Современные проблемы климата Земли

    В мае 1985 года британские ученые объявили о резком сокращении концентраций озона  в стратосфере над Антарктикой  каждой весной южного полушария. Это  явление получило название «озоновой  дыры».

    Существуют  объективные причины, по которым  «дыры» в первую очередь образуются над Антарктикой. Бром и хлор, несущие главную ответственность за разрушение озона, в среднем равномерно распределены в атмосфере Земли. Однако в Антарктике условия таковы, что эти вещества, вступая в химические реакции, способны уничтожить больше озона, чем в районах с более теплым климатом.

    Маршруты движения антарктических циркумполярных ветров строго ограничены полярным регионом. В дополнение к этому антарктическая атмосфера долгие месяцы остается в темноте (в течение полярной ночи), при этом значительно охлаждаясь. С падением температуры атмосферы в стратосфере начинают образовываться ледяные облака.

    Когда в августе первые лучи Солнца начинают проникать в стратосферу, то в  ней начинают происходить химические реакции, отличающихся от реакций в стратосфере умеренных широт.

    По  данным, приведенным в отчете Межправительственной группы экспертов по проблемам изменениям климата за 1992 год, в весенний период в стратосфере Антарктики отмечается падение концентраций озона более  чем на 90 процентов. Данные американского спутника Нимбус-7 показали, что площадь поверхности озоновой дыры, по грубым подсчетам, соизмерима с площадью Западной Европы или континентальной части США.

    С момента открытия фреонов в 30-40-х годах все говорило о том, что они слишком уж хороши для того, чтобы в них не таилась какая-нибудь опасность. Фреоны или хлофторуглеоды сравнительно недороги, высокоэффективны, стабильны в атмосфере и нетоксичны для человека. Эти свойства способствовали широкому распространению фреонов в различных областях современного производства. Производители электроники, например, стали использовать их в начале 80-х годов в качестве промывочных растворов. Это позволило им снять проблему загрязнения грунтовых вод, связанную с использованием в производстве метилхлорида и трихлорэтилена. Для различных областей производства хлорфторуглероды стали главным сырьем из-за своей стойкости к воздействию внешних факторов.

    Проблема, конечно же, заключается в «ахиллесовой пяте» фреонов. Когда хлорфторуглероды попадают в атмосферу, они начинают мигрировать в стратосферу, где более интенсивное солнечное излучение воздействует на них и в результате реакции выделяется хлор. Этот хлор действует как катализатор, постоянно вступая в реакцию с молекулами озона с образованием молекул кислорода (О₂) и молекул оксида хлора (ClO₂). Молекулы оксида хлора затем вступают в реакцию с атомарным кислородом, с образованием молекул кислорода и свободных атомов хлора. И все начинается сначала. Посредством этого повторяющегося процесса одна молекула хлора может разрушить тысячи молекул озона, прежде чем сама будет нейтрализована. Это свойство фреонов и выделяемого ими хлора делает хлорфторуглероды очень опасными для озонового слоя стратосферы. Хотя следует отметить, что не все фреоны и не все растворители имеют одинаковый озоноразрушающий потенциал.

     1974 г. М. Молина и Ф. Роуленд  из Калифорнийского университета в Ирвине показали, что хлорфторуглероды могут вызывать разрушение озона. Начиная с этого времени так называемая фреоновая проблема стала одной из основных в исследованиях по загрязнению атмосферы. Хлорфторуглероды уже более 60 лет используются как хладагенты в холодильниках и кондиционерах, пропелленты для аэрозольных смесей, пенообразующие агенты в огнетушителях, очистители для электронных приборов, при химической чистке одежды, при производстве пенопластиков.

    Под давлением этих аргументов многие страны начали принимать меры направленные на сокращение производства и использования  фреонов. С 1978 г. в США было запрещено использование фреонов в аэрозолях. К сожалению, использование хлорфтор углеродов в других областях ограничено не было. В сентябре 1987 г. 23 ведущих страны мира подписали в Монреале конвенцию, обязывающую их снизить потребление фреонов. Согласно достигнутой договоренности развитые страны должны к 1999 г. снизить потребление флорфторуглеродов до половины уровня 1986 г. Для использования в качестве пропеллента в аэрозолях уже найден неплохой заменитель – пропан-бутановая смесь. По физическим параметрам она практически не уступает фреонам, но, в отличие от них, огнеопасна. Тем не менее такие аэрозоли уже производятся во многих странах, в том числе и в России. Сложнее обстоит дело с холодильными установками - вторым по величине потребителем фреонов.

