Ozon-Erschöpfung beschreibt zwei verschiedene, aber zusammenhängende seit dem Ende der 1970er Jahre beobachtete Phänomene: Ein unveränderlicher Niedergang von ungefähr 4 % pro Jahrzehnt im Gesamtvolumen des Ozons in der Stratosphäre der Erde (die Ozon-Schicht), und ein viel größeres Frühjahr nimmt im stratosphärischen Ozon über die polaren Gebiete der Erde ab. Das letzte Phänomen wird das Ozon-Loch genannt. Zusätzlich zu diesen wohl bekannten stratosphärischen Phänomenen gibt es auch Frühjahr polare tropospheric Ozon-Erschöpfungsereignisse.

Die Details der polaren Ozon-Loch-Bildung unterscheiden sich von dieser der Mitte Breite-Verdünnung, aber der wichtigste Prozess in beiden ist katalytische Zerstörung des Ozons durch Atomhalogene. Die Hauptquelle dieser Halogen-Atome in der Stratosphäre ist Phototrennung von künstlichen halocarbon Kühlmitteln (CFCs, freons, halons). Diese Zusammensetzungen werden in die Stratosphäre transportiert, an der Oberfläche ausgestrahlt.

Wie man

beobachtete, haben beide Typen der Ozon-Erschöpfung als Emissionen von vergrößertem Ring-Kohlenstoff zugenommen.

CFCs und andere beisteuernde Substanzen werden Ozon entleerende Substanzen (ODS) genannt. Da die Ozon-Schicht die meisten schädlichen UVB Wellenlängen (280-315 nm) des ultravioletten Lichtes (UV Licht) davon verhindert, die Atmosphäre der Erde durchzuführen, haben beobachtete und geplante Abnahmen im Ozon Weltsorge erzeugt, die zu Adoption des Montrealer Protokolls führt, das die Produktion von CFCs, halons, und anderen Ozon entleerenden Chemikalien wie Kohlenstoff tetrachloride und trichloroethane verbietet. Es wird vermutet, dass sich eine Vielfalt von biologischen Folgen wie Zunahmen in Hautkrebs, grauem Star, Schaden an Werken und der Verminderung von Plankton-Bevölkerungen in der Lichtzone des Ozeans aus der vergrößerten UV Aussetzung wegen der Ozon-Erschöpfung ergeben kann.

Ozon-Zyklus-Übersicht

Drei Formen (oder allotropes) Sauerstoffes werden am Zyklus des Ozon-Sauerstoffes beteiligt: Sauerstoff-Atome (O oder Atomsauerstoff), Sauerstoff-Benzin (oder diatomic Sauerstoff) und Ozon-Benzin (oder triatomic Sauerstoff). Ozon wird in der Stratosphäre gebildet, wenn sich Sauerstoff-Moleküle nach dem Aufsaugen eines ultravioletten Fotons photoabtrennen, dessen Wellenlänge kürzer ist als 240 nm. Das wandelt eine Single in zwei Atomsauerstoff-Ionen um. Die Atomsauerstoff-Ionen verbinden sich dann mit getrennten Molekülen, um zwei Moleküle zu schaffen. Diese Ozon-Moleküle absorbieren UV Licht zwischen 310 und 200 nm, im Anschluss an die sich Ozon in ein Molekül und ein Sauerstoff-Atom aufspaltet. Das Sauerstoff-Atom wird dann mit einem Sauerstoff-Molekül Soldat, um Ozon zu regenerieren. Das ist ein ständiger Prozess, der endet, wenn "sich" ein Sauerstoff-Atom mit einem Ozon-Molekül "wiederverbindet", um zwei Moleküle zu machen.

O +  2 chemische Gleichung

Der gesamte Betrag des Ozons in der Stratosphäre wird durch ein Gleichgewicht zwischen fotochemischer Produktion und Wiederkombination bestimmt.

Ozon kann durch mehrere freie radikale Katalysatoren zerstört, am wichtigsten werden, von denen der hydroxyl Radikale sind (OH ·), der Stickstoffoxydradikale (NEIN ·), das Atomchlor-Ion (Kl. ·) und das Atombrom-Ion (Br ·). Alle von diesen haben sowohl natürliche als auch künstliche Quellen; zurzeit, der meiste OH · und NEIN · in der Stratosphäre ist des natürlichen Ursprungs, aber menschliche Tätigkeit hat die Niveaus des Chlors und Broms drastisch vergrößert. Diese Elemente werden in bestimmten stabilen organischen Zusammensetzungen, besonders chlorofluorocarbons (CFCs) gefunden, der ihren Weg zur Stratosphäre finden kann, ohne in der Troposphäre wegen ihrer niedrigen Reaktionsfähigkeit zerstört zu werden. Einmal in der Stratosphäre werden die Atome von Cl und Br von den Elternteilzusammensetzungen durch die Handlung des ultravioletten Lichtes z.B befreit.

+ elektromagnetische Radiation  + Kl.

Die Atome von Cl und Br können dann Ozon-Moleküle durch eine Vielfalt von katalytischen Zyklen zerstören. Im einfachsten Beispiel solch eines Zyklus reagiert ein Chlor-Atom mit einem Ozon-Molekül, ein Sauerstoff-Atom damit (sich formender ClO) nehmend und ein normales Sauerstoff-Molekül verlassend. Das Chlor-Monoxyd (d. h., ClO) kann mit einem zweiten Molekül des Ozons (d. h.,) reagieren, um ein anderes Chlor-Atom und zwei Moleküle von Sauerstoff nachzugeben. Die chemische Schnellschrift für diese gasphasigen Reaktionen ist:

• Kl. +  ClO + - Das Chlor-Atom ändert ein Ozon-Molekül zu gewöhnlichem Sauerstoff
• ClO +  Kl. + 2 - ClO von der vorherigen Reaktion zerstört ein zweites Ozon-Molekül und erfrischt das ursprüngliche Chlor-Atom, das die erste Reaktion wiederholen und fortsetzen kann, Ozon zu zerstören.

Die gesamte Wirkung ist eine Abnahme im Betrag des Ozons. Mehr komplizierte Mechanismen sind entdeckt worden, die zu Ozon-Zerstörung in der niedrigeren Stratosphäre ebenso führen.

Ein einzelnes Chlor-Atom würde fortsetzen, Ozon zu zerstören (so ein Katalysator) seit bis zu zwei Jahren (der zeitliche Rahmen für den Transport treten zur Troposphäre zurück) waren es nicht für Reaktionen, die sie von diesem Zyklus durch das Formen der Reservoir-Arten wie Wasserstoffchlorid (HCl) und Chlor-Nitrat entfernen. Auf pro Atom-Basis ist Brom noch effizienter als Chlor beim Zerstören des Ozons, aber es gibt viel weniger Brom in der Atmosphäre zurzeit. Infolgedessen tragen sowohl Chlor als auch Brom bedeutsam zur gesamten Ozon-Erschöpfung bei. Laborstudien haben gezeigt, dass Fluor und Jod-Atome an analogen katalytischen Zyklen teilnehmen. Jedoch, in der Stratosphäre der Erde, reagieren Fluor-Atome schnell mit Wasser und Methan, um stark gebundenen HF zu bilden, während organische Moleküle, die Jod enthalten, so schnell in der niedrigeren Atmosphäre reagieren, dass sie die Stratosphäre in bedeutenden Mengen nicht erreichen. Außerdem ist ein einzelnes Chlor-Atom im Stande, mit 100,000 Ozon-Molekülen zu reagieren. Diese Tatsache plus der Betrag des Chlors, das in die Atmosphäre durch chlorofluorocarbons (CFCs) jährlich veröffentlicht ist, demonstriert, wie gefährliche CFCs zur Umgebung sind.

Beobachtungen auf der Ozon-Schicht-Erschöpfung

Die ausgesprochenste Abnahme im Ozon ist in der niedrigeren Stratosphäre gewesen. Jedoch wird das Ozon-Loch am meisten gewöhnlich nicht in Bezug auf Ozon-Konzentrationen an diesen Niveaus gemessen (die normalerweise einiger Teile pro Million sind), aber durch die Verminderung des Gesamtsäulenozons, über einem Punkt auf der Oberfläche der Erde, die normalerweise in Einheiten von Dobson, abgekürzt als "DU" ausgedrückt wird. Gekennzeichnete Abnahmen im Säulenozon in der Antarktis Frühlings- und Anfang des Sommers im Vergleich zum Anfang der 1970er Jahre und sind vorher mit Instrumenten wie Total Ozone Mapping Spectrometer (TOMS) beobachtet worden.

Die Verminderungen von bis zu 70 % in der Ozon-Säule, die im südlichen beobachtet ist (südlich hemisphärisch) Frühling über die Antarktis und haben zuerst 1985 berichtet (Farman u. a. 1985) gehen weiter. Im Laufe der 1990er Jahre hat Gesamtsäulenozon im September und Oktober fortgesetzt, um 40-50 % niedriger zu sein, als Pre-Ozone-Hole-Werte. In der Arktis ist der verlorene Betrag mehr variables Jahr-zu-jährig als in der Antarktis. Die größten Niedergänge, bis zu 30 %, sind im Winter und Frühling, wenn die Stratosphäre kälter ist.

