Изучение структуры атмосферного озона и анализ его значения в стратосфере и мезосфере. Обзор его вертикального распределения в атмосфере. Предпосылки основных современных проблем разрушения озонового слоя Земли. Разработка рекомендации по его защите.
Аннотация к работе
Одной из наиболее важных современных проблем, связанных с воздействием антропогенных факторов на атмосферу Земли, является проблема сохранения озоносферы, которая защищает земную поверхность от биологически активного ультрофиолетового излучения Солнца и участвует в регулирование сложившегося стационарного баланса стратосферы. Озоновый слой - это тонкий газовый слой в стратосфере, который защищает поверхность Земли от разрушительного эффекта солнечных ультрафиолетовых лучей. Проблема сохранения озоносферы возникла много лет назад, что было обусловлено двумя причинами: ростом масштабов техногенных факторов воздействия на атмосферу, которые начали приближаться к масштабам естественных процессов, и расширением наших знаний в области химии атмосферы и в особенности в области элементарных химических процессов с участием свободных радикалов, атомов, ионов и возбужденных частиц, протекающих в земной атмосфере.Озон, несмотря на свое ничтожно малое количество, играет важную роль в физических процессах, происходящих в верхних слоях (стратосфере и мезосфере). Коэффициенты поглощения озона в этом участке спектра настолько велики, что энергия солнечных лучей полностью поглощается уже в самой верхней части слоя озона, на высотах до 50 - 45км. Если бы не было озона, то биологически активные ультрафиолетовые лучи совершенно изменили бы все биологические процессы, а может быть, и в целом органическую жизнь на Земле. В воздухе всегда присутствует озон, концентрация которого у земной поверхности составляет в среднем 10-6%. Озон образуется в верхних слоях атмосферы из атомарного кислорода в результате химической реакции под влиянием солнечной радиации, вызывающей диссоциацию молекул кислорода.Озон - особая форма кислорода - аллатропная модификация кислорода - был открыт в лабораторных условиях в 1830-х гг., а в 1850-м его обнаружили в атмосфере. В течение XIX в. на территории Европы проводились замеры концентрации озона у поверхности земли, и следует отметить, что содержание этого газа в воздухе над Парижем составляло, по данным 1873г., половину сегодняшнего. Рис - Изменение озоновой дыры: По сравнению с относительной стабильностью уровня озона в воздухе в других районах, данные по Антарктике представлялись настолько странными, что целое десятилетие их считали следствием какой-то технической неполадки. В связи с проблемой истощения озонового слоя было высказано несколько гипотез, согласно которым некоторые вещества - продукты деятельности человека - достигнув стратосферы, могут вызывать разложение озона. В следующем 1971 г. химик из Калифорнийского университета в Беркли (США) Гарольд Джонстон высказал мысль, что оксиды азота, содержащиеся в выбросах реактивных двигателей сверхзвуковых самолетов, могут вызывать уменьшение количества озона в стратосфере.Изучив историю озоновой проблемы и географию озоновых «дыр», перейдем к рассмотрению физико-химических аспектов этой проблемы. В 1985 г. специалисты по исследованию атмосферы из Британской Антарктической Службы сообщили о совершенно неожиданном факте: весеннее содержание озона в атмосфере над станцией Халли-Бей в Антарктиде уменьшилось за период с 1977 по 1984 г. на 40%. Вскоре этот вывод подтвердили другие исследователи, показавшие также, что область пониженного содержания озона простирается за пределы Антарктиды и по высоте охватывает слой от 12 до 24 км, т.е. значительную часть нижней стратосферы. В его ходе ученые из 4 стран несколько раз поднимались в область пониженного содержания озона и собрали детальные сведения о ее размерах и проходящих в ней химических процессах. В начале 80-х по измерениям со спутника "Нимбус-7" аналогичная дыра была обнаружена и в Арктике, правда она охватывала значительно меньшую площадь и падение уровня озона в ней было не так велико - около 9%.К числу основных озоноразрушающих веществ (ОРВ) относятся: - хлорфторуглероды (ХФУ, международное обозначение CFC - chlorofluorocarbon), такие как фтортрихлорметан CFC13 (ХФУ-11, или CFC-11), дифтордихлорметан CF2C12 (ХФУ-12, ИЛИСРС-12) и др.; фторхлорбромуглероды, иначе называемые галонами, такие как дифторхлорбромметан CF2CLBR (галон-1211) и трифторбромметан CF3Br (галон-1301); Дадим краткую характеристику этим веществам, назовем области их применения. Высокая химическая устойчивость фреонов и плохая растворимость их в воде (они не вымываются дождем) позволяют этим веществам высоко подниматься в атмосфере. Оказавшись вблизи поверхности Земли, фреоны беспрепятственно проходят тропосферу, т. е. первые 10-15 км воздушного пространства, и оказываются в стратосфере, где сосредоточено 90% атмосферного озона.Систематические измерения содержания озона в атмосфере начались в Англии и Швейцарии в 1926 г. Добсоном инструмент стал использоваться с 1931 г. метеорологами для слежения за движением воздушных масс и измерений содержания озона. В России проводятся систематические наблюдения за общим содержанием озона (ОСО) сетью наземных озонометрических станций, а также путем измерений прибором ТОМС со спутника «
План
Содержание
Введение
1. Атмосферный озон
1.1 Значение озона и его вертикальное распределение в атмосфере
1.2 История озоновой проблемы
2. Разрушение озонового слоя Земли
2.1 Основные озона разрушающие вещества
3. Защита озонового слоя земли
3.1 Мониторинг озона. Методы измерения содержания озона