    Использование фреонов продолжается и пока далеко даже до стабилизации уровня ХФУ в атмосфере. Так, по данным сети Глобального мониторинга изменений климата, в фоновых условиях - на берегах Тихого и Атлантического океанов и на островах, вдали от промышленных и густонаселенных районов - концентрация фреонов -11 и -12 в настоящее время растет со скоростью 5-9% в год. Содержание в стратосфере фотохимически активных соединений хлора в настоящее время в 2-3 раза выше по сравнению с уровнем 50-х годов, до начала быстрого производства фреонов.

    Прогнозы  по разрушению озонового слоя в XXI веке крайне пессимистичны. В середине 1990-ых г.г. появились гипотезы о большой роли долгопериодных вариаций океана и атмосферы в изменениях озонового слоя. В дальнейшем эти гипотезы были доказаны, и сейчас стало ясно, что антропогенные воздействия не являются единственной причиной изменения атмосферного озона. Об этом свидетельствуют увеличение стратосферного озона в некоторых географических районах, в частности над многострадальной Антарктикой /6, стр. 28/  сильные связи вариаций озона, циркуляции стратосферы и температуры океанов, что никаким образом не может быть объяснено лишь влиянием антропогенных факторов.

    Долгопериодные  естественные изменения Мирового океана привели к возникновению таких  термодинамических условия  в атмосфере, что стало возможно химическое разрушение озонового слоя.

    Оценки  относительной роли антропогенных  факторов и естественных факторов показали, что около 50% наблюдаемого уменьшения содержания озона над Московским регионом связано с антропогенными воздействиями, остальные связаны с естественными причинами.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Заключение.

    Конец ХХ века принес с собой изменение климата в масштабах всей планеты. Повысилась температура воздуха у поверхности суши, потеплела вода в океанах, а вслед затем участились бури, наводнения, засухи. Метеорологи вовремя обратили внимание на тревожную тенденцию, и в 1976 году Всемирная метеорологическая организация сделала первое заявление об угрозе глобальному климату, а в 1979-м учредила Всемирную климатическую программу (ВКП). С этого времени начались активные исследования колебаний климата, появились модели, объясняющие данное явление не только естественными причинами, но и деятельностью человека.

    Одной из наиболее определяющих современную  жизнь климатических проблем является парниковый эффект и глобальное потепление. Но в научных кругах нет единства по поводу этого вопроса, так как существуют десятки противоречащих друг другу теорий и концепций, объясняющих происхождение глобального потепления с абсолютно разных позиций. Соответственно, не могут быть выработаны чёткие планы по преодолению парникового эффекта.

    Не  менее важной проблемой является разрушение озонового слоя Земли. Без озоновой защиты жизнь на Земле будет невозможна, но и в этой области за последние годы было открыто много нового, в частности что разрушение озонового слоя происходит естественным образом из-за океанических и атмосферных процессов. Восстановление озонового слоя искусственным методом пока находится в ряде фантастических проектов.

    Хочется верить, что в будущем более  разумное человечество будет бережно  относиться к родной планете, промышленность выйдет на качественно новый уровень, а новые научные разработки позволят реализовать планы по преодолению экологического кризиса на Земле. 
 
 

Список  использованной литературы: 
 

1. Голубчиков  С.С. Глобальное изменение климата / С.С. Голубчиков // Энергия. – 2004. – № 8. – С. 52-57.
2. Груза Г. Климат России: потепление продолжается / Г. Груза, Э. Ранькова // Наука и жизнь. – 2003. – № 11. – С. 50-61.
3. Дмитрук М. От парника до ледника / М. Дмитрук // Свет. – 2001. - № 7. – С. 32-35.
4. Жадин Е.А. Озоновая дыра в Антарктике начинает исчезать? / Е.А. Жадин // Энергия и промышленность России. – 2002. - № 12. – С. 27-29.
5. Жадин. Е.А. Являются ли фреоны единственной причиной изменения озонового слоя земли? / Е.А. Жадин // Экология и промышленность России. – 2000. – № 11. – С. 30-31.
6. Зубаков В.А. Климат в истории биосферы / В.А. Зубаков //  Вестник РАН. – 2001. – № 2. - С. 130-138.
7. Найдёнов В.И. Вода же усиливалась и умножалась на Земле… / В.И. Найдёнов, В.И. Швейкина // Наука в России. – 2000. – № 5. – С. 44-49.
8. Петрукович А. М. Прогноз погоды XXI века: ожидаются магнитные облака и электронные осадки / А.М. Петрукович // Наука и жизнь. – 2002. - № 5. – С. 3-8.
9. Сорохтин О.Г. Парниковые газы в атмосфере не вызывают потепление климата / О.Г. Сорохтин // Наука в России. – 2001. - № 4. – С. 41-47.
10. Шполянская Н. Большой климатический спор / Н. Шполянская // Знание – сила. – 2002. - № 7. – С. 52-62.