Reaktionen, die auf polaren stratosphärischen Wolken (PSCs) stattfinden, spielen eine wichtige Rolle im Erhöhen der Ozon-Erschöpfung. PSCs formen sich mehr sogleich in der äußersten Kälte der Antarktischen Stratosphäre. Das ist, warum Ozon-Löcher zuerst gebildet, und über die Antarktis tiefer sind. Frühe Modelle haben gescheitert, PSCs in Betracht zu ziehen, und haben eine allmähliche globale Erschöpfung vorausgesagt, die ist, warum das plötzliche Antarktische Ozon-Loch solch eine Überraschung vielen Wissenschaftlern war.

In mittleren Breiten ist es vorzuziehend, von der Ozon-Erschöpfung aber nicht den Löchern zu sprechen. Niedergänge sind um ungefähr 3 % unter vor1980 Werten für den 35-60°N und ungefähr 6 % für den 35-60°S. In den Wendekreisen gibt es keine bedeutenden Tendenzen.

Ozon-Erschöpfung erklärt auch viel von der beobachteten Verminderung stratosphärischer und oberer tropospheric Temperaturen. Die Quelle der Wärme der Stratosphäre ist die Absorption der UV Radiation durch den Ozon, folglich führt reduzierter Ozon zum Abkühlen. Etwas stratosphärisches Abkühlen wird auch von Zunahmen in Treibhausgasen solcher als vorausgesagt; jedoch scheint das Ozon-veranlasste Abkühlen, dominierend zu sein.

Vorhersagen von Ozon-Niveaus bleiben schwierig. Die Meteorologische Weltorganisation Globale Ozon-Forschung und Projekt Kontrollierend — kommt Bericht Nr. 44 stark begünstigt für das Montrealer Protokoll heraus, aber bemerkt, dass eine UNEP 1994-Bewertung Ozon-Verlust für die 1994-1997 Periode überschätzt hat.

Chemikalien in der Atmosphäre

CFCs und verwandte Zusammensetzungen in der Atmosphäre

Chlorofluorocarbons (CFCs) und andere halogenated Ozon-Verbrauchen-Substanzen (ODS) sind für die künstliche chemische Ozon-Erschöpfung hauptsächlich verantwortlich. Die Summe von wirksamen Halogenen (Chlor und Brom) in der Stratosphäre kann berechnet werden und ist als das gleichwertige wirksame stratosphärische Chlor (EESC) bekannt.

CFCs wurden von Thomas Midgley dem Jüngeren erfunden. in den 1920er Jahren. Sie wurden in der Klimatisierung und den kühl werdenden Einheiten, als Aerosol-Spray-Treibgase vor den 1970er Jahren, und in den Reinigungsprozessen der feinen elektronischen Ausrüstung verwendet. Sie kommen auch als Nebenprodukte von einigen chemischen Prozessen vor. Keine bedeutenden natürlichen Quellen sind jemals für diese Zusammensetzungen identifiziert worden — ihre Anwesenheit in der Atmosphäre ist fast völlig zur menschlichen Fertigung erwartet. Wie oben erwähnt, wenn solche Ozon entleerenden Chemikalien die Stratosphäre erreichen, werden sie durch das ultraviolette Licht abgesondert, um Chlor-Atome zu veröffentlichen. Die Chlor-Atom-Tat als ein Katalysator, und kann jeder Zehntausende von Ozon-Molekülen brechen, bevor er von der Stratosphäre entfernt wird. In Anbetracht der Langlebigkeit von CFC Molekülen werden Wiederherstellungszeiten in Jahrzehnten gemessen. Es wird berechnet, dass ein CFC Molekül einen Durchschnitt von ungefähr fünf bis sieben Jahren nimmt, um vom Boden-Niveau bis zur oberen Atmosphäre zu gehen, und es dort seit ungefähr einem Jahrhundert bleiben kann, bis zu hunderttausend Ozon-Moleküle während dieser Zeit zerstörend.

Überprüfung von Beobachtungen

Wissenschaftler sind zunehmend im Stande gewesen, die beobachtete Ozon-Erschöpfung der Zunahme von künstlichen (anthropogenen) Halogen-Zusammensetzungen von CFCs durch den Gebrauch von komplizierten Chemie-Transportmodellen und ihre Gültigkeitserklärung gegen Beobachtungsdaten zuzuschreiben (z.B. SLIMCAT, CLaMS — Chemisches Lagrangian Modell der Stratosphäre). Diese Modelle Arbeit durch das Kombinieren von Satellitenmaßen von chemischen Konzentrationen und meteorologischen Feldern mit chemischen Reaktionsrate-Konstanten haben in Laboratorium-Experimenten vorgeherrscht. Sie sind im Stande, nicht nur den Schlüssel chemische Reaktionen sondern auch die Transportprozesse zu identifizieren, die CFC photolysis Produkte in den Kontakt mit dem Ozon bringen.

Das Ozon-Loch und seine Ursachen

Das Antarktische Ozon-Loch ist ein Gebiet der Antarktischen Stratosphäre, in der die neuen Ozon-Niveaus mindestens auf 33 % ihrer vor1975 Werte gefallen sind. Das Ozon-Loch kommt während des Antarktischen Frühlings, vom September bis zum Anfang Dezember vor, weil starke Westwinde anfangen, um den Kontinent zu zirkulieren und einen atmosphärischen Behälter zu schaffen. Innerhalb dieses polaren Wirbelwinds werden mehr als 50 % des niedrigeren stratosphärischen Ozons während des Antarktischen Frühlings zerstört.

Wie erklärt, oben ist die primäre Ursache der Ozon-Erschöpfung die Anwesenheit von Chlor enthaltendem Quellbenzin (in erster Linie CFCs und verwandter halocarbons). In Gegenwart vom UV Licht trennt sich dieses Benzin ab, Chlor-Atome veröffentlichend, die dann fortsetzen, Ozon-Zerstörung zu katalysieren. Die mit der Kl. katalysierte Ozon-Erschöpfung kann in der Gasphase stattfinden, aber es wird in Gegenwart von polaren stratosphärischen Wolken (PSCs) drastisch erhöht.

Diese Form der polaren stratosphärischen Wolken (PSC) während des Winters, in der äußersten Kälte. Polare Winter sind dunkel, aus 3 Monaten ohne Sonnenstrahlung (Sonnenlicht) bestehend. Der Mangel am Sonnenlicht trägt zu einer Abnahme in der Temperatur und der polaren Wirbelwind-Falle- und Kälte-Luft bei. Temperaturen schwanken ringsherum oder unter 80 °C. Diese niedrigen Temperaturen bilden Wolkenpartikeln. Es gibt drei Typen von PSC Wolken - Stickstoffsäure trihydrate Wolken, langsam Wassereis-Wolken und schnelles kühl werdendes Wassereis (nacerous) Wolken abkühlend - die Oberflächen für chemische Reaktionen zur Verfügung stellen, die zu Ozon-Zerstörung führen.

Die fotochemischen beteiligten Prozesse sind kompliziert, aber gut verstanden. Die Schlüsselbeobachtung besteht darin, dass, normalerweise, der grösste Teil des Chlors in der Stratosphäre in stabilen "Reservoir"-Zusammensetzungen, in erster Linie Salzsäure (HCl) und Chlor-Nitrat wohnt. Während des Antarktischen Winters und Frühlings, jedoch, wandeln Reaktionen auf der Oberfläche der polaren stratosphärischen Wolkenpartikeln diese "Reservoir"-Zusammensetzungen in reaktive freie Radikale (Kl. und ClO) um. Die Wolken können auch von der Atmosphäre durch das Umwandeln davon zu Stickstoffsäure umziehen, die kürzlich gebildeten ClO davon abhält, zurück darin umgewandelt zu werden.

Die Rolle des Sonnenlichtes in der Ozon-Erschöpfung ist der Grund, warum die Antarktische Ozon-Erschöpfung während des Frühlings am größten ist. Während des Winters, wenn auch PSCs an ihrem reichlichsten sind, gibt es kein Licht über den Pol, um die chemischen Reaktionen zu steuern. Während des Frühlings, jedoch, kommt die Sonne heraus, Energie zur Verfügung stellend, fotochemische Reaktionen zu steuern und die polaren stratosphärischen Wolken zu schmelzen, die gefangenen Zusammensetzungen veröffentlichend. Das Wärmen von Temperaturen in der Nähe vom Ende des Frühlings zerbricht den Wirbelwind um die Mitte Dezember. Als warme, am Ozon reiche Luftströme in von niedrigeren Breiten werden die PSCs zerstört, der Ozon-Erschöpfungsprozess, macht und die Ozon-Loch-Enden zu.

Der grösste Teil des Ozons, der zerstört wird, ist in der niedrigeren Stratosphäre im Gegensatz zur viel kleineren Ozon-Erschöpfung durch homogene Gasphase-Reaktionen, die in erster Linie in der oberen Stratosphäre vorkommt.

