Je nad Európou ozónová diera?

|

Odpovedal: Mgr. Jozef Pecho, Ústav fyziky atmosféry AV ČR, Praha

V priebehu marca 2011 zaznamenali pozemné a satelitné merania nad Arktídou výrazné zníženie množstva ozónu. Nad niektorými územiami dosiahli jeho koncentrácie najnižšiu zaznamenanú úroveň. V porovnaní s dlhodobým priemerom poklesli miestami až o 70 %. Nad centrálnou Sibírou dokonca namerali len 250 Dobsonových jednotiek (DJ), čo je iba 30 DJ nad úrovňou, keď sa už toto výrazne zredukovanie ozónosféry označuje termínom ozónová diera.

Ozón – zázračná molekula
Takto akosi by sme mohli pomenovať molekulu, ktorá chráni už niekoľko stoviek miliónov rokov pozemský život pred zhubným vplyvom ultrafialového (UV) žiarenia. Väčšia časť ozónu, tejto trojatómovej molekuly kyslíka (O3), sa vyskytuje v spodnej stratosfére vo výškach od 20 do 30 km (táto časť stratosféry sa tiež nazýva ozónosféra). Jeho absolútne množstvo je však v zemskej atmosfére také nepatrné, že vrstva všetkých molekúl O3 rovnomerne rozložená po celom povrchu Zeme by pri priemernom tlaku vzduchu 1 015 hPa nebola hrubšia ako 3 mm. Až pri týchto číslach si človek skutočne uvedomí úžasnú schopnosť ozónu absorbovať aj pri takýchto nízkych koncentráciách až 99 % UV žiarenia. Preto len nepatrný pokles množstva O3 v stratosfére má za následok výrazný nárast výskytu rakoviny kože.
Hlavným dôvodom, prečo sa ozón tak rýchlo rozpadá, sú ešte vždy vysoké koncentrácie halogénov prevažne vo výškach 18 až 23 km a nezvyčajne nízke teploty stratosféry, ktoré v priebehu februára a marca 2011 poklesli pod -78 °C. Pri takýchto podmienkach sa za spoluúčasti slnečného žiarenia uvoľňujú z halogénových zlúčenín molekuly chlóru a brómu, ktoré sú hlavným zdrojom ničenia ozónosféry. A aj napriek tomu, že sa podarilo pomerne rýchlo zastaviť výrobu týchto látok v roku 1987 zavedením Montrealského protokolu, obnovenie poškodenej ozónosféry napreduje veľmi pomaly.

Ozónová diera aj nad Európou?
Od polovice osemdesiatych rokov sa nad južným pólom každoročne na konci antarktickej zimy (august –až september) zredukovala ozónosféra, a to niekedy aj pod 100 DJ. Hoci vedci v priebehu veľmi krátkeho obdobia odhalili pravého vinníka tohto problému a dosiahli zákaz výroby škodlivých halogénov, ozónová diera nad Antarktídou neustále rástla. V druhej polovici deväťdesiatych rokov sa jej maximálna plocha viac-menej stabilizovala na hodnote 25 mil. km2 (čo je takmer dvojnásobná rozloha Antarktídy). Najväčšiu dieru, veľkú až 29,9 mil. km2, zaznamenali 9. septembra 2000. Prečo sa však ozónová diera vyskytuje len v oblasti južného pólu a nie niekde inde, keď vieme, že halogény sú rovnomerne rozptýlené po celej Zemi? Odpoveď je pomerne jednoduchá. Spôsobujú to predovšetkým mimoriadne nízke teploty spodnej stratosféry na konci antarktickej zimy a slnko, ktoré pri svojom návrate po polárnej noci začína ovplyvňovať stratosférické vrstvy. Pri teplotách nižších ako -78 °C vznikajú vhodné podmienky na tvorbu tzv. stratosférických polárnych oblakov. Na ich aerosóloch sa vplyvom intenzívneho UV žiarenia rozbíjajú molekuly halogénových zlúčenín, z ktorých sa potom uvoľňuje veľmi reaktívny chlór alebo bróm, prípadne ešte reaktívnejší oxid chlórnatý. Tieto látky dokážu na seba viazať z molekuly O3 jeden atóm kyslíka. Ako jeden z odpadov vzniká molekula kyslíka O2. Efektívnosť týchto reakcií je pritom až ohromujúca. Jediná molekula chlóru dokáže zničiť niekoľko desiatoktisíc molekúl ozónu a samotné zlúčeniny halogénov môžu zotrvať v stratosfére až 100 rokov.
Stratosféra nad Arktídou nie je taká chladná ako nad južným pólom, preto sa doteraz nad touto oblasťou nikdy ozónová diera nevytvorila. Tohtoročná situácia však bola aj v Arktíde z hľadiska teplôt výnimočná (naposledy sa podobná situácia vyskytla v roku 1997). Teploty poklesli vo februári a v marci 2011 pod -78 °C, čo sa okamžite prejavilo výrazným a veľmi rýchlym úbytkom celkového ozónu. Zatiaľ čo ozónová diera v Antarktíde veľa škody nenarobí, iné je to v prípade Arktídy, ktorá priamo susedí s husto obývanými oblasťami Európy a Severnej Ameriky.