Ανελκυστήρας προς την στρατόσφαιρα

Πρωτότυπη δημοσίευση από το Alfred Wegener Institute

Επιμέλεια κειμένου – απόδοση στα Ελληνικά: Πυθεύς

Μια διεθνής ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τον Δρ Markus Rex από το Ινστιτούτο Alfred Wegener στο Πότσδαμ ανακάλυψε ένα άγνωστο μέχρι τώρα ατμοσφαιρικό φαινόμενο, επάνω από τις θάλασσες του Νότου.

Άνωθεν του τροπικού δυτικού Ειρηνικού υπάρχει μια φυσική, αόρατη οπή, η οποία εκτείνεται για αρκετές χιλιάδες χιλιόμετρα σε ένα στρώμα που με την χημική σύνθεσή του, εμποδίζει τη μεταφορά της πλειονότητας των φυσικών και ανθρωπογενών ουσιών στη στρατόσφαιρα.

Όπως θα συνέβαινε και με ένα τεράστιο ανελκυστήρα, πολλές χημικές ενώσεις από αυτές που εκπέμπονται στο έδαφος, περνούν αφιλτράριστες μέσα από αυτό το λεγόμενο «απορρυπαντικό στρώμα» της ατμόσφαιρας το οποίο οι επιστήμονες αποκαλούν «OH ασπίδα ¹».

Το φαινόμενο, που ανακαλύφθηκε πρόσφατα, πάνω από τις Νότιες Θάλασσες, ενισχύει την καταστροφή του όζοντος στις πολικές περιοχές και θα μπορούσε να έχει σημαντική επίδραση στο μελλοντικό κλίμα της γης σε συνδυασμό με την αύξηση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης στη Νοτιοανατολική Ασία.

Ερευνητικό σκάφος Sonne
Ερευνητικό σκάφος Sonne

Αρχικά ο Δρ. Markus Rex υποψιάστηκε μια σειρά εσφαλμένων μετρήσεων. Τον Οκτώβριο του 2009 ο εν λόγω φυσικός της ατμόσφαιρας από το Ινστιτούτο Alfred Wegener του κέντρου Πολικών και Θαλάσσιων ερευνών Helmholtz, βρισκόταν στο Γερμανικό ερευνητικό σκάφος “Sonne”, σε μια αποστολή για την μέτρηση χημικών ουσιών και ενώσεων στην ατμόσφαιρα του τροπικού δυτικού Ειρηνικού.

Χιλιάδες δοκιμές και έλεγχοι ακολουθούσαν τις αξιοπερίεργες αναφορές που έδιναν κάθε 400 χιλιόμετρα οι ανιχνευτές όζοντος οι οποίοι είχαν ανέλθει στον τροπικό ουρανό μέσω ενός ερευνητικού μπαλονιού. Το αποτέλεσμα ήταν κανένα εύρημα, ή για να είμαστε πιο ακριβείς…..σχεδόν κανένα.

Οι συγκεντρώσεις του όζοντος στις μετρήσεις του, παρέμεναν σχεδόν συνεχώς κάτω από το όριο ανίχνευσης των περίπου 10 ppbv ² σε ολόκληρο το κατακόρυφο εύρος από την επιφάνεια της Γης έως ένα υψόμετρο περίπου 15 χιλιομέτρων. Κανονικά οι συγκεντρώσεις του όζοντος σε αυτήν την περιοχή της ατμόσφαιρας είναι τρεις έως δέκα φορές υψηλότερες.

¹ Το όζον στην τροπόσφαιρα είναι η βασική πηγή της ελεύθερης ρίζας του υδροξυλίου (ΟΗ) που είναι το βασικό οξειδωτικό μέσο της τροπόσφαιρας αποτελώντας βασική καταβόθρα πολλών στοιχείων που διαφορετικά θα δρούσαν σαν θερμοκηπικά.

²  Ένα μέρος του όζοντος ανά δισεκατομμύριο κατ’ όγκο (ppbv) σημαίνει ότι υπάρχει ένα μόριο όζοντος για κάθε δισεκατομμύριο μορίων αέρα.