Interesse an der Ozon-Schicht-Erschöpfung

Während die Wirkung des Antarktischen Ozon-Loches im Verringern des globalen Ozons relativ klein, auf ungefähr 4 % pro Jahrzehnt geschätzt ist, hat das Loch sehr viel von Interesse weil erzeugt:

• Die Abnahme in der Ozon-Schicht wurde am Anfang der 1980er Jahre vorausgesagt, um ungefähr 7 % im Laufe einer 60-jährigen Periode zu sein.
• Die plötzliche Anerkennung 1985, dass es ein wesentliches "Loch" gab, wurde in der Presse weit berichtet. Die besonders schnelle Ozon-Erschöpfung in der Antarktis war vorher als ein Maß-Fehler abgewiesen worden.
• Viele wurden beunruhigt, dass Ozon-Löcher anfangen könnten, über andere Gebiete des Erdballs zu erscheinen, aber bis heute ist die einzige weitere groß angelegte Erschöpfung ein kleinerer Ozon "Grübchen", das während des Arktischen Frühlings über den Nordpol beobachtet ist. Der Ozon an mittleren Breiten hat sich geneigt, aber durch ein viel kleineres Ausmaß (ungefähr 4 % - 5 % Abnahme).
• Wenn die Bedingungen strenger geworden sind (kühlere stratosphärische Temperaturen, mehr stratosphärische Wolken, aktiveres Chlor), dann kann globaler Ozon mit einem viel größeren Schritt abnehmen. Standarderderwärmungstheorie sagt voraus, dass die Stratosphäre kühl werden wird.
• Wenn sich das Antarktische Ozon-Loch, die Ozon-entleerten Luftantriebe in nahe gelegene Gebiete auflöst. Abnahmen im Ozon-Niveau von bis zu 10 % sind in Neuseeland im Monat im Anschluss an den Bruch des Antarktischen Ozon-Loches berichtet worden.

Folgen der Ozon-Schicht-Erschöpfung

Da die Ozon-Schicht UVB ultraviolettes Licht von der Sonne absorbiert, wie man erwartet, vergrößert Ozon-Schicht-Erschöpfung UVB Oberflächenniveaus, die führen konnten, um einschließlich der Zunahme in Hautkrebs zu beschädigen. Das war der Grund für das Montrealer Protokoll. Obwohl Abnahmen im stratosphärischen Ozon an CFCs gut gebunden werden und es gute theoretische Gründe gibt zu glauben, dass Abnahmen im Ozon zu Zunahmen in Oberflächen-UVB führen werden, gibt es keine direkten Beobachtungsbeweise, die Ozon-Erschöpfung mit dem höheren Vorkommen des Hautkrebses und Augenschadens in Menschen verbinden. Das ist teilweise, weil UVA, der auch in einige Formen des Hautkrebses hineingezogen worden ist, vom Ozon nicht gefesselt ist, und es fast unmöglich ist, Statistik für Lebensstil-Änderungen im Volk zu kontrollieren.

Vergrößerter UV

Ozon, während ein Minderheitsbestandteil in der Atmosphäre der Erde, ist für den grössten Teil der Absorption der UVB Radiation verantwortlich. Der Betrag der UVB Radiation, die durch die Ozon-Schicht eindringt, nimmt exponential mit der Dicke des Schräge-Pfads und Dichte der Schicht ab. Entsprechend, wie man erwartet, verursacht eine Abnahme im atmosphärischen Ozon bedeutsam vergrößerte Niveaus von UVB in der Nähe von der Oberfläche.

Zunahmen in Oberflächen-UVB wegen des Ozon-Loches können durch Strahlungsübertragungsmusterberechnungen teilweise abgeleitet werden, aber können von direkten Maßen wegen des Mangels an zuverlässigen historisch (pre-ozone-hole) UV Oberflächendaten nicht berechnet werden, obwohl UV neuere Oberflächenbeobachtungsmaß-Programme (z.B an Lauder, Neuseeland) bestehen.

Weil es diese dieselbe UV Radiation ist, die Ozon in der Ozon-Schicht von (regelmäßiger Sauerstoff) an erster Stelle schafft, würde die Verminderung des stratosphärischen Ozons wirklich dazu neigen, fotochemische Produktion des Ozons an niedrigeren Ebenen zu vergrößern (in der Troposphäre), obwohl die gesamten beobachteten Tendenzen im Gesamtsäulenozon noch eine Abnahme größtenteils zeigen, weil Ozon erzeugt tiefer unten eine natürlich kürzere fotochemische Lebenszeit hat, so wird es zerstört, bevor die Konzentrationen ein Niveau erreichen konnten, das die Ozon-Verminderung höher ersetzen würde.

Biologische Effekten

Die öffentliche Hauptsorge bezüglich des Ozon-Loches ist die Effekten der UV vergrößerten Oberflächenradiation auf der menschlichen Gesundheit gewesen. Bis jetzt ist die Ozon-Erschöpfung in den meisten Positionen normalerweise einiges Prozent und, wie bemerkt, oben gewesen, kein unmittelbarer Beweis des Gesundheitsschadens ist in den meisten Breiten verfügbar. Waren die hohen Niveaus der Erschöpfung, die im Ozon-Loch jemals gesehen ist über den Erdball üblich sein, die Effekten konnten wesentlich dramatischer sein. Da das Ozon-Loch über die Antarktis in einigen Beispielen angebaut so groß hat, um südliche Teile Australiens, Neuseelands, Chiles, Argentiniens und Südafrikas zu erreichen, sind Umweltexperten besorgt worden, dass die Zunahme in Oberflächen-UV bedeutend sein konnte.

Ozon-Erschöpfung wird alle Effekten von UVB auf der menschlichen Gesundheit, sowohl positiv als auch negativ ändern.

Wie man

allgemein akzeptiert, ist UVB (die höhere Energie UV Radiation, die vom Ozon gefesselt ist), ein beisteuernder Faktor zu Hautkrebs und erzeugt Vitamin D. Außerdem führt vergrößerter Oberflächen-UV zu vergrößertem tropospheric Ozon, der eine Gesundheitsgefahr Menschen ist.

1. Grundlegendes und squamous Zellkrebsgeschwür — die meisten Standardformen des Hautkrebses in Menschen, grundlegenden und squamous Zellkrebsgeschwürs, ist mit der UVB Aussetzung stark verbunden worden. Der Mechanismus, durch den UVB diese Krebse veranlasst, wird gut verstanden — die Absorption der UVB Radiation veranlasst die Pyrimidine-Basen im DNA-Molekül, dimers zu bilden, auf Abschrift-Fehler hinauslaufend, wenn die DNA wiederholt. Diese Krebse sind relativ mild und selten tödlich, obwohl die Behandlung des squamous Zellkrebsgeschwürs manchmal umfassende wiederaufbauende Chirurgie verlangt. Indem sie epidemiologische Daten mit Ergebnissen von Tierstudien verbinden, haben Wissenschaftler dass eine Ein-Prozent-Abnahme in eingeschätzt

stratosphärischer Ozon würde das Vorkommen dieser Krebse um 2 % vergrößern.

2. Bösartiges Melanom — eine Andere Form des Hautkrebses, bösartigen Melanoms, ist viel weniger üblich, aber viel gefährlicher, in ungefähr 15-20 % der diagnostizierten Fälle tödlich seiend. Die Beziehung zwischen bösartigem Melanom und ultravioletter Aussetzung wird noch nicht gut verstanden, aber es scheint, dass sowohl UVB als auch UVA beteiligt werden. Experimente auf dem Fisch weisen darauf hin, dass 90 bis 95 % von bösartigen Melanomen wegen UVA und sichtbarer Radiation sein können

wohingegen Experimente auf Beutelratten eine größere Rolle für UVB andeuten. Wegen dieser Unklarheit ist es schwierig, den Einfluss der Ozon-Erschöpfung auf dem Melanom-Vorkommen zu schätzen. Eine Studie hat gezeigt, dass eine 10-%-Zunahme in der UVB Radiation mit einer 19-%-Zunahme in Melanomen für Männer und 16 % für Frauen vereinigt wurde. Eine Studie von Leuten in Punta Arenen, am südlichen Tipp Chiles, hat eine 56-%-Zunahme in Melanom und eine 46-%-Zunahme in Nichtmelanom-Hautkrebs über eine Zeitdauer von sieben Jahren zusammen mit dem verminderten Ozon gezeigt und hat UVB Niveaus vergrößert.

