سپر نامرئی زمین احیا می‌شود؛ بازیابی شگفت‌انگیز لایه اوزون در سال 2024

در سال 2024، یک تغییر قابل توجه در وضعیت حفره لایه اوزون بر فراز قطب جنوب به وقوع پیوست؛ حفره اوزون به یکی از کوچک‌ترین اندازه‌های خود از زمان آغاز پایش‌ها پس از پروتکل مونترال رسید و به عنوان هفتمین حفره اوزون کوچک در تاریخ ثبت شد. این بهبود چشم‌گیر در لایه اوزون، نتیجه کاهش مستمر انتشار گازهای کلروفلوئوروکربن (CFC) و بهبود دینامیک‌های جوی است که به انتقال اوزون از عرض‌های جغرافیایی بالاتر به سوی قطب جنوب کمک می‌کنند. با دیجی رو همراه باشید.

پیشرفت‌های بازیابی لایه اوزون در سال 2024

هر ساله در طی فصل تخریب اوزون از 7 سپتامبر تا 13 اکتبر (17 شهريور تا 22 مهر)، دانشمندان تغییرات این لایه را پایش می‌کنند. در سال جاری، اندازه حفره اوزون به طور متوسط نزدیک به 20 میلیون کیلومتر مربع بوده است که حدود سه برابر مساحت ایالات متحده است. در 28 سپتامبر (7 مهر)، حفره اوزون به بزرگ‌ترین اندازه روزانه خود یعنی 22.4 میلیون کیلومتر مربع رسید. این مقدار، با وجود کاهش نسبی نسبت به سال‌های گذشته، نشان از تأثیرات مثبت پروتکل مونترال دارد.

پروتکل مونترال، که در سال 1987 به امضا رسید، تعهدی جهانی برای کاهش استفاده از مواد تخریب کننده اوزون مانند CFCها است. از سال 1992، با اعمال تدابیر این پروتکل، تغییرات قابل توجهی در بهبود وضعیت لایه اوزون مشاهده شده است و سازمان ناسا و NOAA (سازمان ملی اقیانوسی و جوی) پیش‌بینی کرده‌اند که اگر این روند ادامه یابد، ممکن است لایه اوزون تا سال 2066 به طور کامل ترمیم شود.

واحد دوبسون و اهمیت آن در اندازه‌گیری اوزون

دانشمندان برای پایش سلامت لایه اوزون از واحدی به نام «دوبسون» (Dobson Unit) استفاده می‌کنند. این واحد میزان اوزون را در یک ستون از هوا، از سطح زمین تا مرز فضا، اندازه‌گیری می‌کند. یک واحد دوبسون معادل یک لایه اوزون به ضخامت 0.01 میلی‌متر در شرایط استاندارد دما و فشار است. برای مثال، 300 واحد دوبسون معادل لایه‌ای از اوزون با ضخامت 3 میلی‌متر خواهد بود. با استفاده از این واحد، می‌توان تغییرات فصلی و الگوهای ترمیمی اوزون را ردیابی کرد.

تاثیر تلاش‌های جهانی بر سلامت اوزون

کاهش اندازه حفره اوزون در سال 2024 به علت کاهش مداوم انتشار گازهای مخرب اوزون مانند CFCها و افزایش جریانات جوی که اوزون را به سمت قطب جنوب هدایت می‌کنند، رخ داده است. این جریان‌های جوی باعث شده‌اند تا اوزون بیشتری از نواحی شمالی‌تر به سمت قطب جنوب حرکت کند و تا حدودی کمبود این لایه را جبران کند. این تغییرات، که نتیجه تعهدات بین‌المللی برای حفظ محیط زیست و کاهش گازهای مخرب اوزون است، اثباتی بر کارایی پروتکل مونترال می‌باشد.

