9 Minutės
Šių metų Antarkties ozono skylė buvo netikėtinai maža ir trumpalaikė, rodo NOAA ir NASA analizės. Mokslininkai nurodo, kad pagrindiniai veiksniai, lėmę ženkliai sumažėjusį ozono nykimą 2025 m. Pietų pusrutulio pavasarį, buvo mažėjančios chloro koncentracijos stratosferoje ir silpnesnis poliarinis vortexas. Šie rezultatai yra svarbus signalas apie ilgalaikę ozono sluoksnio atsigavimo dinamiką ir rodo, kad tarptautinės politikos sprendimai turi realų poveikį atmosferos sveikatai.
Netikėtai maža ozono skylė 2025 m.
Per savo piką, 2025 metų sezoną nuo rugsėjo 7 iki spalio 13 d., Antarkties ozono skylė vidutiniškai užėmė apie 7,23 milijono kvadratinių mylių (18,71 mln. kv. km). Didžiausias vienos dienos užfiksuotas išplitimas buvo rugsėjo 9 d., kai deguonies srities sumažėjimas pasiekė 8,83 milijono kvadratinių mylių (22,86 mln. kv. km). Šis vienos dienos pikas yra maždaug 30 % mažesnis už didžiausią ozono skylę įrašus turinčius metus (2006 m.), kai apskritai buvo vidutiniškai 10,27 milijono kv. mylių (26,60 mln. kv. km).
Analizuojant ilgalaikius duomenis, prasidėjusius palydovų eroje nuo 1979 m., 2025 m. skylė patenka į mažesniųjų įvykių kategoriją: tai penkta mažiausia nuo sisteminių matavimų pradžios 1992 m. ir trylikta mažiausia palydovinės serijos 1979–2025 metais. Dar įdomiau tai, kad skylė pradėjo byrėti beveik tris savaites anksčiau nei tipinė laiko trajektorija pastarąjį dešimtmetį. Ankstyvesnis skilimas rodo ne tik cheminius, bet ir dinamikos pokyčius stratosferoje.
Ši iliustracija parodo ozono skylės dydį ir formą virš Pietų ašigalyje tuo pačiu 2025 m. maksimalaus išplitimo dieną. Vidutiniai ozono nuostoliai (oranžine spalva) matomi tarp zonų, kuriose vyrauja stipresnis ozono sumažėjimas (raudona). Mokslininkai ozono „skylę“ apibrėžia kaip sritį, kur ozono koncentracija sumažėja žemiau istorinio slenksčio – apie 220 Dobsono vienetų. Iliustracijos duomenys gauti naudojant NASA Ozone Watch ir GEOS-5 modelių duomenis; pateikta vaizdo analizė patvirtina palydovų bei in situ matavimų sintezę.
Kaip mokslininkai matavo 2025 m. ozono kritimą
Ozono sluoksnio stebėjimui reikalingas kelių, tarpusavyje papildančių instrumentų rinkinys. Palydovai – tokie kaip NASA Aura, NOAA-20, NOAA-21 ir Suomi National Polar-orbiting Partnership (Suomi NPP) – suteikia platų ir nuolatinį vaizdą apie stratosferos ozono pasiskirstymą. Šie palydovai naudoja spektrometrus, skirtiems ultravioletinių (UV) spindulių absorbcijai ir cheminėms spektrinėms savybėms matuoti, todėl leidžia atsekti ozono kiekį diapazone nuo šeštos iki viršutinių stratosferos sluoksnių.
Žemėje bei vietoje NOAA komandos pakelia meteorologinius balionus su ozonosondais, kurie tiesiogiai mėgina ozono koncentraciją nuo paviršiaus iki stratosferos sluoksnių. Šios vertikalios profilių matavimo serijos yra būtinos palydoviniams retrievalams kalibruoti ir patvirtinti; kartu jos suteikia aukštos vertikalios raiškos informaciją apie ozono pasiskirstymą, temperatūras ir susijusias cheminių reagentų koncentracijas.
Antarktidos žiemą dirbantys NOAA technikai rengėsi pakelti meteobalioną su ozonosonda. Šis prietaisas užfiksavo 2025 m. kasmetinės Antarkties ozono skylės formavimąsi virš Amundsen-Scott Pietų ašigalio stoties 2025 m. rugsėjo 15 d. Tokie in situ matavimai yra svarbūs norint patvirtinti satelitų stebėjimų duomenis, ypač esant dinamiškai stratosferos konfigūracijai.
