Årsakene til utarming av ozonlaget er ikke utbredt, men konsentrert, og disse årsakene til utarming av ozonlaget har vært siden begynnelsen av sivilisasjonen.
Jordens atmosfære har flere nivåer. Troposfæren, det laveste laget, strekker seg fra jordoverflaten til omtrent 10 km i høyde. Nesten all menneskelig aktivitet som bidrar til forurensning av atmosfæren, foregår i troposfæren. Mount Everest, verdens høyeste topp, er bare rundt 9 kilometer høy. Stratosfæren, som strekker seg fra 10 kilometer til rundt 50 kilometer, inneholder ozonlaget. De fleste kommersielle jetfly flyr også i stratosfærens nedre deler.
Vår største interesse i denne artikkelen er å se på årsakene til utarming av ozonlaget og hva som kan gjøres for å beskytte ozonlaget vårt fra å bryte ned.
Så,
Hva er Tozonlaget?
Ozonlaget er et område av jordens atmosfære hvor ozongass, et uorganisk molekyl med den kjemiske formelen O3, finnes i relativt høye konsentrasjoner. Ozonlaget er tykkere over polene enn det er over ekvator. I 1913 oppdaget de franske fysikerne Charles Fabry og Henri Buisson ozonlaget.
Ozon er en lyseblå gass med en skarp (klorlignende) lukt. Størstedelen av atmosfærisk ozon er lokalisert i et stratosfærisk lag mellom 9 og 18 miles (15 og 30 kilometer) over jordens overflate. Til tross for sin høye konsentrasjon er dette lagets konsentrasjon fortsatt lav i motsetning til andre gasser i stratosfæren.
Ozon dannes i atmosfæren når solens stråler deler oksygenmolekyler i enkeltatomer. Disse enkeltatomene samhandler med oksygen i nærheten for å produsere ozon, et tre-oksygenmolekyl. Ozonmolekyler genereres og ødelegges konstant i stratosfæren til enhver tid. I løpet av de tiårene den har blitt målt, har den totale mengden vært ganske jevn.
Selv om det bare er omtrent tre molekyler for hver ti millioner luftmolekyler, fungerer ozonlaget som jordas solkrem, og absorberer omtrent 98 prosent av skadelige ultrafiolette eller UV-stråler. Stratosfærens ozonlag absorberer en del av solens stråling, og hindrer den i å nå planetens overflate.
UV-stråler ville sterilisert jorden hvis ozonlaget ikke eksisterte. Det vil være skadelige effekter som flere solbrenthetstilfeller, flere tilfeller av hudkreft, høyere tilfeller av øyeskader, visnende og død av trær og planter, og drastisk reduserte avlinger med et skadet, men fortsatt tilstedeværende ozonlag. For å oppsummere, ozon er veldig viktig.
Forskere har samlet data om gjennomsnittlige ozonnivåer over naturlige sykluser som strekker seg over flere tiår. Solflekker, årstider og breddegrader påvirker alle ozonkonsentrasjonene i atmosfæren. Dette er velforståtte og forutsigbare prosesser. Hver naturlig ozonnedgang har blitt fulgt av en bedring. Fra 1970-tallet viste imidlertid vitenskapelige bevis at ozonskjoldet ble utarmet på måter som ikke skyldtes naturlige prosesser.
Viktigheten av ozonlaget
Når ozon oppdages i vår nedre atmosfære (kjent som troposfæren), er det klassifisert som en luftforurensning som er ekstremt skadelig for menneskers helse. Vi trenger det også i stratosfæren, siden selv ved en lav konsentrasjon på 12 deler per million er ozon så effektiv til å absorbere solens UV-stråling at selv en liten mengde er tilstrekkelig for å beskytte oss på jorden.
