ثقب الأوزون الأول من نوعه في القطب الشمالي: كيف تشكل ، ما قد يعني

يبدو أن القارة القطبية الجنوبية ليست الجزء الوحيد من الأرض الذي يوجد به ثقب في طبقة الأوزون في حياتنا. الانتقال فوق القارة القطبية الجنوبية ، لديك لاعب جديد في اللعبة.

إنه القطب الشمالي.

ظل الباحثون يقولون منذ عدة سنوات أن طبقة الأوزون على الأرض قد تتعافى ببطء أكبر إذا كانت الأرض بالفعل أكثر دفئًا. الآن لدينا أدلة مثيرة على هذا الاحتمال ، أعلنه باحثون في مقال في مجلة نيتشر في 2 أكتوبر 2011. وقال الباحثون إنه في الربيع الشمالي لعام 2011 ، حدث تدمير هائل للأوزون بنسبة 80 ٪ من 18 إلى 20 كيلومترا (حوالي 12 ميلا) فوق الطبقة الجليدية في القطب الشمالي ، في الجزء من الغلاف الجوي المعروف باسم الستراتوسفير للأرض. وهذا يجعل عام 2011 أول عام - على الإطلاق - يلاحظ وجود ثقب في الأوزون في القطب الشمالي. قال هؤلاء العلماء:

لأول مرة ، حدث ما يكفي من الفقد لوصف ثقب الأوزون في القطب الشمالي.

كانت درجة ما من فقدان الأوزون فوق شمال القطب الشمالي - وتشكيل ثقب الأوزون الفعلي فوق القطب الجنوبي الجنوبي - أحداثًا سنوية تم قياسها في العقود الماضية خلال فصول الشتاء في القطبين. شوهد ثقب الأوزون في أنتاركتيكا فوق القارة الجنوبية للأرض في فصل الشتاء كل عام منذ منتصف الثمانينات ، عندما أبلغ علماء المسح البريطاني لأنتاركتيكا عن وجوده ، أيضًا في مجلة نيتشر .

نحن البشر في حاجة إلى الأوزون الأرض. تحمي طبقة الأوزون الكائنات الحية على الأرض من الأشعة فوق البنفسجية الضارة. إذا لم يكن هناك طبقة الأوزون ، فإن سرطانات الجلد وفشل المحاصيل ستزداد. بدون الأوزون الوقائي ، لن تكون الحياة الأرضية قادرة على البقاء. هناك بالفعل تكهنات بأن ثقب الأوزون في القطب الشمالي لعام 2011 ربما تسبب في انخفاض ملحوظ في محصول القمح الشتوي في أوروبا ، على سبيل المثال.

تعتبر مركبات الكربون الكلورية فلورية والمعروفة أيضًا باسم مركبات الكربون الكلورية فلورية السبب المباشر لاستنفاد الأوزون. تم العثور على مركبات الكربون الكلورية فلورية - التي تتألف في المقام الأول من الكلور والفلور والكربون والهيدروجين - بشكل شائع في المبردات ، ومبردات ، والهباء الجوي المختلفة حتى بدأ العلماء في التعرف على تأثيرها على الأوزون. جاء هذا الاعتراف قبل وقت قصير من الإعلان عن أول ثقب لطبقة الأوزون في القطب الجنوبي في عام 1985.

تدمر مركبات الكربون الكلورية فلورية الأوزون عندما تكون درجات الحرارة باردة بشكل خاص. إن اكتشاف أن إنتاج مركبات الكربون الكلورية فلورية ساهم بشكل كبير في استنفاد طبقة الأوزون في أنتاركتيكا في الثمانينات من القرن الماضي أدى إلى بروتوكول مونتريال في عام 1987 ، مما أدى إلى انخفاض كبير في استخدام مركبات الكربون الكلورية فلورية. ومع ذلك ، من الصعب إزالة مركبات الكربون الكلورية فلورية من الغلاف الجوي للأرض ، ويمكن أن تبقى في الغلاف الجوي لعقود قبل أن تبدأ المستويات في التقليل.

صورة توضح استنفاد الأوزون في القطب الشمالي والعلاقة بأول أكسيد الكلور. الصورة الائتمان: مرصد الأرض ناسا

لماذا شكل ثقب الأوزون في القطب الشمالي هذا العام؟ تقع طبقة الأوزون في طبقة الستراتوسفير الخاصة بنا ، والتي تتراوح مساحتها بين 15 و 50 كيلومتراً فوق سطح الأرض. نحن نعيش في تروبوسفير الأرض ، والذي يبدأ من سطح كوكبنا ويمتد على بعد 15 كم من الأرض. كل طقسنا يحدث في التروبوسفير. كلما تقدمت أعلى في التروبوسفير ، تصبح درجات الحرارة أكثر برودة.

طبقات الغلاف الجوي. الصورة الائتمان: ويكيبيديا.

ولكن عندما تغادر التروبوسفير - وتدخل الستراتوسفير - يحدث انقلاب حيث تبدأ درجات الحرارة في الارتفاع. خلال فصل الشتاء الماضي ، كان الستراتوسفير باردًا على نحو غير عادي لفترة أطول من الاستخدام. درجات الحرارة الباردة هذه هي سبب ثقب الأوزون في القطب الشمالي.

