Полярное истощение озона

Сильная весенняя потеря стратосферного озона над полюсами, вызванная галогенной химией, активируемой на полярных стратосферных облаках.

Definition

Полярное истощение озона — это резкое сезонное разрушение стратосферного озона в полярных регионах, обусловленное галогенными радикалами, активируемыми посредством гетерогенной химии на частицах холодных облаков.

Scope

Охватывает открытие антарктической озоновой дыры, роль холодного полярного вихря, образование полярных стратосферных облаков, гетерогенные реакции, которые превращают галогенные резервуары в реактивные формы, каталитические циклы хлора и брома, вызывающие быстрое весеннее истощение озона, а также межполушарные различия между истощением в Антарктике и Арктике.

Core questions

• Почему сильная потеря озона происходит над полюсами весной?
• Как полярные стратосферные облака активируют разрушающие озон галогены?
• Почему озоновая дыра намного глубже над Антарктидой, чем над Арктикой?

Key theories

Гетерогенная активация галогенов

Реакции на частицах полярных стратосферных облаков превращают инертные резервуары хлора в реактивные формы, которые при возвращении солнечного света вызывают каталитическое разрушение озона и образование озоновой дыры.

Mechanisms

В течение полярной зимы изолированный, чрезвычайно холодный вихрь позволяет образовываться полярным стратосферным облакам. Реакции на этих частицах превращают резервуарные соединения, такие как нитрат хлора и хлороводород, в фотолитически лабильный молекулярный хлор и родственные соединения. Когда весной возвращается солнечный свет, они распадаются на атомы хлора и монооксид хлора, которые разрушают озон посредством каталитических циклов, включая цикл димера монооксида хлора, образуя озоновую дыру. Арктический вихрь теплее и менее стабилен, поэтому истощение там более мягкое и изменчивое.

Clinical relevance

Открытие и объяснение полярного истощения озона послужили основой для Монреальского протокола и остаются эталоном для отслеживания восстановления озонового слоя, который защищает жизнь от ультрафиолетового излучения.

History

Фарман, Гардинер и Шэнклин сообщили об антарктической озоновой дыре в 1985 году, а Соломон и коллеги вскоре определили гетерогенную химию на полярных стратосферных облаках как ее причину, что было подтверждено авиационными кампаниями позднее в том же десятилетии.

Key figures

• Joseph Farman
• Susan Solomon

Seminal works

• farman1985
• solomon1999

Frequently asked questions

Почему озоновая дыра над Антарктидой хуже, чем над Арктикой?

Антарктический полярный вихрь холоднее, стабильнее и более изолирован, что способствует образованию обширных полярных стратосферных облаков и устойчивой активации галогенов, тогда как более теплый, более возмущенный арктический вихрь приводит к более слабому, более изменчивому истощению.