ozónová díra | Svět2000

Sledování ozónové díry před a po Montrealském protokolu

22. 9. 2022 Tomáš Pokorný 3 min read 373 Zobrazení Montrealský protokol, NASA, ozónová díra, Satelit, sledování, snímky, Země

Nové Technologie Vesmír Zajímavosti

28. srpen 2022

Zhruba před více než čtvrt stoletím, odhalili vědci a tvůrci politik to, co Organizace spojených národů nazývá „nejúspěšnější smlouvou v historii OSN“. 16. září 1987 podepsalo prvních 24 zemí Montrealský protokol o látkách, které poškozují ozónovou vrstvu. V následujících letech se přihlásilo 173 dalších. Mezinárodní dohoda pravděpodobně zachránila svět před krizí životního prostředí a zároveň dala příklad, jak vyvíjet a provádět politiku životního prostředí, napsal server NASA – Ozonové hodiny.

Na základě vědeckých pozorování z laboratoře, země, letadel a satelitů, Montrealský protokol nejprve omezil a poté zakázal chemikálie na bázi chlóru a bromu (zejména chlorfluoruhlovodíky neboli CFC), které ničí atmosférický ozón. Zničení ozónové vrstvy umožňuje, aby se na povrch planety dostalo více ultrafialového záření Slunce, čímž se zvyšuje riziko spálení, rakoviny kůže a poškození očí. Nejvýraznějším a nechvalně známým znakem vyčerpání je každoroční „ozónová díra“, která se tvoří kolem jižního pólu.

Snímky výše ukazují ozonovou díru v Antarktidě 16. září (Mezinárodní den ochrany ozonové vrstvy) v letech 1979, 1987, 2006 a 2011. První dvě mapy jsou založeny na datech z Total Ozone Mapping Spectrometer ( TOMS) na satelitu Nimbus-7. Další dvě mapy jsou vytvořeny s daty z přístroje pro sledování ozónu na satelitu Aura. Přestože byly soubory dat pořízeny různými nástroji, všechny byly křížově kalibrovány a znovu analyzovány vědeckými modely. Animace dat (stažení ve vysokém rozlišení pod hlavním obrázkem) odhaluje vznik a rozptyl ozonové díry od 1. července do 31. prosince v každém ze čtyř let.

Stratosférický ozon se obvykle měří v Dobsonových jednotkách (DU), což je počet molekul potřebných k vytvoření vrstvy čistého ozonu o tloušťce 0,01 milimetru při teplotě 0 stupňů Celsia a tlaku vzduchu 1 atmosféra (tlak na povrchu Země). Průměrné množství ozónu v zemské atmosféře je 300 Dobsonových jednotek, což odpovídá vrstvě o tloušťce 3 milimetry (0,12 palce) – výšce 2 haléřů naskládaných na sebe.

V roce 1979, kdy vědci teprve chápali, že atmosférický ozón může být vyčerpán, se oblast poškozování ozónové vrstvy nad Antarktidou rozrostla na 1,1 milionu čtverečních kilometrů s minimální koncentrací ozónu 194 Dobsonových jednotek. V roce 1987, kdy byl podepsán Montrealský protokol, plocha díry dosáhla 22,4 milionů kilometrů čtverečních a koncentrace ozonu klesly na 109 DU. Do roku 2006, který byl dosud nejhorším rokem pro poškozování ozónové vrstvy, byla tato čísla 29,6 milionů čtverečních kilometrů a pouhých 84 DU. V roce 2011, posledním roce s kompletním souborem dat, se díra rozprostírala na 26 milionů kilometrů čtverečních a klesla na 95 DU.

Podle vědce NASA Pawana Bhartii (rok 2011): „Antarktida se stabilizuje a možná se pomalu zotavuje. Nyní se zaměřujeme na to, abychom se ujistili, že se léčí podle očekávání.“ Množství látek poškozujících ozonovou vrstvu (ODS) v atmosféře v posledních letech přestalo stoupat a ve skutečnosti může klesat. Roční ozonová díra by však měla ještě chvíli pokračovat, protože CFC a další látky poškozující ozonovou vrstvu mohou ve vzduchu vydržet desítky let. Vědci ve studii z roku 2009 zjistili, že bez Montrealského protokolu by bylo globální poškozování ozónové vrstvy (nejen Antarktida) do roku 2050 nejméně 10krát horší než současné úrovně.

