Озоновые мифы -
Vesti.Ru - Наука - 13.11.2000 г., автор - Никита
Максимов
"Озоновая дыра разверзлась над Россией!
Беспрецедентно огромная дыра поразила
небо над Антарктидой! Озоновая дыра
радиусом в тысячу километров накрыла
западную часть европейской территории
России!"- заголовки газет просто кричат об
опасности. Кажется, еще немного - и потоки
жесткого ультрафиолетового облучения
приведут к резкому падению урожайности
растений, возникновению множества
заболеваний. "Виновниками" истощения
озонового слоя были объявлены фреоны -
вещества, которые широко используются в
промышленности и в быту как распылители,
растворители и хладагенты. Вслед за этим
открытием были приняты многочисленные
международные соглашения по охране
окружающей среды (Венская конвенция
(1985г.), Монреальский протокол (1987г.),
Лондонские (1990г.), Копенгагенские
(1992г.), Венские (1995г.) дополнения к
нему), которые обязали постепенно
отказаться от веществ, разрушающих озон.
Но не все так просто с озоновым слоем.
Совсем недавно в "Докладах Российской
академии наук" была напечатана статья
А.П.Капицы и А.А.Гаврилова, в которой
доказывалось с помощью построенной в НПО
"Тайфун" (Обнинск) модели термических
приливов в атмосфере существование
озоновой дыры над Антарктидой до того, как
ее экспериментально обнаружили в 1982
году. И ученые считают, что этот факт
подтверждает гипотезу о естественных
причинах Антарктической озоновой
аномалии.
Эта статья - продолжение большой
дискуссии, которая идет среди ученых и
политиков по поводу причин возникновения
озоновых дыр.
Поскольку общепринятая точка зрения вам
известна, позволю высказаться противникам
теории антропогенного происхождения
озоновых дыр. На мой взгляд, в их доводах
есть много интересного.
Начнем с истории принятия многочисленных
соглашений по озоновым дырам. Во время
подготовки этих документов было сделано
так называемое фотохимическое
моделирование процессов в атмосфере. На
взгляд кандидата физико-математических
наук Григория Михайловича Крученицкого,
который возглавляет отдел контроля
активного воздействия в Центральной
аэрологической обсерватории, достоверность
таких расчетов изначально представлялась
весьма сомнительной из-за того, что
константы многих важных реакций были
определены с недостаточной точностью. В
соответствии с этими моделями разрушение
озона должно было происходить на высотах
порядка сорока километров - так
называемого фотохимически активного слоя.
Сегодня об этих аргументах никто и не
вспоминает, и сторонники антропогенного
разрушения озонового слоя говорят, что
разрушение озонового слоя происходит в
рамках механизма похожего на
антарктический, то есть уже на высотах
двадцати километров.
"Есть еще одно занятное обстоятельство,
связанное с открытием озоновой дыры над
Антарктидой, - говорит Григорий
Крученицкий. - В то время летал и передавал
глобальную картину распределения озона
американский озонометрический прибор
Томс на спутнике Нимбус-7. Но сообщение
об открытии озоновой дыры было сделано не
американцами, а Фарменом из
Великобритании, который использовал для
этого данные наземных измерений в
Антарктиде. После чего американцы сказали:
"Ах-ах, как же-как же! Мы как раз хотели об
этом сказать..."
Более того, положительные эффекты в
условиях самых жестких ограничений на
производство озоноразрушающих веществ
откладываются на двадцатые годы
следующего века, потому что они доходят до
места "преступления" десятилетия. А пока,
говорят сторонники антропогенной гипотезы
разрушения озона, давайте вкладывать
бешеные деньги в перестройку химической
промышленности, пусть пока корпорация
Дюпон получает фантастические прибыли,
продавая альтернативные вещества, как
первая захватившая рынок.