3. Grauer Star von Cortical — Studien sind eine Vereinigung zwischen augenfälligem cortical grauem Star und UV-B Aussetzung, mit groben Annäherungen der Aussetzung und verschiedenen Bewertungstechniken des grauen Stars andeutend. Eine ausführliche Bewertung der Augenaussetzung von UV-B wurde in einer Studie auf Chesapeake Kastanienbraunen Fährmännern ausgeführt, wo Zunahmen in der durchschnittlichen jährlichen Augenaussetzung mit der zunehmenden Gefahr der cortical Undurchsichtigkeit vereinigt wurden. In dieser hoch ausgestellten Gruppe vorherrschend weißer Männer waren die Beweise, die sich cortical Undurchsichtigkeit zur Sonnenlicht-Aussetzung verbinden, bis heute am stärksten. Jedoch, nachfolgende Daten von einer bevölkerungsbasierten Studie im Biber-Damm, hat WI darauf hingewiesen, dass die Gefahr auf Männer beschränkt werden kann. In der Biber-Dammstudie waren die Aussetzungen unter Frauen niedriger als Aussetzungen unter Männern, und keine Vereinigung wurde gesehen. Außerdem gab es keine Daten, die Sonnenlicht-Aussetzung von der Gefahr des grauen Stars in Afroamerikanern verbinden, obwohl andere Augenkrankheiten verschiedenes Vorherrschen unter den verschiedenen Rassengruppen haben, und cortical Undurchsichtigkeit scheint, in Afroamerikanern im Vergleich zu Weißen höher zu sein.

4. Vergrößerter tropospheric Ozon — Vergrößerter Oberflächen-UV führt zu vergrößertem tropospheric Ozon. Wie man allgemein anerkennt, ist Ozon des Boden-Niveaus eine Gesundheitsgefahr, weil Ozon wegen seiner starken oxidant Eigenschaften toxisch ist. In dieser Zeit wird der Ozon am Boden-Niveau hauptsächlich durch die Handlung der UV Radiation auf Verbrennen-Benzin von Fahrzeugauslassventilen erzeugt.

5. Vergrößerte Produktion des Vitamins D

Vitamin D wird in der Haut durch das ultraviolette Licht erzeugt. So höher erhebt UV-B Aussetzung menschliches Vitamin D in denjenigen, die daran unzulänglich sind. Neue Forschung (in erster Linie seit dem Montrealer Protokoll), Shows, dass viele Menschen weniger haben als optimale Niveaus des Vitamins D. Insbesondere der niedrigste quartile des Vitamins D (Während höheres Niveau des Vitamins D mit der höheren Sterblichkeit vereinigt werden, hat der Körper Mechanismen, die Sonnenlicht davon abhalten, zu viel Vitamin D zu erzeugen.

Effekten auf nichtmenschliche Tiere

Ein Bericht im November 2010 von Wissenschaftlern am Institut für die Zoologie in London hat gefunden, dass Walfische von der Küste Kaliforniens einen scharfen Anstieg des Sonne-Schadens gezeigt haben, und diese Wissenschaftler "fürchten, dass die dünn werdende Ozon-Schicht schuldig ist."

Die Studie hat fotografiert und hat Hautbiopsien von mehr als 150 Walfischen im Golf Kaliforniens genommen und hat "weit verbreitete Beweise des Epidermal-Schadens allgemein vereinigt mit dem akuten und strengen Sonnenbrand," gefunden, Zellen habend, die sich formen, wenn die DNA durch die UV Radiation beschädigt wird. Die Ergebnisse deuten an "sich zu erheben UV Niveaus infolge der Ozon-Erschöpfung sind für den beobachteten Hautschaden, ebenso dieser menschliche Hautkrebs schuldig Raten haben in letzten Jahrzehnten zugenommen."

Effekten auf Getreide

Wie man

erwarten würde, betraf eine Zunahme der UV Radiation Getreide. Mehrere wirtschaftlich wichtige Arten von Werken, wie Reis, hängen von cyanobacteria das Wohnen von ihren Wurzeln für die Retention des Stickstoffs ab. Cyanobacteria sind zum UV Licht empfindlich und würden durch seine Zunahme betroffen.

Rechtsordnung

Das volle Ausmaß des Schadens, dass CFCs zur Ozon-Schicht verursacht haben, ist nicht bekannt und wird seit Jahrzehnten nicht bekannt sein; jedoch sind gekennzeichnete Abnahmen im Säulenozon bereits (wie erklärt, vorher) beobachtet worden.

Nachdem ein 1976-Bericht durch die Nationale USA-Akademie von Wissenschaften beschlossen hat, dass glaubwürdige wissenschaftliche Beweise die Ozon-Erschöpfungshypothese einige Länder, einschließlich der Vereinigten Staaten, Kanadas, Schwedens, Dänemarks und Norwegens, bewegt unterstützt haben, um den Gebrauch von CFCs in Aerosol-Spraydosen zu beseitigen. Zurzeit wurde das als ein erster Schritt zu einer umfassenderen Regulierungspolitik weit betrachtet, aber der Fortschritt in dieser Richtung hat sich in nachfolgenden Jahren verlangsamt, wegen einer Kombination von politischen Faktoren (hat Widerstand von der halocarbon Industrie fortgesetzt, und eine allgemeine Änderung in der Einstellung zur Umweltregulierung während der ersten zwei Jahre der Regierung von Reagan) und wissenschaftliche Entwicklungen (nachfolgende Nationale Akademie-Bewertungen haben die angezeigt, dass die ersten Schätzungen des Umfangs der Ozon-Erschöpfung allzu groß gewesen waren).

Ein kritischer DuPont, der Patent für Freon verfertigt, wurde veranlasst, 1979 abzulaufen. Die Vereinigten Staaten haben den Gebrauch von CFCs in Aerosol-Dosen 1978 verboten. Die Europäische Gemeinschaft hat Vorschläge zurückgewiesen, CFCs in Aerosol-Sprays, und in den Vereinigten Staaten zu verbieten, CFCs hat fortgesetzt, als Kühlmittel verwendet zu werden und um Leiterplatten zu reinigen. CFC Weltproduktion ist scharf nach dem amerikanischen Aerosol-Verbot gefallen, aber vor 1986 war fast zu seinem 1976-Niveau zurückgekehrt. 1993 hat DuPont seine CFC Möglichkeit geschlossen.

Die Einstellung der amerikanischen Regierung hat begonnen, sich wieder 1983 zu ändern, als William Ruckelshaus Anne M. Burford als Verwalter der USA-Umweltbundesbehörde ersetzt hat. Unter Ruckelshaus und seinem Nachfolger, Lee Thomas, dem EPA, der wegen einer internationalen Annäherung an halocarbon Regulierungen bedrängt ist. 1985 haben 20 Nationen, einschließlich der meisten CFC Haupterzeuger, die Wiener Tagung für den Schutz der Ozon-Schicht unterzeichnet, die ein Fachwerk gegründet hat, um internationale Regulierungen auf Ozon entleerenden Substanzen zu verhandeln. Dass dasselbe Jahr die Entdeckung des Antarktischen Ozon-Loches bekannt gegeben wurde, ein Wiederaufleben in der Bekanntheit zum Problem verursachend. 1987 haben Vertreter von 43 Nationen das Montrealer Protokoll unterzeichnet.

Inzwischen hat die halocarbon Industrie seine Position ausgewechselt und hat angefangen, ein Protokoll zu unterstützen, um CFC Produktion zu beschränken. Jedoch war diese Verschiebung mit DuPont uneben, der schneller handelt als ihre europäischen Kollegen. Du Pont kann mit vergrößertem Hautkrebs verbundene Gerichtshandlung gefürchtet haben, besonders wenn der EPA eine Studie veröffentlicht hatte 1986 behauptend, dass zusätzliche 40 Millionen Fälle und 800,000 Krebs-Todesfälle in den USA in den nächsten 88 Jahren erwartet werden sollten. Die EU hat seine Position ebenso ausgewechselt, nachdem Deutschland seine Verteidigung der CFC Industrie aufgegeben hat und angefangen hat zu unterstützen, geht an Regulierung heran. Regierung und Industrie in Frankreich und dem Vereinigten Königreich haben versucht, ihren CFC das Produzieren von Industrien sogar zu verteidigen, nachdem das Montrealer Protokoll unterzeichnet worden war

An Montreal sind die Teilnehmer bereit gewesen, Produktion von CFCs an 1986 Niveaus einzufrieren und Produktion um 50 % vor 1999 zu reduzieren. Nachdem eine Reihe von wissenschaftlichen Entdeckungsreisen zu den Antarktischen erzeugten überzeugenden Beweisen, dass das Ozon-Loch tatsächlich durch das Chlor und Brom von künstlichem organohalogens, das Montrealer Protokoll verursacht wurde, in 1990 gestärkt wurde, der sich in London trifft. Die Teilnehmer sind bereit gewesen, CFCs und halons völlig (beiseite von einem sehr kleinen Betrag stufenweise einzustellen, der für den bestimmten "wesentlichen" Gebrauch wie Asthma-Inhalationsapparate gekennzeichnet ist) vor 2000 in Ländern des Nichtartikels 5 und vor 2010 im Artikel 5 (weniger entwickelt) Unterzeichner In 1992, der sich in Kopenhagen, die Phase trifft, Datum wurde bis zu 1996 bewegt. Auf derselben Sitzung wurde Methyl-Bromid (MeBr), eine Atemgift verwendet in erster Linie in der landwirtschaftlichen Produktion, zur Liste von kontrollierten Substanzen hinzugefügt. Für alle Substanzen, die laut des Protokolls, phaseout Listen kontrolliert sind, wurden für den weniger entwickelten ('Artikel 5 (1)') Länder verzögert, und phaseout in diesen Ländern wurde durch Übertragungen des Gutachtens, der Technologie und des Geldes von Parteien des Nichtartikels 5 (1) zum Protokoll unterstützt. Zusätzlich konnte um Befreiungen aus den abgestimmten Listen unter dem Prozess von Essential Use Exemption (EUE) um Substanzen außer dem Methyl-Bromid und unter dem Prozess von Critical Use Exemption (CUE) für das Methyl-Bromid beworben werden. Sieh Gareau und DeCanio und Normannen für mehr Detail auf den Befreiungsprozessen.

