Озоновая дыра над Антарктидой изменила климат в Южном полушарии Земли вплоть до тропиков, в частности вызвала сильнейшую засуху в Австралии, установили ученые. Нынешней весной озоновая дыра образовалась и над Арктикой: это может означать, что перемены климата стоит ожидать в ближайшие годы и в Северном полушарии.

Озон (трехатомная молекула кислорода, O3) является агрессивным химическим соединением, которое у человека, например, раздражает и повреждает органы дыхания, а также вызывает образование нерастворимых соединений в крови, что приводит к атеросклерозу.

Но не будь в стратосфере слоя из озона, окружающего нашу планету, жизнь на Земле была бы невозможна из-за ультрафиолетового излучения Солнца, которое стало бы причиной рака кожи и других опасных болезней. Что интересно, именно это опасное излучение, ионизуя находящийся в атмосфере кислород (O2) и этим побуждая его приобретать третий атом, и стало причиной появления озонового слоя вокруг нашей планеты.

За последние полвека в силу ряда причин, главной из которых стало широкое использование искусственных соединений, особенно бытовых и промышленных аэрозолей, содержащих хлорфторуглероды (ХФУ), озоновый слой быстро начал разрушаться. В середине 1980-х годов в озоновом слое над Антарктидой была обнаружена дыра. Это стало поводом для того, чтобы в 1989 году был инициирован так называемый Монреальский протокол (в настоящее время подписан 196 странами), регулирующий производство ХФУ. Ученые, проводящие наблюдения за озоновым слоем, отметили, что его истощение за последние десятилетия остановилось.

Но, поскольку вредные вещества, которые уничтожают озон, уже находятся в атмосфере, их действие будет наблюдаться в течение еще долго времени и, как предсказывают специалисты, полностью озоновая дыра над Антарктидой затянется лишь к середине XXI века.

Вопрос, насколько эта дыра влияет на климат Земли, волновал многих ученых. Большинство из них сошлись во мнении, что истощение озонового слоя меняет атмосферные потоки (что приводит к изменению климата) лишь в высоких широтах Южного полушария. Но, видимо, теперь эти представления нуждаются в пересмотре.

Исследователи из Колумбийского университета в Нью-Йорке совместно с коллегами из канадского Центра моделирования и анализа климата (Виктория, Британская Колумбия), показали, что наличие озоновой дыры влияет на силу и направление ветров (и, как следствие, на распределение осадков) не только на высоких широтах.

В ходе своего исследования, результаты которого опубликованы в журнале Science, ученые ввели данные об озоновой дыре в стандартную «хорошо работающую» программу моделирования климата. После этого они построили модель изменения климата за последние несколько десятков лет на основе реальных наблюдений. Получив хорошую корреляцию этих двух моделей, ученые сделали вывод, что именно озон, скорее всего, несет ответственность за наблюдавшиеся в последние годы изменения климата в южном полушарии.

Слева -- климат в южном полушарии до появления озоновой дыры: westerly jet -- атмосферные потоки, направленные на Запад в силу вращения Земли, dry subtropics -- сухие субтропические области. Справа -- климат в южном полушарии после появления озоновой дыры (ozone hole): в районе тропиков происходит выпадение осадков (increased precipitation), а зона субтропиков "отодвигается" на юг от экватора

Авторы работы выяснили механизм влияния озоновой дыры на климат. Отсутствие озона позволяет солнечным лучам прогревать тропосферу над Антарктидой, что вызывает атмосферные циклоны, которые проливаются мощными дождями в тропических областях, и традиционно засушливая субтропическая зона «отодвигается» на юг.

Таким образом, влияние озоновой дыры проявляется, например, в Австралии, которая в последние годы все чаще страдает от сильнейшей засухи.

Согласно предыдущим данным, вклад озоновых дыр в изменения климата можно было оценить не более чем в 10%. В случае с Австралией, по оценкам специалистов, речь идет об изменении климата сразу на 45%.

Авторы статьи обращают внимание на то, что толщина озонового слоя должна использоваться в климатических моделях как один из самых важных параметров. «Озоновая дыра даже не упоминается в адресованном политикам заключении последнего доклада Межправительственной группы экспертов ООН по изменению климата», – говорит профессор Лоренцо Полвани, один из авторов работы.

Ведущий автор исследования Сара Кан подчеркивает, что она и ее коллеги показали: «Озоновая дыра является серьезным игроком в климатической системе».

«Это может показаться удивительным, что озоновая дыра, расположенная так высоко над Антарктидой, может оказывать влияние вплоть до тропиков и регулировать количество осадков там – это буквально как эффект домино», – объясняет Кан.

Полвани добавляет, что наблюдающееся «затягивание» озонового слоя позволяет считать дыру над Антарктидой решенной проблемой, а Монреальский протокол – самым успешным международным соглашением, которым человечество смогло внести изменения в климатическую систему.

В соответствии с работой Сары Кан и ее коллег можно предположить, что изменения климата, связанные с истощением озонового слоя, могут произойти в ближайшие годы и в Северном полушарии.

Озоновые дыры могут образовываться не только в результате воздействия человека, поскольку разрушительным химическим реакциям в стратосфере способствуют низкие температуры. А нынешней весной толщина озонового слоя над Арктикой достигла, как говорится в сообщении Всемирной метеорологической организации (ВМО), «беспрецедентно низкого уровня из-за наличия в атмосфере веществ, разрушающих озон, и очень холодной зимы». Хотя прошедшая зима в Арктике была необычно теплой на земной поверхности, на высоте 15–20 км от Земли температуры достигали рекордного минимума.

«Объемы потерь озона каждой конкретной зимой зависят от метеорологических условий», – объясняет генеральный секретарь ВМО Мишель Жаро. – Но то количество озона, которое было уничтожено в 2011 году, показывает, что мы должны сохранять бдительность и внимательно следить за изменениями над Арктикой в течение следующих нескольких лет».

ТЕКСТ: Николай Подорванюк
ФОТО: NASA