NASA projections of stratospheric ozone concentrations if chlorofluorocarbons had not been banned.
The ozone layer can be depleted by free radical catalysts, including nitric oxide (NO), nitrous oxide (N2O), hydroxyl (OH), atomic chlorine (Cl), and atomic bromine (Br)., Chociaż istnieją naturalne źródła dla wszystkich tych gatunków, stężenia chloru i bromu znacznie wzrosły w ostatnich dziesięcioleciach z powodu uwalniania dużych ilości związków organicznych, zwłaszcza chlorofluorowęglowodorów (CFC) i bromofluorowęglowodorów. Te wysoce stabilne związki są w stanie przetrwać wzrost do stratosfery, gdzie rodniki Cl I Br są uwalniane przez działanie światła ultrafioletowego. Każdy Rodnik jest wtedy wolny do inicjowania i katalizowania reakcji łańcuchowej zdolnej do rozpadu ponad 100 000 cząsteczek ozonu., Do 2009 r. podtlenek azotu był największą substancją zubożającą warstwę ozonową (ODS) emitowaną w wyniku działalności człowieka.
poziomy ozonu atmosferycznego mierzone przez satelitę wykazują wyraźne wahania sezonowe i wydają się potwierdzać ich spadek w czasie.
rozpad ozonu w stratosferze powoduje zmniejszenie absorpcji promieniowania ultrafioletowego. W konsekwencji niewchłonięte i niebezpieczne promieniowanie ultrafioletowe jest w stanie dotrzeć do powierzchni Ziemi z większą intensywnością., Od końca lat 70. poziom ozonu spadł średnio o około 4 procent na całym świecie. na około 5 procent powierzchni Ziemi, wokół bieguna północnego i Południowego, zaobserwowano znacznie większe sezonowe spadki i są one określane jako „dziury ozonowe”. Odkrycie corocznego wyczerpywania się ozonu nad Antarktydą zostało po raz pierwszy ogłoszone przez Joe Farmana, Briana Gardinera i Jonathana Shanklina w artykule, który ukazał się w Nature 16 maja 1985 roku.,
Regulation
aby wesprzeć udane próby regulacji, sprawa ozonu została przekazana świeckim „za pomocą łatwych do zrozumienia metafor pomostowych wywodzących się z kultury popularnej” i związanych z „bezpośrednim ryzykiem o codziennym znaczeniu”. Konkretne metafory użyte w dyskusji (osłona ozonowa, dziura ozonowa) okazały się dość użyteczne i w porównaniu do globalnych zmian klimatu sprawa ozonu była znacznie bardziej postrzegana jako „gorący problem” i bezpośrednie zagrożenie., Świeccy byli ostrożni co do zubożenia warstwy ozonowej i ryzyka raka skóry.
w 1978 roku Stany Zjednoczone, Kanada i Norwegia wprowadziły zakaz stosowania aerozoli zawierających CFC, które uszkadzają warstwę ozonową. Wspólnota Europejska odrzuciła analogiczną propozycję, aby zrobić to samo. W Stanach Zjednoczonych chlorofluorowęglowodory nadal były używane w innych zastosowaniach, takich jak chłodzenie i czyszczenie przemysłowe, aż do odkrycia Antarktycznej dziury ozonowej w 1985 roku., Po wynegocjowaniu międzynarodowego traktatu (Protokół Montrealski)produkcja CFC została ograniczona do poziomu z 1986 r. z zobowiązaniami do długoterminowych redukcji. Umożliwiło to dziesięcioletnie wprowadzenie w przypadku krajów rozwijających się (określonych w art. 5 protokołu). Od tego czasu traktat został zmieniony, aby zakazać produkcji CFC po 1995 roku w krajach rozwiniętych, a później w krajach rozwijających się. Obecnie wszystkie 197 krajów świata podpisało traktat. Począwszy od 1 stycznia 1996, tylko recykling i składowane CFC były dostępne do użytku w krajach rozwiniętych, takich jak USA., Ten etap produkcji był możliwy ze względu na wysiłki mające na celu zapewnienie zastępczych chemikaliów i technologii dla wszystkich zastosowań ODS.
2 sierpnia 2003 roku naukowcy ogłosili, że globalne zubożenie warstwy ozonowej może spowolnić z powodu międzynarodowej regulacji substancji zubożających warstwę ozonową. W badaniu zorganizowanym przez Amerykańską Unię geofizyczną, trzy satelity i trzy stacje naziemne potwierdziły, że wskaźnik zubożenia ozonu w górnej atmosferze znacznie spowolnił w poprzedniej dekadzie., Można się spodziewać dalszego załamania z powodu ODSs używanego przez kraje, które ich nie zakazały, oraz z powodu gazów, które znajdują się już w stratosferze. Niektóre ODSs, w tym CFC, mają bardzo długie życie atmosferyczne, Od 50 do ponad 100 lat. Szacuje się, że warstwa ozonowa powróci do poziomu z 1980 roku w połowie XXI wieku. W 2016 odnotowano stopniową tendencję do „uzdrawiania”.
związki zawierające wiązania C–H (takie jak wodorochlorofluorowęglowodory lub HCFC) zostały zaprojektowane w celu zastąpienia CFC w niektórych zastosowaniach., Te związki zastępcze są bardziej reaktywne i mniej prawdopodobne, że przetrwają wystarczająco długo w atmosferze, aby dotrzeć do stratosfery, gdzie mogą wpływać na warstwę ozonową. Chociaż są mniej szkodliwe niż CFC, HCFC mogą mieć negatywny wpływ na warstwę ozonową, więc są one również stopniowo wycofywane. Te z kolei są zastępowane przez wodorofluorowęglowodory (HFC) i inne związki, które w ogóle nie niszczą ozonu stratosferycznego.
efekty resztkowe CFC gromadzące się w atmosferze prowadzą do gradientu koncentracji między atmosferą a Oceanem., Ten związek organohalogenowy jest w stanie rozpuścić się w wodach powierzchniowych oceanu i może działać jako zależny od czasu znacznik. Ten znacznik pomaga naukowcom badać cyrkulację oceanów poprzez śledzenie ścieżek biologicznych, fizycznych i chemicznych
implikacje dla astronomii
ponieważ Ozon w atmosferze zapobiega najbardziej energicznemu promieniowaniu ultrafioletowemu docierającemu do powierzchni Ziemi, dane astronomiczne w tych długościach fal muszą być zbierane z satelitów orbitujących nad atmosferą i warstwą ozonową., Większość światła z młodych gorących gwiazd znajduje się w ultrafiolecie, więc badanie tych długości fal jest ważne dla badania pochodzenia galaktyk. Galex (ang. Galaxy Evolution Explorer, Galex) – orbitujący teleskop kosmiczny typu ultrafioletowego, wystrzelony 28 kwietnia 2003 roku, który działał do początku 2012 roku.
-
Ten obraz GALEX mgławicy pętli Cygnusa nie mógł zostać pobrany z powierzchni Ziemi, ponieważ warstwa ozonowa blokuje promieniowanie ultrafioletowe emitowane przez mgławicę.