ОЗОНОВЫЙ СЛОЙ И ИЗМЕНЕНИЕ КЛИМАТА

Мы нуждаемся в очень серьезном экологическом образовании, начиная с первого класса начальной школы и заканчивая последним курсом университета. Бережный и рациональный подход к окружающей среде должен пропагандироваться на всех уровнях общества. Человек загрязняет природу и только в руках человека восстановление экологического равновесия. Поэтому главный объект — это человек. Только хорошо продуманная система образования может обеспечить подготовку настоящих членов общества — более гуманных и бережливых по отношению к друг другу и природе, более сознательных и зрелых.

Прозрением нашей эпохи (быть может, вынужденным) стала глобализованность человеческого мышления.Это выглядит парадоксально, но привычному тысячелетнему самоощущению древних цивилизаций в собственном микромире не столь уж противоречило чувство “гражданина Вселенной”, также тысячелетиями будоражившее человека. Однако глобальное миропонимание – ощущение планеты как “одной лодки” и человечества как одной семьи в этом хрупком челноке укоренилось относительно недавно.

Когда же человечество осознало, сколь мала и беззащитна его колыбель — Земля, когда люди поняли, что надежды обрести спасение во Вселенной — опасная утопия, вот тогда-то и появились ростки глобализованного мироощущения. Именно это качество общечеловеческого сознания и единения сегодня способно дать нам шанс спасти себя от будущих катаклизмов.

Закончился XX век и начинается XXI век, в котором одновременно с огромными социальными потрясениями, борьбой общественных формаций, мировыми и локальными войнами бурно шла научно-техническая революция. К величайшим открытиям XX века можно отнести создание теории относительности, квантовой механики, развитие генетики, Интернета и цифровой технологии и прорыв человечества в космос. По-своему символично, что Наука, авангардно устремившаяся в начале XX века на просторы Вселенной, в XXI веке возвращается “домой” — на Землю, к бытийным проблемам нашего будущего, к исходному пониманию того, сколь хрупка человеческая цивилизация и сколь проблематично ее будущее.

Именно поэтому среди геофизических открытий особо значимо осознается открытие озоновых дыр над Антарктидой, в Северном полушарии, а теперь уже — и над Центральной Азией. Сегодня, когда угроза атомной войны на планете ушла на второй план, основными проблемами, которые беспокоят человечество, стали проблемы экологические.

Для человечества нет более общей проблемы, чем экологические: состояние атмосферы, озонового слоя и изменения климата, которая окружает всю планету вне зависимости от государственных границ.

Происходящие изменения состава атмосферы не локальны, как загрязнения от индустриальных  источников, а поистине глобальны. Изменения в атмосфере оказывают влияние не только на все население планеты, но и на все живое на Земле.

Сегодня человеческая цивилизация столкнулась с самыми грозными, самыми непреодолимыми препятствиями за всю историю своего развития. Перед нами, жителями планеты, ныне стоят две поистине грозные проблемы.

Первая проблема — утрата озонового слоя, появление предвестников будущих катаклизмов — озоновых дыр над ранее считавшимися благополучными верхними и нижними слоями атмосферы Земли.

Вторая проблема имеет антропогенный характер, ибо напрямую связана с планетарной  деятельностью цивилизации — это изменение (потепление) климата.

Нижняя граница слоя атмосферы, где образуется большое количество молекул озона, находится на высоте 10-15 км, а верхняя — на высоте около 50 км. Этот слой называют озоновым слоем, и часто говорят о нем, как о стратосферном озоне, чтобы отличить его от тропосферного озона, который образуется в результате других процессов, и количество тропосферного озона не превышает 10 % от общего содержания озона в атмосфере.

В верхних слоях атмосферы существует условно два «энергоемких» слоя: слой атомарного кислорода на высоте 90-100км и слой озона 10-50км, которые  в основном поглощают ультрафиолетовую часть энергии Солнечного излучения. Кроме того, в нижних слоях атмосферы тропосфере — тропосферный озон, поглощающий часть теплового, инфракрасного диапазона длин волн излучения Земли.

Озоновый слой служит единственной защитой человечества  от ультрафиолетовых лучей, которые падают на поверхность  планеты из космоса. Через него проходит всего несколько десятых процента ультрафиолетовых лучей. Эти лучи обеспечивают людям загорелую кожу. Однако, если бы озоновый слой исчез, то для людей выход на улицу означал бы быструю и болезненную смерть от ожогов. Считается установленным  факт, что снижение концентрации озона на 1% приведет к 2% увеличению УФ-В –радиации, что соответствует 4% увеличению рака кожи и других болезней.

