Các nhà nghiên cứu chia sẻ quan điểm về các yếu tố chính của phục hồi tầng ozone

Anonim

Mỗi năm, các hợp chất làm suy giảm tầng ôzôn trong bầu khí quyển phía trên phá hủy lớp ôzôn bảo vệ, và đặc biệt ở trên Nam Cực. Tầng ôzôn hoạt động như kem chống nắng của Trái đất bằng cách hấp thụ bức xạ cực tím có hại từ ánh sáng mặt trời đến có thể gây ra ung thư da và các cây gây hại, cùng với các tác hại khác đối với sự sống trên Trái Đất. Trong khi các hợp chất khác nhau này giải phóng clo hoặc brôm, hai thành phần phá hủy ozone hoạt động, trong một loạt các phản ứng hóa học, các phân tử có một loạt các kiếp khác nhau trong khí quyển có thể ảnh hưởng đến tác động cuối cùng của chúng trên tầng ôzôn và phục hồi trong tương lai.

na Perspective mảnh xuất hiện trong số 8 tháng mười hai của khoa học, các nhà nghiên cứu NASA thảo luận về sắc thái phân biệt ba loại hợp chất và tác động của chúng trên ôzôn khí quyển trên: các hợp chất lâu dài và nhân tạo, ngắn ngủi và các hợp chất nhân tạo, và các hợp chất ngắn ngủi và tự nhiên phát ra từ đại dương. Tất cả các hợp chất tồn tại lâu dài và một số các hợp chất sống ngắn của con người được kiểm soát bởi Nghị định thư Montreal để giảm tác động của chúng đối với ôzôn. Các nhà nghiên cứu thấy rằng các hợp chất lâu dài vẫn thống trị triển vọng phục hồi ozone.

Cuộc thảo luận này là một phần của một cuộc tranh luận khoa học đang diễn ra về tác động của các hợp chất làm suy giảm tầng ozone tồn tại trong không khí trong vòng chưa đầy sáu tháng, với lượng phát thải do con người tạo ra. Nó có liên quan đến công việc đang được thực hiện bởi Chương trình Môi trường Liên hợp quốc điều hành Nghị định thư Montreal và các sửa đổi của nó, thỏa thuận toàn cầu chính thức cấm và loại bỏ các hợp chất phá hủy ôzôn. Hiện nay chỉ có các chất làm suy giảm tầng ôzôn với tuổi thọ khí quyển từ một năm đến hơn 100 năm, được kiểm soát bởi vì chúng tồn tại trong khí quyển đủ dài để đạt tới bầu khí quyển trên, được gọi là tầng bình lưu. Các hợp chất sống ngắn hơn không được kiểm soát vì tác động của chúng ít quan trọng hơn.

"Nghị định thư Montreal đã là một thành công lớn", nhà khoa học khí quyển Qing Liang cho biết tại Trung tâm bay không gian Goddard của NASA ở Greenbelt, Maryland, và là tác giả đầu tiên của quan điểm này. Theo kết quả của quy định của Nghị định thư Montreal, hàm lượng clo và brôm suy giảm do ôzôn ngừng phát triển trong không khí vào giữa những năm 1990, và đã giảm với tốc độ gần như mong đợi. Tầng ôzôn thể hiện gợi ý chữa lành.

Tuy nhiên, các chất được kiểm soát lâu đời, phần lớn được phát hành trước năm 1987, dự kiến ​​vẫn chiếm 56% tổng lượng clo và brom trong năm 2050, theo phân tích của Liang và đồng nghiệp. Ngược lại, nhiều nhất chỉ có 4% chlorine và brôm được cho là từ các hợp chất làm suy giảm ôzôn do con người sản xuất. Phần còn lại của clo và brôm vào năm 2050 sẽ đến từ các hợp chất tự nhiên phát ra từ đại dương. Nhưng khi nhiệt độ đại dương gia tăng do khí hậu ấm lên, tốc độ phát thải của chúng có thể tăng 20% ​​trong giai đoạn 2010 và 2100. Một nguồn bổ sung các hợp chất suy giảm ôzôn tự nhiên là cháy rừng, cả tự nhiên lẫn con người.

Các nhà khoa học tại NASA, Cơ quan Khí quyển và Đại dương Quốc gia, cũng như các cơ quan quốc tế khác liên tục theo dõi tầng ôzôn tầng bình lưu và mức độ hóa chất suy giảm tầng ôzôn trên bề mặt Trái đất.