Baliono profiliai ir palydovų retrievalai pranešė apie minimalią lokalią reikšmę – 147 Dobsono vienetų – tiesiai virš Pietų ašigalio 2025 m. spalio 6 d. Kontekste tai yra didelis pagerėjimas, palyginti su labiausiai išsekusiu oru, kada nors užfiksuotu toje vietoje: 2006 m. spalį ten buvo užfiksuota tik 92 Dobsono vienetai. Mokslininkai ozono „skylę“ apibrėžia kaip zonas, kur stulpelio ozono kiekis nukrenta žemiau maždaug 220 Dobsono vienetų; kuo žemesnė reikšmė, tuo daugiau UV spinduliuotės – ypač UV-B – prasiskverbia iki paviršiaus.
Kodėl 2025 m. skylė buvo mažesnė: chemija ir cirkuliacija
Šį sezoną ozono nykimą ribojo du sinergetiniai veiksniai: ilgalaikis chloro ir bromo turinčių junginių sumažėjimas stratosferoje ir natūraliai silpnesnis poliarinis vortexas Australijos žiemos ir ankstyvojo pavasario metu. Poliarinis vortexas yra aukštos spartos, žemos temperatūros vėjo žiedas, apsupantis Antarktidą; kai jis yra stiprus ir šaltas, susidaro palankios sąlygos cheminiams procesams ant poliarinių stratosferinių debesų (PSCs), kurie išlaisvina reaktyvų chlorą ir bromą ir taip pagreitina ozono skaldymą.
„Kaip ir prognozuota, matome, kad ozono skylės plotas turi mažėjimo tendenciją, palyginti su pradžia 2000-ųjų“, – sakė Paul Newman, vyresnysis mokslininkas ir ilgametis NASA ozono tyrimų vadovas. Ilgalaikės stebėsenos duomenys rodo, kad daugumos ozoną ardantį medžiagų lygis nuosekliai mažėjo nuo maksimumo apie 2000 metus, daugiausia dėl Montrealio protokolo ir vėlesnių pataisų įgyvendinimo.
NOAA vyresnysis mokslininkas Stephen Montzka pažymi, kad, palyginti su laikotarpiu, kai ozono skylės buvo didžiausios, chloro koncentracijos Antarkties stratosferoje smarkiai sumažėjo. „Nuo apogėjaus maždaug 2000 m. ozono ardymą skatinančių medžiagų lygis Antarkties stratosferoje sumažėjo apie trečdaliu, palyginti su prieš-ozono skylės laikotarpio lygių“, – nurodė Montzka. NASA tyrėjai vertina, kad jei stratosferinis chloras būtų likęs tokiose pačiose koncentracijose, kaip prieš 25 metus, 2025 m. ozono skylė būtų buvusi daugiau nei milijonu kvadratinių mylių didesnė.
Be to, svarbu paminėti cheminius mechanizmus: daugelis ozono ardymo reakcijų vyksta ant PSC paviršių, kur reaguojant susidaro reaktyvios chlorinės rūšys (pvz., Cl, ClO). Silpnesnis vortexas reiškia daugiau šilto oro įsiveržimų ir didesnę turbulenciją, kuri trikdo šiuos cheminius procesus ir taip mažina bendrą ozono sunaikinimo efektyvumą. Taigi, tiek sumažėjęs antropogeninis cheminis potencialas (mažiau CFC bei halonų), tiek atmosferos dinamikos pokyčiai kartu lėmė mažesnį ozono nuostolį 2025 m.
Paveldėtos emisijos ir ilgas atsigavimo kelias
Nors aiškus atsigavimo signalas suteikia vilčių, ozono sluoksnis neatsigaus per naktį. Daugelis ozoną ardžių cheminių medžiagų – ypač chlorfluorangliavandeniliai (CFC) ir halonai – yra ilgai išliekantys aplinkoje ir lieka įstrigę senojo tipo produktuose, pastatų izoliacijoje ir sąvartynuose. Šios paveldėtos (legacy) emisijos išties ilgą laiką išskiria mažus kiekius chloro ir bromo, kurie lėtai degraduoja dešimtmečiais ir palaiko tam tikrą ozono ardymo galimybę stratosferoje.
Mokslininkai prognozuoja, kad jei dabartinė tarptautinė politika išliks ir paveldėtų emisijų lygiai toliau mažės, Antarkties ozono skylė pamažu sumažės ir greičiausiai sugrįš prie prieš-1980 m. būsenos apie vėlyvuosius 2060-uosius. Tačiau natūralus kintamumas – ypač stratosferos temperatūrų svyravimai ir poliarinio vortexo stiprumo pokyčiai – reiškia, kad kai kurie metai bus palankesni, o kai kurie blogesni nei bendra tendencija. Todėl prognozės remiasi tikimybinėmis trajektorijomis ir scenarijais, kuriuose įtraukiamos emisijos, cheminiai procesai ir atmosferos cirkuliacija.
Techninė perspektyva: klimato kaitos veiksniai taip pat gali paveikti poliarinio vortexo elgseną ir stratosferos temperatūras. Ilgalaikiai modeliavimo darbai, apimantys tiek cheminius, tiek dinamikos komponentus, yra būtini siekiant patikslinti atsigavimo laikotarpius ir įvertinti riziką dėl netikėtų cheminio ar fizinio proceso stiprinimų ateityje.