Einigermaßen sind CFCs durch den weniger zerstörenden hydrochlorofluorocarbons (HCFCs) ersetzt worden, obwohl Sorgen bezüglich HCFCs auch bleiben. In einigen Anwendungen sind Hydrofluorkohlenwasserstoffe (HFCs) verwendet worden, um CFCs zu ersetzen. HFCs, die kein Chlor oder Brom enthalten, tragen überhaupt zur Ozon-Erschöpfung nicht bei, obwohl sie starke Treibhausgase sind. Die am besten bekannte von diesen Zusammensetzungen ist wahrscheinlich HFC-134a (R-134a), der in den Vereinigten Staaten CFC-12 (R-12) in Kraftfahrzeugklimaanlagen größtenteils ersetzt hat. In der Laboranalytik (ein ehemaliger "wesentlicher" Gebrauch) können die Ozon-Verbrauchen-Substanzen durch verschiedene andere Lösungsmittel ersetzt werden.

Ozon-Diplomatie, durch Richard Benedick (Universität von Harvard Presse, 1991) gibt eine ausführliche Rechnung des Verhandlungsprozesses, der zum Montrealer Protokoll geführt hat.

Pielke und Betsill stellen eine umfassende Rezension von frühen amerikanischen Regierungsantworten auf die erscheinende Wissenschaft der Ozon-Erschöpfung durch CFCs zur Verfügung.

Mehr kürzlich haben Politikexperten für Anstrengungen verteidigt, Ozon-Schutzanstrengungen mit Klimaschutzanstrengungen zu verbinden. Viele ODS sind auch Treibhausgase, einige bedeutsam stärkere Reagenzien des Strahlungszwingens als Kohlendioxyd über das kurze und Durchschnittszeit. Politikentscheidungen in einer Arena betreffen die Kosten und Wirksamkeit von Umweltverbesserungen im anderen.

Aussichten der Ozon-Erschöpfung

Seit der Adoption und Stärkung des Montrealer Protokolls hat zu den Verminderungen der Emissionen von CFCs geführt, atmosphärische Konzentrationen der bedeutendsten Zusammensetzungen haben sich geneigt. Diese Substanzen werden von der Atmosphäre — seit dem Kulminieren 1994, das Wirksame Gleichwertige Chlor (EECl) allmählich entfernt das Niveau in der Atmosphäre war um ungefähr 10 % vor 2008 gefallen. Es wird geschätzt, dass vor 2015 das Antarktische Ozon-Loch durch die 1 Million km ² aus 25 abgenommen sein wird (Newman u. a. 2004); wie man erwartet, kommt die ganze Wiederherstellung der Antarktischen Ozon-Schicht bis das Jahr 2050 oder später nicht vor. Arbeit hat darauf hingewiesen, dass ein feststellbarer (und statistisch bedeutend) Wiederherstellung ungefähr bis 2024 mit Ozon-Niveaus nicht vorkommen wird, die zu 1980 Niveaus ungefähr vor 2068 genesen.

Die Abnahme in Ozon entleerenden Chemikalien ist auch durch eine Abnahme in Brom enthaltenden Chemikalien bedeutsam betroffen worden. Die Daten weisen darauf hin, dass wesentliche natürliche Quellen für das atmosphärische Methyl-Bromid bestehen. Die Phase - aus CFCs bedeutet, dass Stickoxyd , der durch das Montrealer Protokoll nicht bedeckt wird, die am höchsten ausgestrahlte Ozon-Verbrauchen-Substanz geworden ist und erwartet wird, so im Laufe des 21. Jahrhunderts zu bleiben.

Als das 2004-Ozon-Loch im November 2004, tägliche minimale stratosphärische Temperaturen in der Antarktischen niedrigeren Stratosphäre geendet hat, die zu Niveaus vergrößert ist, die für die Bildung von polaren stratosphärischen Wolken (PSCs) ungefähr 2 bis 3 Wochen früher zu warm sind als in den meisten letzten Jahren.

Der Arktische Winter 2005 war in der Stratosphäre äußerst kalt; PSCs waren über viele Gebiete der hohen Breite, bis zerstreut, durch ein großes sich erwärmendes Ereignis reichlich, das in der oberen Stratosphäre während des Februars und der Ausbreitung überall in der Arktischen Stratosphäre im März angefangen hat. Die Größe des Arktischen Gebiets des anomal niedrigen Gesamtozons in 2004-2005 war größer als in jedem Jahr seit 1997. Das Überwiegen anomal niedriger Gesamtozon-Werte im Arktischen Gebiet im Winter 2004-2005 wird den sehr niedrigen stratosphärischen Temperaturen und meteorologischen Bedingungen zugeschrieben, die für die Ozon-Zerstörung zusammen mit der fortlaufenden Anwesenheit von Ozon-Zerstören-Chemikalien in der Stratosphäre günstig sind.

Eine IPCC 2005-Zusammenfassung von Ozon-Problemen hat beschlossen, dass Beobachtungen und Musterberechnungen darauf hinweisen, dass sich der globale durchschnittliche Betrag der Ozon-Erschöpfung jetzt ungefähr stabilisiert hat. Obwohl die beträchtliche Veränderlichkeit im Ozon von Jahr zu Jahr, einschließlich in polaren Gebieten erwartet wird, wo Erschöpfung am größten ist, wie man erwartet, beginnt die Ozon-Schicht, in kommenden Jahrzehnten wegen des Neigens von Ozon entleerenden Substanz-Konzentrationen zu genesen, vollen Gehorsam des Montrealer Protokolls annehmend.

Temperaturen während des Arktischen Winters 2006 sind ziemlich in der Nähe vom langfristigen Durchschnitt bis zum Ende Januar mit minimalen Lesungen geblieben, die oft kalt genug sind, um PSCs zu erzeugen. Während der letzten Woche des Januars, jedoch, hat ein sich erwärmendes Hauptereignis Temperaturen ganz über dem normalen — viel zu warm gesandt, um PSCs zu unterstützen. Als Temperaturen fallen gelassen zurück zur Nähe normal im März war die Saisonnorm ganz über der PSC Schwelle. Instrument-erzeugte Ozon-Karten des einleitenden Satelliten zeigen Saisonozon-Zunahme ein bisschen unter den langfristigen Mitteln für die Nordhemisphäre als Ganzes, obwohl einige hohe Ozon-Ereignisse vorgekommen sind. Während des Märzes 2006 die Arktische Stratosphäre poleward 60 ° nach Norden war Breite frei von anomal niedrigen Ozon-Gebieten außer während der dreitägigen Periode vom 17. März zu 19, als der Gesamtozon-Deckel unter 300 DU über einen Teil des Nordatlantikgebiets von Grönland nach Skandinavien gefallen ist.

Das Gebiet, wo Gesamtsäulenozon weniger als 220 DU ist (die akzeptierte Definition der Grenze des Ozon-Loches) war bis ungefähr am 20. August 2006 relativ klein. Seitdem hat das Ozon-Loch-Gebiet schnell zugenommen, an 29 Millionen km ² am 24. September kulminierend. Im Oktober 2006 hat NASA berichtet, dass das Ozon-Loch des Jahres einen neuen Bereichsrekord mit einem täglichen Durchschnitt von 26 Millionen km ² zwischen am 7. September und am 13. Oktober 2006 gebrochen hat; Gesamtozon-Dicke ist mindestens 85 DU am 8. Oktober gefallen. Die zwei Faktoren haben sich verbunden, 2006 sieht das schlechteste Niveau der Erschöpfung in der registrierten Ozon-Geschichte. Die Erschöpfung wird den Temperaturen über dem Antarktischen Erreichen der niedrigsten Aufnahme zugeschrieben, seitdem umfassende Aufzeichnungen 1979 begonnen haben.

Auf dem Oktober 2008 hat die ecuadorianische Raumfahrtbehörde einen Bericht genannt HIPERION, eine Studie der Daten der letzten 28 Jahre von 10 Satelliten und Dutzenden von Boden-Instrumenten um die Welt unter ihnen ihr eigenes veröffentlicht, und hat gefunden, dass die UV Radiation, die äquatoriale Breiten erreicht, viel größer war als erwartet, in einigen sehr bevölkerten Städten bis zu 24 UVI, besteigend, WEN UV Index-Standard 11 als ein äußerster Index und eine große Gefahr zur Gesundheit betrachtet. Der Bericht hat beschlossen, dass die Ozon-Erschöpfung um die Mitte Breiten auf dem Planeten bereits große Bevölkerungen in diesen Gebieten gefährdet. Später hat der CONIDA, die peruanische Raumfahrtbehörde, seine eigene Studie gemacht, die fast dieselben Tatsachen wie die ecuadorianische Studie gefunden hat.

