Озоновый слой Земли со временем восстановится от истощения, вызванного использованием в XX веке в промышленности и быту озоноразрушающих веществ. Однако распределение озона в атмосфере изменится. Согласно исследованиям, проведенным учеными НАСА, в будущем существенное влияние на динамику атмосферы окажут парниковые газы.

Озоновый слой Земли располагается в стратосфере на высоте 12--50 км. Этот газ поглощает смертельное для всего живого ультрафиолетовое излучение. Слой озона неравномерен, его толщина уменьшается от полюсов к тропикам.

Более ранние эксперименты и исследования показали, что из-за парниковых газов повышается температура тропосферы (слой атмосферы высотой до 10--16 км), а находящаяся над ней стратосфера (от 10 до 55 км) при этом охлаждается. Охлаждение благоприятно влияет на восстановление озона, замедляя химические реакции, которые уменьшают концентрацию озона в верхних слоях стратосферы и позволяют естественным образом компенсировать его разрушение вредными веществами.

Как отмечают ученые НАСА, из-за изменения температуры меняется циркуляция воздушных масс в стратосфере. Особенно это касается движения воздуха от тропиков к полюсам. Это означает, что в средних широтах озона будет образовываться больше, т.е. его концентрация превысит ту, что была до начала массового производства озоноразрушающих веществ в начале 80-х годов прошлого века. В тропиках же изменение циркуляции воздушных масс в стратосфере может помешать полному восстановлению озонового слоя.

«Большинство исследований изменений озонового слоя сфокусировалось на охлаждении верхних слоев стратосферы, -- говорит Фенг Ли, специалист по исследованию атмосферы из Исследовательского центра им. Годдарда, Мэриленд. -- Мы же обнаружили, что циркуляция воздушных масс не менее важна. Это не разные, а взаимосвязанные процессы».

К таким выводам ученые пришли только после того, как смогли смоделировать влияние парниковых газов на атмосферу. При этом в компьютерной модели учитывались происходящие в атмосфере химические реакции, изменение ветра и солнечной радиации.

Эксперимент, которым руководил Фенг Ли, является составной частью программы ООН по оценке состояния озонового слоя планеты. Результаты исследования были опубликованы в мартовском номере журнала Atmospheric Chemistry and Physics.

Фенг Ли сумел создать химико-климатическую модель и установить, как изменение климата повлияет на восстановление озонового слоя. Ли с коллегами использовал при создании модели как современные данные о содержании в атмосфере уменьшающих озон химических веществ и парниковых газов, так и прогнозы.

В результате эксперимента выяснилось, что концентрация озона со временем повысится. Скорее всего это может произойти из-за запрета озоноразрушающих веществ. Но не только. Впервые в расчетах учитывалось влияние парниковых газов.

Ученые НАСА считают, что парниковые газы меняют естественный процесс циркуляции воздушных масс, который влияет на распределение озона. Этот процесс можно было бы назвать стратосферным насосом, закачивающим воздух, а вместе с ним озон из нижних слоев атмосферы в районе тропиков в верхние, после чего воздушные массы растекаются по стратосфере на север и юг по направлению к полюсам. Модель в эксперименте Фенга Ли показала очень серьезное ускорение работы этого «насоса». В результате озон поднимался вверх, растекался в стороны и создавал его избыток на средних широтах.

По данным исследователей, концентрация хлора и других уменьшающих озон веществ в стратосфере вернется к нормальному уровню не раньше 2060 года, однако слой озона в средних широтах полностью восстановится на 35 лет раньше.

Избыток озона в северном полушарии позволит восстановить озоновый слой в северных полярных областях уже к 2025 году. Что касается Антарктиды, то там процесс будет проходить медленнее. Концентрация озона восстановится на 15 лет позже, к 2040 году.

Модель также показывает, что недостаток озона над тропиками будет ощущаться и в будущем. Фенг Ли отмечает, что даже к 2100 году озоновый слой над тропиками так и не восстановится. Кстати, исследования других ученых подтверждают этот вывод.

Восстановление озонового слоя в средних и полярных широтах будет иметь неоднозначные последствия, как положительные, так и отрицательные. С одной стороны, поверхности Земли будет достигать меньше вредной ультрафиолетовой радиации, что уменьшит риск заболеваний, например раком кожи. Это несомненный плюс. С другой -- повышенная концентрация озона в тропосфере может отрицательно повлиять на здоровье людей, особенно пожилых и детей.