نگرانی‌های ناشی از تشعشعات فرابنفش در پی تخریب اوزون

لایه اوزون به عنوان یک سپر طبیعی عمل کرده و از سطح زمین در برابر تابش اشعه مضر فرابنفش (UV) خورشید محافظت می‌کند. مناطقی که از کمبود اوزون رنج می‌برند، تحت تأثیر بیشتری از تابش فرابنفش قرار می‌گیرند که می‌تواند موجب افزایش موارد سرطان پوست و آب‌مروارید شود. همچنین، تابش زیاد UV می‌تواند باعث کاهش محصولات کشاورزی و آسیب به گیاهان و جانوران آبی در اکوسیستم‌های حیاتی شود.

در دهه 1970، دانشمندان به شدت نگران اثرات مخرب CFCها بر لایه اوزون شدند. تا اواسط دهه 1980، لایه اوزون به حدی تخریب شده بود که در اوایل ماه اکتبر هر سال، بخش گسترده‌ای از استراتوسفر بر فراز قطب جنوب تقریباً بدون اوزون بود! منابع عمده CFCها شامل گازهای خنک کننده یخچال‌ها و دستگاه‌های تهویه مطبوع، اسپری‌های آئروسل و موادی در تولید کف‌های عایق و سیستم‌های اطفای حریق صنعتی بودند.

پایش و چشم‌انداز آینده

پروتکل مونترال در سال 1987 با هدف حذف محصولات و فرآیندهای مبتنی بر CFC امضا شد و کشورها متعهد شدند که تا سال 2010 این مواد را با جایگزین‌های دوستدار محیط زیست جایگزین کنند. پس از اجرای این پروتکل، انتشار ترکیبات CFC به طرز قابل توجهی کاهش یافت، اما هنوز نیاز به زمان است تا این ترکیبات موجود در هوا به طور کامل تجزیه شوند و سطح اوزون به حالت اولیه خود بازگردد.

در سال جاری، محققان از ترکیبی از سیستم‌های نظارتی برای پایش وضعیت لایه اوزون استفاده کردند. این سیستم‌ها شامل ابزارهایی در ماهواره آورا (Aura) ناسا، ماهواره‌های NOAA-20 و NOAA-21، و ماهواره سوئومی NPP بودند که به طور مشترک توسط ناسا و NOAA مدیریت می‌شوند. همچنین، دانشمندان NOAA از ایستگاه‌های پایش جوی در قطب جنوب بالون‌های هواشناسی تجهیزشده‌ای را رها می‌کنند تا به طور مستقیم غلظت اوزون را مشاهده کنند.

در 5 اکتبر (14 مهر)، غلظت اوزون بر فراز قطب جنوب به پایین‌ترین میزان خود در سال جاری، یعنی 109 واحد دوبسون رسید، در حالی که پایین‌ترین میزان ثبت‌شده تا کنون 92 واحد دوبسون در اکتبر 2006 بوده است. مشاهدات ماهواره‌ای ناسا و NOAA غلظت اوزون را در کل ناحیه حفره اوزون بررسی می‌کنند و همین مسئله می‌تواند منجر به ثبت رکورد نسبتاً پایین‌تر برای اندازه‌گیری واحد دوبسون شود. در واقع، وقتی داده‌ها از تمام ناحیه حفره اوزون جمع‌آوری می‌شود، مقادیر به دست آمده ممکن است به دلیل پوشش کامل منطقه، اندکی کمتر از زمانی باشد که فقط از بخشی از حفره اوزون اندازه‌گیری می‌شود.

همان‌طور که شیمیدان پژوهشی NOAA، برایان جانسون، اشاره کرده است: «هنوز راه طولانی در پیش داریم تا سطح اوزون به میزانی که پیش از آلودگی ناشی از CFCها داشت، بازگردد.» این بدین معناست که اگر چه اقدامات بین‌المللی نتایج مثبتی داشته است، اما برای ترمیم کامل لایه اوزون، باید همچنان به رعایت تعهدات و کاهش انتشار مواد مخرب اوزون ادامه داد.

این بهبود وضعیت لایه اوزون در سال 2024 نشان دهنده کارآمدی اقدامات جهانی و نقش حیاتی همکاری بین‌المللی در حفظ محیط زیست و کاهش مخاطرات زیست‌محیطی است.