——————————————

Στρωματόσφαιρα
Στρωματόσφαιρα

Αν και οι χαμηλές τιμές σε υψόμετρο περίπου 15 χιλιομέτρων ήταν γνωστές από προηγούμενες μετρήσεις στην περιφερειακή περιοχή του τροπικού Δυτικού Ειρηνικού, η παντελής απουσία του όζοντος σε όλα τα διαδοχικά ύψη αποτελούσε έκπληξη.

Ωστόσο, μετά από μια σύντομη περίοδο αμφιβολίας δοκιμών και ελέγχων του εξοπλισμού, ο ειδικός ερευνητής για το στρώμα του όζοντος, ο οποίος τυγχάνει διεθνούς αναγνώρισης, συνειδητοποίησε ότι επρόκειτο για ένα φαινόμενο άγνωστο ακόμη στην επιστήμη.

Λίγα χρόνια έρευνας αργότερα με την συμμετοχή και άλλων επιστημόνων ήρθε η επιβεβαίωση: Ο Markus Rex και η ομάδα του στο Sonne είχαν εντοπίσει μια τεράστια φυσική τρύπα πάνω από τις τροπικές θάλασσες του Νότου, που βρίσκεται σε ένα ειδικό στρώμα της χαμηλότερης ατμόσφαιρας γνωστό ως «OH ασπίδα» ³.

Τα αποτελέσματα της έρευνας σχετικά με τις ελάχιστες τιμές του ΟΗ που ανακαλύφθηκαν πρόσφατα, θα δημοσιευθούν σύντομα στο περιοδικό “Atmospheric Chemistry and Physics”, με την συνεργασία του Ινστιτούτου Περιβαλλοντικής Φυσικής του Πανεπιστημίου της Βρέμης και άλλων διεθνών ερευνητικών ιδρυμάτων.

³   Θα πρέπει να επισημανθεί ότι μέχρι περίπου και τα τέλη της δεκαετίας του ‘70 η επιστημονική κοινότητα θεωρούσε ότι το όζον στην τροπόσφαιρα είναι ένα αδρανές αέριο που δεν αντιδρά με άλλα στοιχεία και ότι προέρχεται σχεδόν αποκλειστικά από την κατώτερη στρατόσφαιρα (από διεισδύσεις στρατοσφαιρικού όζοντος στην τροπόσφαιρα) και καταστρέφεται στο έδαφος. Ήτανε στα τέλη της δεκαετίας του ‘70 και ‘80 που τέθηκαν οι βάσεις της θεωρίας της φωτοχημικής παραγωγής του τροποσφαιρικού όζοντος. Το έναυσμα δόθηκε από την προσπάθεια για την εξήγηση του φωτοχημικού νέφους του Λος Άντζελες στην δεκαετία του ‘60 από όπου διαπιστώθηκε ότι το φωτοχημικό νέφος (ή ρύπανση του όζοντος) δημιουργείται από μία πολύπλοκη σειρά χημικών αντιδράσεων που περιλαμβάνουν πτητικούς υδρογονάνθρακες και οξείδια του αζώτου από βιομηχανικές πηγές και αυτοκίνητα υπό την δράση του ηλιακού φωτός. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνει κατά την διάρκεια της ημέρας, η ηλιακή ενέργεια επιταχύνει αυτές τις χημικές αντιδράσεις με αποτέλεσμα την αύξηση της ποσότητας όζοντος που παράγεται. Αντίστροφα, όταν η θερμοκρασία μειώνεται οι χημικές αντιδράσεις επιβραδύνουν και το φωτοχημικό νέφος σπάνια δημιουργείται. Η παραγωγή του τροποσφαιρικού όζοντος είναι λοιπόν ένα φαινόμενο που ευνοείται κατά την διάρκεια της ημέρας και των θερμών μηνών του έτους (τέλη ανοίξεως και καλοκαίρι).