„Změny v ozonové díře nejsou nyní významně řízeny změnami CFC, ale spíše meziročními změnami počasí ve stratosféře,“ řekl Bhartia, který byl v roce 1985 prvním výzkumníkem, který představil satelitní data ukazující Antarktidu s ozónovou dírou. „Stejně jako dvě sněhové vločky, ani ozónové díry nejsou nikdy stejné. “

*** ROK 2022 ***

Chybějící oblasti (špatné oběžné dráhy a polární noc) jsou vyplněny pomocí asimilovaných dat ozonu. Data GEOS FP jsou vytvářena systémem pro asimilaci dat systému Goddard Earth Observing System (DAS). Systém GEOS FP integruje přední verze modelu GEOS obecné atmosférické cirkulace s pokročilými technikami asimilace dat s využitím široké škály satelitních pozorování.

Mapy celkového ozonu na Antarktické polokouli za září 2022. Satelitní přístroje monitorují ozonovou vrstvu a jejich data používáme k vytváření snímků, které zobrazují množství ozonu.

Údaje za tento měsíc jsou z přístroje OMPS na palubě satelitu Suomi NPP.

Zdroj: NASA

Nová definice „ozónové díry“? Tvrzení vědce o „tropické ozónové díře“ vyvolávají kontroverzi

19. 7. 2022 Adam Walko 5 min read 269 Zobrazení ozónová díra, tropy, vědecká studie

Technologie TOP 10

Opravdu je nad tropy obrovská ozónová díra? Jedna studie říká, že ano, ale odborníci s výsledky nesouhlasí

Vědec nedávno tvrdil, že objevil obrovskou díru v ozonové vrstvě, která se poprvé objevila nad tropy v 80. letech 20. století, ale až dosud byla nepochopena. Po zveřejnění svého výzkumu však vědec rychle kritizoval odborníky, kteří označili jeho studii za hluboce chybnou, napsal server Livescience.

„Jsem překvapen, že tato studie byla vůbec publikována ve své současné podobě,“ řekl pro Mediální centrum vědy, nezávislou tiskovou kancelář se sídlem ve Spojeném království, která spolupracuje s výzkumníky, novináři a tvůrci politik na šíření přesných vědeckých informací.

„Tvrzení v tomto výzkumu o tak velkých změnách ozonu v tropech nebylo zjevné v jiných studiích, což ve mně vyvolává velké podezření,“ řekl Chipperfield. „Věda by nikdy neměla záviset pouze na jedné studii a tato nová práce potřebuje pečlivé ověření, než bude přijata jako fakt.“

Autor nové studie, Qing-Bin Lu, profesor na katedře fyziky a astronomie na University of Waterloo v Ontariu, řekl, že nesouhlasí s kritikou Chipperfielda a ostatních. „Podle mého názoru jsou tyto kritiky neopodstatněné a nemohou obstát z recenzí vědecké literatury,“ řekl Live Science v e-mailu.

Kontroverzní zpráva byla zveřejněna 5. července v časopise AIP Advances. Studie prošla standardním procesem odborného hodnocení časopisu, v jehož rámci nezávislý recenzent určil, že je vhodná k publikaci, řekl AT Charlie Johnson, Jr., zástupce redaktora AIP Advances, v e-mailu Live Science. Editoři časopisu pak usoudili, že práce byla dostatečně zajímavá na to, aby byla zvýrazněna jako doporučený článek na jejich webových stránkách.

„Pokud je nám známo, neobdrželi jsme žádnou komunikaci od vnější komunity zpochybňující její platnost,“ řekl Johnson. „Vyzýváme čtenáře a výzkumníky, aby vždy, když je to možné, kontaktovali autory a diskutovali o možných technických nedostatcích, aby mohly být řešeny v opravách v literatuře nebo v komentářích a odpovědích.“ Nebo alternativně mohou čtenáři časopis kontaktovat přímo, řekl. V té době by časopis pracoval na ověření jakýchkoli tvrzení o díle, vyžádal si vysvětlení nebo odpověď od autora a v případě potřeby opravil literaturu.

Nová definice „ozónové díry“?

Ozón – plyn složený z O3 nebo atomů kyslíku vázaných dohromady ve skupinách po třech – se tvoří v horních vrstvách zemské atmosféry. Většina ozonu se nachází ve stratosféře, což je atmosférická vrstva, která leží 10 až 50 kilometrů nad povrchem planety. Plyn tam funguje jako druh slunečního filtru, který chrání Zemi před silnými slunečními ultrafialovými (UV) paprsky.

