Озоновият слой е неразделна част от това, което прави Земята обитаема. Този регион на стратосферата е отговорен за поглъщането на по-голямата част от слънчевата ултравиолетова радиация, като по този начин гарантира, че земните организми не се облъчват. От 70-те години на миналия век учените стават наясно с постоянния спад на този слой около южния полярен регион, както и с голямо сезонно намаляване. Последният феномен, известен като „озонова дупка“, е основен проблем от десетилетия.
Опитите за коригиране на тази ситуация са съсредоточени върху намаляване на използването на промишлени химикали, като хлорофлуоровъглеводороди (CFC). Тези усилия завършиха с подписването на Монреалския протокол през 1987 г., който призовава за пълно прекратяване на озоноразрушаващите вещества (ODSs). Според последното проучване на екип от учени от НАСА, озоновата дупка показва признаци на значително възстановяване в резултат.
Изследването, озаглавено „Спад в изчерпването на озон в Антарктида и долния стратосферен хлор, определен от наблюдения на микровълновите крайници на аурата“, наскоро се появи в научното списание Геофизични изследователски писма. Изследването е ръководено от Сюзън Е Страхан и в съавторство с Ан Р. Дъглас, две изследователи от Лабораторията за атмосфера на химия и динамика на НАСА Годард.
За целите на изследването си екипът консултира данни от спътника Aura на НАСА, който следи южния полярен регион от 2005 г. насам. Стартирайки през 2004 г., целта на спътника Aura беше да извърши измервания на озон, аерозоли и ключови газове в земната атмосфера. Според показанията, събрани от 2005 г. насам, намалението на употребата на CFC доведе до 20% намаление на озоновото изчерпване.
Най-просто казано, CFC са дълготрайни химични съединения, които са съставени от въглерод, хлор и флуор. От втората половина на XX век те са били използвани в редица индустриални приложения като хладилна техника (като фреон), в химически аерозоли (като горива) и като разтворители. В крайна сметка тези химикали се издигат в стратосферата, където стават обект на UV лъчение и се разграждат до хлорни атоми.
Тези хлорни атоми играят поразия с озоновия слой, където те катализират, образувайки кислороден газ (O2). Тази активност започва около юли през зимата на Южното полукълбо, когато слънчевите лъчи предизвикват увеличаване на катализирането на получените от CFC атоми хлор и бром в атмосферата. До септември (т.е. пролетта в южното полукълбо) активността достига пикове, което води до „озоновата дупка“, която учените отбелязват за първи път през 1985 г.
В миналото статистическите изследвания сочат, че оттогава се е увеличило изчерпването на озона. Това проучване обаче - което беше първото, използващо измервания на химичния състав вътре в озоновата дупка - показа, че изчерпването на озона намалява. Нещо повече, той показа, че намалението е причинено от спада на употребата на CFC.
Както Сюзън Страхан обясни в неотдавнашното съобщение на НАСА, „Ние виждаме много ясно, че хлорът от CFCs се спуска в озоновата дупка и че поради това се наблюдава по-малко изчерпване на озона.“ За да определят как озонът и другите химикали в атмосферата се променят от година на година, учените разчитат на данни от сателита на Aura's Microwave Limb Sounder (MLS).
За разлика от други инструменти, които разчитат на слънчевата светлина за получаване на спектри от атмосферни газове, този инструмент измерва тези газове, съответстващи на микровълновите емисии. В резултат на това той може да измерва следи от газове над Антарктида през ключово време на годината - когато южното полукълбо преживява зимата и времето в стратосферата е спокойно, а температурите са ниски и стабилни.
Промяната в нивата на озон от началото до края на зимата на Южното полукълбо (началото на юли до средата на септември) се изчислява ежедневно, използвайки измервания на MLS всяка година от 2005 до 2016 г. Докато тези измервания показват намаляване на загубата на озон, Страхан и Дуглас искаха това, което е било отговорно, са определени намаления на употребата на CFC.
Това направиха, като потърсиха сигнали за излъчване на солна киселина в данните на MLS, който хлор ще образува при взаимодействие с метан (но само когато всички налични озон са изчерпани). Както обясни Страхан:
„През този период температурите в Антарктида винаги са много ниски, така че скоростта на разрушаване на озона зависи най-вече от това колко хлор има. Това е когато искаме да измерим загубата на озон ... Към средата на октомври всички съединения на хлора се превръщат удобно в един газ, така че чрез измерване на солна киселина имаме добро измерване на общия хлор. "
Друг намек се появи под формата на азотен оксид, друг дълголетен газ, който се държи точно като CFC в голяма част от стратосферата - но който не е в упадък като CFC. Ако CFCs в стратосферата намаляват, това би означавало, че ще има по-малко хлор в сравнение с азотния оксид. Сравнявайки MLS измерванията на солна киселина и азотен оксид всяка година, те определиха, че нивата на хлора намаляват с около 0,8% годишно.
Както Страхан посочи, това доведе до 20% спад от 2005 г. до 2016 г., което беше в съответствие с очакваното. „Това е много близо до това, което нашият модел прогнозира, че трябва да видим за това количество хлор,“ каза тя. „Това ни дава увереност, че намалението на изчерпването на озона през средата на септември, показано от данните на MLS, се дължи на намаляващите нива на хлор, идващи от CFC. Но все още не виждаме ясно намаляване на размера на озоновата дупка, защото това се контролира главно от температурата след средата на септември, което варира много от година на година. "
Този процес на възстановяване се очаква да продължи, тъй като CFC постепенно напускат атмосферата, въпреки че учените предвиждат, че пълното възстановяване ще отнеме десетилетия. Това е много добра новина, като се има предвид, че озоновата дупка е открита едва преди около три десетилетия, а нивата на озон започнаха да се стабилизират около десетилетие по-късно. И все пак, както обясни Дъглас, пълно възстановяване едва ли ще се случи до втората половина на този век:
„CFCs имат живот от 50 до 100 години, така че задържат в атмосферата много дълго време. Що се отнася до озоновата дупка, ние гледаме към 2060 или 2080 г. И дори тогава все още може да има малка дупка. "
Протоколът от Монреал често се рекламира като пример за ефективни международни действия в областта на климата и по уважителна причина. Протоколът бе постигнат тринадесет години след постигането на научния консенсус относно изчерпването на озона и само две години след доста тревожното откриване на озоновата дупка. И в следващите години подписалите остават ангажирани с целите си и постигат целеви намаления.
В бъдеще се надяваме, че могат да бъдат постигнати подобни действия по отношение на изменението на климата, което вече много години е обект на забавяне и съпротива. Но както показва случаят с озоновата дупка, международните действия могат да разрешат проблем, преди да е станало твърде късно.
