لایه اوزون قرار بود شفابخش باشد. پس چرا سوراخ ازن قطب جنوب امسال اینقدر بزرگ است؟

در 20 سپتامبر، سوراخ اوزون قطب جنوب با 10.6 میلیون مایل مربع (27.4 میلیون کیلومتر مربع) به اوج خود رسید که دومین اندازه بزرگی است که در این زمان از سال مشاهده شده است.

آخرین باری که سوراخ ازن به این بزرگی در اکتبر 2015 بود، زمانی که به 10.8 میلیون مایل مربع (27.9 میلیون کیلومتر مربع) رسید، سوابق سرویس نظارت بر اتمسفر کوپرنیک نشان می دهد. پس چرا سوراخ لایه اوزون - سپر محافظت از حیات روی زمین در برابر تشعشعات مضر فرابنفش خورشید - امسال اینقدر بزرگ است، علیرغم اینکه سرنخ‌های دیگری به دانشمندان می‌گویند که همانطور که انتظار می‌رفت از آسیب مواد شیمیایی ساخت بشر در قرن بیستم بهبود می‌یابد؟

وسعت سوراخ اوزون به دلیل دمای بسیار پایین در استراتوسفر است، اما کارشناسان به Live Science گفتند که ممکن است شاهد روند طولانی مدت جدیدی از حفره‌های بزرگ و پایدار باشیم.

هانا کسنیچ، فیزیکدان فوق دکتری در دانشگاه اوتاگو در نیوزیلند که با استفاده از داده های ماهواره ای و یک مدل کامپیوتری، وسعت سوراخ ازن سال 2026 را پیش بینی کرده است، در ایمیلی به Live Science گفت: «حفره ازن امسال نباید دلیلی برای هشدار باشد. "با این حال، هنوز بسیاری از سوالات بی پاسخ وجود دارد. این چیزی است که باید به دقت مراقب آن باشیم."

پیش بینی های دقیق

آخرین ارقام سرویس نظارت بر جو کوپرنیک نشان می دهد که اندازه حفره اوزون قطب جنوب از 20 سپتامبر به حدود 9.3 میلیون مایل مربع (24 میلیون کیلومتر مربع) کاهش یافته است و بعید است که امسال رکورد 2015 بشکند. کسنیچ گفت، با این حال، دانشمندان فکر می کنند که این حفره در چند هفته آینده بزرگ باقی خواهد ماند و در نوسان خواهد بود.

حفره اوزون قطب جنوب در سال 2026 در 20 سپتامبر به اوج خود رسید و از آن زمان در حال کاهش است. (اعتبار تصویر: سرویس نظارت بر جو کوپرنیک) سوراخ اوزون قطب جنوب هر سال در طول زمستان و بهار نیمکره جنوبی منبسط می شود. معمولا بین اواسط سپتامبر و اوایل اکتبر به حداکثر اندازه خود می رسد، زمانی که دما هنوز در استراتوسفر انجماد است و نور خورشید برای اولین بار پس از ماه ها تاریکی قاره یخ زده را روشن می کند. سپس این حفره دوباره تا اواخر ژانویه منقبض می‌شود، زیرا هوای غنی از ازن اطراف در منطقه تخلیه شده مخلوط می‌شود.

سوراخ اوزون قطب جنوب به دلیل انتشار کلروفلوئوروکربن های تخریب کننده ازن (CFC) بین دهه 1930 و اواخر دهه 1980 ایجاد شد. این مواد شیمیایی باعث افزایش غلظت کلر در استراتوسفر می شود و در نتیجه واکنشی را ایجاد می کند که لایه اوزون را تخریب می کند. در حالی که کشورها پروتکل مونترال را برای حذف تدریجی استفاده از CFC از سال 1989 امضا کردند، CFCهای اصلی عمر اتمسفری بین 50 تا 100 سال دارند، بنابراین بازیابی این حفره می تواند شش دهه طول بکشد.

لایه اوزون در بالای قطب جنوب به دلیل شرایط سرد در استراتوسفر قطبی آسیب پذیر است. دمای زیر منفی 108 درجه فارنهایت (منفی 78 درجه سانتیگراد) باعث تشکیل ابرهای ارتفاعی می شود که سطوح یخی آنها در حضور نور خورشید، کلر غیرفعال را به شکل تخریب کننده ازن تبدیل می کند. این شرایط به همان اندازه در قطب شمال وجود ندارد، زیرا هوای گرم‌تر از عرض‌های جغرافیایی میانی، راحت‌تر با هوای سرد قطب شمال مخلوط می‌شود تا با هوای قطب جنوب، در نتیجه مانع از تشکیل ابرهای در ارتفاع بالا می‌شود.