Wie man

erwartet, geht das Antarktische Ozon-Loch seit Jahrzehnten weiter. Ozon-Konzentrationen in der niedrigeren Stratosphäre über die Antarktis werden um 5 %-10 % vor 2020 zunehmen und zu vor1980 Niveaus durch ungefähr 2060-2075 10-25 Jahre später zurückkehren als vorausgesagt in früheren Bewertungen. Das ist wegen revidierter Schätzungen von atmosphärischen Konzentrationen von Ozon-Verbrauchen-Substanzen — und ein größerer vorausgesagter zukünftiger Gebrauch in Entwicklungsländern. Ein anderer Faktor, der Ozon-Erschöpfung erschweren kann, ist die Attraktion unten von Stickstoff-Oxyden von über der Stratosphäre wegen sich ändernder Windmuster.

Forschungsgeschichte

Die grundlegenden physischen und chemischen Prozesse, die zur Bildung einer Ozon-Schicht in der Stratosphäre der Erde führen, wurden von Sydney Chapman 1930 entdeckt. Diese werden im Artikel-Zyklus des Ozon-Sauerstoffes — kurz, kurze Wellenlänge besprochen UV Radiation spaltet einen Sauerstoff Molekül in zwei Sauerstoff (O) Atome, die sich dann mit anderen Sauerstoff-Molekülen verbinden, um Ozon zu bilden. Ozon wird entfernt, wenn "sich" ein Sauerstoff-Atom und ein Ozon-Molekül "wiederverbinden", um zwei Sauerstoff-Moleküle zu bilden, d. h. O +  2. In den 1950er Jahren haben David Bates und Marcel Nicolet Beweis geliefert, dass verschiedene freie Radikale, in besonderem hydroxyl (OH) und Stickstoffoxyd (NO), diese Wiederkombinationsreaktion katalysieren konnten, den gesamten Betrag des Ozons reduzierend. Wie man bekannt, sind diese freien Radikalen in der Stratosphäre anwesend gewesen, und wurden so als ein Teil des natürlichen Gleichgewichtes betrachtet - es wurde geschätzt, dass in ihrer Abwesenheit die Ozon-Schicht ungefähr zweimal so dick sein würde, wie es zurzeit ist.

1970 hat Prof. Paul Crutzen darauf hingewiesen, dass Emissionen von Stickoxyd , ein stabiles, langlebiges Benzin, das von Boden-Bakterien von der Oberfläche der Erde erzeugt ist, den Betrag von Stickstoffoxyd (NO) in der Stratosphäre betreffen konnten. Crutzen hat gezeigt, dass Stickoxyd genug lange lebt, um die Stratosphäre zu erreichen, wo es in NEIN umgewandelt wird. Crutzen hat dann bemerkt, dass die Erhöhung des Gebrauches von Düngern zu einer Zunahme in Stickstoffoxydemissionen über den natürlichen Hintergrund geführt haben könnte, der der Reihe nach auf eine Zunahme im Betrag NICHT in der Stratosphäre hinauslaufen würde. So konnte menschliche Tätigkeit einen Einfluss auf die stratosphärische Ozon-Schicht haben. Im folgenden Jahr Crutzen und (unabhängig) hat Harold Johnston vorgeschlagen, dass KEINE Emissionen von Überschall-Luftfahrzeugen, die in der niedrigeren Stratosphäre fliegen, auch die Ozon-Schicht entleeren konnten.

Die Hypothese von Rowland-Molina

1974 hat Frank Sherwood Rowland, Chemie-Professor an der Universität Kaliforniens an Irvine und seinem Postdoktorpartner Mario J. Molina vorgeschlagen, dass langlebiges organisches Halogen Zusammensetzungen, wie CFCs, könnten sich auf eine ähnliche Mode benehmen, weil Crutzen für Stickoxyd vorgehabt hatte. James Lovelock (am populärsten bekannt als der Schöpfer der Hypothese von Gaia) hatte kürzlich, während einer Vergnügungsreise im Südlichen Atlantik 1971, das fast alle verfertigten CFC-Zusammensetzungen entdeckt, seitdem ihre Erfindung 1930 noch in der Atmosphäre da gewesen ist. Molina und Rowland haben beschlossen, dass, wie, der CFCs die Stratosphäre erreichen würde, wo sie durch das UV Licht abgesondert würden, Atome der Kl. veröffentlichend. (Ein Jahr früher hatten Richard Stolarski und Ralph Cicerone an der Universität Michigans gezeigt, dass Kl. noch effizienter ist als NICHT beim Katalysieren der Zerstörung des Ozons. Zu ähnlichen Schlüssen wurde von Michael McElroy und Steven Wofsy an der Universität von Harvard gelangen. Keine Gruppe hatte jedoch begriffen, dass CFCs eine potenziell große Quelle des stratosphärischen Chlors waren — statt dessen hatten sie die möglichen Effekten von HCl Emissionen von Raumfähre untersucht, die sehr viel kleiner sind.)

Die Hypothese von Rowland-Molina wurde von Vertretern des Aerosols und der halocarbon Industrien stark diskutiert. Der Vorsitzende des Ausschusses von DuPont wurde zitiert, sagend dass Ozon-Erschöpfungstheorie "ein Sciencefictionsmärchen ist..., spricht eine Last des Abfalls... Quatsch aus". Robert Abplanalp, der Präsident von Precision Valve Corporation (und Erfinder der ersten praktischen Aerosol-Spraydose-Klappe), hat dem Kanzler von UC Irvine geschrieben, um sich über die öffentlichen Behauptungen von Rowland zu beklagen (Rotschimmel, p 56.) Dennoch innerhalb von drei Jahren wurden die meisten grundlegenden Annahmen, die von Rowland und Molina gemacht sind, durch Labormaße und durch die direkte Beobachtung in der Stratosphäre bestätigt. Die Konzentrationen des Quellbenzins (CFCs und verwandte Zusammensetzungen) und die Chlor-Reservoir-Arten (HCl und) wurden überall in der Stratosphäre gemessen und haben demonstriert, dass CFCs tatsächlich die Hauptquelle des stratosphärischen Chlors waren, und dass fast alle ausgestrahlten CFCs schließlich die Stratosphäre erreichen würden. Noch mehr überzeugend war das Maß, durch James G. Anderson und Mitarbeiter, des Chlor-Monoxyds (ClO) in der Stratosphäre. ClO wird durch die Reaktion der Kl. mit dem Ozon erzeugt — seine Beobachtung hat so demonstriert, dass Radikale der Kl. nicht nur in der Stratosphäre anwesend gewesen sind sondern auch wirklich am Zerstören des Ozons beteiligt wurden. McElroy und Wofsy haben die Arbeit von Rowland und Molina erweitert, indem sie gezeigt haben, dass Brom-Atome noch wirksamere Katalysatoren für den Ozon-Verlust waren als Chlor-Atome und behauptet haben, dass die brominated organischen Zusammensetzungen bekannt als halons, weit verwendet in Feuerlöschern, eine potenziell große Quelle von stratosphärischem Brom waren. 1976 hat die Nationale USA-Akademie von Wissenschaften einen Bericht veröffentlicht, der beschlossen hat, dass die Ozon-Erschöpfungshypothese durch die wissenschaftlichen Beweise stark unterstützt wurde. Wissenschaftler haben berechnet, dass, wenn CFC Produktion fortgesetzt hat, an der gehenden Rate von 10 % pro Jahr bis 1990 zuzunehmen und dann unveränderlich zu bleiben, CFCs einen globalen Ozon-Verlust von 5 bis 7 % vor 1995 und einen Verlust von 30 bis 50 % vor 2050 verursachen würde. Als Antwort haben die Vereinigten Staaten, Kanada und Norwegen den Gebrauch von CFCs in Aerosol-Spraydosen 1978 verboten. Jedoch ist nachfolgende Forschung, die von der Nationalen Akademie in Berichten zusammengefasst ist, die zwischen 1979 und 1984 ausgegeben sind, geschienen zu zeigen, dass die früheren Schätzungen des globalen Ozon-Verlustes zu groß gewesen waren.

Crutzen, Molina und Rowland wurden dem 1995-Nobelpreis in der Chemie für ihre Arbeit am stratosphärischen Ozon zuerkannt.