"Я с уверенностью могу сказать, - подводит
итог Григорий Крученицкий, - что даже
полное выполнение этих соглашений,
которые камнем на шее повисли у отечества,
требуя фантастических затрат, не даст
никакого заметного положительного
эффекта, во всяком случае в северном
полушарии. Изменения ситуации будут
заметны только на уровне уникальных
экспериментов".
В свое время американцы при проведении
очередных совместных работ потребовали
сообщить им размеры суммарного выброса
озоноразрушающих веществ на территории
СССР. Тогда с большими трудностями
профессору, доктору физико-математических
наук Евгению Пантелеймоновичу
Борисенкову удалось добыть цифры, которые
свидетельствовали - вклад Советского Союза
в выброс озоноразрушающих веществ был
ничтожный по сравнению с американским.
На взгляд Григория Крученицкого, мы имеем
дело с устойчивым мифом, который говорит,
что появление озоновых аномалий связано с
антропогенной деятельностью. "На самом
деле это не так. Ныне покойный Александр
Христофорович Хргиан, крупнейший
специалист по озону, практически первым
обратил внимание на то, что образование и
исчезновение озоновых дыр в северном
полушарии происходит с характерными
временами, свойственными
атмосферно-динамическим, а не химическим
процессам. Содержание озона может
измениться на несколько десятков процентов
в течении двух - трех суток. Значит дело не в
озоноразрушающих веществах, а в динамике
атмосферы".
Известно, что озон распространен по
земному шару неравномерно, и с некоторыми
оговорками можно сказать, что чем дальше
от экватора, тем его больше. Следовательно,
учащение вторжения южных масс
естественным образом приводит к
уменьшению общего содержания озона. И
сейчас ученые могут с уверенностью сказать,
что основное количество озонных аномалий
в северном полушарии, общее число которых
возрастает все время, связано именно с этим
процессом. А вот уже учащение вторжения
южных масс, в свою очередь, может быть
связано с увеличением парниковых газов, с
долговременными процессами на Солнце, с
увеличением количества аэрозолей, которые
меняют режим прогрева атмосферы. Словом,
может быть множество разных причин, в том
числе и антропогенного происхождения.
Евгений Борисенков, один из самых
известных и авторитетных ученых,
занимающихся атмосферой, недавно провел
обработку данных по содержанию озона с
девяти западноевропейских станций за
двадцать три года. Применив современный
математический аппарат, он обнаружил, что
можно уверенно выделить
одиннадцатилетний и
двадцатидвух-двадцатичетырехлетние циклы
содержания озона в атмосфере. Наблюдаются
и более мелкие периоды в четыре-пять лет.
Однако тенденции к уменьшению озона за
двадцать три года обнаружено не было. По
мнению Евгения Борисенкова,
одиннадцатилетний цикл содержания озона
прослеживается настолько четко, что можно
уверенно говорить о том, что его появление
связано с солнечной активностью.
Возможно, и 22-24-летний цикл тоже связан
с Солнцем. "Я допускаю, - говорит Евгений
Борисенков, - что наш математический
аппарат не позволяет улавливать
длиннопериодичные изменения озона.
Может быть, мы уловили половину или
четвертушку общего, большого цикла, но нет
никаких сомнений, что наблюдаются именно
периодичные изменения, а не наклонные
кривые уменьшения содержания озона".
Что же касается Антарктиды, над которой
впервые в начале восьмидесятых годов была
обнаружена озоновая дыра, то там, по
мнению большинства ученых, наблюдается
отличная от высоких широт картина
уменьшения озона. Окислы хлора
антропогенного происхождения в течение
полярной ночи в условиях очень низких
температур вмораживаются в льдинки,
которые образуют так называемые полярные
стратосферные облака и когда над
Антарктидой всходит Солнце - а это
происходит в сентябре-октябре - эти
вещества начинают вновь переходить в
газовую фазу и разрушать озон.
