Cientistas descobriram uma perda grave e inesperada de ozônio sobre Estados Unidos neste verão.
Como deveríamos estar preocupados?
A descoberta é surpreendente porque a química complexa atmosférica que destrói o ozono foi previamente pensado para ocorrer apenas a temperaturas muito frias sobre regiões polares onde há muito pouca ameaça para os seres humanos. (Um grande buraco na camada de ozônio sobre a Antártida persiste.)
A descoberta também links-para a perda do tempo de ozônio-primeiro (um problema em torno do qual líderes mundiais organizou com sucesso de proibir clorofluorcarbonetos, ou CFCs) para as alterações climáticas (um problema global que até agora tem provado politicamente intratável).
A camada de ozônio bloqueia uma grande fração da luz ultravioleta do sol de chegar a terra, protegendo as formas de vida das radiações potencialmente prejudiciais que em humanos pode levar ao câncer de pele.
Mas ozono estratosférico é susceptível a catalisadores químicos de origem artificial, tais como cloro e bromo, que estão presentes na atmosfera terrestre como uma consequência da utilização generalizada anteriormente comercial de CFCs.
E as reacções químicas que destroem o ozono são altamente dependentes do tanto a temperatura atmosférica e na presença de vapor de água.
O achado foi publicado em linha adiantado em 26 de julho no site da Science Express da revista Science.
Equipe de Anderson descobriu que durante as tempestades de verão intenso sobre os Estados Unidos, vapor de água é empurrada por convecção muito maior para a baixa estratosfera que se pensava possível, alterando as condições atmosféricas em um caminho que leva à substancial perda de ozônio, difundida durante a semana que se seguiu.
Os links de papel a perda de ozônio sobre populosas regiões de latitude média no verão para a freqüência ea intensidade desses grandes tempestades, o que poderia aumentar com a mudança climática resultante de níveis crescentes de dióxido de carbono e metano na atmosfera.
Tempestades ameaçam camada de ozônio sobre Estados Unidos. Crédito da imagem: Harvard
"Estávamos investigando o comportamento do vapor de água convectiva como parte de nossa pesquisa de clima", diz Anderson, "não fotoquímica do ozônio.
O que mostrou surpreendente foi a altitude extraordinário para o qual o vapor de água estava sendo loft de altitudes superiores a 60.000 pés, e como muitas vezes que estava acontecendo. "Anderson e sua equipe perceberam a importância do achado, pois maiores concentrações de vapor de água no frio chega do estratosfera inferior alterar a temperatura limite em que o cloro é convertido para um estado de radical livre: na presença de vapor de água, a remoção catalítica directa de ozono tem lugar a temperaturas mais quentes.
Em estudos contínuos a equipe usou assinaturas isotópicas para demonstrar que o vapor de água foram realizadas directamente para a estratosfera como um resultado da injecção de convecção. E na região de convecção injetado vapor de água, os pesquisadores descobriram que a perda catalítica de ozônio aumentou em cem vezes.
Como resultado, as taxas de perda de ozono pode exceder as taxas naturais de regeneração de ozono (e substituição por meio de transporte de outras regiões) por duas ordens de magnitude. Os dados são da evidência experimental acumulada ao longo dos Estados Unidos, mas os pesquisadores observaram que condições similares possam existir em outros lugares.
Cientistas de Harvard descobriram que as tempestades de verão intensas podem forçar o vapor de água na estratosfera seco e frio através de um processo chamado de injeção por convecção. A presença de tais vapor de água, que normalmente pára na tropopausa (a fronteira entre a troposfera e na estratosfera), muda a temperatura limite no qual o ozono é destruído pela química dependente clorofluorocarbonetos (CFCs feitas pelo homem), que ainda estão presentes na atmosfera apesar de uma proibição internacional sobre seu uso.
As reações químicas que destroem o ozônio geralmente ocorrem somente em temperaturas muito frias. A presença de vapor de água aumenta a temperatura em que a perda de ozono tem lugar, ao ponto de que as condições de limiar para a destruição de ozono são rotineiramente cruzado durante o verão acima dos Estados Unidos e, possivelmente, em outro lugar. A freqüência ea intensidade destas tempestades de verão deverá aumentar com o clima forçando devido aos níveis crescentes de calor-caça com armadilhas dióxido de carbono atmosférico e metano. Reduções de ozônio estratosférico permitiria mais radiação ultravioleta prejudicial DNA-para chegar à Terra, com potenciais efeitos biológicos em seres humanos, animais e plantas. Crédito da imagem: James G. Anderson / Arte por Rob Stanhope
Estes resultados têm um impacto na saúde pública porque indicam que quantidades significativas de ozônio pode ser destruído em apenas alguns dias dentro de regiões de alta concentração de vapor d'água e incidência de cancro da pele está associada com níveis de raios ultravioleta (UV) de dosagem, que em transformar dependem concentrações de ozono.
