Көмірқышқыл газының атмосфераға түсуінің негізгі техногенді көзі
Атмосферадағы озон: екі қырлы мәселе
Атмосферадағы озон мәселесінің адам қызметімен өзара байланысты екі аспектісі бар: жоғары қабаттағы озонның бұзылуы (озон қабаты) және жерге жақын кеңістіктегі озон концентрациясының артуы.
Орналасуы
Озон қабаты полюстерде 9–30 км, ал экваторда 18–32 км биіктікте орналасады.
Шартты қалыңдығы
Егер қабаттағы озонды таза күйінде бөліп алсақ, оның қалыңдығы бар болғаны шамамен 3 мм болар еді.
Түзілуі
Жоғары қабаттағы озон оттегі молекулаларының ультракүлгін сәулелер әсерінен ыдырауы нәтижесінде түзіледі: бос оттегі атомы оттегі молекуласымен қосылып, озон түзеді.
Озон қабатының жұқаруы және «озон тесіктері»
Бақыланып отырған төмендеу
Соңғы жылдары атмосфераның жоғары қабатындағы озон мөлшерінің кемуі байқалады. Солтүстік жарты шардың орта және жоғары ендіктерінде бұл кему шамамен 3%.
Мәліметтер бойынша озонның 1%-ға кемуі тері қатерлі ісігінің аурушаңдығын 5–7%-ға арттыруы мүмкін.
Антарктида үстіндегі ең ірі өзгерістер
Озонның ең көп жойылуы Антарктида үстінде байқалады: соңғы 30 жылда оның мөлшері 40–50%-ға кеміген.
Озон концентрациясының кемуі нәтижесінде қалыптасатын «тесіктер» озон тесіктері деп аталады. Олардың көлемі жылына шамамен 4%-ға артып отыр; қазіргі көлемі АҚШ аумағынан да үлкен деп сипатталады.
Сонымен қатар, көшпелі (жылжымалы) тесіктер жиілеп келеді; олардың аумағы 10–100 мың км² шамасында.
Себептері туралы
Озон тесіктерінің пайда болу себептері әлі толық анықталған жоқ. Олар алғаш рет XX ғасырдың 80-жылдарында тіркелген, ал қысқа мерзімді бақылаулар нақты қорытынды жасауға әрдайым мүмкіндік бермейді.
Негізгі антропогендік фактор: фреондар
Қазіргі кезде озон қабатын бұзатын негізгі антропогендік фактор ретінде фреондар (хладондар) аталады. Бұл хлорфторкөміртектер бөлме температурасында қайнайды және тоңазытқыш құрылғыларда, баллондарда тасымалдаушы газ ретінде және басқа салаларда қолданылады.
Көптеген мемлекеттер фреон өндірісін 50%-ға қысқарту және оларды өзге пропелленттермен алмастыру міндеттемелерін қабылдады. Алайда тұрақтылығы жоғары болғандықтан, фреондар атмосферада өте ұзақ сақталады.
Маусымдық ерекшелік және қосымша ықпалдар
Озон қабаты көктемде интенсивті түрде бұзыла бастайды. Қыстағы төмен температура мен бұлттылықтың артуы фреондар құрамындағы хлордың бөлінуіне жағдай жасайды, ал көктемде температура көтерілгенде хлордың озонға әсері күшейеді.
Поляр маңы аймақтарында бұзылудың күшеюі осы өңірлерде озонды ыдырататын хлордың кейбір байланыстарда метанды топпен аз мөлшерде «жабылуымен» (реакциялық белсенділіктің өзгеруімен) де түсіндіріледі.
Озонның түзілуі мен жиналуына электромагниттік сәулелер, лазер сәулелері және электр разрядтары да әсер етеді.
