Накопленный в ФИАН опыт мониторинга атмосферного озона на миллиметровых волнах использован при разработке радиоспектрометра для измерения вертикального распределения озоноразрушающих молекул окиси хлора в атмосфере. Одновременные измерения озона и окиси хлора позволят точнее оценить влияние окиси хлора на наблюдаемое истощение озонного слоя над Москвой в холодные сезоны.
Озон защищает жизнь на Земле от опасной биологически активной УФ-Б части солнечного ультрафиолета. Поглощая солнечное излучение в стратосфере, озон является основным источником её нагрева, влияя тем самым на температуру всей атмосферы, её динамику и климат. На распределение озона по земному шару и по высоте оказывают влияние как естественные факторы: динамика атмосферы (перемещения воздушных масс, волновые явления), тепловые, радиационные и химические процессы, извержения вулканов, активность Солнца и др., так и загрязнение атмосферы в результате человеческой деятельности.
«Есть опасные озоноразрущающие молекулы, которые уничтожают озон. Даже относительно небольшое количество таких веществ наносит озонному слою очень большие потери. «Озонная дыра» над Антарктидой, площадь которой в весенние месяцы превышает 20 млн. км2, - самый яркий пример таких потерь, возникающих в результате каталитических химических реакций с участием окиси хлора, а также соединений азота, водорода, брома. Количество окиси хлора, накопленное в атмосфере в результате выбросов долгоживущих фреонов, весьма велико. Согласно расчетам, которые опираются на множество экспериментальных данных разного характера, мы, по-видимому, находимся сейчас вблизи минимума общего глобального содержания озона», - рассказывает к.ф.-м.н. Сергей Розанов, заведующий Лабораторией спектроскопии миллиметровых волн ФИАН, сотрудники которой занимаются данной проблемой.
После обнаружения озонной дыры многие страны подписали Монреальский протокол, ограничивающий и запрещающий выброс в атмосферу наиболее опасных озоноразрушающих веществ. Есть надежда, что если Монреальский протокол и дополнения к нему будут ответственно выполняться, то в ближайшее десятилетие начнётся восстановление озонного слоя, которое, по оценкам, займет около 50 лет.
В настоящее время, по данным Всемирной метеорологической организации, окись хлора является наиболее опасным для озона соединением.
«Поэтому, одновременно с измерениями озона, просто необходимо проводить измерения содержания и пространственного распределения окиси хлора, т.е. проводить измерения того, что необходимо защищать, и того, что разрушает жизненно важную составляющую атмосферы. В России измерения окиси хлора на миллиметровых волнах (микроволнах) до сих пор не проводились. Более того, нет и аппаратуры для измерений вертикального распределения окиси хлора в атмосфере. Поэтому мы сейчас занимаемся созданием такого прибора», - говорит научный руководитель лаборатории, д.ф.-м.н. Сергей Соломонов.
В Лаборатории спектроскопии миллиметровых волн ФИАН уже созданы микроволновые спектрометры для измерения вертикального профиля озона в атмосфере (озонометры). Для измерений окиси хлора требуется аналогичная аппаратура, но более чувствительная, т.к. концентрация окиси хлора в стратосфере на высотах 15-50 км в несколько тысяч раз ниже концентрации озона. Именно такой новый прибор с охлаждаемым приёмником разработан и в настоящее время изготавливается в ФИАН.
АНИ «ФИАН-информ»