Os resultados são perturbando também porque-se a estratosfera actualmente extremamente seca, foram a tornar-se mais húmido (como ocorreu durante os períodos anteriores do dióxido de carbono elevado, tal como indicado na paleorecord)-o impacto sobre os níveis de ozono pode ser significativo. A carga de alta corrente de cloro e bromo resultante da anterior liberação comercial de CFCs e halons é sem precedentes na história da Terra. "Se a intensidade ea freqüência de eventos convectivos de aumentar irreversivelmente como resultado do clima forçando", escrevem os cientistas, "diminui em ozônio aumenta e associados em dose UV também seria irreversível."
O papel da ciência, observa que a perda de gelo no Ártico ameaça liberar quantidades significativas de dióxido de carbono e metano de solos da Sibéria e Alasca do Norte, potencialmente acelerando as alterações climáticas. Os pesquisadores também observam que um remédio cada vez mais citados para mudança climática-geo-engenharia clima lançando partículas de sulfato diretamente para a atmosfera, a fim de refletir a luz solar de distância da Terra iria acelerar o processo de perda de ozônio, aumentando a área de superfície reativa para o conversão de cloro para formar radicais livres, como foi observado após a erupção do Monte Pinatubo em 1991.
Perda de gelo no Árctico ameaça para libertar quantidades significativas de dióxido de carbono.
Mario Molina, SD '12, distinto professor de química e bioquímica da Universidade da Califórnia, San Diego, e co-receptor do Prêmio Nobel 1995 em Química por seu trabalho no CFC ea destruição do ozônio, diz que os achados descritos no artigo da Science são " algo muito que se preocupar, pois existe o potencial para um efeito muito significativo sobre o ozônio estratosférico em latitudes onde nós normalmente não pensamos que iria acontecer. "Sua própria 1974 famoso trabalho sobre a química CFC eo ozônio, diz ele, foi em grande parte hipótese, enquanto o trabalho da equipe de Anderson é baseada na ciência que está bem estabelecido: ainda que os resultados terão de ser testado com outras medições, ele diz que "não há muita especulação" no papel.
A localização da perda de ozono, neste caso, dá causa especial de preocupação. Porque o buraco de ozônio da Antártida está confinada às latitudes mais meridionais e só ocasionalmente se move em direção ao extremo sul da América do Sul, os cientistas têm experiência de campo pouco com impactos biológicos. "DNA, é claro, está constantemente a ser danificada pela radiação ultravioleta", observa Molina, "e há um mecanismo de reparo natural.
Mas deve ozono desaparecer da maneira descrita em papel Professor de Anderson, este seria muito ser uma ameaça. Muitos sistemas ecológicos são muito sensíveis à radiação ultravioleta e eles não evoluíram os mecanismos de reparo de destruição do ozônio mais grave. "
Dramática perda de ozônio na baixa estratosfera sobre a Antártida foi notado pela primeira vez na década de 1970 por um grupo de pesquisadores da British Antarctic Survey (BAS), que estavam monitorando a atmosfera sobre a Antártica a partir de uma estação de pesquisa. Hoje, aprendemos sobre a perda inesperada de ozônio sobre Estados Unidos.
Molina diz que esta é "uma indicação maior da sociedade a ter impactos sobre o meio ambiente que, em princípio, podemos fazer algo a respeito." Voltando à questão de ozônio, ele ressalta que se não tivesse sido "um acordo internacional para banir os CFCs" no final década de 1980, este problema recém-descrito "teria sido muito pior." Ele espera que "estes tipos de avisos fará com que o caso ainda mais forte para que a sociedade começa a reagir à questão da mudança climática, assim como conseguimos fazer com a questão de ozônio ".
Ralph Cicerone, presidente da Academia Nacional de Ciências e ele mesmo um químico atmosférico, diz que o grupo de Anderson tem "chegar a um quadro muito importante global onde as peças individuais são bem traçado, pois eles têm sido estudados pelos melhores especialistas do mundo e eles trabalhar. "
Como grave os resultados são ainda não está clara, Cicerone diz, "mas o que o grupo de Anderson está falando pode ser medida rapidamente. Agora é só uma questão de empacotamento das pessoas e recursos para investigar mais profundamente. "
"Então, podemos descobrir o que a influência é sobre o ozono", continua ele, "e quanto mais luz ultravioleta penetra na superfície da terra, para que possamos chegar aos efeitos bottom-line sobre a saúde humana, bem como culturas e outros danos. "Se uma investigação mais aprofundada verifica as conclusões da equipe de Anderson, em seguida, os impactos em" um clima futuro onde o ar está ficando mais quente e úmido "terá de ser considerado, diz Cicerone.
São estas tempestades que "a umidade impulso para a estratosfera vai ser mais freqüente?", Pergunta ele."Achamos que eles são."
MessageToEagle.com com base em informações fornecidas pela Harvard
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