teatud vähendamine oli vastutav.
Seda nad tegid, otsides MLS andmetest vesinikkloriidhappe märgumärke, milline kloor tekib metaanil reageerides (kuid ainult siis, kui kogu saadaolev osoon on kahanenud). Nagu Strahan selgitas:
„Sel perioodil on Antarktika temperatuurid alati väga madalad, seega sõltub osooni hävimise määr peamiselt sellest, kui palju kloori seal on. See on siis, kui tahame mõõta osooni kadu ... Umbes oktoobri keskpaigaks muundatakse kõik klooriühendid mugavalt üheks gaasiks, nii et vesinikkloriidhappe mõõtmisel on kogu kloori kogus hea. ”
Veel üks vihje tuli dilämmastikoksiidi sisalduse näol. See on veel üks pikaealine gaas, mis käitub sarnaselt CFC-dega suuremas osas stratosfäärist, kuid mis ei ole languses nagu CFC-d. Kui CFC-d stratosfääris väheneksid, tähendaks see, et lämmastikoksiidiga võrreldes oleks vähem kloori. Võrreldes vesinikkloriidhappe ja dilämmastikoksiidi MLS mõõtmisi igal aastal, leidsid nad, et kloori tase langes umbes 0,8 protsenti aastas.
Nagu Strahan märkis, suurendas see ajavahemikul 2005–2016 20% -list langust, mis oli kooskõlas nende ootustega. "See on väga lähedal sellele, mida meie mudel ennustab, et peaksime nägema selle kloori koguse langust," ütles ta. „See annab meile kindluse, et osooni kahanemise vähenemine septembri keskpaigani, mida näitavad MLS-i andmed, on tingitud CFC-delt tuleva kloori taseme langusest. Kuid me ei näe veel osooniava suuruse selget langust, kuna seda kontrollib peamiselt temperatuur pärast septembri keskpaika, mis varieerub aasta-aastalt palju. "
Eeldatakse, et see taastumisprotsess jätkub, kuna CFC-d lahkuvad atmosfäärist järk-järgult, ehkki teadlased arvavad, et täielik taastumine võtab aastakümneid. See on väga hea uudis, arvestades, et osooniauk avastati alles umbes kolm aastakümmet tagasi ja osoonitase hakkas stabiliseeruma umbes kümme aastat hiljem. Nagu Douglass selgitas, ei saa täielik taastumine toimuda alles selle sajandi teisel poolel:
“CFC-de eluiga on 50 kuni 100 aastat, mistõttu nad püsivad atmosfääris väga pikka aega. Mis puutub osooniauku, siis vaatame 2060. või 2080. aastat. Ja isegi siis võib seal olla väike auk. ”
Montréali protokolli nimetatakse sageli mõjuva rahvusvahelise kliimameetmete näitena ja seda mõjuval põhjusel. Protokoll sõlmiti kolmteist aastat pärast osoonikihi kahanemist käsitleva teadusliku konsensuse saavutamist ja vaid kaks aastat pärast osooniaugu üsna murettekitavat avastamist. Järgmistel aastatel püsis allakirjutanu pühendunud oma eesmärkidele ja saavutas eesmärgi vähendamise.
Tulevikus loodetakse, et sarnaseid samme saab saavutada ka kliimamuutustega, mis on juba aastaid olnud viivituste ja vastupanu all. Kuid nagu osooniaugu juhtum näitab, saab rahvusvaheline tegevus probleemi lahendada enne, kui on liiga hilja.