Το τροποσφαιρικό όζον έχει πολλαπλή σημασία για την ατμόσφαιρα της γης. Καταρχήν κατέχει κεντρικό ρόλο στην χημεία της τροπόσφαιρας καθώς αποτελεί την βασική πηγή του πιο σημαντικού οξειδωτικού μέσου στην τροπόσφαιρα, της ρίζας του υδροξυλίου (ΟΗ). Με απλά λόγια το υδροξύλιο αποτελεί το ισχυρότερο «απορρυπαντικό» της ατμόσφαιρας που την καθαρίζει από μια σειρά οργανικών και ανόργανων ενώσεων που εκπέμπονται από φυσικές ή ανθρωπογενείς πηγές. Φαντασθείτε πως υπό την έλλειψη της ρίζας του υδροξυλίου, όλες αυτές οι ενώσεις θα είχαν πολύ μεγάλο χρόνο ζωής και θα συσσωρεύονταν στα ανώτερα στρώματα της τροπόσφαιρας δρώντας επικουρικά στο γνωστό φαινόμενο του θερμοκηπίου που προκαλείται από ενώσεις όπως το CO2, το μεθάνιο και βέβαια οι υδρατμοί. Αυτό θα είχε ως συνέπεια μια σειρά από αέριες ενώσεις που δεν συνεισφέρουν στο φαινόμενο του θερμοκηπίου να συνέβαλλαν σε ακόμα μεγαλύτερες θερμοκρασίες του πλανήτη μας.

————————–

Σχεδόν όλες οι χημικές ουσίες, είτε είναι ανθρωπογενείς είτε προέρχονται από ζώα, φυτά και μικροοργανισμούς, στο έφαφος ή στα βάθη των ωκεανών, αντιδρούν τάχιστα με την ασπίδα ΟΗ και καταλύονται. Κατά την διάρκεια αυτού του χημικού αυτοκαθαρισμού οι ουσίες που μέχρι εκείνη την στιγμή δεν ήταν υδατοδιαλυτές μετασχηματίζονται σε τέτοιες και κατόπιν κατακρημνίζονται από τα νέφη (βροχή, χαλάζι, χιόνι). Μέσω αυτού του μηχανισμού το τροποσφαιρικό όζον απομακρύνει τις περισσότερες ουσίες απο την ατμόσφαιρα και γι αυτό τον λόγο φέρει επίσης την ονομασία ᾽᾽ ατμοσφαιρικό απορρυπαντικό ᾽᾽ . Μόνο τα ιδιαίτερως μακρόβια χημικά συστατικά όπως το μεθάνιο ή οι χλωροφθοράνθρακες, γνωστά και ως οι δολοφόνοι του όζοντος, είναι δυνατόν να διαφύγουν από την ασπίδα που προσφέρει η ρίζα του υδροξυλίου (ΟΗ), στην στρατόσφαιρα.
Σχεδόν όλες οι χημικές ουσίες, είτε είναι ανθρωπογενείς είτε προέρχονται από ζώα, φυτά και μικροοργανισμούς, στο έφαφος ή στα βάθη των ωκεανών, αντιδρούν τάχιστα με την ασπίδα ΟΗ και καταλύονται. Κατά την διάρκεια αυτού του χημικού αυτοκαθαρισμού οι ουσίες που μέχρι εκείνη την στιγμή δεν ήταν υδατοδιαλυτές μετασχηματίζονται σε τέτοιες και κατόπιν κατακρημνίζονται από τα νέφη (βροχή, χαλάζι, χιόνι). Μέσω αυτού του μηχανισμού το τροποσφαιρικό όζον απομακρύνει τις περισσότερες ουσίες απο την ατμόσφαιρα και γι αυτό τον λόγο φέρει επίσης την ονομασία ᾽᾽ ατμοσφαιρικό απορρυπαντικό ᾽᾽ . Μόνο τα ιδιαίτερως μακρόβια χημικά συστατικά όπως το μεθάνιο ή οι χλωροφθοράνθρακες, γνωστά και ως οι δολοφόνοι του όζοντος, είναι δυνατόν να διαφύγουν από την ασπίδα που προσφέρει η ρίζα του υδροξυλίου (ΟΗ), στην στρατόσφαιρα.