Қосымша ықпал ретінде ормандардың жойылуы (оттегінің түзілуімен байланысты экожүйелік тепе-теңдіктің әлсіреуі), ғарыш аппараттарын ұшыру, атмосфералық ядролық жарылыстар, сондай-ақ жоғарғы қабаттарға азот оксидтері мен кейбір көмірсутектердің түсуіне әкелетін ірі өрттер аталады. Кейбір болжамдарда құбылыс табиғи факторлармен (мысалы, Галлей кометасымен) де байланыстырылған.
Төменгі қабаттағы озон: пайдалы да, қауіпті де
Пайдалы қасиеттері
Атмосфераның төменгі қабаттарында озон күшті антиоксидант әрі бактериоцид. Ол жағымсыз иістерді және кейбір канцерогенді заттарды ыдыратуға қабілетті.
Жоғары концентрациядағы зияны
Алайда жоғары концентрацияда озон күшті у. Ол адамның тыныс алуын қиындатады, көзді тітіркендіреді; өсімдіктердің ассимиляциялық аппаратын зақымдап, хлорофиллдің бұзылуына әкелуі мүмкін.
Парниктік эффект және негізгі парниктік газдар
Парниктік газдардың әсерінен жылулық баланстың өзгеруі нәтижесінде Жер шарының температурасының ғаламдық артуы парниктік эффект деп аталады.
Көмірқышқыл газы (CO₂)
Негізгі парниктік газ. Әр түрлі деректер бойынша үлесі 50–65%.
Метан (CH₄)
Үлесі шамамен 20%.
Басқа газдар
Азот оксидтері (~5%), озон, фреондар және өзге газдар (жиынтық ~10–25%).
Жалпы алғанда, парниктік газдардың саны 30-ға жуық; олардың әсері атмосферадағы мөлшеріне ғана емес, сондай-ақ бір молекуланың салыстырмалы белсенділігіне де байланысты.
Механизмі
Жер бетіне негізінен жылулық емес, көрінетін сәулелер түседі; олар парниктік газдар арқылы айтарлықтай өзгермей өтеді. Ал Жерден таралатын жылу сәулелерінің ғарышқа кетуіне парниктік газдар кедергі жасайды: жылу «қақпанға түскендей» жиналып, ауа температурасының артуына әкеледі.
Бақыланған және болжамды өзгерістер
Мәліметтер бойынша, парниктік газдардың әсерінен соңғы жүз жылда Жердің орташа жылдық температурасы 0,3–0,6°C-қа артқан.
Әр түрлі болжамдарға сәйкес, алдағы уақытта планетаның орташа жылдық температурасы 1–3,5°C-қа көтерілуі мүмкін.
Салдарлары
Ауа райының жылынуы мәңгі мұздықтардың еруін күшейтіп, әлемдік мұхит деңгейін 1,5–2 м-ге көтеруі мүмкін. Бұл шамамен 5 млн км² құрлықтың су астында қалуына әкелуі ықтимал.
Сонымен бірге, мұхит деңгейінің көтерілуінен бөлек, ауа райының тұрақсыздығының артуы, дауылдардың жиілеуі, жануарлар мен өсімдіктердің жойылу жылдамдығының артуы сияқты құбылыстар күшеюі мүмкін.
CO₂ шығарындылары және оны азайтатын табиғи факторлар
Негізгі техногендік көз
Көмірқышқыл газының атмосфераға түсуінің негізгі техногендік көзі — органикалық отынды жағу.
Қазіргі кезде тек жылу энергетикасының өзінен атмосфераға жылына шамамен әр адамға 1 т көміртегі немесе жалпы алғанда жылына 6 млрд т бөлінеді.
Табиғи «жұтқыштар»
Атмосферадағы көміртегінің мөлшерін төмендететін негізгі факторлар — фотосинтез және мұхиттың сіңіруі.
Мұхит адам әрекеті нәтижесінде түзілген көмірқышқыл газының шамамен 50%-ын сіңіреді.
Тарихи динамика
XIX ғасырдың ортасынан бері атмосферадағы CO₂ мөлшері 12–15%-ға артқан.