Непременным условием реализации этого
процесса является существование так называемого южного циркумполярного
вихря, который на длительное время
изолирует значительный объем воздушных
масс в условиях низких температур. А в
Северном полушарии циркумполярный вихрь
гораздо менее устойчив.
Большинство ученых в последнее время
пришли к выводу, что озоновый слой над
планетой в результате тех или иных причинвсе-таки стал тоньше на 2-3 процента, однако
не над экватором или над умеренными
широтами, а вблизи полюсов. К тому же сам
по себе недостаток озона мало о чем говорит.
Гораздо важнее, на взгляд ученых, говорить
об ультрафиолетовом излучении. А его
количество, в свою очередь, зависит не
только от недостатка озона, но и от
облачности. "Ясно, что один и тот же
дефицит озона, - говорит Григорий
Крученицкий, - будет давать разный эффект
от ультрафиолетовой облученности в
условиях ясного неба и сплошной
облачности. К тому же условия прохождения этого излучения сильно разнятся из-за
различной высоты Солнца над горизонтом
зимой и летом. Поэтому необходимо
сообщать обобщенные, интегральные
показатели, чтобы люди могли просто
уяснить, сколько времени они могут
проводить на солнце без риска заболеть.
Осуществить это вполне реально, как и
делать прогноз появлений озоновых
аномалий на несколько суток вперед.
Впрочем, как всегда, на это нет денег".
Мне бы не хотелось, чтобы эта статья была
воспринята как очередной рассказ о
"происках капиталистов", которые
затягивают нашу страну в бездну непомерных
расходов по переоборудованию
промышленности. Дело ведь намного
серьезнее: принятие решений, которые
обязательны для всех государств на Земле, не
может быть основано на непроверенных
научных результатах. И если сейчас
невозможно до конца понять происхождение
озоновых аномалий, то это не означает, что
надо бросаться в крайности. По крайней
мере, необходимо разобраться.
За сим разрешите откланяться.
Комментарий: Цитирую и комментирую.
Цитата: "Совсем недавно в "Докладах Российской академии наук" была напечатана статья А.П.Капицы и А.А.Гаврилова, в которой доказывалось с помощью построенной в НПО "Тайфун" (Обнинск) модели термических приливов в атмосфере существование озоновой дыры над Антарктидой до того, как ее экспериментально обнаружили в 1982 году. И ученые считают, что этот факт подтверждает гипотезу о естественных причинах Антарктической озоновой аномалии".
Комментарий: В действительности уменьшение озона в Антарктиде наблюдалось и до 1985 г.. Так, британскими исследователями было обнаружено, что весеннее содержание озона в атмосфере над станцией Халли-Бей в Антарктиде уменьшилось за период с 1977 по 1984 г. на 40%, другими словами падение озона стало заметным уже в конце 70-х годов. Но явление было столь необычным, что требовало более продолжительных наблюдений, которые к 1985 году позволили сделать вывод, что антарктической весной действительно имеет место устойчивое и существенное уменьшение озона, о чём и было сделано официальное сообщение в печати. 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. Наиболее подробным исследованием озонного слоя над Антарктидой был международный Самолетный Антарктический Озонный Эксперимент. 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. Эти данные, а также данные других экспериментов позволили однозначно приписать явление озоновой дыры влиянию антропогенных хлорфторуглеродов. Более подробно об этом сказано в презентации "Современное состояние исследований озонового слоя" на странице "Для всех" этого сайта. Приведенный там механизм принимается абсолютным большинством исследователей.
Цитата: "Начнем с истории принятия многочисленных
соглашений по озоновым дырам. Во время
подготовки этих документов было сделано
так называемое фотохимическое
моделирование процессов в атмосфере. На
взгляд кандидата физико-математических
наук Григория Михайловича Крученицкого,
который возглавляет отдел контроля
активного воздействия в Центральной
аэрологической обсерватории, достоверность
таких расчетов изначально представлялась
весьма сомнительной из-за того, что
константы многих важных реакций были
определены с недостаточной точностью. ...Сегодня об этих аргументах никто и не
вспоминает..."