«Ακόμα κι αν ο ουρανός φαίνεται να είναι ένα ευρέως ομοιόμορφο διάστημα για τους περισσότερους ανθρώπους, αποτελείται από πολύ διαφορετικά χημικά και φυσικά στρώματα» λέει ο Markus Rex, εξηγώντας την πολύπλοκη σύνθεση της ατμόσφαιρας. Τα στρώματα αέρα κοντά στο έδαφος περιέχουν εκατοντάδες ή ακόμα και χιλιάδες χημικές ενώσεις. Αυτός είναι ο λόγος που ο χειμώνας και η άνοιξη, τα βουνά και η θάλασσα, η πόλη και τα δάση, έχουν όλα μια ξεχωριστή μυρωδιά.

Η μεγάλη πλειοψηφία αυτών των ουσιών διασπάται σε υδατοδιαλυτές ενώσεις στα κατώτερα χιλιόμετρα της ατμόσφαιρας και στη συνέχεια απομακρύνεται με τη βροχή. Δεδομένου ότι αυτές οι διαδικασίες απαιτούν την παρουσία μιας συγκεκριμένης χημικής ουσίας, την λεγόμενη ελεύθερη ρίζα του υδροξυλίου (ΟΗ) αυτό το μέρος της ατμόσφαιρας ονομάζεται «ΟΗ ασπίδα». Λειτουργεί σαν ένα τεράστιο ατμοσφαιρικό πλυντήριο του οποίου η εν λόγω είναι το απορρυπαντικό.

Η ασπίδα υδροξυλίου είναι μέρος της τροπόσφαιρας, όπως ονομάζεται το κατώτερο τμήμα της ατμόσφαιρας. «Μόνο λίγες, εξαιρετικά μακρόβιες ενώσεις καταφέρνουν να περάσουν μέσα από την ασπίδα» λέει ο Rex και στην συνέχεια διαπερνώντας την τροπόπαυση να εισέλθουν στην στρατόσφαιρα “.

Με την ονομασία τροπόπαυση αναφερόμαστε στο οριακό στρώμα μεταξύ της τροπόσφαιρας και του επόμενου ατμοσφαιρικού στρώματος, πάνω από αυτό, την στρατόσφαιρα. Οι συγκεκριμένες αυτές ουσίες που εισέρχονται στην στρατόσφαιρα έχουν παγκόσμιο αντίκτυπο. Ο λόγος είναι ότι από τη στιγμή που έχουν φτάσει σε αυτό το στρώμα, τα προϊόντα της αποδόμησής τους παραμένουν εκεί για πολλά χρόνια και εξαπλώνονται σε όλη την υδρόγειο.

Όπως έχει ήδη αναφερθεί, ιδιαιτέρως μακρόβια χημικά συστατικά βρίσκουν το δρόμο τους προς την στρατόσφαιρα, διαπερνώντας την ασπίδα. Μερικά από αυτά είναι το μεθάνιο, το υποξείδιο του αζώτου (ιλαρυντικό αέριο), τα αλογόνα, το βρωμομεθάνιο και οι χλωροφθοράνθρακες.

Γνωστά και ως δολοφόνοι του όζοντος, παίζουν βασικό ρόλο στην ελάττωση του όζοντος πάνω από τις πολικές περιοχές.

Μετά από πολλά χρόνια έρευνας οι επιστήμονες αρχίζουν να κατανοούν πλέον την περίπλοκη διαδικασία της μείωσης του στρατοσφαιρικού όζοντος πολύ καλά. «Παρ’ όλα αυτά τα ποσοστά ελάττωσης του όζοντος που μετρήθηκαν ήταν συχνά αρκετά μεγαλύτερα απ’ ότι υπολόγιζαν τα θεωρητικά μοντέλα μας» λέει ο Markus Rex αναφερόμενος σε ένα άλυτο πρόβλημα στην ατμοσφαιρική έρευνα.