تغییرات در گرداب قطبی

سوراخ بزرگ ازن امسال توسط یک گرداب قطبی بسیار قوی ایجاد شده است، دیواری از باد که قطب جنوب و اقیانوس جنوبی را در زمستان احاطه کرده و هوای سرد را در بالای قاره به دام می اندازد. گرداب قطبی شرایط سردتر از حد معمول را در استراتوسفر بر فراز قطب جنوب ایجاد کرد و رشد سوراخ ازن را تسریع کرد.

ما باید به روندهای بلندمدت نگاه کنیم، و این معیارها همچنان به ما می گویند که سوراخ ازن به آرامی همانطور که انتظار می رود در حال بهبود است.

سوزان سولومون، استاد شیمی و مطالعات محیطی در MIT

سوزان سولومون، استاد شیمی و مطالعات محیطی در MIT که در دهه 1980 پیشگام مطالعه سوراخ اوزون قطب جنوب بود، گفت: محققان افزایش کلر فعال را تشخیص نداده‌اند، اما گرداب قطبی سردتر باعث تخریب لایه ازن بیش از حد معمول شده است.

کسنیچ گفت که این اندازه سوراخ ازن امسال به احتمال زیاد محصول تغییرپذیری طبیعی در دینامیک جوی است.

سولومون در ایمیلی به لایو ساینس گفت: «ما سال به سال انتظار فراز و نشیب‌هایی در اندازه سوراخ داریم. "یک یا چند سال حفره های بزرگتر یا کوچکتر چیزی در مورد از بین رفتن یا بازیابی ازن به ما نمی گوید، بلکه فقط تغییرپذیری است. ما باید به روندهای بلندمدت نگاه کنیم، و این معیارها همچنان به ما می گویند که سوراخ ازن به آرامی همانطور که انتظار می رود در حال بهبود است."

همچنین اطمینان بخش است که سوراخ اوزون، اگرچه بزرگ است، اما به اندازه سال های گذشته «نازک» نیست. وسعت این حفره بر اساس مساحت بالای قاره با مقادیر اوزون زیر 220 واحد دابسون محاسبه می‌شود، که معیاری است از تعداد مولکول‌های اوزون در یک ستون عمودی در جو زمین. Kessenich و همکارانش در The Conversation نوشتند، اگرچه مساحت سوراخ ازن امسال بسیار زیاد است، اما ارزش ازن به اندازه سال‌های قبلی حفره‌های بزرگ ازن پایین نیامده است، که نشان می‌دهد در مقایسه با آن سال‌ها، ازن کمتری در این سوراخ وجود دارد.

داستان های مرتبط

از دست دادن ناگهانی یخ دریا در قطب جنوب یکی از شدیدترین و گیج کننده ترین رویدادها در ثبت آب و هوای مدرن است. دانشمندان اکنون می دانند که چرا این اتفاق می افتد.

اقیانوس جنوبی قطب جنوب ممکن است برای یک "آروغ" حرارتی آماده شود که می تواند یک قرن طول بکشد.

مطالعه نشان می دهد قطب جنوب در دهه های آینده 1.4 برابر سریعتر از بقیه نیمکره جنوبی گرم می شود.

کسنیچ گفت، اما این احتمال نیز وجود دارد که ما به یک روند بلندمدت جدید حفره‌های بزرگ ازن که تا اواخر بهار ادامه می‌یابد تغییر کرده‌ایم. او و همکارانش در این مقاله نوشتند که تغییرات در دینامیک جوی جهانی غیرمرتبط با CFCها می‌تواند حفره‌های طولانی‌تر را محتمل‌تر کند.

کسنیچ گفت، همچنین شواهدی وجود دارد مبنی بر اینکه تغییرات آب و هوایی به مرور زمان گرداب قطبی قطب جنوب را تقویت می کند که می تواند منجر به سردتر شدن دمای استراتوسفر و از بین رفتن بیشتر لایه ازن در بهار شود. او خاطرنشان کرد که اگر گرداب قطبی امسال قوی بماند، سوراخ ازن می تواند تا ماه نوامبر بزرگ باقی بماند.

او افزود: «این خیلی زود است که بگوییم چه چیزی باعث تغییرپذیری دینامیکی در سال‌های اخیر شده است، اما تحقیقات بیشتری مورد نیاز است.»

به ما در بهبود Live Science Pro کمک کنید: ما همیشه در تلاش هستیم تا محتوای خود را بهتر کنیم. نظرات خود را در مورد Pro در اینجا برای ما بگذارید.