Обратим внимание еще на одну проблему, связанную с озоновым слоем Земли. Получая огромную энергию солнечного ультрафиолета (99% энергии ультрафиолетовой части или 2-3% суммарной энергии Солнца, поступающей на внешнюю границу атмосферы), озоновый слой превращается в огромный стратосферный нагревательный элемент. Этот радиатор не позволяет остыть и приземным слоям атмосферы. К тому же озон частично поглощает инфракрасное излучение Земли (в области спектра около 9,6 мкм), задерживая до 20% излучаемого планетой тепла.

Как отмечают многие исследователи, проблема атмосферного озона содержит своеобразный парадокс. Первоначальная атмосфера Земли по своему составу качественно напоминала состав атмосфер соседних планет Марса и Венеры. Она состояла в основном из С0₂ и азота и не содержала кислорода.

В результате измерений с АМС «Маринер-9» и «Марс-5» обнаружены клочковатые распределения озона в марсианской атмосфере. Слой озона на Марсе характеризуется нестабильностью и пространственной неоднородностью. Максимум озона находится на высоте 35-40 км, а счетная концентрация [О₃] составляет здесь около 7^.10⁹ см^-3  (в озоновом слое атмосферы Земли максимум концентрации озона составляет 5-7^.10¹² см^-3).

Появление живых организмов, которое произошло примерно 2 млрд. лет назад, привело к образованию атмосферного кислорода, а это повлекло за собой возникновение озонового слоя.  Современная наука предполагает, что озоновый слой Земли сформировался около 400 млн. Лет назад. Этот слой, задерживающий жесткое ультрафиолетовое излучение Солнца, создал условия для возникновения на Земле разнообразных форм жизни. Теперь же человек, самое разумное существо на Земле, своей хозяйственной деятельностью начал уничтожать озоновый слой.

Хотя мы не можем четко сформулировать, к чему приведет сокращение количества озона в настоящее время и в будущем, сама проблема заставляет нас серьезно задуматься. Уже на современном этапе развития цивилизации глобальное влияние человека на окружающую среду становится чересчур заметным. Сама проблема стала понятной только в последние десятилетия.

Или как отмечают исследователи космоса – g излучения (гамма-всплески) Солнца в перспективе (через 10 млн. лет) могут разрушить озоновый слой нашей планеты, тем самым уничтожив, человеческую цивилизацию нашей Вселенной.

Воздействие  изменений озонового слоя на климат и изменение климата на озоновый слой – это новые области  научных изысканий.

Ситуация отчаянная, но точки возврата человечество ещё не достигло. К примеру, в США в настоящий момент производят 25%  СО₂ в мире. Правда, Китай обогнал США по выработке парниковых газов  и связано это с ростом экономики этой страны. Существует ряд причин тому, почему Китай и США не спешат  принимать меры против глобального потепления.

Когда-нибудь проблема глобального потепления станет настолько болезненной и взрывоопасной, что политикам придётся что-то решать. В краткосрочной перспективе ископаемое топливо (нефть, уголь и др.) по прежнему остается дешевым (в сравнении с термоядерным, водородным и др.) источником энергии, а потому глобальное потепление буде грозить человечеству (таяние ледников, подъем уровня мирового океана и др.) ещё не один десяток лет. Или как отмечает британский ученый-физик Стивен Хокинг, что наша планета через 600 лет станет непригодной для жизни – перегреется сверх всякой меры и превратится в огненный шар.

ыргызским ученым по данным и оценкам (письменных отзывов, выступлений, писем поддержки, посещений ст. “Иссык-Куль” и др.) ведущих ученых и специалистов в области физики атмосферы и космических исследований^* принадлежат следующие приоритеты:

• (1969) в разработке и использовании электрохимических (тонкопленочных) детекторов для измерения концентраций О и О₃; в разработке технологии изготовления тонкопленочных детекторов и на их основе оригинальных датчиков и измерителей для ракетных, баллонных, наземных и подспутниковых экспериментальных исследований физики атмосферы.
• (1973) в использовании натурных экспериментах прямого детекторного метода в исследованиях окислительно-восстановительных свойств атмосферы и вертикального распределения озона (ВРО) в тропических циклонах.
• (1980) в создании научной станции «Иссык-Куль», единственного на Азиатском континенте центра мониторинга атмосферы. Географическое расположение и программа исследований станции признана Глобальной Службы Атмосферы соответствующим международным критериям^**.
• (1995) в обнаружении явлений локальных озоновых дыр, парниковых эффектов, повышенном уровне (всплесков) УФ-В радиации над горным регионом Центральной Азии, происходящих значительно более интенсивно, чем подобные изменения над регионами океанических и равнинных.