Das Ozon-Loch

Die Entdeckung des Antarktischen "Ozon-Loches" durch britische Antarktische Überblick-Wissenschaftler Farman, Gardiner und Shanklin (hat in einer Zeitung in der Natur im Mai 1985 bekannt gegeben), ist als ein Stoß zur wissenschaftlichen Gemeinschaft gekommen, weil der beobachtete Niedergang im polaren Ozon viel größer war, als irgendjemand vorausgesehen hatte. Satellitenmaße, massive Erschöpfung des Ozons um den Südpol zeigend, wurden verfügbar zur gleichen Zeit. Jedoch wurden diese so unvernünftig durch Datenqualitätskontrollalgorithmen am Anfang zurückgewiesen (sie wurden herausgefiltert wie Fehler, seitdem die Werte unerwartet niedrig waren); das Ozon-Loch wurde nur in Satellitendaten entdeckt, als die rohen Daten im Anschluss an Beweise der Ozon-Erschöpfung in in situ Beobachtungen neu bearbeitet wurden. Als die Software ohne die Fahnen wiederholt wurde, wurde das Ozon-Loch schon zu Lebzeiten von 1976 gesehen.

Susan Solomon, ein atmosphärischer Chemiker an der Nationalen Ozeanischen und Atmosphärischen Regierung (NOAA), hat vorgeschlagen, dass chemische Reaktionen auf polaren stratosphärischen Wolken (PSCs) in der kalten Antarktischen Stratosphäre einen massiven, obwohl lokalisiert, und jahreszeitlich, Zunahme im Betrag der Chlor-Gegenwart in aktiven, Ozon zerstörenden Formen verursacht haben. Die polaren stratosphärischen Wolken in der Antarktis werden nur gebildet, wenn es sehr niedrige Temperaturen, mindestens 80 °C, und Anfang Frühlingsbedingungen gibt. In solchen Bedingungen stellen die Eiskristalle der Wolke eine passende Oberfläche für die Konvertierung von unreaktiven Chlor-Zusammensetzungen in reaktive Chlor-Zusammensetzungen zur Verfügung, die Ozon leicht entleeren können.

Außerdem ist der polare über die Antarktis gebildete Wirbelwind sehr dicht und die Reaktion, die auf der Oberfläche der Wolkenkristalle vorkommt, ist weit davon verschieden, wenn es in der Atmosphäre vorkommt. Diese Bedingungen haben zu Ozon-Loch-Bildung in der Antarktis geführt. Diese Hypothese, wurde zuerst durch Labormaße und nachher durch direkte Maße, vom Boden und von Höhenflugzeugen, sehr hoher Konzentrationen des Chlor-Monoxyds (ClO) in der Antarktischen Stratosphäre entscheidend bestätigt.

Alternative Hypothesen, die das Ozon-Loch Schwankungen in der UV Sonnenradiation oder Änderungen in atmosphärischen Umlauf-Mustern zugeschrieben hatten, wurden auch geprüft und gezeigt, unhaltbar zu sein.

Inzwischen hat die Analyse von Ozon-Maßen vom Weltnetz von Boden-basiertem Dobson spectrophotometers eine internationale Tafel dazu gebracht zu beschließen, dass die Ozon-Schicht tatsächlich an allen Breiten außerhalb der Wendekreise entleert wurde. Diese Tendenzen wurden durch Satellitenmaße bestätigt. Demzufolge, der größere halocarbon erzeugende Nationen sind bereit gewesen, Produktion von CFCs, halons, und verwandte Zusammensetzungen, ein Prozess stufenweise einzustellen, der 1996 vollendet wurde.

Seit 1981 hat das Umgebungsprogramm der Vereinten Nationen, unter der Schirmherrschaft von der Meteorologischen Weltorganisation, eine Reihe von technischen Berichten über die Wissenschaftliche Bewertung der Ozon-Erschöpfung gesponsert, die auf Satellitenmaßen gestützt ist. Der 2007-Bericht hat gezeigt, dass das Loch in der Ozon-Schicht genas und das kleinste, das es seit ungefähr einem Jahrzehnt gewesen war.

Der 2010-Bericht hat gefunden, dass "Im Laufe des letzten Jahrzehnts, globalen Ozons und Ozons in den Arktischen und Antarktischen Gebieten nicht mehr abnimmt, aber noch nicht zunimmt..., wird die Ozon-Schicht außerhalb der Polaren Gebiete geplant, um zu seinen vor1980 Niveaus eine Zeit vor der Mitte dieses Jahrhunderts wieder zu erlangen... Im Gegensatz, wie man erwartet, genest das Frühjahr-Ozon-Loch über die Antarktis viel später."

Das Loch in der Ozon-Schicht der Erde über den Südpol hat atmosphärischen Umlauf in der Südlichen Halbkugel den ganzen Weg zum Äquator betroffen. Das Ozon-Loch hat atmosphärischen Umlauf den ganzen Weg zu den Wendekreisen beeinflusst und Niederschlag an niedrigen, subtropischen Breiten in der Südlichen Halbkugel vergrößert.

Arktisches Ozon-Loch

Am 15. März 2011 wurde ein Rekordozon-Schicht-Verlust mit der ungefähr Hälfte der Ozon-Gegenwart über die Arktis beobachtet, die worden ist zerstört. Die Änderung wurde immer kälteren Wintern in der Arktischen Stratosphäre an einer Höhe ungefähr, eine Änderung zugeschrieben, die mit der Erderwärmung in einer Beziehung vereinigt ist, die noch unter der Untersuchung ist. Vor dem 25. März war der Ozon-Verlust das größte im Vergleich dazu geworden, das in allen vorherigen Wintern mit der Möglichkeit beobachtet ist, dass es ein Ozon-Loch werden würde. Das würde dass die Mengen des Ozons verlangen, unter 200 Einheiten von Dobson von den über das zentrale Sibirien registrierten 250 zu fallen. Es wird vorausgesagt, dass die dünn werdende Schicht Teile Skandinaviens und Osteuropas am 30-31 März betreffen würde.

Am 2. Oktober 2011 wurde eine Studie in der Zeitschrift Natur veröffentlicht, die gesagt hat, dass zwischen Dezember 2010 und März 2011 bis zu 80 % des Ozons in der Atmosphäre an ungefähr über der Oberfläche zerstört wurden. Das Niveau der Ozon-Erschöpfung war streng genug, dass Wissenschaftler gesagt haben, dass es im Vergleich zum Ozon-Loch sein konnte, das sich über die Antarktis jeden Winter formt. Gemäß der Studie, "zum ersten Mal ist genügend Verlust vorgekommen, um als ein Arktisches Ozon-Loch vernünftig beschrieben zu werden." Die Studie hat Daten von der Aura und den CALIPSO Satelliten analysiert und hat beschlossen, dass der größere-als-normal Ozon-Verlust wegen eines ungewöhnlich langen Zeitraumes des kalten Wetters in der Arktis, ungefähr 30 mehr als typische Tage war, der mehr Ozon zerstörende zu schaffende Chlor-Zusammensetzungen berücksichtigt hat. Gemäß Lamont Poole war ein Mitverfasser der Studie, Wolke und Aerosol-Partikeln, auf denen die Chlor-Zusammensetzungen gefunden werden, "in der Arktis bis zur Mitte des Märzes 2011 — viel später reichlich als üblich — mit durchschnittlichen Beträgen an einigen Höhen, die denjenigen ähnlich sind, die in der Antarktis beobachtet sind, und drastisch größer sind als die Nah-Nullwerte, gesehen im März in den meisten Arktischen Wintern."

Ozon-Loch von Tibet

Weil Winter, die kälter sind, mehr betroffen werden, zuweilen gibt es ein Ozon-Loch über Tibet. 2006 wurde ein 2.5 Millionen Quadratkilometer-Ozon-Loch über Tibet entdeckt. Auch wieder 2011 ist ein Ozon-Loch über gebirgige Gebiete Tibets, Xinjiang, Qinghai und den hinduistischen Kush zusammen mit einem beispiellosen Loch über die Arktis erschienen, obwohl Tibet man viel weniger intensiv ist als diejenigen über die Arktis oder die Antarktis.

Ozon-Erschöpfung und Erderwärmung

Es gibt fünf Gebiete der Verbindung zwischen Ozon-Erschöpfung und Erderwärmung:

