Дымовые вихри — новая угроза озоновому слою

Учёные из Китая, Германии и США в своем наличной статье, опубликованной в журнале Science Advances, заявили о неожиданной связи между крупными пожарами и химическим составом озонового слоя. Они обнаружили, что лесные пожары, такие как катастрофические австралийские пожары 2019-2020 годов, влияют на стратосферу новыми, ранее неизвестными способами.

Озоновый слой, который защищает жизнь на Земле от вредного ультрафиолетового излучения, начал восстанавливаться благодаря Монреальскому протоколу. Этот международный договор, принятый в 1987 году, успешно прекратил производство многих веществ, разрушающих озон. За последние десятилетия озоновый слой продемонстрировал значительные признаки восстановления, что стало свидетельством глобального сотрудничества и эффективной экологической политики.

Однако теперь стабильность этого важного атмосферного слоя сталкивается с новой и неожиданной угрозой. Во время австралийских пожаров 2019-2020 годов исследователи зафиксировали резкий рост стратосферных аэрозолей — мелких частиц, которые могут влиять на климат, здоровье и химический состав атмосферы. Используя передовые спутниковые данные и численные модели, команда ученых смогла продемонстрировать воздействие пожаров через новое явление — дымовой вихрь (SCV).

Профессор Хан Су из Института атмосферной физики Китайской академии наук, один из авторов исследования, объяснил, что SCV представляет собой мощный, насыщенный дымом водоворот, который переносит выбросы пожаров в стратосферу, достигая высот до 35 километров. Этот процесс привел как минимум к удвоению количества аэрозолей в средней стратосфере южного полушария. Попав на такую высоту, эти аэрозоли инициировали серию гетерогенных реакций, которые повлияли на концентрацию озона.

Международная команда ученых обнаружила, что вызванные пожарами аэрозоли способствуют гетерогенным химическим реакциям, которые парадоксально приводят как к разрушению озона, так и к его увеличению на разных слоях атмосферы. В то время как нижняя стратосфера испытывала значительную потерю озона, в средней стратосфере наблюдалось увеличение озона благодаря усиленным химическим реакциям на аэрозолях. В южных широтах это сложное взаимодействие смягчило около 40% (до 70%) потери озона в нижней стратосфере в последующие месяцы после мега-пожаров.

Другой автор исследования профессор Яфан Ченг из Института химии Макса Планка отметил, что их работа демонстрирует неожиданный и важный механизм, при котором поглощающие аэрозоли в дыме от пожаров, такие как черный углерод, могут вызывать и поддерживать огромные дымовые вихри, охватывающие тысячи километров. Эти вихри могут сохраняться в течение месяцев, перенося аэрозоли глубоко в стратосферу и по-разному влияя на озоновый слой на разных высотах. Это подчеркивает необходимость продолжения наблюдений и исследований по мере прогрессирования изменения климата.

Роль озонового слоя в фильтрации УФ-излучения жизненно важна для защиты всех форм жизни на Земле, говорят ученые. Успех Монреальского протокола в снижении озоноразрушающих веществ был огромным достижением, но новые данные показывают, что природные события, усугубляемые изменением климата, представляют дополнительные риски для этого хрупкого слоя. С увеличением частоты и интенсивности лесных пожаров, вызванных глобальным потеплением, образование SCV и их воздействие на стратосферу могут стать более частыми, угрожая тонкому балансу озонового слоя, заключают исследователи.