UV-stråling sendes ut av solen og skader levende ting. Strålingene absorberes av dette laget, som hindrer dem i å nå jordoverflaten. Ozon skjermer jorden mot solens skadelige ultrafiolette (UV) stråler. Livet på jorden ville vært ekstremt vanskelig uten ozonlaget i atmosfæren.
Planter, så vel som planktonene som mater størstedelen av livet i havet, klarer ikke å trives og vokse i høye nivåer av ultrafiolett stråling. Mennesker ville være mer utsatt for hudkreft, grå stær og svekkelse av immunsystemet hvis ozonlaget ble svekket.
Årsaker til ozonnedbryting
Ozonlaget har blitt tynnere på grunn av forurensning , noe som har ført til at ozonlaget har blitt tynnere, noe som har utsatt livet på jorden for skadelig stråling. Ozonhull er en vanlig betegnelse på områder med skadet ozonlag, selv om begrepet er villedende. Skade på ozonlaget fremstår som en tynn flekk, med de tynneste delene nær polene.
Siden midten av 1980-tallet har forurensning påvirket ozonlaget over Antarktis. Temperaturen på det stedet akselererer omdannelsen av KFK til ozonproduserende klor. KFK ble sluppet ut av utviklede land på den nordlige halvkule for rundt 90 % av KFK-ene i atmosfæren.
Montreal-protokollen, signert i 1989, forbød produksjon av ozonreduserende kjemikalier. Mengden av klor og andre ozonreduserende stoffer i atmosfæren har vært jevnt nedadgående siden den gang. Klornivåene forventes å gå tilbake til sin opprinnelige form om rundt 50 år, ifølge forskere. De antarktiske ozonlagene vil da ha krympet til mindre enn åtte millioner kvadratkilometer.
Flere viktige årsaker til utarming av ozonlaget har resultert i ozonhullet.
Naturlige årsaker til utarming av ozonlaget
Visse naturlige forekomster har blitt oppdaget for å forstyrre ozonlaget. Det har imidlertid blitt oppdaget at dette forårsaker bare 1-2 prosent utarming av ozonlaget og at konsekvensene bare er forbigående. De naturlige årsakene til utarming av ozonlaget inkluderer
1. Solflekker
Solens energiproduksjon varierer, spesielt i løpet av den 11-årige solflekksyklusen. Med mer UV som når jorden i løpet av den aktive delen av den 11-årige solflekksyklusen, dannes mer ozon. Denne prosessen kan øke den gjennomsnittlige ozonkonsentrasjonen med omtrent 4 % over polene, men når dette snittes over hele kloden, er den globale gjennomsnittlige ozonøkningen bare rundt 2 %.
Totale verdensomspennende ozonnivåer har falt med 1-2 prosent fra maksimum til minimum av en normal syklus, ifølge observasjoner som dateres tilbake til 1960-tallet.
2. Stratosfæriske vinder
Svært sterk vind i stratosfæren transporterer nitrogengass fra solstormer videre inn i atmosfæren hvor de blandes med og angriper ozonlaget.
3. Vulkanutbrudd
Den kjemiske omdannelsen av klor til mer reaktive former som ødelegger ozon, blir hjulpet av eksplosive vulkanutbrudd som injiserer betydelige mengder svoveldioksid i stratosfæren. Store vulkanutbrudd (særlig El Chichon i 1983 og Mt. Pinatubo i 1991) antas også å ha bidratt til ozonnedbryting.
Menneskeskapte årsaker til nedbryting av ozonlaget
Det er også menneskeskapte årsaker til utarming av ozonlaget og disse er hovedårsakene til utarming av ozonlaget og inkluderer bl.a.
1. Bruken av klorfluorkarboner
En av de menneskeskapte årsakene til utarming av ozonlaget er bruken av klorfluorkarboner, men det er også en av hovedårsakene til utarming av ozonlaget.
