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)., Även om det finns naturliga källor för alla dessa arter ökade koncentrationerna av klor och brom markant under de senaste decennierna på grund av utsläpp av stora mängder konstgjorda organiska halogenföreningar, särskilt klorfluorkarboner (CFC) och bromfluorkolväten. Dessa mycket stabila föreningar kan överleva uppgången till stratosfären, där CL och Br-radikaler befrias genom verkan av ultraviolett ljus. Varje radikal är sedan fri att initiera och katalysera en kedjereaktion som kan bryta ner över 100 000 ozonmolekyler., År 2009 var dikväveoxid det största ozonnedbrytande ämnet (ODS) som släpptes ut genom mänsklig verksamhet.
nivåer av atmosfäriskt Ozon mätt med satellit visar tydliga säsongsvariationer och verkar verifiera deras nedgång över tiden.
nedbrytningen av ozon i stratosfären leder till minskad absorption av ultraviolett strålning. Följaktligen kan oabsorberad och farlig ultraviolett strålning nå jordens yta med högre intensitet., Ozonnivåerna har sjunkit med ett världsomspännande genomsnitt på cirka 4 procent sedan slutet av 1970-talet. för cirka 5 procent av jordens yta, runt Nord-och Sydpolen, har mycket större säsongsbetonade nedgångar setts, och beskrivs som”ozonhål”. Upptäckten av den årliga utarmningen av ozon ovanför Antarktis tillkännagavs först av Joe Farman, Brian Gardiner och Jonathan Shanklin, i ett papper som dök upp i naturen den 16 maj 1985.,
förordning
för att stödja framgångsrika regleringsförsök, meddelades ozonfallet till lekmän ”med lättförståeliga överbryggande metaforer härrörande från populärkulturen” och relaterade till ”omedelbara risker med daglig relevans”. De specifika metaforer som användes i diskussionen (ozonskydd, ozonhål) visade sig vara ganska användbara och jämfört med den globala klimatförändringen betraktades ozonfallet mycket mer som en ”het fråga” och överhängande risk., Lekmän var försiktiga med en utarmning av ozonskiktet och riskerna med hudcancer.
1978 antog Förenta staterna, Kanada och Norge förbud mot CFC-innehållande aerosolsprayer som skadar ozonskiktet. Europeiska gemenskapen förkastade ett analogt förslag om att göra detsamma. I USA fortsatte klorfluorkarboner att användas i andra applikationer, såsom kylning och industriell rengöring, tills efter upptäckten av ozonhålet i Antarktis 1985., Efter förhandlingar om ett internationellt fördrag (Montrealprotokollet) begränsades CFC-produktionen till 1986 års nivåer med åtaganden om långsiktiga minskningar. Detta möjliggjorde en tioårig infasning för utvecklingsländer (som anges i artikel 5 i protokollet). Sedan dess har fördraget ändrats för att förbjuda CFC-produktion efter 1995 i de utvecklade länderna och senare i utvecklingsländerna. I dag har alla världens 197 länder undertecknat fördraget. Från och med 1 januari 1996 var endast återvunna och lagrade CFC tillgängliga för användning i utvecklade länder som USA., Denna produktionsfas var möjlig på grund av ansträngningar för att säkerställa att det skulle finnas ersättningskemikalier och teknik för alla ODS-användningsområden.
den 2 augusti 2003 meddelade forskare att den globala utarmningen av ozonskiktet kan sakta ner på grund av den internationella regleringen av ozonnedbrytande ämnen. I en studie som organiserades av den amerikanska geofysiska unionen bekräftade tre satelliter och tre markstationer att ozonnedbrytningshastigheten i övre atmosfären minskade avsevärt under det föregående decenniet., En viss uppdelning kan förväntas fortsätta på grund av ODSs som används av nationer som inte har förbjudit dem, och på grund av gaser som redan finns i stratosfären. Vissa ODSs, inklusive CFC, har mycket långa atmosfäriska livstider, från 50 till över 100 år. Det har uppskattats att ozonskiktet kommer att återhämta sig till 1980 nivåer nära mitten av 2000-talet. En gradvis trend mot ”helande”rapporterades 2016.
föreningar som innehåller C–H-bindningar (t.ex. klorfluorkolväten eller HCFC) har utformats för att ersätta CFC i vissa tillämpningar., Dessa ersättningsföreningar är mer reaktiva och mindre benägna att överleva tillräckligt länge i atmosfären för att nå stratosfären där de kan påverka ozonskiktet. Samtidigt som de är mindre skadliga än klorfluorkarboner kan HCFC ha en negativ inverkan på ozonskiktet, så de fasas också ut. Dessa ersätts i sin tur av fluorkolväten (HFC) och andra föreningar som inte förstör stratosfäriskt Ozon alls.
de kvarstående effekterna av klorfluorkarboner som ackumuleras i atmosfären leder till en koncentrationsgradient mellan atmosfären och havet., Denna organohalogenförening kan lösa upp sig i havets ytvatten och kan fungera som en tidsberoende spårämnen. Denna spårare hjälper forskare att studera havcirkulationen genom att spåra biologiska, fysiska och kemiska vägar
konsekvenser för astronomi
eftersom Ozon i atmosfären förhindrar att mest energiska ultravioletta strålningen når jordens yta, måste astronomiska data i dessa våglängder samlas in från satelliter som kretsar över atmosfären och ozonskiktet., Det mesta av ljuset från unga heta stjärnor är i ultraviolett och därför är det viktigt att studera dessa våglängder för att studera galaxernas ursprung. Galaxy Evolution Explorer, GALEX, är ett ultraviolett rymdteleskop i omloppsbana som lanserades den 28 April 2003 och som fungerade fram till början av 2012.
-
denna GALEX-bild av Cygnus-Loopnebulosan kunde inte ha tagits från jordens yta eftersom ozonskiktet blockerar den ultravioletta strålning som emitteras av nebulosan.