Озоновый слой

Озо́новый слой, часть атмосферы Земли, где экспериментальными методами обнаружен озон. Занимает пространство от земной поверхности до высоты 70–80 км над уровнем моря. В более узком смысле озоновым слоем (или озоносферой) называют всю стратосферу или слой от 10 – 16 км (озонопауза) до 50 км, в котором находится наибольшее количество озона.

Если бы вся атмосфера Земли соответствовала нормальным условиям, то она заняла бы слой толщиной около 8 км, а слой озона имел бы толщину около 3 мм. Толщина этого слоя над конкретным местом определяет важнейшую характеристику озонового слоя – общее содержание озона (ОСО), измеряемое в единицах Добсона. Приведённая толщина слоя озона в 3 мм соответствует 300 единицам Добсона. От экватора к полюсам ОСО обычно возрастает; максимальное ОСО наблюдается в начале весны, минимальное – осенью. Эта зависимость с середины 20 в. нарушалась в южном полушарии, в результате образования т. н. озоновой дыры. ОСО может изменяться от 73 единиц Добсона (над Антарктидой в период весенней озоновой аномалии) до 650 единиц Добсона (над Арктикой в конце зимы – начале весны). На рисунке показана вертикальная структура озонового слоя: здесь ОСО пропорционально площади между вертикальной осью и кривой парциального давления. Основная часть атмосферного озона находится в стратосфере, менее 1 % – в мезосфере, 10 – 15 % – в тропосфере. Главным источником озона в атмосфере является верхняя стратосфера, где он образуется из молекулярного кислорода под действием ультрафиолетового излучения Солнца.

Наличие озонового слоя в атмосфере приводит к поглощению УФ - излучения с длинами волн менее 310 нм, губительного для всего живого на Земле. Поэтому мировое сообщество чрезвычайно обеспокоено глобальным уменьшением ОСО, наблюдавшимся с конца 1970-х гг. Сильное уменьшение ОСО имело место над полярными районами, особенно над Антарктидой; над тропиками ОСО практически не изменялось. Было установлено, что уменьшение ОСО связано как с наблюдаемыми климатическими изменениями, так и с увеличением содержания в атмосфере хлорфторуглеродов (большинство из них более известны как фреоны). Поэтому в 1987 г. заключено Международное соглашение по запрещению производства и применения озоноразрушающих соединений (Монреальский протокол). В 1994 г. Генеральная ассамблея ООН провозгласила^[1] 16 сентября Международным днём охраны озонового слоя. Наименьшее содержание озона в атмосфере наблюдалось в конце 20 в. (в умеренных широтах Северного полушария весной оно было примерно на 5 % ниже нормы), в 2020-х гг. озоновый слой почти восстановился.

В нижнюю атмосферу озон поступает из стратосферы, а также генерируется в результате фотохимических реакций с участием оксидов азота и легколетучих органических соединений. Ни одно промышленное предприятие не выбрасывает озон в атмосферу. Озон в концентрации свыше 80 млрд^–1 губителен для дыхательных клеток различных организмов. Такая концентрация приземного озона иногда наблюдается в тёплый сезон (особенно при температурах выше 30 ℃) во всех промышленно развитых странах, в том числе в России. Подсчитано, что из-за воздействия приземного озона только США ежегодно недополучают сельскохозяйственной продукции на несколько миллиардов долларов.