«Με την ανακάλυψη της τρύπας της ασπίδας υδροξυλίου πάνω από το τροπικό Δυτικό Ειρηνικό έχουμε συμβάλλει στην επίλυση αυτού του μυστηρίου». Την ίδια στιγμή ανακαλύφθηκε ένα φαινόμενο που εγείρει μια σειρά από νέα ερωτήματα για την κλιματική πολιτική. Οι ερευνητές τώρα, αντιμετωπίζουν αυτές τις προκλήσεις σε ένα νέο ερευνητικό πρόγραμμα με την ονομασία Stratoclim, το οποίο χρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση με περίπου € 9.000.000 και συντονίζεται από το Ινστιτούτο Alfred Wegener. Στα πλαίσια αυτού του έργου, ένας νέος σταθμός παρακολούθησης θα καταρτιστεί στον τροπικό δυτικό Ειρηνικό, σε συνεργασία με το Ινστιτούτο Περιβαλλοντικής Φυσικής στο Πανεπιστήμιο της Βρέμης.

Πρέπει να συνειδητοποιήσουμε, θυμίζει ο φυσικός της ατμόσφαιρας από το Πότσδαμ, ότι οι χημικές ενώσεις που εισέρχονται στην στρατόσφαιρα έχουν πάντα παγκόσμιο αντίκτυπο. Μέσω αυτής της τρύπας OH, που οι ερευνητές ανακάλυψαν πάνω από το τροπικό Ειρηνικό, διοχετεύονται στην στρατόσφαιρα βρωμιούχοι υδρογονάνθρακες, σε ποσότητες μεγαλύτερες από ότι συμβαίνει σε οποιοδήποτε άλλο μέρος στην ατμόσφαιρα της γης. Παρά το γεγονός ότι ή άνοδός αυτή συμβαίνει πάνω από το τροπικό Δυτικό Ειρηνικό, οι εν λόγω ενώσεις ενισχύουν την ελάττωση του όζοντος στις πολικές περιοχές.

Από τότε που οι επιστήμονες εντόπισαν το φαινόμενο αυτό και το έλαβαν υπόψη τους στην θεωρητική περιγραφή και αναπαράσταση της μείωσης του στρατοσφαιρικού όζοντος, τα μοντέλα τους έχουν πλέον άριστη αντιστοιχία με τα δεδομένα των μετρήσεων.

Ωστόσο, δεν είναι μόνο οι βρωμιούχοι υδρογονάνθρακες που εισέρχονται στη στρατόσφαιρα πάνω από το τροπικό Δυτικό Ειρηνικό. «Μπορείτε να φανταστείτε αυτή την περιοχή ως ένα γιγάντιο ασανσέρ προς την στρατόσφαιρα» δηλώνει ο Markus Rex, χρησιμοποιώντας αυτόν τον παραλληλισμό. Η συγκέντρωση άλλων ουσιών έχει αυξηθεί επίσης, σε άγνωστο βαθμό προς το παρόν, ενώ η περιοχή που εντοπίστηκε πρόσφατα δίνει και πάλι τις μεγαλύτερες μετρήσεις από οπουδήποτε αλλού στον πλανήτη. Ένα παράδειγμα αποτελεί το διοξείδιο του θείου, το οποίο έχει σημαντική επίδραση στο κλίμα.

Τα σωματίδια του θείου στην στρατόσφαιρα αντανακλούν το ηλιακό φως και επομένως δρουν ανταγωνιστικά με τα ατμοσφαιρικά αέρια του θερμοκηπίου, όπως το διοξείδιο του άνθρακα (CO2), το οποίο συλλαμβάνει τη θερμότητα του ήλιου στη Γη. Για να το θέσουμε απλά, ενώ τα αέρια του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα, θερμαίνουν τον πλανήτη, τα σωματίδια του θείου στη στρατόσφαιρα έχουν ψυκτική επίδραση. «Η νοτιοανατολική Ασία αναπτύσσεται ραγδαία από οικονομική άποψη» λέει ο Markus Rex, εξηγώντας ένα πρόβλημα που δεν έχει τύχει της δέουσας προσοχής μέχρι σήμερα. «Ωστόσο, σε αντίθεση με τις περισσότερες βιομηχανικές χώρες, έχει επενδύσει ελάχιστα σε τεχνολογίες φιλτραρίσματος των ρύπων μέχρι τώρα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι εκπομπές διοξειδίου του θείου αυξάνονται σημαντικά σε αυτή την περιοχή επί του παρόντος».

