35 просмотров

Какие технологии использовались для измерения озоновых дыр

После тщательного учета всех известных естественных вариаций было обнаружено чистое снижение примерно на 3% за десятилетие за период 1978-1991 гг. Это глобальное среднее значение для широт от 66 градусов южной широты до 66 градусов северной широты (т.е. Арктика и Антарктика исключаются при расчете среднего значения). Истощение увеличивается с широтой и несколько больше в Южном полушарии.Для США, Европы и Австралии типично 4% за десятилетие; с другой стороны, в этот период не было значительных потерь озона в тропиках. В зимние месяцы истощение больше, летом меньше. Годовые (альтернативная ссылка) и долгосрочные тенденции в Карибу, Мэн.

Между 1991 и 1993 годами истощение озонового слоя ускорилось. Спутниковые и наземные измерения показали заметное снижение содержания стратосферного озона в 1992 г. и в начале 1993 г., что на целых 4% ниже среднего значения за предшествующие двенадцать лет и на 2-3% ниже самых низких значений, наблюдавшихся в более ранний период. К февралю 1994 г. озоновый слой над Соединенными Штатами восстановился до уровней, аналогичных уровню 1991 г. Сульфатные аэрозоли в результате извержения горы Пинатубо в июле 1991 г. являются наиболее вероятной причиной исключительно низкого содержания озона в 1993 г.; эти аэрозоли могут преобразовывать неактивный «резервуарный» хлор в активные формы, разрушающие озон, а также могут препятствовать образованию и переносу озона, изменяя баланс солнечной радиации в стратосфере. Быстрая потеря озона в 1992 и 1993 годах была временным явлением, наложенным на более медленную тенденцию к снижению, выявленную до 1991 года.

Статья в тему:  Где находятся самые большие дыры в озоновом слое

Полярный озон

Полярные регионы отражают самые большие изменения в концентрации озона, особенно Южный полюс. Рельеф Антарктиды таков, что в течение долгой полярной ночи над регионом образуется застойный водоворот чрезвычайно холодного стратосферного воздуха. Воздух остается внутри этого полярного вихря всю зиму, становясь достаточно холодным для образования полярных стратосферных облаков.

За последние два десятилетия или около того уровни озона над Антарктидой упали до аномально низких значений в период с августа по конец ноября. В начале этого периода уровень озона уже низок, но вместо того, чтобы медленно увеличиваться с возвращением света весной, он падает. В нижней стратосфере на высоте от 9 до 12 миль (от 15 до 20 км) разрушается около 95% озона.На высоте более 15 миль (25 км) уменьшение невелико, и конечным результатом является истончение озонового слоя примерно на 50%. Поздней весной уровни озона возвращаются к более нормальным значениям, поскольку теплый, богатый озоном воздух устремляется из более низких широт. Точная продолжительность значительно варьируется от года к году; в 1990 году дыра продолжалась до декабря. Доступны графики повторяющейся антарктической озоновой дыры. Прокрутите страницу вниз по этой ссылке, чтобы увидеть больше фильмов. Профили температуры и высоты. Также взгляните на «Наблюдение за озоновой дырой» НАСА.

Полярный вихрь очень холодный; температура в нижней стратосфере падает ниже -80 C (около -110 F). В этих условиях большое количество полярные стратосферные облака (ПСО) появляются в стратосфере. Облака типа I состоят в основном из азотной кислоты и воды. При еще более низких температурах облака типа II также образуются из обычного водяного льда, но они встречаются гораздо реже. PSC также известны как перламутровые облака или перламутровые облака.

Статья в тему:  Как клоринг влияет на озоновые дыры

Эта фотография была сделана на высоте 39 000 футов с самолета НАСА DC-8 в полярном регионе к северу от Норвегии зимой 1989 года и ясно показывает два основных типа PSC, которые происходят в чрезвычайно холодной зимней полярной стратосфере. Облака типа I видны в нижней части фотографии в виде темно-оранжевого или коричневого слоя. Облака II типа можно увидеть в виде белого образования в центре вверху. (Фото на обложке: Письма о геофизических исследованиях, Приложение от марта 1990 г.) Дополнительные фотографии и видео

Полярные стратосферные облака ускоряют естественный процесс разрушения озона, обеспечивая поверхности кристаллов льда, на которых происходят реакции, сохраняющие хлор в химических формах, что делает озон очень уязвимым для поступления солнечного света после долгой полярной зимней ночи.

Ученые изучают концентрацию озона в атмосфере с 1920-х годов. С тех пор инструменты превратились из наземных спектрометров в воздушные шары, самолеты, ракеты и спутники.Развитие приборов для измерения озона позволило расширить измерения от атмосферы над изолированной наземной станцией до ежедневного глобального охвата и профилей озона в атмосфере.

Наземные измерения

Наземные станции измеряют уровень озона уже почти столетие. Они предоставляют долгосрочные данные как об общем количестве озона в столбе, так и о распределении озона по высоте, но только на небольшой территории. Инструменты, которые обычно используются для измерения озона над землей, — это спектрофотометр Добсона и световой детектор и ранжирование (ЛИДАР).

Спектрофотометры Добсона можно использовать для измерения как общего содержания озона в столбе, так и профилей озона в атмосфере. Измерения общего содержания озона производятся путем сравнения частоты ультрафиолетового спектра, сильно поглощаемого озоном, с частотой, которая не поглощается озоном. Измерения могут быть основаны на свете солнца, луны или звезд. Различные методы позволяют проводить измерения в различных погодных условиях и в течение дня.

Статья в тему:  Что делают озоновые дыры

Вертикальное распределение озона определяется методом Умкера. Этот метод основан на интенсивности отраженного, а не прямого УФ-излучения. Распределение озона определяется изменением соотношения двух частот УФ-излучения с течением времени по мере захода солнца. Измерение по Умкеру занимает около трех часов и предоставляет данные на высоте до 48 км, при этом наиболее точные данные получаются на высоте более 30 км. Дополнительная информация об эксплуатации и измерительной сети озоновых спектрофотометров Добсона. Современная версия прибора Добсона — спектрофотометр Брюера.

Бортовые измерения

Измерения озона с воздуха обеспечивают прямой (или на месте) метод определения концентрации озона в атмосфере. Воздушные шары, ракеты и самолеты несут инструменты в атмосферу, что позволяет использовать самые точные и подробные методы измерения озона. Однако измерения проводятся только в локализованных регионах и не могут дать глобальной картины распределения озона.

Спутниковые измерения

Спутники измеряют содержание озона по всему земному шару каждый день, предоставляя исчерпывающие данные. На орбите спутники способны наблюдать за атмосферой при любой погоде и в самых отдаленных регионах Земли. Они способны измерять общий уровень озона, профили озона и химические элементы атмосферы.

ОБНОВЛЕНИЕ: По состоянию на 1 января 2006 г. глобальные карты озона предоставляются прибором мониторинга озона (OMI) на борту спутника Aura.

Более подробное описание того, как TOMS измеряет стратосферный озон. Для получения данных об озоне посетите домашнюю страницу НАСА TOMS.

голоса
Рейтинг статьи
Статья в тему:  Что вызывает полярные озоновые дыры
Ссылка на основную публикацию
0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x