وإليك كيف يعمل. عندما تصبح درجات الحرارة أكثر برودة ، تزداد فرص تطور السحب في طبقة الستراتوسفير. من ديسمبر 2010 إلى مارس 2011 ، كانت الدوامة القطبية - أو تدور قويًا لرياح الدوران حول القطب - تدور فوق القطب الشمالي. عندما يحدث دوامة قطبية ، فإنه يحجب الهواء الدافئ على طول التروبوسفير ويبقي الهواء البارد في الستراتوسفير. خلقت الظروف الباردة مزيدًا من السحب في الستراتوسفير ، والتي كانت بمثابة سطح لغازات الكلور المستقرة لتحويلها إلى أول أكسيد الكلور. إن البرد الثابت وتطور السحب في الغلاف الجوي العلوي وتطور أول أكسيد الكلور المدمر للأوزون قد دعم في النهاية استنفاد الأوزون في القطب الشمالي في الشتاء الماضي. اعتبارا من الآن ، لا يزال العلماء غير متأكدين من السبب في أن دوامة القطبية 2011 كانت قوية للغاية.

ساهمت السحب في الستراتوسفير في استنفاد طبقة الأوزون في القطب الشمالي في شتاء عام 2011. مصدر الصورة: مرصد الأرض التابع لناسا

هل يؤثر الاحتباس الحراري على استنفاد الأوزون؟ بادئ ذي بدء ، دعونا نلقي نظرة على متوسط ​​درجات حرارة الستراتوسفير منذ عام 1979 ، كما هو موضح في الرسم البياني أدناه. ماذا يعني؟ وهذا يعني أن الستراتوسفير يبرد وقد تم تبريده خلال العقدين الماضيين.

الرسم البياني أعلاه يوضح تبريد الستراتوسفير نسبة إلى متوسط ​​1981-2000. كانت درجات الحرارة المرتفعة في عامي 1982 و 1991 من الحالات الشاذة ، أو الانحرافات عن القاعدة ، بسبب الانفجارات البركانية. صورة الائتمان: المركز الوطني للبيانات المناخية (NCDC)

ثانياً ، دعونا نلقي نظرة على درجات الحرارة في منتصف التروبوسفير ، كما هو موضح في الرسم البياني أدناه. يوضح هذا الرسم البياني أن درجات الحرارة في التروبوسفير - الجزء السفلي من الغلاف الجوي الذي يعيش فيه البشر ، وحيثما لدينا كل طقسنا - ترتفع درجة الحرارة.

صورة الائتمان: NCDC

ماذا يعني هذان الرسمان معًا؟ وهي تشير إلى أنه مع ارتفاع درجة حرارة التروبوسفير ، يبرد الستراتوسفير. لقد عرف العلماء لسنوات ارتفاع درجات الحرارة في التروبوسفير يمكن أن يؤدي إلى الستراتوسفير أكثر برودة. تحتاج الأرض إلى التوازن ، ويتوازن طبقة التروبوسفير الأكثر دفئًا مع طبقة الستراتوسفير الأكثر برودة. قدم الدكتور جيف ماستر نقطة ممتازة فيما يتعلق بجونا عندما قارنها بالأجواء الشديدة للغاية للكوكب التالي من الأرض في نظامنا الشمسي ، كوكب الزهرة.

نحتاج فقط إلى النظر إلى أبعد من كوكبنا الشقيق ، فينوس ، لنرى مثالًا على كيفية تأثير ظاهرة الاحتباس الحراري على سطح الأرض ولكن يبرد الغلاف الجوي العلوي. جو كوكب الزهرة هو ثاني أكسيد الكربون بنسبة 96.5 ٪ ، الأمر الذي أدى إلى تأثير الجحيم الدفيئة. متوسط ​​درجة حرارة السطح على كوكب الزهرة هو 894 درجة فهرنهايت ، حار بما فيه الكفاية لإذابة الرصاص. الغلاف الجوي العلوي للزهرة ، على الرغم من ذلك ، هو أبرد 4 - 5 أضعاف من الغلاف الجوي العلوي للأرض.

ماذا كان سيحدث لو لم يتم تقييد استخدام مركبات الكربون الكلورية فلورية في عام 1987 بموجب بروتوكول مونتريال؟ إذا كانت مركبات الكربون الكلورية فلورية لا تزال تستخدم على نطاق واسع اليوم - بالنظر إلى المستوى الحالي للاحترار العالمي - فمن المتوقع أن يكون استنفاد الأوزون أكبر ويحدث بمعدل أسرع.

هي الأرض حقا الاحترار؟ نعم. تم ربط عام 2010 بعام 2005 على أنه الأكثر سخونة على الإطلاق ، على سبيل المثال. وفي الوقت نفسه ، فإن كمية الطاقة من الشمس هي في أدنى مستوياتها منذ بدأت القياسات في أواخر 1970s. شيء لا تضيف ما يصل. إذا لم تكن غازات الدفيئة متورطة ، فإن إنتاج طاقة أقل من الشمس ينتج عنه درجات حرارة أكثر برودة على مستوى العالم. ومع ذلك ، نحن لا نرى ذلك يحدث.

لمزيد من المعلومات حول ثقب الأوزون في القطب الشمالي ، يرجى مراجعة مدونة الدكتور جيف ماستر ومرصد الأرض التابع لناسا.

خلاصة القول: شهدت منطقة القطب الشمالي أول ثقب للأوزون يتطور خلال فصل الشتاء من عام 2011. وقد أدى دوامة قطبية متطرفة إلى انخفاض درجات الحرارة في الستراتوسفير ، مما أدى إلى غازات تؤدي إلى نفاد طبقة الأوزون. من الممكن للغاية أن نرى المزيد من حالات استنفاد الأوزون في العام المقبل مع استمرار انبعاثات غازات الدفيئة ، مما تسبب في زيادة حرارة التروبوسفير والمزيد من تبريد الستراتوسفير.

مقال عن الطبيعة: فقدان أوزون القطب الشمالي لم يسبق له مثيل في عام 2011

سجل استنفاد الأوزون في القطب الشمالي في أبريل 2011 على الدول الاسكندنافية

كلير باركنسون عن إيجابيات وسلبيات الهندسة الجيولوجية لمكافحة تغير المناخ