Viešosios sveikatos ir ekologinės pasekmės
Ozono sluoksnis – tai Žemės natūrali apsauga nuo kenksmingos ultravioletinės (UV) spinduliuotės. Kai stratosferinis ozonas mažėja, daugiau UV-B spindulių pasiekia paviršių, didindamas odos vėžio, kataraktos ir augalų bei jūrinių ekosistemų pažeidimo riziką. 2025 m. fiksuoti pagerėjimai turi tiesioginę reikšmę visuomenės sveikatai ir aplinkai, tačiau tai nereiškia, kad stebėsena ir prevencinės priemonės nebėra reikalingos.
Visuomenės sveikatos požiūriu svarbu tęsti UV valdymo ir informavimo programas, ypač pietinių regionų gyventojams bei lauko darbuotojams. Ekologiniu požiūriu ozono atsigavimas prisideda prie mažesnės ultravioletinės spinduliuotės įtakos fitoplanktonui, žuvims ir žemės ūkio derliui, tačiau lokalūs ir sezoniniai svyravimai gali vis tiek sukelti ekologinių efektų, kuriuos reikia nuolat stebėti.
Jungtinės Valstijos ir kitos šalys atliko svarbų vaidmenį identifikuodamos problemą ir skatinančios sprendimus. Montrealio protokolas – 1987 m. tarptautinis susitarimas, palaipsniui uždraudžiantis ozono ardžias medžiagas ir vėliau sustiprintas pataisomis – tebėra svarbiausias politinis pasiekimas, skatinęs ozono sluoksnio atsistatymą iki šiol. Šis protokolas ir susijusios reguliavimo priemonės yra pavyzdys, kaip tarptautinė teisė ir mokslo rezultatai gali duoti ilgalaikį poveikį atmosferos chemijai.
Ateities stebėsena: palydovai, balionai ir modeliai
Palydovų tinklas, žemės stebėjimo stotys ir periodiniai in situ matavimai turi būti palaikomi ir gerinami. Nuolatinės NOAA ir NASA platformų stebėsenos kartu su pasauliniais modeliavimais leidžia mokslininkams atskirti cheminius efektus nuo dinamikos poveikių, identifikuoti netikėtas emisijas ir patikslinti atsigavimo grafiką. Investicijos į naujus palydovinius instrumentus su geresne spektrine raiška ir į papildomas balionines bei oro laivų kampanijas pagerins ataskaitų kokybę ir sumažins neapibrėžtumus.
Modelių sintezė, įskaitant duomenų asimiliaciją su GEOS-5 ir kitais globalaus masto atmosferos modeliais, yra būtina chemijos, cirkuliacijos ir emisijų šaltinių sinergijai įvertinti. Tokie modeliai padeda prognozuoti galimus scenarijus – pavyzdžiui, kas nutiktų, jei tam tikros paveldėtos emisijos būtų greičiau nutrauktos arba jei atsirastų naujų cheminių medžiagų, turinčių ilgalaikį stratosferos poveikį.
Mokslininkai taip pat pabrėžia viešosios komunikacijos vertę: aiškiai paaiškinti, ką reiškia Dobsono vienetai, kodėl poliarinis vortexas yra svarbus ir kaip tarptautinė politika yra susijusi su realiais atmosferos sveikatos pagerėjimais. Tokia komunikacija padeda išlaikyti visuomenės ir politinį susidomėjimą ilgalaike aplinkos apsauga bei remia tolesnę stebėseną ir reguliavimą.
Eksperto įžvalga
„2025 metų sezonas suteikia aiškų ir skatinantį duomenų tašką,“ – sakė dr. Elena Morales, atmosferos chemikė iš Kolorado universiteto Boulder. „Tai rodo, kaip veiksminga tarptautinė politika, kartu su nuolatiniais stebėjimais, gali pakeisti atmosferos chemiją matomais būdais. Vis dėlto pilnas atsigavimas užtruks dešimtmečius – turime tęsti stebėjimą ir išlikti budrūs dėl paveldėtų emisijų ir naujų cheminių medžiagų, galinčių sukelti atgalines korekcijas.“
Atmosferai lėtai sveikiant, kiekvieno sezono matavimai – tiek didelės skylės, tiek mažesnės, kaip 2025 m. atvejis – tampa svarbiu tarptautinės sėkmės istorijos skyriumi, jungiančiu mokslą, politiką ir visuomenės sveikatą. Tolesnės investicijos į stebėjimo tinklus, mokslinius tyrimus ir tarptautinę politiką bus lemiamos siekiant tvaraus ozono sluoksnio atstatymo ir ilgalaikės atmosferos apsaugos.
Šaltinis: scitechdaily
Palikite komentarą