Вопросы и ответы: Почему исследования озона все еще необходимы

16 сентября мир отмечает Международный день охраны озонового слоя — день действий, учрежденный Организацией Объединенных Наций. Тема этого года — «от науки к глобальным действиям», что указывает на факт, лежащий в основе успешных политических мер по защите озонового слоя на протяжении десятилетий.

Доктор Йенс-Уве Гроос из Института климата и энергетических систем — Стратосфера (ICE-4), член Международной озонной комиссии, много лет исследует химию стратосферы. Вместе со своей командой он недавно внес значительные улучшения в атмосферную модель, что позволит делать еще более точные прогнозы истощения озона в будущем. В этом интервью он объясняет, почему озоновый слой жизненно важен для всех нас, как современные исследования решают новые загадки и почему — спустя 38 лет после вступления в силу Монреальского протокола — мы должны оставаться бдительными.

Озоновый слой отфильтровывает вредное ультрафиолетовое излучение солнечного света, делая возможной жизнь на Земле в ее нынешнем виде. Основной причиной озоновой дыры являются хлорфторуглероды (CFC), ранее использовавшиеся в аэрозолях, холодильниках и кондиционерах. Благодаря выполнению Монреальского протокола производство CFC постепенно сокращается во всем мире, и их концентрация в атмосфере неуклонно снижается уже около 25 лет. Однако из-за длительного срока жизни CFC нам придется ждать еще около 40–50 лет, пока озоновая дыра перестанет появляться над Антарктидой каждую весну.

Сокращение финансирования исследований представляет серьезную угрозу для глобальной защиты озонового слоя. Монреальский протокол предусматривает необходимость научного мониторинга наряду с мерами по сокращению выбросов. Без многолетних измерений, начатых британскими учеными в 1950-х, озоновая дыра могла бы остаться незамеченной. Сейчас финансирование многих измерительных станций, особенно в США, находится под угрозой, что может ограничить их работу и даже привести к преждевременному выводу из эксплуатации спутников. Это ослабит способность вовремя обнаруживать новые угрозы, такие как незаконное производство CFC.

В экологических исследованиях важно не оставаться в «башне из слоновой кости», а формулировать рекомендации для политиков на основе научных выводов. Как IPCC представляет результаты климатических исследований, так и выводы озоновых исследований были доведены до политиков в 1980-х. Поддержка тогдашнего премьер-министра Великобритании Маргарет Тэтчер, как химика по образованию, стала важным краеугольным камнем успеха Монреальского протокола.

Хотя процессы разрушения стратосферного озона в основном поняты, оставались некоторые несоответствия. Например, измерения в ядре полярного вихря зимой ежегодно показывали значительное снижение хлористого водорода (HCl), чего существующие модели не могли воспроизвести. В своем исследовании команда предложила дополнительные химические реакции, которые устраняют это несоответствие в атмосферной модели CLaMS («Chemical Lagrangian Model of the Stratosphere»). Это небольшой, но важный шаг к улучшению понимания атмосферных процессов и повышению надежности прогнозов.

Ключевой будущей задачей является лучшее понимание взаимодействия озона с изменяющимся климатом, включая рост уровня CO₂ и глобальное потепление. Для этого необходима тесная взаимосвязь моделирования и измерений. Хотя все более мощные суперкомпьютеры помогают в моделировании, надежные данные наблюдений остаются критически важными. Проблема в том, что ряд важных спутниковых инструментов достиг конца срока службы, а эквивалентной замены им пока нет, что повышает значимость наземных измерений. Без постоянного атмосферного мониторинга человечество может просто не заметить новую неожиданность, подобную открытию озоновой дыры.