Έτσι φθάνει ο αέρας στην στρατόσφαιρα. Μέσω της ταχείας ανοδικής μεταφοράς που συμβαίνει σε τροπικές καταιγίδες, φτάνει σε μια περιοχή μεγάλης και αργής κλίμακας ανόδου όπου συνεχίζει να κινείται ανοδικά και μέσω της τροπόπαυσης εισέρχεται στην στρατόσφαιρα σε διάστημα λίγων εβδομάδων. Η διαδικασία αυτή ευνοείται από τον χειμώνα του βορείου ημισφαιρίου. Υπολογιστικά μοντέλα δείχνουν ότι κατά τη διάρκεια αυτής της εποχής, η διαδικασία λαμβάνει χώρα κυρίως πάνω από το τροπικό Δυτικό Ειρηνικό. Λόγω της παγοποίησης των νεφών στο εξαιρετικά ψυχρό επίπεδο της τροπόπαυσης, ένα μεγάλο μέρος των υδατοδιαλυτών χημικών ουσιών απομακρύνεται από τον αέρα και δεν μπορεί να φθάσει ως την στρατόσφαιρα. Τα μόρια της ελεύθερης ρίζας του υδροξυλίου μετατρέπουν τις αδιάλυτες ενώσεις σε υδατοδιαλυτές. Ως εκ τούτου, εάν η συγκέντρωση των ΟΗ μορίων κατά μήκος των διακεκομμένων μονοπατιών μεταφοράς (που επισημαίνονται στο σχεδιάγραμμα) είναι υψηλή, μόνο λίγες χημικές ενώσεις θα καταφέρουν να φθἀσουν στην στρατόσφαιρα. Αντιστρόφως, όσο χαμηλότερη είναι η συγκέντρωση αυτή κατά μήκος των οδών μεταφοράς, τόσο περισσότερες χημικές ενώσεις θα εισέλθουν στην στρατόσφαιρα.
Έτσι φθάνει ο αέρας στην στρατόσφαιρα. Μέσω της ταχείας ανοδικής μεταφοράς που συμβαίνει σε τροπικές καταιγίδες, φτάνει σε μια περιοχή μεγάλης και αργής κλίμακας ανόδου όπου συνεχίζει να κινείται ανοδικά και μέσω της τροπόπαυσης εισέρχεται στην στρατόσφαιρα σε διάστημα λίγων εβδομάδων. Η διαδικασία αυτή ευνοείται από τον χειμώνα του βορείου ημισφαιρίου. Υπολογιστικά μοντέλα δείχνουν ότι κατά τη διάρκεια αυτής της εποχής, η διαδικασία λαμβάνει χώρα κυρίως πάνω από το τροπικό Δυτικό Ειρηνικό. Λόγω της παγοποίησης των νεφών στο εξαιρετικά ψυχρό επίπεδο της τροπόπαυσης, ένα μεγάλο μέρος των υδατοδιαλυτών χημικών ουσιών απομακρύνεται από τον αέρα και δεν μπορεί να φθάσει ως την στρατόσφαιρα. Τα μόρια της ελεύθερης ρίζας του υδροξυλίου μετατρέπουν τις αδιάλυτες ενώσεις σε υδατοδιαλυτές. Ως εκ τούτου, εάν η συγκέντρωση των ΟΗ μορίων κατά μήκος των διακεκομμένων μονοπατιών μεταφοράς (που επισημαίνονται στο σχεδιάγραμμα) είναι υψηλή, μόνο λίγες χημικές ενώσεις θα καταφέρουν να φθἀσουν στην στρατόσφαιρα. Αντιστρόφως, όσο χαμηλότερη είναι η συγκέντρωση αυτή κατά μήκος των οδών μεταφοράς, τόσο περισσότερες χημικές ενώσεις θα εισέλθουν στην στρατόσφαιρα.

