Озоновый слой полюсов Земли может разрушаться на 25% за сутки во время магнитных бурь
Команда российских ученых в кооперации с Давосской физико-метеорологической обсерваторией обнаружила, что во время сильных магнитных бурь озоновый слой Земли в полярной мезосфере (от 40 до 90 км от поверхности планеты) может разрушаться на величину до 25% всего за одни сутки. Об этом сообщили в среду в пресс-службе Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ).
“Мы обнаружили, что во время геомагнитных возмущений в полярной атмосфере увеличивается концентрация радикалов. Это приводит к разрушению озона на высотах мезосферы в течение суток. Максимальное обнаруженное нами разрушение составило 14-25% на высоте около 75 километров. То есть магнитосферные бури способны разрушить до четверти имеющегося озона на этой поверхности”, – рассказала руководитель секции “Магнитосфера и влияние энергичных частиц на атмосферу” лаборатории исследований озонового слоя и верхней атмосферы СПбГУ Ирина Миронова.
Озоновый слой, расположенный в стратосфере на расстоянии от 10 до 40 км над поверхностью Земли, представляет собой газовую оболочку, которая защищает планету от вредного воздействия исходящего от Солнца ультрафиолетового излучения. В связи с ослаблением озонового слоя увеличивается поток солнечной радиации, что может привести к гибели растений и животных, а также оказать негативное воздействие на человека. Истощение озонового слоя повышает риск возникновения раковых заболеваний кожи.
Как объяснили ученые в своей коллективной работе, опубликованной в научном журнале Atmosphere, озоновый слой Земли достаточно уязвим к воздействиям частиц (протонов, электронов, альфа-частиц), которые проникают в атмосферу планеты из ее внешней магнитной сферы, находящейся под воздействием солнечного ветра. Перед учеными стояла задача зафиксировать потоки частиц и оценить их воздействие на слой.
Данные в Арктике ученые собирали с помощью аэростатов, которые фиксировали рентгеновское излучение, вызываемое потоками частиц. Чтобы оценить по этим данным разрушения в озоновом слое, специалисты создали математическую модель, учитывающую перенос солнечной и инфракрасной радиации, фотохимические процессы, ионную химию и турбулентный перенос газовых примесей по вертикали. Ученые также создали модель, которая позволяет рассчитывать температуру и концентрации в атмосфере 43 нейтральных газов, свободных электронов и 57 ионов, которые участвуют более чем в 300 различных реакциях, так или иначе влияющих на озоновый слой.
Полученные результаты могут быть использованы для более точного прогнозирования будущего озонового слоя и климата Земли, а также для анализа распространения радиоволн. Работы по отбору событий с высыпаниями энергичных электронов и моделирование озона выполнены членами научного коллектива Лаборатории исследований озонового слоя и верхней атмосферы СПбГУ по заказу МГУ им. М. В. Ломоносова в рамках выполнения междисциплинарного проекта Российского научного фонда.