 ______________

^* Шершаков В.М., Сумбатян А.Ю., Меланин В.В., Борисов Ю.А. Сагдеев Р.З., Сюняев Р.А., Дудников В.Г., Истомин В.Г. (Россия), Питер Танс (США), Жан Пьер Помероо (Франция), Виталий Фиолетов (Канада), Шоичиро Фукао, Юсо Такигава (Япония), Янус Барковски (Польша), Степаненко С.Н. (Украина), Маглакелидзе Н. (Грузия), Мелканян Д.О. (Армения), Доценко Н. (Узбекистан), Верведа В. (Туркменистан), Хасгюр И. (Турция), Акаев А.А., Гурович В.Ц., Тузов Л.В., Шаршекеев Ө.Ш. (Кыргызстан), Г.Обаси, М.Гонсалес, Т.Бирмпили (Швейцария), Баимбетов Ф. (Казахстан) и др.

Измерения климатообразующих параметров атмосферы, которые проводились на станции “Иссык-Куль” в течение последних 39 лет, позволяют сформулировать как региональную особенность атмосферы горного региона Центральной Азии: увеличение концентрации парниковых газов, УФ-В радиации достигающей поверхности Земли и устойчивые корреляционноые связи между вариациями ОСО, СО_2, NO_2, H₂O и изменениями приземной температуры воздуха. Кроме того, обнаружены локальные озоновые дыры, сопровождаемые всплесками УФ-В радиации, достигающей поверхности Земли. Данные станции также свидетельствуют о том, что над горным регионом центральной Азии в отличие от равнинных и океанических регионов, в изменчивости атмосферных параметров, определяющих изменение климата, вариации озона, а, следовательно, и в изменчивости УФ-В радиации достигающей поверхности Земли, наблюдаются существенные аномальные отклонения, которые увеличивают вероятность возникновения атмосферных процессов и геоморфологических изменений приводящих к различным природным явлениям.

Установление факта существования прямых связей между этими климатическими параметрами для атмосферы горного региона имеют немаловажное значение. Возможно, это прольет свет в понимании между поведением озонового слоя и изменениями климата. Обеспечение понимания сложной связи между озоном, химическим составом атмосферы (парниковыми газами), переносом и изменением климата являются одним из основных задач в дальнейших исследованиях в этой области, как в региональном, так и глобальном масштабах.

Мы полагаем, что в горных регионах в потепление климата может вносить вклад эволюция озонового слоя, которое должно сопровождаться увеличением интенсивности солнечной УФ-В радиации, достигающей поверхности Земли при высокой степени спектральной прозрачности атмосферы. При повышенных уровнях УФ-В радиации достигающих поверхности Земли, возможно сокращение роста растений и связанное с ним уменьшение стока СО₂ из атмосферы. Этот процесс будет способствовать усилению парникового эффекта. Усиление парникового эффекта вызовет локальное увеличение температуры в приземном слое и на других уровнях атмосферы.

Большая изменчивость парниковых газов (СО_2, NO_2, H₂O, CH₄ и др.) атмосферы, высокая прозрачность приземного воздуха атмосферы, не препятствующая проникновению до поверхности Земли УФ-В радиации повышенной интенсивности, значительное потепление климата через цепочку связей этих процессов и явлений (когда концентрации ОРВ больше не растут, а степень истощения озонового слоя не увеличивается) могут выступать в роли спусковых механизмов восстановления озонового слоя над горными регионами значительно раньше, чем над равнинными и океаническими.

Это явление носит региональный характер и, прежде всего, проявится во внутриконтинентальных областях горных регионов с высокой прозрачностью атмосферы при отсутствии мощных промышленных предприятий и, следовательно, заметных антропогенных источников загрязнителей атмосферы.

Важную роль в этом явлении играют процессы снижения уровня выбросов ОРВ, увеличения тропосферного озона, усиления парникового эффекта, потепление климата и усиление интенсивности УФ-В радиации, достигающей поверхности Земли, связанной с прозрачностью атмосферы в горных регионах за последние десятилетия. Возможно, мы даже станем первыми свидетелями «супер восстановления» озонового слоя в средних широтах над регионом горной экосистемы Центральной Азии до уровня, что был в 1980-х годах и ранее, в случае полного выполнения всех положений Монреальского протокола абсолютно всеми странами мира. Ведь на сегодняшний день участниками Протокола (197 стран) прекращено 99% производства и потребления всех химических веществ, контролируемых Монреальским протоколом.

В заключении отметим, что по данным руководителя Озонового центра при Правительстве КР  М.К. Аманалиева, Кыргызстан в полном объеме выполнил работу в рамках Монреальского протокола и к концу 2019 года из страны вывели из использования озоноразрушающие вещества, которые применялись для производства различных видов продукции. Кыргызская Республика как страна статьи 5, п.1 Монреальского протокола, в 2001 году потребляла около 79,5 метрических тонн ОРВ, с учетом озоноразрушающей способности (ОРС) – 67,49 тонны. В результате проведенной деятельности, потребление хлорфторуглеродов (ХФУ) в республике сократилось с 79,5 т. в 2000 году до 4,95 т. В 2008 г. потребление метилбромида с 23,7 т. до 0. Введен запрет на импорт оборудования, использующего ХФУ.

Советбек ТОКТОМЫШЕВ