🗊Презентация Устойчивое развитие

Устойчивое развитие Лекция 2

Озон в стратосфере образуется в результате взаимодействия отомарного и молекулярного кислорода в присутствии третьего тела Озон в стратосфере образуется в результате взаимодействия отомарного и молекулярного кислорода в присутствии третьего тела O + O2 + M  O3 + M* где M - любая молекула (обычно азота или кислорода), уносящая из реакции избыток энергии. И разрушается фотохимически О3 + h  O + O2

Опасность представляют только образующиеся непосредственно в стратосфере оксид и диоксид азота. Из тропосферы они не доходят из-за малого срока жизни. Исключение гемиоксид азота N2O

На высоте около 25 км вследствие высокой интенсивности солнечной радиации происходит разрушение ХФУ (фреонов) с выделением атомов хлора (Cl) и молекул монооксида хлора (ClO), которые являются более сильными катализаторами процесса разрушения молекул озона, чем оксиды азота

Нобелевская премия по химии вручается с 1901 года Крутцен, Роуленд и Молина , Нобелевская премия по химии, 1995

Нобелевская премия по химии, 1995 «за работу по химии атмосферы, особенно в связи с образованием и разрушением озона». 

Озоновая дыра диаметром свыше 1000 км впервые была обнаружена в 1985 году, на Южном полушарии, над Антарктидой, группой британских учёных: Дж. Шанклин (англ.), Дж. Фармен (англ.), Б. Гардинер (англ.), опубликовавших соответствующую статью в журнале Nature. Каждый август она появлялась, а в декабре — январе прекращала своё существование. Над Северным полушарием в Арктике образовывалась другая дыра, но меньших размеров. На данном этапе развития человечества, мировые учёные доказали, что на Земле существует громадное количество озоновых дыр. Но наиболее опасная и крупная расположена над Антарктидой.

Механизм образования «озоновых дыр» Антарктида со всех сторон окружена океаном и ветры могут беспрепятственно циркулировать вокруг континента. Во время зимы вокруг Антарктиды возникает околополюсной вихрь - своеобразная воронка из ветров, которая собирает воздух над Антарктидой и не дает ему смешиваться с остальной атмосферой.

Механизм образования «озоновых дыр»   В стратосфере при температуре ниже -100°С происходит конденсация азотной кислоты, появляющейся в результате взаимодействия окислов азота и воды. Образуются, так называемые, полярные стратосферные облака. Поверхность мельчайших кристаллов этих облаков катализирует реакции высвобождения хлора из фреонов, соляной кислоты и других галогенсодержащих веществ.

Механизм образования «озоновых дыр» В темноте антарктической зимы атомы хлора не сразу вступают в цепную реакцию по разрушению озона, а образуют димер оксида хлора. Cl + O3 >> ClO + O2; ClO + ClO >> ClO-ClO.

Механизм образования «озоновых дыр»    Когда наступает весна, солнечная радиация разрушает накопившийся димер, хлор высвобождается и начинается цепная реакция разрушения озона. Постепенно околополярный вихрь рассеивается и обедненный озоном воздух перемешивается с нормальным - концентрация озона опять повышается.

Озоноразрушающий потенциал некоторых веществ (CFC обозначает «хлорфтороуглерод»):

  Потребление хлорфторуглеродов, тысяч тонн озоноразрушающего потенциала

Весной над Антарктидой одновременно с сильным понижением стратосферного озона наблюдается рост концентрации монооксида хлора ClO. По максимальным значениям концентрации ClO в стратосфере над станцией McMurdo в сентябре 1992 г. с учетом площади озоновой дыры рассчитана масса хлороводорода HCl, необходимого для ее образования. Масса HCl составила 9,3 кт. Наиболее вероятным источником такого количества HCl в Антарктиде является вулкан Эребус. Весной над Антарктидой одновременно с сильным понижением стратосферного озона наблюдается рост концентрации монооксида хлора ClO. По максимальным значениям концентрации ClO в стратосфере над станцией McMurdo в сентябре 1992 г. с учетом площади озоновой дыры рассчитана масса хлороводорода HCl, необходимого для ее образования. Масса HCl составила 9,3 кт. Наиболее вероятным источником такого количества HCl в Антарктиде является вулкан Эребус.

Аномальное усиление активности вулкана Эребус в начале 80-х гг. XX в. стало ключевым фактором значительного увеличения антарктической озоновой аномалииПри стабилизации активности вулкана, хотя по-прежнему достаточно высокой, начиная с 1990 г. и по настоящее время, межгодовые изменения площади озоновой дыры над Антарктидой характеризуются практически нулевым трендом. Аномальное усиление активности вулкана Эребус в начале 80-х гг. XX в. стало ключевым фактором значительного увеличения антарктической озоновой аномалииПри стабилизации активности вулкана, хотя по-прежнему достаточно высокой, начиная с 1990 г. и по настоящее время, межгодовые изменения площади озоновой дыры над Антарктидой характеризуются практически нулевым трендом. Таким образом, чрезмерно высокая активность Эребуса в начале 1980-х гг. фактически перевела антарктическую озоновую аномалию из одного стационарного состояния, при отсутствии или слабом воздействии вулканогенного фактора, в другое, при сохраняющемся значительном уровне вулканогенных выбросов..

Существенное сокращение антарктической стратосферной озоновой дыры в 2010 году и в течение ряда предыдущих лет — результат чрезвычайного метеорологического явления, иногда свойственного полярной зиме. Учёные называют это внезапным стратосферным потеплением (sudden stratospheric warming, SSW).

В ООН 16 сентября отмечается Международный день охраны озонового слоя. Он был установлен в 1994 году в память о подписании Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой. В ООН 16 сентября отмечается Международный день охраны озонового слоя. Он был установлен в 1994 году в память о подписании Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой. Подробнее: http://www.rosbalt.ru/style/2014/09/16/1316020.html

Тропосфера Тропосфера – нижний, непосредственно соприкасающийся с земной поверхностью, слой атмосферы. Именно воздухом тропосферы дышат живые организмы, влага, конденсирующаяся в тропосфере и выпадающая с атмосферными осадками, обеспечивает человека питьевой водой, а проникающее через тропосферу солнечное излучение используется автотрофными организмами в процессе фотосинтеза.

Концентрация примесей в тропосфере

Схема трансформации соединений серы в тропосфере

Схема трансформации соединений азота в тропосфере

Доля метана, выделяющегося из различных источников, %