Kjøleskap på begynnelsen av 1900-tallet brukte giftige gasser som ammoniakk og metylklorid som kjølemedier. Dessverre, da farlige gasser sivet fra apparatene, resulterte dette i dødsfall. Som et resultat begynte jakten på et ikke-giftig, ikke-brennbart kjemikalie til bruk som kjølemiddel. Som et resultat ble CFC født. KFK kommer i en rekke former, men de to vanligste er CFC-11 og CFC-12.
Produksjon og bruk av KFK begynte å øke på 1930-tallet. Hvert år ble nesten 300 millioner pund CFC-11 sluppet ut i atmosfæren på begynnelsen av 1980-tallet. Så, i 1985, ga en britisk forsker ved navn Joe Farman og hans kolleger ut en studie om enorme sesongmessige ozontap over Antarktis.
Montreal-protokollen, som begrenser produksjon og bruk av KFK, ble signert i 1987 takket være den kombinerte innsatsen fra det hurtigvirkende vitenskapelige samfunnet, industrien og lovgivere.
Montreal-protokollen er nå signert av alle land på planeten. Selv om KFK har blitt forbudt, fortsetter ozonlaget å bryte ned. Dette er fordi KFK har en levetid på 50 til 100 år, og det tar tid før antallet KFK i miljøet reduseres betraktelig. Videre slippes det fortsatt ut KFK til atmosfæren.
KFK frigjøres sakte ettersom et gammelt kjøleskap eller klimaanlegg forringes på et deponi, for eksempel. Det tar rundt 5 år før påvirkningen fra KFK som slippes ut i luften merkes over Antarktis, hvor uttømming skjer. KFK generert på bakkenivå kommer til slutt inn i stratosfæren.
Fordi det meste av solens UV-stråling er blokkert av ozon i stratosfæren, må KFK-er stige utover ozonlaget før sollys kan bryte dem ned. Solinnstråling, når den er høy nok, frigjør klor, hvorav mesteparten omdannes til ozon i form av saltsyre og klornitrat.
Fordi disse reaksjonene er unike for de polare områdene, på grunn av deres ekstraordinært lave temperaturer i stratosfæren, som genererer en distinkt type skyer, begynner disse kjemiske reaksjonene når disse stoffene tar seg til Antarktis (polare stratosfæriske skyer). Om vinteren oppstår polarvirvelen i stratosfæren på den sørlige halvkule når temperaturen synker.
Temperaturene er fortsatt iskalde nok til å generere polare stratosfæriske skyer når sollys vender tilbake til Antarktis på senvinteren og tidlig på våren. Det er også sollys nå. På skypartikkeloverflatene oppstår kjemiske reaksjoner som omdanner ikke-reaktivt klor og brom til reaktive forbindelser.
Virvelen fungerer som en beholder, som inneholder innholdet i den antarktiske stratosfæren innenfor dens grenser og lar reaktive klor- og bromforbindelser ødelegge ozonmolekyler. Disse reaksjonene vil fortsette så lenge ozonmolekyler er tilstede til ozonet er nesten utarmet. Ozonhullet heter det.
Atmosfæriske eksperter har imidlertid oppdaget at hastigheten på denne reaksjonen ikke er så høy som opprinnelig antatt, derfor er ikke KFK lenger den primære driveren for ozonnedbrytning.
2. Global oppvarming
Global oppvarming fører til klimaendringer, men er også en av de menneskeskapte årsakene til nedbrytning av ozonlaget. Mesteparten av varmen blir fanget i troposfæren, som er laget under stratosfæren, som et resultat av global oppvarming og drivhuseffekten.
Fordi ozon er tilstede i stratosfæren, når ikke varmen troposfæren, noe som fører til at den forblir kjølig. Fordi gjenvinningen av ozonlaget krever maksimal mengde sollys og varme, blir ozonlaget utarmet.