Αν λάβει κανείς υπόψη του ότι το διοξείδιο του θείου μπορεί επίσης να φθάσει στη στρατόσφαιρα μέσω της οπής OH πάνω από το τροπικό Δυτικό Ειρηνικό, γρήγορα γίνεται φανερό ότι το ατμοσφαιρικό ασανσέρ πάνω από τις νότιες Θάλασσες όχι μόνο ενισχύει την καταστροφή του όζοντος, αλλά μπορεί να επηρεάσει το κλίμα ολόκληρης της γης . Στην πραγματικότητα, η στρώση αερολύματος στη στρατόσφαιρα, το οποίο αποτελείται και από σωματίδια θείου, φαίνεται να έχει γίνει παχύτερο κατά τα τελευταία έτη. Οι ερευνητές ωστόσο, δεν γνωρίζουν ακόμα αν υπάρχει κάποιος συσχετισμός του φαινομένου με τις μετρήσεις αυτές.

Θα μπορούσε άραγε να είναι ένα παιχνίδι της τύχης το ότι οι ατμοσφαιρικοί ρύποι από τη Νοτιοανατολική Ασία ήταν σε θέση να αμβλύνουν την υπερθέρμανση του πλανήτη;

«Με κανένα τρόπο» τονίζει ο Markus Rex.

«Η τρύπα της ασπίδας OH πάνω στις θάλασσες του Νότου είναι η μεγαλύτερη απόδειξη για την πολυπλοκότητα των κλιματικών διεργασιών. Απέχουμε ακόμη αρκετά από κάποια συνολική εκτίμηση των επιπτώσεων της αύξησης της εισροής θειικών σωματιδίων στη στρατόσφαιρα. Ως εκ τούτου, θα πρέπει να καταβάλουμε κάθε δυνατή προσπάθεια να κατανοήσουμε τις διεργασίες που συμβαίνουν στην ατμόσφαιρα όσο καλύτερα μπορούμε και να αποφεύγουμε κάθε μορφή συνειδητής ή ασυνείδητης χειραγώγησης που θα έχει άγνωστα αποτελέσματα».

Υπόβαθρο της ανακάλυψης 

Γιατί υπάρχει τρύπα στην ασπίδα υδροξυλίου πάνω από τον δυτικό Ειρηνικό ;

Ο αέρας στον τροπικό δυτικό Ειρηνικό είναι ιδιαίτερα καθαρός. Οι αέριες μάζες σε αυτήν την περιοχή μεταφέρονται από όλη την αχανή έκταση του Ειρηνικού μέσω του φαινομένου των αερίων ανταλλαγών και για αρκετό χρόνο δεν έρχονται σε επαφή με δάση ή άλλα επίγεια οικοσυστήματα που παράγουν αναρίθμητους βραχύβιους υδρογονάνθρακες και τους απελευθερώνουν στον αέρα.

Κάτω από αυτές τις καθαρές συνθήκες, η ασπίδα σχηματίζεται από το όζον σε ένα μεγάλο βαθμό μέσω χημικών αντιδράσεων. Αν υπάρχει ελάχιστη ή καθόλου ποσότητα όζοντος στην κατώτερη ατμόσφαιρα (τροπόσφαιρα), όπως συμβαίνει στον δυτικό Ειρηνικό, μόνο μια μικρής έκτασης προστασία μπορεί να δημιουργηθεί. Το αποτέλεσμα είναι μια τρύπα της ασπίδας υδροξυλίου.

Το όζον με την σειρά του σχηματίζεται στην τροπόσφαιρα μόνο αν υπάρχει εκεί επάρκεια σε οξείδια του αζώτου. Μεγάλες ποσότητες από αυτά παράγονται κυρίως από έντονους κεραυνούς πάνω στην ξηρά.

Ωστόσο, οι μάζες αέρα στον τροπικό Δυτικό Ειρηνικό δεν είχαν εκτεθεί σε οποιαδήποτε ηπειρωτική τροπική καταιγίδα για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα κατά τη διάρκεια της μεταφοράς τους σε όλη την έκταση των ωκεανών και η ηλεκτρική δραστηριότητα στις καταιγίδες πάνω από τον ωκεανό είναι σχετικά μικρή.

