Почему образуются озоновые дыры в атмосфере?

Известие о появлении в атмосфере озоновых дыр в свое время не на шутку напугало простых обывателей и озадачило ученых. Ведь не секрет, что из–за подобных аномалий на Землю проникает вредное ультрафиолетовое излучение, повышенные дозы которого могут провоцировать рак кожи, катаракту и другие заболевания. Почему же образуются такие бреши в озоновом слое? Можно ли предсказать и, главное, предотвратить их появление? Исследования в этом направлении, начатые в 80–х годах прошлого века, не теряют актуальности и по сей день. В нашей стране специалисты по озону или попросту озонщики работают в Национальном научно–исследовательском центре мониторинга озоносферы (ННИЦ МО) БГУ. Многие из них — выпускники физического факультета.

— Озоновый слой не похож на слой молока в блюдце, как некоторые себе представляют, — объясняет директор центра Леонид Турышев. — Молекулы озона постоянно образуются и разрушаются. Идут десятки циклических реакций. И если где–то появилась озоновая дыра — это не значит, что она будет там всегда.

Внимание общественности к проблеме сохранения озонового слоя было вызвано открытием глобальной озоновой аномалии над Антарктидой. Начали изучать, а что же в остальном мире. Была создана мировая озонометрическая сеть, проведены масштабные исследования, согласована Венская конвенция об охране озонового слоя, к которой присоединились 197 стран, в том числе и Беларусь, запрещено производство хлорфторуглеродов... Сейчас содержание озона относительно стабилизировалось. Но причины появления озоновых дыр по–прежнему не ясны. Что запускает этот процесс: природный механизм или антропогенный фактор? Можем ли мы на него влиять? Существует много гипотез и теорий. Но вопросов пока больше, чем ответов. Бесспорно лишь то, что эти процессы нужно контролировать и информировать о них население, в том числе с помощью прогнозов УФ–излучения, которые мы готовим.

Центр располагает целой сетью озонометров по всей стране. Один из приборов для измерения содержания озона и УФ–излучения — ПИОН–УФ — установлен прямо на крыше здания, в котором находится научное учреждение. Во время экскурсии Леонид Николаевич вспоминает, что и сам однажды стал жертвой ультрафиолета:

— В 2006 году вместе с известным полярником Алексеем Гайдашовым я оказался в составе первой Белорусской антарктической экспедиции. Отправляясь на шестой континент, взял крема от обморожения, от обветривания... Только от загара не догадался. Думал, не в Африку еду — зачем? А оказалось, что в Антарктике это средство первой необходимости. Очень много ультрафиолета, от которого на открытом воздухе не скрыться. Плюс — чистый снег с его высокой отражающей способностью... Лицо сразу обгорело.

Озон образуется и содержится не только в верхних слоях атмосферы, но и распространяется вплоть до земной поверхности. Являясь сильнейшим окислителем, приземный озон в высоких концентрациях опасен для растений, животных и человека. Климатологией приземного озона и мониторингом его концентрации занимаются в лаборатории автоматизации научных исследований ННИЦ МО.

— Дышать воздухом, концентрация озона в котором превышает предельно допустимую (для суточного интервала — это 45 ppbv), очень вредно, — рассказывает заведующий лабораторией Виктор Покаташкин. — Сегодня на 11.00 наш измеритель ТрИО–1 регистрирует концентрацию озона в воздухе 43 ppbv (43 молекулы озона на млрд. молекул воздуха). Максимум же дневной концентрации приходится на послеполуденное время — приблизительно на 15.00. Уверен, эти данные, как и прогнозы по уровню УФ–излучения, необходимо сообщать населению ежедневно. Имея такую информацию, будет понятно, стоит ли планировать в этот день пикник на природе или лучше остаться дома. Кстати, сезонный максимум озона в воздухе приходится на весенне–летний период.

Кванты, молекулы, спектральный анализ... Чтобы, глядя в небо, представить себе все эти циклические реакции и невидимые закономерности, нужен особый — научный склад ума. А еще — настоящий азарт в стремлении к познанию природы. Такой, который привел в центр и молодого физика–исследователя Илью Бручковского. Желая «заглянуть» еще выше озоносферы, вместе с коллегами он сделал прибор MARS–B.

— С его помощью можно измерять содержание не только озона, но и двуокиси азота. В нижних слоях атмосферы — это показатель загрязнения воздуха, в верхних — может быть как озоноразрушающим, так и озонообразующим фактором. Изучение этих преобразований — тема моей диссертации, — пытается Илья рассказать просто о сложном. — Но помимо научных целей, прибор можно использовать для мониторинга качества воздуха, причем, на длинной трассе, вплоть до высоты 30 — 45 км. Определять, кто загрязняет атмосферу, соседнее предприятие или заводы другой страны. Имея такие данные, в случае чего можно предъявить претензии нарушителям.

Илья уже протестировал MARS–B на Нарочи, в Минске. Представил результаты его испытаний на международных конференциях. И даже свозил в Антарктиду. Для полярных испытаний придумывал специальный обогреваемый кожух.

— А сами–то не замерзли?

— Наша экспедиция проходила с ноября по май — во время полярного лета. Так что там было тепло, — улыбается ученый. — От 0 до минус 25 градусов. Другое дело — сильный ветер до 57 м/c, низовые метели... Иногда все наружные работы приходилось прекращать на несколько дней.

Антарктида — это идеальный полигон для науки. Кристальная, в прямом смысле слова, чистота атмосферы позволяет использовать данные, полученные там, как эталон для сравнения. И сотрудники ННИЦ МО — одни из немногих ученых, которые регулярно принимают участие в Белорусских антарктических экспедициях, организуемых Республиканским центром полярных исследований под эгидой Национальной академии наук. Однако прежде они проходят жесткий медицинский отбор, психологическое тестирование. Ведь жить и трудиться придется в экстремальных условиях. Впрочем, ученые говорят, что исследования в Антарктиде не проводят. Занимаются только измерениями. Обработка полученных данных происходит уже на Большой Земле.

— Изучением озоновых дыр, как вы поняли, наша работа не ограничивается, — подытоживает Леонид Турышев. — Недавно по просьбе биологов создали прибор для измерения уровня УФ–излучения в воде. Очень интересны исследования влияния озона на погоду. Есть много других устремлений...

dekola@mail.ru

Советская Белоруссия № 130 (24760). Суббота, 11 июля 2015