3. Uregulerte rakettoppskytinger
Rakettoppskytinger er også en av de viktigste menneskeskapte årsakene til ozonnedbryting. Ifølge studier utarmer den uregulerte oppskytingen av raketter ozonlaget langt mer enn KFK gjør. Hvis det ikke tas opp, kan dette føre til en betydelig utarming av ozonlaget innen 2050.
4. Nitrogenholdige forbindelser
Små mengder nitrogenholdige forbindelser som slippes ut av menneskelige aktiviteter, som NO, N2O og NO2, antas å være en av årsakene til utarming av ozonlaget.
Ozonreduserende stoffer (ODS)
"Ozonnedbrytende stoffer er stoffer som klorfluorkarboner, haloner, karbontetraklorid, hydrofluorkarboner osv. som er ansvarlige for nedbrytningen av ozonlaget."
Ozonnedbrytende I atmosfæren nedenfor er stoffer miljøvennlige, relativt stabile og ikke-giftige. Dette er grunnen til at de har blitt stadig mer populære over tid. Stabiliteten deres har imidlertid en pris: de kan flyte og forbli stasjonære i stratosfæren.
Når ODS brytes ned av den kraftige UV-strålingen der oppe, er det resulterende kjemikaliet klor og brom. Det er kjent at ozonlaget utarmes ved supersoniske hastigheter av klor og brom. De oppnår dette ved å fjerne et atom fra ozonmolekylet. Et enkelt molekyl av klor har kraften til å bryte ned tusenvis av ozonmolekyler.
Ozonnedbrytende forbindelser har holdt seg i atmosfæren i mange år og vil fortsette å gjøre det i fremtiden. Dette betyr effektivt at mange av de ozonnedbrytende forbindelsene som mennesker har tillatt å komme inn i atmosfæren i løpet av de siste 90 årene, fortsatt er på vei inn i atmosfæren, og bidrar til ozonnedbrytning.
Følgende er en liste over noen av de vanligste ozonnedbrytende forbindelsene og deres frigjøringskilder:
- Klorfluorkarboner (CFC)
- Hydrofluorkarboner (HCFC)
- Halons
- Karbontetraklorid
- Metylkloroform
1. Klorfluorkarboner (KFK)
Det omtales som den mest brukte ozonnedbrytende forbindelsen fordi den står for mer enn 80 % av den totale ozonnedbrytningen. Før 1995 ble det brukt som kjølevæske i husholdningsapparater som frysere, kjøleskap og klimaanlegg i både bygninger og biler. Renseprodukter, steriliseringsmidler for sykehus og industrielle løsemidler inkluderer alle dette kjemikaliet. Det brukes også i skumartikler som madrasser og puter, samt isolasjon i hjemmet.
2. Hydrofluorkarboner (HCFC)
Over tid har hydrofluorkarboner inntatt posisjonen til klorfluorkarboner. De er ikke like skadelige for ozonlaget som KFK.
3. Haloner
Den brukes i spesifikke brannslukningsapparater i situasjoner der vann eller brannslukningskjemikalier kan skade utstyret eller stoffet.
4. Karbontetraklorid
Det finnes også i flere løsemidler og brannslukningsapparater.
5. Metylkloroform
Kaldrengjøring, dampavfetting, kjemisk prosessering, lim og visse aerosoler er alle vanlige bruksområder i industrien.
Årsakene til utarming av ozonlaget kan grupperes i to, og det er naturlige og menneskeskapte årsaker til utarming av ozonlaget.
Hvordan Prote the Osonen Li går
Noen tiltak har blitt tatt globalt for å redusere ozonlaget, og dermed beskytte ozonlaget.
Montreal-protokollen
Montrealprotokollen om ozonnedbrytende forbindelser ble utviklet i 1987 av det internasjonale samfunnet for å håndtere tapet av ozonlaget. Det var den første internasjonale traktaten som ble undertegnet av alle land i verden, og den blir ofte sett på som FNs største miljømessige suksesshistorie.