V 80. letech 20. století vědci zjistili, že dlouhotrvající atmosférické znečišťující látky zvané chlorfluoruhlovodíky (CFC) se při vystavení UV záření za ozonovou vrstvou rozkládají na chlór a brom, jak uvádí NASA Zemská Observatoř. Tyto reaktivní prvky roztrhávají molekuly O3 na kusy a tím ztenčují oblasti ozonové vrstvy, čímž vytvářejí „díry“, především nad Antarktidou, kde mrazivé atmosférické podmínky umožňují velmi efektivně rozvinout reakce ničící ozón.

Konvenčně je ozónová díra definována jako oblast, kde koncentrace ozónu klesá pod 220 „Dobsonových jednotek“ – míra počtu molekul ozonu v daném sloupci vzduchu, který se táhne od povrchu planety do vesmíru. Objev ozonových děr podnítil schválení Montrealského protokolu z roku 1987, mezinárodní smlouvy zaměřené na postupné ukončení výroby chemikálií poškozujících ozonovou vrstvu, jako jsou CFC, a nyní je ozonová vrstva na cestě k obnově, uvádí Světová meteorlogická organizace (WMO).

V nové studii Lu však varoval, že nově objevená ozonová díra může ohrozit životy miliard lidí žijících v tropech.

Konkrétně Lu oznámil, že objevil „velkou a celosezónní ozónovou díru“ ve spodní stratosféře nad tropy, 6,2 až 15,5 mil (10-25 km) nad zemským povrchem. Tato díra je podobná „hloubce“ sezónní ozónové díře, která se otevírá nad Antarktidou koncem zimy a brzy na jaře, ale pokrývá oblast sedmkrát větší než oblast jarní antarktické díry, uvedl.

„Celoroční velká tropická O3 díra by mohla způsobit velké globální obavy, protože může vést ke zvýšení přízemního ultrafialového záření a ovlivnit 50 % plochy zemského povrchu, která je domovem přibližně 50 % světové populace,“ Lu napsal ve zprávě AIP. „Vystavení zvýšeným hladinám UV-B by mohlo zvýšit výskyt rakoviny kůže a šedého zákalu u lidí, oslabit lidský imunitní systém, snížit produktivitu zemědělství a negativně ovlivnit citlivé vodní organismy a ekosystémy.“

Namísto použití konvenční definice ozonové díry Lu definoval díru jako „oblast ztráty O3 větší než 25 % ve srovnání s nenarušenou atmosférou“. Ozonové díry pozorované nad severním pólem byly poznamenány zhruba 25% poklesem ozonu, takže tato nová definice je oprávněná, řekl Live Science. Je klíčové poznamenat, že „žádná ozónová díra nad tropy by nebyla pozorována podle konvenční definice ozónové díry“, protože celkové hladiny ozonu v tropech klesají nad práh 220 Dobsonových jednotek, poznamenal Lu ve své zprávě.

Brzy poté, co byla Luova studie zveřejněna, Chipperfield a několik dalších odborníků sdíleli své kritiky studie s Science Media Centre.

„Neexistuje žádná ‚tropická ozonová díra‘,“ řekl Paul Young, atmosférický vědec z Lancasterské univerzity v Anglii a spoluautor vědeckého hodnocení úbytku ozónové vrstvy z roku 2022, zprávy připravené WMO a OSN.

„Autorova identifikace ‚tropické ozonové díry‘ je na něm, když se dívá na procentuální změny ozonu, spíše než na absolutní změny, přičemž ty poslední jsou mnohem důležitější pro škodlivé UV záření, které se dostane na povrch,“ řekl Young. „Je zajímavé, že jeho článek také nečerpá z rozsáhlé literatury, která zkoumá a dokumentuje ozonové trendy ve všech oblastech atmosféry.“

Jedním obrovským faktorem, který ovlivňuje koncentrace ozonu v tropické stratosféře, je jev zvaný Brewer-Dobsonova cirkulace, globální model cirkulace vzduchu, který vytlačuje ozon z tropů a směrem k pólům, řekla Marta Ábalos Álvarez, výzkumnice z oddělení Fyzika Země a astrofyzika na Complutense University v Madridu. Tento oběh se v posledních letech zrychlil kvůli klimatickým změnám a toto zrychlení vysvětluje dlouhodobé vzorce poškozování ozonu pozorované v tropech, řekla.

„Podle mého názoru postrádá [Luův] článek vědeckou přesnost nezbytnou k tomu, aby byl spolehlivým příspěvkem,“ řekl Ábalos Álvarez. „Obsahuje mnoho úvah se závažnými chybami a nepodloženými tvrzeními, které jsou v rozporu s předchozími výsledky, které jsou podložené.“

Zdroj: Livescience