Комментарий: Это неверно. Если бы Григорий Михайлович следил за кинетической литературой, он мог бы убедиться, что за последние 20 лет никаких драматических изменений в этой области не произошло. Другое дело, что были изучены и добавлены в модели многие новые процессы. Однако это не изменило принципиального вывода о том, что хлорфторуглероды способны существенно уменьшить содержание атмосферного озона. Так о чём тут вспоминать, и зачем?
Цитата: "...сторонники антропогенного разрушения озонового слоя говорят, что разрушение озонового слоя происходит в рамках механизма похожего на антарктический, то есть уже на высотах двадцати километров. ... Сегодня об этих аргументах никто и не вспоминает..."
Комментарий: Это заблуждение. Те, кто разбирается в вопросе, ничего подобного не говорят. Дело в том, что механизмы разрушения озона в средних широтах и в дыре принципиально разные и специалистам это хорошо известно. Разница заключается в том, что в средних широтах цепной процесс разрушения озона требует присутствия атомов кислорода, а в условиях дыры тот же процесс идёт с участием окиси хлора (ClO), которой, как показали натурные измерения, весной в дыре очень много.
Цитата: "Есть еще одно занятное обстоятельство..."
Комментраий: Это обстоятельство из серии кухонных сплетен и к делу отношения не имеет. Вот если бы американцы НЕ подтвердили существование дыры, тогда было бы о чём говорить. А сейчас их данными с TOMS'a пользуется весь мир. Можем воспользоваться и мы - NASA. Кликните и увидите много интересного.
Цитата: "Более того, положительные эффекты в условиях самых жестких ограничений на производство озоноразрушающих веществ откладываются на двадцатые годы следующего века, потому что они доходят до места "преступления" десятилетия. А пока, говорят сторонники антропогенной гипотезы разрушения озона, давайте вкладывать бешеные деньги..."
Комментарий: Вот это "Более того..." в этом контексте совершенно неуместно. Разве не понятно, что чем позднее будут приняты ограничительные меры, тем больше озоноопасных веществ накопится в атмосфере и тем сильнее они ударят по озоновому слою, когда до него доберутся?
Цитата: "Я с уверенностью могу сказать, - подводит итог Григорий Крученицкий, - что даже полное выполнение этих соглашений, которые камнем на шее повисли у отечества, требуя фантастических затрат, не даст никакого заметного положительного эффекта, во всяком случае в северном полушарии. Изменения ситуации будут заметны только на уровне уникальных экспериментов".
Комментарий: Если считать, что фреоны ни при чём, то это действительно ничего не даст. Но роль фреонов однозначна установлена. Почитайте "Ашипки ума и их исправление" на этом сайте и вы увидите, что у противников этой истины ничего нет за душой. Никаких сколько-нибудь веских аргументов. И ведь кто высказывается против? Не знающий химии атмосферы географ А.П.Капица, не знающий химии атмосферы геолог Сывороткин В.Л., кандидат технических наук Н.Чугунов, который не только химии не знает, но даже закона сохранения энергии... Аргументов Г.М.Крученицкого я тоже не вижу. Для меня вопрос о роли фреонов прозрачен: есть физически и химически ясный механизм явления, есть многомерные математические модели атмосферы, учитывающие химию, фотохимию и явления переноса (адвекцию и турбулентную диффузию), есть данные натурных измерений, которые согласуются с результатами модельных расчётов. Это результат усилий десятков тысяч специалистов. Всё! Теперь чтобы заявлять нечто противоположное, докажите сперва, что механизм неверен и преложите свой; докажите, что кинетические и фотохимические константы неверны и дайте свои; докажите, что данные натурных измерений ошибочны и дайте свои. А теперь увяжите всё это одно с другим и получите согласие, как это у сторонников антропогенной гипотезы получается. Вот что такое научные аргументы. А всё остальное - это пустые разговоры.
