Резкое падение концентрации стратосферного озона, «озоновая дыра», была впервые обнаружена в 1980-х годах над Антарктидой. По современным представлениям, разрушение озона (трехатомных молекул кислорода O3) связано с воздействием веществ группы хлорфторуглеродов (CFC), наиболее известными из которых является группа фреонов.
Под действием солнечного света и стратосферного холода эти вещества образуют агрессивные соединения хлора, которые разрушают озоновый слой - щит, защищающий жизнь на Земле от вредного жесткого ультрафиолета. В 1987 году был принят Монреальский протокол, который запрещает производство CFC, однако на их естественное исчезновение понадобится несколько десятилетий.
Зимой и весной 2010-2011 года в Арктике впервые наблюдался процесс, который можно было назвать формированием озоновой дыры. В начале апреля Всемирная метеорологическая организация заявила, что количество озона в атмосфере в арктическом регионе этой зимой сократилось на рекордную величину - 40%.
Группа ученых под руководством Глории Мэнни из Лаборатории реактивного движения NASA подробно проанализировала процесс формирования озоновой дыры и пришла к выводу, что это событие было беспрецедентным по своим масштабам, и в случае, если зима в Арктике будет чуть более суровой, падение концентрации озона будет еще более резким.
«Впервые у нас на севере происходит это. Снижение количества озона в Арктике всегда было выражено значительно меньше, чем в Антарктиде. В 1994-1995 году было падение на 30%, но такого до этого никогда не было. Сейчас падение было на 40%, это уже сравнимо с Антарктидой, там озоновая дыра 50%-60%. Порядок уже одинаковый», - сказал один из авторов исследования Валерий Дорохов, старший научный сотрудник Центральной аэрологической обсерватории Росгидромета.
Озоновая дыра в полярных регионах возникает, когда из-за низких температур в стратосфере (ниже 78 градусов мороза) водяной пар и азотная кислота формируют так называемые полярные стратосферные облака. Эти облака и другие холодные аэрозоли дают долгоживущим соединениям хлора, в частности, хлорфторуглеродам, возможность превращаться в высокоактивные соединения, такие как оксид хлора, которые и «убивают» озон.
Зимой 2010-2011 года в Арктике необычно долго держался циркумполярный вихрь, полоса сильных стратосферных воздушных течений вокруг полярной зоны, которые не пускали к полюсу теплый воздух. В результате к началу весны концентрация озона резко упала.
«Этот период, когда там держится холодный воздух, обычно длится 2-2,5 месяца. А в этом раз он затянулся на четыре месяца - до апреля, хотя обычно заканчивается в марте», - сказал Дорохов.
Ученые отмечают, что температуры ниже порога в 78 градусов в Арктике держались на высоте от 15 до 23 градусов более 100 дней. При этом падение количества озона ниже уровня в 250 единиц Добсона весной наблюдалось в течение 27 дней, а ниже 230 - в течение недели.
«В этом отношении сокращение количества озона в Арктике впервые достигла уровня, при котором можно говорить об арктической озоновой дыре», - говорится в статье. Ее авторы отмечают, что область, ограниченная циркумполярным вихрем в Арктике значительно меньше, чем в Антарктиде, но она более мобильна.
«Более сильное разрушение озонового слоя в Арктике может увеличивать биологические риски из более сильного воздействия ультрафиолетовой радиации, особенно если зона вихря сдвинется в сторону более плотно населенных средних широт, как это произошло в апреле 2011 года», - пишут ученые.
Рост силы ультрафиолетового излучения может привести, в частности, к росту числа случаев катаракты, отмечает Дорохов.