Озоновая дыра над Антарктидой устанавливает новые рекорды

Более холодная, чем обычно, зимняя атмосфера над Южным полушарием привела к образованию достаточно глубокой озоновой дыры, размеры которой значительно превышают средние показатели.
Озоновая дыра 2021 года в Антарктике достигла своей максимальной площади 7 октября и стала 13-й по величине в рейтинге с 1979 года (когда начался её непрерывный мониторинг). Ученые из NASA (Национальное космическое агентство) и NOAA (Национальная служба по исследованию океана и атмосферы) сообщили, что озоновая дыра в этом году развивалась аналогично прошлогодней: относительно холодная зима в Южном полушарии привела к существенному истончению озонового слоя над Антарктическим регионом. Вероятно, что такая ситуация сохранится до конца нынешнего года.
То, что принято называть «озоновой дырой», представляет собой снижение толщины озонового слоя в стратосфере над Антарктидой, которое возникает ежегодно в сентябре. Основная концентрация озона (трёхатомного кислорода – О3) сосредоточена на высотах 23 – 28 км (т.н. озоносфера). Химически активные формы хлора и брома, полученные из соединений, произведенных человеком, выбрасываются в стратосферу во время реакций на высотных полярных облаках (такие облака ещё называют перламутровыми - nacreous clouds). Реакционноспособный хлор и бром инициируют озоноразрушающие реакции, когда атмосферу над Антарктидой облучают солнечные лучи в конце полярной ночи и весной. К примеру, 1 атом хлора способен разрушить до 100 000 молекул озона по довольно простой схеме: Cl + O3 + УФ = ClO + O2. Ультрафиолетовое излучение (УФ) в этой реакции выступает в качестве катализатора, ускоряя процесс.
Читайте также

На видео показана динамика озона над Южным полюсом в период с 1 января по 7 октября 2021 года. Обратите внимание, что умеренные потери озона (оранжевый цвет) становятся очевидными к концу августа и еще более значительными (красный) и широко распространяются в течение сентября. Озоновая дыра достигла максимума 7 октября 2021 года, по расчётам команды NASA Ozone Watch.
NASA и NOAA проводят мониторинг озоновой дыры при помощи разнообразных инструментальных методов. Спутник NASA «Aura», спутник NASA-NOAA «Suomi NPP» и спутник NOAA «JPSS NOAA-20» измеряют концентрацию озона из космоса. Микроволновый датчик на спутнике Aura также оценивает уровни разрушающего озон хлора.
В текущем году спутниковые наблюдения NASA определили, что площадь озоновой дыры достигла 24,8 млн км2 - примерно сопоставимо с размером Северной Америки. Температуры ниже средних и сильные ветры в стратосфере вокруг Антарктиды способствовали увеличению размера.
Помимо площади озоновой дыры, метеорологи также отслеживают концентрацию озона - то, насколько мало его остается внутри дыры. Подобные измерения обычно проводят с помощью спектрофотометра Добсона. 7 октября 2021 года ученые зарегистрировали общую концентрацию озона в столбе воздуха, равную 102 единицам Добсона, что является восьмым самым низким показателем с 1986 года. До появления озоновой дыры в 1970-х годах средний уровень озона над Южным полюсом в сентябре и октябре колебался в пределах от 250 до 350 ед. Добсона. Значения ниже 220 ед. официально считаются «дырой» в озоновом слое.
Хотя озоновая дыра в Антарктике в 2021 году больше среднего, она значительно меньше, чем в конце 1990-х - начале 2000-х годов. На приведенной ниже диаграмме показана средняя площадь озоновой дыры (сплошные синие и серые линии), а также диапазон ее размеров (голубая и серая заштрихованные полосы) для каждого года с 1979 года.
Тем не менее, озоновая дыра постепенно восстанавливается благодаря подписанию Монреальского протокола в 1987 г. и последующим поправкам, запрещающим выброс вредных озоноразрушающих соединений, называемых хлорфторуглеродами или ХФУ. Пол Ньюман, главный научный сотрудник Центра космических полетов имени Годдарда NASA и его коллеги подсчитали, что если бы уровни содержания хлора в атмосфере были сегодня такими же высокими, как в начале 2000-х годов, озоновая дыра в этом году была бы больше примерно на 4 млн км2 при тех же погодных условиях.
Подготовлено с использованием материалов: National Aeronautics and Space Administration (Goddard Space Flight Center) и NASA Earth Observatory images.
Игорь Кибальчич, кандидат географических наук, синоптик.