Так что, прекращение производства фреонов даст нам, ни много ни мало, возможность сохранить озоновый слой. Без него придётся лезть в воду и жить там. Как это было 400 миллионов лет тому назад, когда на суше не было жизни, пока в атмосфере не появилось 80% современного уровня озона. Вы вдумайтесь в этот факт - 20% истощения озона могут перенести нас в условия пустыни, которая была на Земле 400 миллионов лет тому назад. Вот почему здесь каждый процент дорог. (подробнее см. И.К.Ларин, "Химия озонового слоя и жизнь на Земле", Химия и жизнь, №7, 2000 г., статью можно посмотреть и на этом сайте на странице "Для всех").
Цитата: "Ныне покойный Александр Христофорович Хргиан, крупнейший специалист по озону, практически первым обратил внимание на то, что образование и исчезновение озоновых дыр в северном полушарии происходит с характерными временами, свойственными атмосферно-динамическим, а не химическим процессам. Содержание озона может измениться на несколько десятков процентов в течении двух - трех суток. Значит дело не в озоноразрушающих веществах, а в динамике атмосферы".
Комментарий: Ничего это не значит. Потому что когда говорят о глобальном влиянии фреонов на озоновый слой, имеют в виду отрицательный тренд усреднённого по широтам, сезонам и т.д. общего содержания озона за период в 5 - 10 -15 -20 лет. В нижней тропосфере время жизни озона, обусловленное химическими процессами составляет порядка года. Поэтому его колебания за 2-3 дня могут быть действительно вызваны только динамическими процессами. Но к химии эти колебания не имеют никакого отношения, и стало быть не могут быть аргументом ни за, ни против озоноразрушающих веществ (тем более, что в нижней тропосфере они вообще ничего с озоном не делают). Вы понимаете? Кстати сам А.Х.Хргиан полностью признавал роль фреонов в разрушении озонового слоя. (см. С.П.Перов, А.Х.Хргиан, Современные проблемы атмосферного озона, Л., Гидрометеоиздат, 1980, с.с.73-83).
Цитата: "Евгений Борисенков, один из самых известных и авторитетных ученых, занимающихся атмосферой, недавно провел обработку данных по содержанию озона с девяти западноевропейских станций за двадцать три года. ... Однако тенденции к уменьшению озона за двадцать три года обнаружено не было".
Комментарий: А если взять не девять станций, а всю мировую озонометрическую сеть и добавить спутниковые данные, то картина получится такая: уменьшение общего содержания озона за период с 1979 по 1994-97 г.г. составило 5.4, 2.8 и 5.0%, соответственно, для средних широт сев. полушария в период зима-весна, средних широт сев. полушария в период лето-осень и средних широт юж. полушария (круглогодично). Данные приведены в "Scientific Assessment of Ozone Depletion: 1998" - самом авторитетном периодическом (раз в четыре года) издании по проблеме, суммирующем мировые достижения в этой области.
Цитата: "Что же касается Антарктиды...Окислы хлора антропогенного происхождения в течение полярной ночи в условиях очень низких температур вмораживаются в льдинки..."
Комментарий: Про Антарктиду почти всё верно. Только не окислы хлора, а более сложные соединения хлора, и не вмораживаются, а реагируют на поверхности ледяных частиц сразу с образованием газообразных продуктов, которые в течение всей полярной зимы накапливаются в области циркумполярного вихря в Антарктической стратосфере.
Цитата: "...принятие решений, которые обязательны для всех государств на Земле, не может быть основано на непроверенных научных результатах".
Комментарий: Это безусловно верно. Но всё проверено и перепроверено сотни раз. Никаких серьёзных аргументов (как это видно даже из сказанного выше) против антропогенной версии нет. То, что предлагается взамен, не выдерживает никакой критики (см. предыдущие Выпуски в разделе "Ашипки...").