Montreal-protokollens mål er å minimere produksjon og forbruk av ozonreduserende stoffer for å redusere deres tilstedeværelse i atmosfæren og dermed ivareta jordens ozonlag.
EU-regulering
EUs regelverk for ozonreduserende stoffer er blant de strengeste og mest avanserte i verden. EU har ikke bare implementert Montreal-protokollen gjennom en rekke lovverk, men har også faset ut skadelige stoffer raskere enn nødvendig.
En rekke tiltak er inkludert i den nåværende EU-ozonforordningen ( forordning (EF) 1005/2009 ) for å sikre en høyere ambisjonsgrad. Mens Montrealprotokollen regulerer produksjon og bulksalg av disse kjemikaliene, begrenser ozonforordningen bruken av dem i de fleste tilfeller (visse bruksområder er fortsatt tillatt i EU). Videre regulerer den ikke bare bulkforbindelser, men også de som finnes i produkter og utstyr.
EUs ozonforordning etablerer videre lisenskrav for all eksport og import av ozonreduserende stoffer, samt regulering og overvåking av stoffer som ikke dekkes av Montreal-protokollen (over 90 kjemikalier), samt fem flere kjemikalier kjent som «nye stoffer».
Tiltak som kreves globalt for å fortsette utvinningen av ozonlaget er:
- Sikre at eksisterende begrensninger for ozonreduserende stoffer implementeres på riktig måte, og at verdensomspennende forbruk av ozonreduserende stoffer fortsetter å avta.
- Sørge for at ozonreduserende forbindelser (både i lager og i eksisterende utstyr) håndteres på en økologisk gunstig måte og at de erstattes med klimavennlige alternativer.
- Sikre at ozonreduserende kjemikalier ikke avledes fra deres lovlige bruk.
- Redusere bruken av ozonreduserende forbindelser i ikke-forbruksbruk, som definert av Montreal-protokollen.
- Sørg for at det ikke oppstår nye kjemikalier eller teknologier som kan sette ozonlaget i fare (f.eks. svært kortlivede stoffer).
Handlinger som kreves av enkeltpersoner for å beskytte ozonlaget.
- Unngå å inhalere gasser som er skadelige for ozonlaget på grunn av deres sammensetning eller produksjonsmetode. KFK (klorfluorkarboner), halogenerte hydrokarboner, metylbromid og lystgass er blant de mest skadelige gassene.
- Reduser bruken av biler. Urban, sykling eller gåing er de beste transportformene. Hvis du må kjøre bil, prøv å samkjøre med andre for å redusere antall biler på veien, og dermed redusere forurensning og spare penger.
- Unngå å bruke rengjøringsartikler som er skadelige for både miljøet og oss selv. Mange rengjøringsprodukter inneholder løsemidler og kaustiske forbindelser, men disse kan erstattes med giftfrie alternativer som eddik eller bikarbonat.
- Kjøp ting laget i ditt område. Du mottar ikke bare ferske ting på denne måten, men du unngår også å spise mat som har reist store avstander. På grunn av mediet som brukes til å bære det produktet, produseres mer lystgass ettersom den tilbakelagte avstanden øker.
- Hold klimaanlegget i god stand, siden feil fører til at CFC-er siver ut i atmosfæren.
Årsaker til utarming av ozonlaget - Spørsmål og svar
Hva gjør ozonlaget?
Stratosfærens ozonlag absorberer en del av solens stråling, og hindrer den i å nå planetens overflate. Mest bemerkelsesverdig absorberer den UVB-delen av spekteret. UVB er en type ultrafiolett lys som kommer fra solen (og sollamper) og har mange negative konsekvenser.
Hva er ozonlaget laget av?
Det stratosfæriske ozonlaget består av ozongass (90 prosent av det totale ozonlaget i atmosfæren). Virkningen av ultrafiolett (UV) lys på oksygenmolekyler laget av to oksygenatomer produserer ozon, som består av tre oksygenatomer.