Cho dù một chất đạt đến tầng bình lưu hay không là yếu tố chính quyết định loại hợp chất cần phải lo lắng, đồng tác giả Susan Strahan của NASA Goddard cho biết. Thời gian tồn tại lâu hơn của một chất làm suy giảm tầng ôzôn, nó càng dài xung quanh để biến nó thành tầng bình lưu và phá hủy tầng ôzôn. Các chất tồn tại trong thời gian ngắn, mặt khác, sẽ có tác động tối thiểu đến việc trì hoãn phục hồi ozone vì chúng có nhiều khả năng bị thoái hóa trước khi đạt đến tầng bình lưu, cô nói.

Một trong những chất được gọi là dicloromethan đã được kiểm tra gần đây do tỷ lệ phát thải ngày càng tăng trong vài năm qua. Nó là một thay thế linh hoạt cho nhiều hóa chất bị cấm trong ngành công nghiệp. Dichloromethane phân hủy trong khí quyển trong khoảng bốn tháng và các sản phẩm thoái hóa có hại của nó được loại bỏ hoàn toàn khỏi khí quyển trong vòng một vài năm phát thải của chúng.

"Bởi vì bản chất rất ngắn ngủi của nó, và kịch bản không chắc chắn của lượng phát thải duy trì tốc độ tăng trưởng cao, nó không chắc chắn diclorometan sẽ có tác động lớn đến tầng ôzôn, " Liang nói. Liang tin rằng tỷ lệ phát thải của nó sẽ cao hơn một khi các ngành công nghiệp đạt được khả năng vận chuyển của họ dựa trên nhu cầu kinh tế.

Ngoài ra, các chất làm suy giảm tầng ôzôn tồn tại trong thời gian ngắn phát ra trên đất liền, thường ở giữa vĩ độ, có hành trình từ bốn đến sáu tháng đến tầng bình lưu. Điều này là hơi dài hơn so với cuộc đời của họ và cho phép nhiều thời gian hơn cho họ để bị phá hủy hoặc rửa sạch bởi mưa trước khi họ đến tầng ozone, Liang nói.

Tuy nhiên, các hợp chất brôm có thời gian tồn tại một cách tự nhiên thoát ra từ bề mặt đại dương, có tác động rõ rệt hơn đối với ozon so với các anh em họ công nghiệp ngắn ngủi của chúng. Vì chúng được giải phóng với số lượng lớn từ các đại dương nhiệt đới, chúng nhanh chóng bị các cơn bão nhiệt đới lấn át vào tầng bình lưu trong vòng một hoặc hai tháng, nơi chúng có thể phá hủy tầng ozone trong một phần lớn thời gian sống của chúng.

"Các yếu tố chính khác là biến đổi khí hậu. Khi các đại dương nhiệt đới ấm áp, lượng khí thải tự nhiên của methyl bromine và các loài brominated khác sống ngắn sẽ tăng lên", Strahan nói. "Và bạn không thể tắt điều đó. Khi đại dương trở nên ấm hơn, lượng phát thải tiếp tục tăng."

Cũng quan tâm là các hóa chất bị cấm tiếp tục xâm nhập và tích lũy trong khí quyển. Một ví dụ là carbon tetraclorua, được quy định bởi Nghị định thư Montreal và có tuổi thọ 33 năm trong khí quyển. Trong khi việc sản xuất, sử dụng và tiêu hủy được giám sát và báo cáo một cách chính xác, nó cũng tạo thành sản phẩm phụ trong các dây chuyền sản xuất chloroform và dichloromethane. Bởi vì nó rất dễ bay hơi, nó có lượng phát thải ngoài ý muốn rò rỉ vào khí quyển, Liang nói. Nó có khả năng không phải là chất làm suy giảm ôzôn được điều tiết duy nhất mà lẻn ra khỏi dây chuyền sản xuất các hóa chất khác.

Liang và Strahan dựa trên phân tích của họ về sự kết hợp mô phỏng mô hình máy tính của khí quyển và các phép đo nồng độ của các hóa chất suy giảm tầng ôzôn. Mô hình Hệ thống Quan sát Trái đất Goddard của NASA phiên bản 5 (GEOS-5) mô phỏng khí quyển trong 3-D, cho phép nhóm nghiên cứu theo dõi khí quyển từ nguồn của chúng trên mặt đất thông qua hành trình của chúng lên bầu khí quyển trên. Mô hình này được hỗ trợ bởi các quan sát từ vệ tinh, các mạng dựa trên mặt đất để đo lường các hóa chất suy giảm tầng ôzôn trong thế giới thực và bằng các quan sát từ hai thập kỷ chiến dịch lĩnh vực máy bay của NASA, bao gồm thử nghiệm nhiệt đới gần đây nhất của Airborne (ATTREX) vào năm 2013 và Cuộc khảo sát khí quyển toàn cầu (ATOM) khí quyển, đã thực hiện ba triển khai kể từ năm 2016.

menu
menu