Wie man

• erwartet, kühlt dasselbe Strahlungszwingen, das Erderwärmung erzeugt, die Stratosphäre ab. Wie man erwartet, erzeugt dieses Abkühlen abwechselnd eine Verhältniszunahme im Ozon Erschöpfung im polaren Gebiet und der Frequenz von Ozon-Löchern.
• Umgekehrt vertritt Ozon-Erschöpfung ein Strahlungszwingen des Klimasystems. Es gibt zwei gegenüberliegende Effekten: Reduzierter Ozon veranlasst die Stratosphäre, weniger Sonnenstrahlung zu absorbieren, so die Stratosphäre abkühlend, während er die Troposphäre wärmt; die resultierende kältere Stratosphäre strahlt weniger Langwellenradiation nach unten aus, so die Troposphäre abkühlend. Insgesamt herrscht das Abkühlen vor; der IPCC beschließt, dass "beobachtete stratosphärische Verluste im Laufe der letzten zwei Jahrzehnte ein negatives Zwingen des Oberflächentroposphäre-Systems" von ungefähr 0.15 ± 0.10-Watt-ProQuadratmeter (W/m ²) verursacht haben.
• Eine der stärksten Vorhersagen des Treibhauseffekts ist, dass die Stratosphäre kühl werden wird. Obwohl dieses Abkühlen beobachtet worden ist, ist es nicht trivial, um die Effekten von Änderungen in der Konzentration von Treibhausgasen und Ozon-Erschöpfung zu trennen, da beide zum Abkühlen führen werden. Jedoch kann das durch das numerische stratosphärische Modellieren getan werden. Ergebnisse vom Geophysikalischen Flüssigen Dynamik-Laboratorium der Nationalen Ozeanischen und Atmosphärischen Regierung zeigen, dass oben die Treibhausgase das Abkühlen beherrschen.
• Wie bemerkt, unter 'der Rechtsordnung' sind Ozon-Verbrauchen-Chemikalien auch häufig Treibhausgase. Die Zunahmen in Konzentrationen dieser Chemikalien haben 0.34 ± 0.03 W/m ² des Strahlungszwingens entsprechend ungefähr 14 % des Gesamtstrahlungszwingens von Zunahmen in den Konzentrationen von gut Mischtreibhausgasen erzeugt.
• Das langfristige Modellieren des Prozesses, seines Maßes, der Studie, des Designs von Theorien und Prüfung bringt Jahrzehnte ins Dokument, gewinnt breite Annahme, und wird schließlich das dominierende Paradigma. Mehrere Theorien über die Zerstörung des Ozons wurden in den 1980er Jahren Hypothese aufgestellt, haben gegen Ende der 1990er Jahre veröffentlicht, und werden zurzeit untersucht. Dr Drew Schindell und Dr Paul Newman, NASA Goddard, haben eine Theorie gegen Ende der 1990er Jahre mit einem SGI Ursprung-2000-Supercomputer vorgeschlagen, der Ozon-Zerstörung modelliert hat, ist für 78 % des zerstörten Ozons verantwortlich gewesen. Die weitere Verbesserung dieses Modells ist für 89 % des Ozons zerstört verantwortlich gewesen, aber hat zurück die geschätzte Wiederherstellung des Ozon-Loches von 75 Jahren bis zu den 150 Jahren gestoßen. (Ein wichtiger Teil dieses Modells ist der Mangel am stratosphärischen Flug wegen der Erschöpfung von fossilen Brennstoffen.)

Falsche Auffassungen über die Ozon-Erschöpfung

CFCs sind "zu schwer", um die Stratosphäre zu erreichen

Da CFC Moleküle schwerer sind als Luft (Stickstoff oder Sauerstoff), wird es allgemein geglaubt, dass die CFC Moleküle die Stratosphäre im bedeutenden Betrag nicht erreichen können. Aber atmosphärisches Benzin wird durch das Gewicht nicht sortiert; die Kräfte des Winds können das Benzin in der Atmosphäre völlig mischen. Die CFCs werden überall im turbosphere gleichmäßig verteilt und erreichen die obere Atmosphäre.

Künstliches Chlor ist im Vergleich zu natürlichen Quellen unbedeutend

Eine andere falsche Auffassung besteht darin, dass "es allgemein akzeptiert wird, dass natürliche Quellen des tropospheric Chlors vier bis fünfmal größer sind als künstlich ein". Während ausschließlich wahr, tropospheric Chlor ist irrelevant; es ist stratosphärisches Chlor, das Ozon-Erschöpfung betrifft. Das Chlor von Ozeanspray ist auflösbar und wird so durch den Niederschlag gewaschen, bevor es die Stratosphäre erreicht. CFCs sind im Gegensatz unlöslich und langlebig, ihnen erlaubend, die Stratosphäre zu erreichen. In der niedrigeren Atmosphäre gibt es viel mehr Chlor von CFCs und verwandtem haloalkanes als es gibt in HCl von Salz-Spray, und in der Stratosphäre sind halocarbons dominierend. Nur Methyl-Chlorid, das einer dieser halocarbons ist, hat eine hauptsächlich natürliche Quelle, und es ist für ungefähr 20 Prozent des Chlors in der Stratosphäre verantwortlich; die restlichen 80 % kommen aus dem Mann gemachte Quellen.

Sehr gewaltsame vulkanische Ausbrüche können HCl in die Stratosphäre einspritzen, aber Forscher haben gezeigt, dass der Beitrag im Vergleich dazu von CFCs nicht bedeutend ist.

Eine ähnliche falsche Behauptung ist, dass auflösbare Halogen-Zusammensetzungen von der vulkanischen Wolke Gestells Erebus auf Ross Island, die Antarktis ein Hauptmitwirkender zum Antarktischen Ozon-Loch ist.

Ein Ozon-Loch wurde zuerst 1956 beobachtet

G.M.B. Dobson (Die Atmosphäre, 2. Ausgabe, Oxford, 1968 erforschend), hat erwähnt, dass, als Frühjahr-Ozon-Niveaus über die Halley Bucht zuerst 1956 gemessen wurden, er überrascht war zu finden, dass sie ~320 DU, ungefähr 150 DU unter Frühlingsniveaus, ~450 DU in der Arktis waren. Das waren jedoch in dieser Zeit die bekannten normalen klimatologischen Werte, weil keine anderen Antarktischen Ozon-Daten verfügbar waren. Was Dobson beschreibt, ist im Wesentlichen die Grundlinie, von der das Ozon-Loch gemessen wird: Wirkliche Ozon-Loch-Werte sind in der 150-100 DU-Reihe.

Die Diskrepanz zwischen der Arktis und der von Dobson bemerkten Antarktis war in erster Linie eine Sache des Timings: Während des Arktischen Frühlingsozons haben sich Niveaus glatt erhoben, im April kulminierend, wohingegen in der Antarktis sie ungefähr unveränderlich während des Anfangs des Frühlings geblieben sind, sich plötzlich im November erhebend, als der polare Wirbelwind zusammengebrochen ist.

Das im Antarktischen Ozon-Loch gesehene Verhalten ist völlig verschieden. Anstatt zu bleiben fallen unveränderliche, frühe Frühjahr-Ozon-Niveaus plötzlich von ihren bereits niedrigen Winterwerten um nicht weniger als 50 %, und normale Werte werden wieder bis Dezember nicht erreicht.

Das Ozon-Loch sollte über den Quellen von CFCs sein

Einige Menschen haben gedacht, dass das Ozon-Loch über den Quellen von CFCs sein sollte.

Jedoch werden CFCs allgemein in der Troposphäre und der Stratosphäre gut gemischt. Der Grund für das Ereignis des Ozon-Loches über der Antarktis besteht darin, nicht weil es mehr CFCs konzentriert gibt, aber weil die niedrige Temperaturhilfe polare stratosphärische Wolken bildet. Tatsächlich gibt es Ergebnisse von bedeutenden und lokalisierten "Ozon-Löchern" über anderen Teilen der Erde.

Das "Ozon-Loch" ist ein Loch in der Ozon-Schicht

Es gibt einen häufigen Irrtum, dass das "Ozon-Loch" wirklich ein Loch in der Ozon-Schicht ist. Wenn das "Ozon-Loch" vorkommt, wird der Ozon in der niedrigeren Stratosphäre zerstört. Die obere Stratosphäre wird weniger betroffen, so dass der Betrag des Ozons über den Kontinent um 50 Prozent oder noch mehr abnimmt. Der Ozon verschwindet durch die Schicht nicht, noch es gibt eine gleichförmige 'Verdünnung' der Ozon-Schicht. Es ist ein "Loch", das eine Depression ist, nicht im Sinne "eines Loches in der Windschutzscheibe."

ODS Voraussetzungen in der Seeindustrie

IMO hat MARPOL Bestimmung 12 des Anhangs VI bezüglich Ozon-Verbrauchen-Substanzen amendiert.

Als vom 1. Juli 2010 sollten alle Behälter, wo MARPOL Anhang VI anwendbar ist, eine Liste der Ausrüstung mit Ozon-Verbrauchen-Substanzen haben. Die Liste sollte Namen von ODS, Typ und Position der Ausrüstung, Menge im Kg und Datum einschließen. Alle Änderungen sollten seit diesem Datum in einem ODS-Rekordbuch an Bord Aufnahme aller beabsichtigten oder unbeabsichtigten Ausgaben zur Atmosphäre registriert werden. Außerdem sollte neue ODS-Versorgung oder zu Küstenmöglichkeiten landend, ebenso registriert werden.

Weltozon-Tag

1994 haben die Vereinten Nationen Generalversammlung gestimmt, um am 16. September als "Weltozon-Tag", zu benennen, des Unterzeichnens des Montrealer Protokolls an diesem Datum 1987 zu gedenken.

Siehe auch

• Atmosphärisches Fenster
• Gesundheitseffekten der Sonne-Aussetzung

Nicht technische Bücher

Bücher auf Rechtsordnungsproblemen

• (Botschafter Benedick war der amerikanische Hauptunterhändler auf den Sitzungen, die auf das Montrealer Protokoll hinausgelaufen sind.)

Forschungsartikel

Links

• Chronik der Vereinten Nationen Unlayering des Ozons: Eine Erde ohne Sunscreen
• NOAA/ESRL Ozon-Erschöpfung
• NOAA Ozon, der Gasindex entleert
• Das Ozon-Loch