Лісові пожежі можуть суттєво вплинути на озоновий шар

Дослідження показують, що лісові пожежі можуть суттєво вплинути на озоновий шар стратосфери, впорскуючи аерозолі, які змінюють рівень озону через складні реакції, що підкреслює необхідність постійної пильності в дослідженнях зміни клімату.

У відкритті, яке підкреслює крихкий баланс атмосфери нашої планети, вчені з Китаю, Німеччини та США виявили несподіваний зв’язок між масштабними лісовими пожежами та хімічним складом озонового шару. Опубліковане сьогодні (12 липня) у журналі Science Advances це дослідження показує, як лісові пожежі, такі як катастрофічні лісові пожежі в Австралії 2019/20, впливають на стратосферу невідомими раніше способами.

Відновлення озонового шару та виклики

Озоновий шар, важливий щит, що захищає життя на Землі від шкідливого ультрафіолетового (УФ) випромінювання, на шляху відновлення завдяки Монреальському протоколу. Цей знаковий міжнародний договір, ухвалений у 1987 році, успішно припинив виробництво численних речовин, що спричиняють руйнування озонового шару. За останні десятиліття озоновий шар продемонстрував значні ознаки одужання, що є свідченням глобальної співпраці та екологічної політики.

Однак стабільність цього життєво важливого шару атмосфери тепер стикається з новим і несподіваним викликом. Під час лісових пожеж в Австралії 2019/20 рр. дослідники спостерігали різке збільшення стратосферних аерозолів – дрібних частинок, які можуть впливати на клімат, здоров’я та хімічний склад атмосфери.

Нові ідеї дослідження лісових пожеж

Використовуючи сучасні супутникові дані та числові моделі, дослідницька група успішно продемонструвала вплив лісових пожеж через нове явище: димовий вихор (SCV).

«SCV — це потужний димовий вир, який транспортує викиди лісових пожеж у стратосферу, досягаючи висоти до 35 кілометрів», — пояснив професор Хан Су з Інституту фізики атмосфери Китайської академії наук, одного з відповідних дослідників. автори дослідження. «Цей процес призвів щонайменше до подвоєння аерозольного навантаження в середній стратосфері південної півкулі. Ці аерозолі, досягнувши такої великої висоти, ініціювали низку гетерогенних реакцій, які вплинули на концентрацію озону».

Наслідки динаміки озону, викликаної лісовими пожежами

Міжнародна група виявила, що ці аерозолі, викликані лісовими пожежами, сприяли гетерогенним хімічним реакціям, які, як це не парадоксально, призвели як до виснаження озонового шару, так і до збільшення його вмісту в різних шарах атмосфери.

Хоча нижня стратосфера зазнала значної втрати озону, вони виявили, що посилення хімічних реакцій на аерозолях на великих висотах, тобто в середній стратосфері, призводить до збільшення озону. У південних середніх широтах цій складній взаємодії вдалося запобігти приблизно 40% (до 70%) виснаження озонового шару, яке спостерігалося в нижній стратосфері в наступні місяці після масштабних лісових пожеж.

Терміновість поточних досліджень

Чому це має значення?

«Наше дослідження демонструє несподіваний і важливий механізм, за допомогою якого поглинаючі аерозолі в диму лісової пожежі, такі як сажа, можуть викликати і підтримувати величезні заряджені димом вихори, що охоплюють тисячі кілометрів. Ці вихори можуть існувати місяцями, переносячи аерозолі глибоко в стратосферу та впливаючи на озоновий шар різними способами на різних висотах. Це підкреслює необхідність постійної пильності та досліджень у міру прогресування кліматичних змін», – сказав професор Яфан Чен, інший автор-кореспондент з Інституту хімії Макса Планка.

Майбутні напрямки дослідження зміни клімату та озону

Роль озонового шару у фільтрації УФ-випромінювання має вирішальне значення для захисту всіх форм життя на Землі. Успіх Монреальського протоколу в скороченні озоноруйнівних речовин був грандіозним досягненням, але нові висновки підкреслюють, що природні явища, посилені зміною клімату, створюють додаткові ризики для цього крихкого шару. Зі збільшенням частоти та інтенсивності лісових пожеж, викликаних глобальним потеплінням, утворення SCV та їх вплив на стратосферу може стати більш поширеним явищем, загрожуючи крихкому балансу озонового шару.

Оскільки ми продовжуємо боротися зі зміною клімату, розуміння цих нещодавно відкритих атмосферних процесів є життєво важливим. Це дослідження відкриває нові шляхи для дослідження того, як лісові пожежі та інші кліматичні події можуть вплинути на хімію стратосфери та динаміку озону в майбутньому.