Ταυτόχρονα η διάρκεια ζωής του ατμοσφαιρικού όζοντος είναι μικρή λόγω των εξαιρετικά ζεστών και υγρών συνθηκών στον τροπικό Δυτικό Ειρηνικό. Σε αυτή την περιοχή της Νότιας Θάλασσας οι θερμοκρασίες στην επιφάνεια του ωκεανού είναι υψηλότερες από οπουδήποτε αλλού στον πλανήτη μας, γεγονός που καθιστά τον αέρα, όχι μόνο αρκετά ζεστό, αλλά και αρκετά υγρό.

Έτσι, το όζον χάνεται γρήγορα, ειδικά ακριβώς πάνω από το νερό. Και λόγω της έλλειψης των ενώσεων οξειδίου του αζώτου παράγεται ακολούθως μικρή ποσότητα. Η ταχεία κάθετη ανάμιξη στους τομείς μεταφοράς που υπάρχουν παντού πάνω από τη ζεστή επιφάνεια των ωκεανών και στην οποία ο ζεστός αέρας ακολουθεί ανοδική πορεία, φροντίζει για τα υπόλοιπα. Στο τέλος, δεν υπάρχει καθόλου όζον σε ολόκληρη την στήλη αέρα στην τροπόσφαιρα. Και χωρίς όζον, ο σχηματισμός του υδροξυλίου καταστέλλεται.

Τι συνέπειες έχει η απουσία υδροξυλίου πάνω από τον δυτικό Ειρηνικό ;

Το μόριο του υδροξυλίου αποκαλείται επίσης απορρυπαντικό της ατμόσφαιρας. Σχεδόν όλες οι χημικές ενώσεις που παράγονται από τον άνθρωπο, τα ζώα, τα φυτά, τους μύκητες, τα φύκη ή τους μικροοργανισμούς σε γη και θάλασσα, αντιδρούν γρήγορα με το υδροξύλιο και καταλύονται. Ως εκ τούτου, σχεδόν καμία από αυτές τις ουσίες ανεβαίνει στη στρατόσφαιρα. Στην περιοχή της οπής του υδροξυλίου όμως, ένα μεγάλο μέρος αυτού του πολυποίκιλου χημικού μείγματος, μπορεί να εισέλθει στην στρατόσφαιρα.

Οι τοπικές εκπομπές χημικών ουσιών μπορούν να έχουν παγκόσμιο αντίκτυπο εφόσον καταφέρουν να φθάσουν στην στρατόσφαιρα. Από εκεί, θα διασπαρθούν σε όλη την γη και θα επηρεάζουν την σύσταση του αέρα για πολλά χρόνια με ανυπολόγιστες συνέπειες στην χημεία του όζοντος, την δημιουργία του αερολύματος και το κλίμα.

Γιατί η απουσία της ασπίδας υδροξυλίου δεν είχε ανακαλυφθεί νωρίτερα ;

Ο τροπικός δυτικός Ειρηνικός είναι μία από τις πιο απομακρυσμένες περιοχές του πλανήτη μας. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο δεν έχουν γίνει ακόμη εκτεταμένες μετρήσεις της σύνθεσης του αέρα. Υπάρχει επίσης μια σημαντική διαφορά στον Ειρηνικό με το κατά τα άλλα πυκνό παγκόσμιο δίκτυο σταθμών μέτρησης του όζοντος. Ακόμη και στο παρελθόν, οι μετρήσεις από τα περιφερειακά τμήματα που αφορούσαν την νεοερευνηθείσα περιοχή έδειχναν ελάχιστες τιμές του όζοντος στην περιοχή της ανώτερης τροπόσφαιρας, αλλά όχι σαν αυτές τις σταθερά χαμηλές τιμές που μετρήθηκαν τώρα σε ολόκληρο το βάθος της τροπόσφαιρας.

Το νέο ανακαλυφθέν φαινόμενο, αποκάλυψε πλήρως την έκτασή του μόνο μέσα από τις εντατικές και ευρείες μετρήσεις που έγιναν για πρώτη φορά.

Τροποσφαιρικό Όζον Αστικό ή Παγκόσμιο πρόβλημα ρύπανσης;

Δρ. Πρόδρομος Ζάνης Εργαστήριο Φυσικής Ατμόσφαιρας, ΑΠΘ

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Google+

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google+. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Σύνδεση με %s