Гипотез, объясняющих образование данной «дыры», было предложено свыше десятка сразу после ее обнаружения, когда еще материалов наблюдений было мало. Эти гипотезы делились на динамические, пытавшиеся объяснить явление особенностями динамических процессов в антарктической стратосфере, и на фотохимические, связывающие разрушение озона в околополюсной нижней стратосфере с особыми газофазными и гетерогенными фотохимическими реакциями, происходящими на поверхности частиц полярных стратосферных облаков [30, 199, 201]. После проведения многих натурных, лабораторных и модельных исследований сформировалось более полное представление о многих процессах, формирующих антарктическую озонную «дыру», как фотохимических, так и динамических [73, 181, 199, 201, 204].[ ...]
Основной вклад динамических процессов в формирование озонной «дыры» в Антарктике состоит в образовании области полярного стратосферного вихря, не освещенного Солнцем зимой и почти не обменивающегося воздухом с окружающими его широтами. Низкие температуры к концу зимы приводят к формированию в нижней стратосфере полярных облаков двух типов: облаков типа I, состоящих в основном из HNO33H2O (тригидрат азотной кислоты) при Г < 196 К (—77°С), и водно-ледяных типа II с более крупными частицами при Т <188 К (—85°С). Часть частиц полярных стратосферных облаков оседает в тропосферу, часть испаряется при освещении Солнцем и потеплении зоны полярного вихря.[ ...]
Данные спутниковых измерений аэрозольной прозрачности стратосферы [177] показали, что частота появления облаков-в нижней антарктической стратосфере в сентябре и октябре тесно отрицательно коррелирует с ее температурой, увеличиваясь в 80-е годы, особенно в нечетные годы с W фазой квазидвухлетнего цикла (см. рис. 5.13).[ ...]
Однако из рис. 5.16 видно, что разрушение озона в области высоких концентраций СЮ становится заметным лишь в сентябре, когда эта область освещается Солнцем. Это говорит об определяющей роли газофазных реакций, включающих фотодиссоциацию. Для описания взаимодействия озона с соединениями хлора в полярной стратосфере предложены более сложные, чем рассмотренные в п. 3.5, 3.6, хлорные, хлорно-водородные и хлорно-бромные циклы.[ ...]
К динамическим факторам, участвующим в формировании антарктической озонной «дыры», относят существенное ослабление в 80-е годы интенсивности зимних планетарных возмущений и вызываемых ими планетарных волн в тропосфере и стратосфере южного полушария. Это ослабление приводит к увеличению длительности антарктической зимы и существования полярного вихря, уменьшению интенсивности межширотного переноса озона и тепла в антарктическую зону из низких широт. Из рис. 5.11 видно, что уменьшение общего содержания озона в октябре 80-х годов происходит не только в области его околополюсного минимума, но и в большей по абсолютной величине зоне его субантарктического максимума, который как и весенний арктический максимум обусловлен зимним максимумом межширотного переноса воздуха в нижней стратосфере. Охлаждение воздуха в антарктическом полярном вихре и увеличение продолжительности его существования способствуют появлению полярных стратосферных облаков и росту влияния гетерогенных реакций на фотохимию озона, а также к ускорению струйного течения на границе области вихря и к усилению ее изоляции от субантарктической зоны.[ ...]
В обзоре [199] сделан вывод, что фотохимические процессы, приводящие к образованию «дыры», действуют в основном в сентябре с уменьшающейся со временем интенсивностью, а в октябре минимум общего содержания озона в околополюсной области формируется и поддерживается динамическими факторами, в частности задержкой весеннего разрушения зимнего полярного вихря и перестройки антарктической стратосферной циркуляции (см. рис. 5.10).[ ...]
Наблюдались значительные и быстрые изменения общего содержания озона весной над Антарктикой, которые трудно объяснить действием фотохимических процессов. Так, по данным спутниковых наблюдений, 5 сентября 1987 г. общее содержание озона над Антарктическим полуостровом на площади около 3 млн. км2 уменьшилось на 25 Д. Е. за 24 ч и достигло значения менее 200 Д. Е. Эта область низкого общего содержания озона, двигаясь над морем Уэдделла, существовала до 16 сентября, когда она слилась с двумя другими областями низкого содержания озона около Южного полюса. Данные самолетных лидарных измерений в этой воздушной массе в указанный период показали низкие концентрации озона и повышение—аэрозолей в слое 14—19 км, а синоптический анализ отметил усиление меридионального переноса в нижней стратосфере из средних широт южного полушария в высокие в рассматриваемом секторе [123, 209].[ ...]
Итак, наблюдаемое явление антарктической озонной «дыры» есть результат многих атмосферных (и не только атмосферных) процессов различного происхождения, накладывающихся и взаимодействующих друг с другом в особых условиях зимней и весенней антарктической стратосферы.[ ...]
Вернуться к оглавлению