lạnh tầng bình lưu. Hâu quả của việc này là một gia tăng tương đối của thâm thủng ôzôn và chu kỳ của các lỗ thủng. Lỗ thủng ôzôn được tạo thành là do có các đám mây tầng bình lưu trên địa cực; tạo thành các đám mây này lại có một nhiệt độ giới hạn mà trên trên nhiệt độ đó các đám mây sẽ không được tạo thành. Tầng bình lưu ở Bắc Cực lạnh đi có thể sẽ mang lại các điều kiện tương tự như các điều kiện gây ra lỗ thủng ở Nam Cực. Thế nhưng hiện nay điều này vẫn còn chưa rõ ràng.
Gần 30 năm sau khi có thông báo đầu tiên rằng các chất gây ô nhiễm đang phá huỷ tầng ozone bảo vệ trái đất, hiện giới khoa học có bằng chứng rõ ràng cho thấy lệnh cấm chất CFC toàn cầu đã có tác dụng. Tỷ lệ suy giảm ozone ở tầng bình lưu - cách bề mặt trái đất 35-45km - đang chậm lại.
Michael Newchurch thuộc ĐH Alabama, Mỹ, trưởng nhóm nghiên cứu, nhận xét: ""Đây là sự khởi đầu của quá trình phục hồi tầng ozone". Tầng ozone vẫn đang suy giảm song với tốc độ không còn nhanh như trước"". Từ năm 1997 tới năm 2000, tỷ lệ suy giảm trung bình chậm lại, trung bình 7% mỗi thập niên. Tuy nhiên, các chuyên gia cho biết phải mất ít nhất là 40 năm trước khi sự suy giảm trên chấm dứt và quá trình phục hồi bắt đầu.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu từ 3 vệ tinh của NASA và 3 trạm mặt đất quốc tế. Các vệ tinh này đo mức ánh sáng mặt trời đi qua tầng khí quyển vào lúc hoàng hôn và bình minh. Do ozone và những thành phần khác hấp thụ ánh sáng ở các bước sóng nhất định nên họ có thể tính toán mức ozone và các loại khí khác.
Theo Neil Harris thuộc Trạm phối hợp nghiên cứu ozone châu Âu, Cambridge, Anh, nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng vì lần đầu tiên nó chỉ ra tầng ozone đang suy giảm ở mức ổn định và sẽ sớm phục hồi.
Tầng ozone bảo vệ cuộc sống trên trái đất khỏi tia cực tím có hại từ mặt trời. Ảnh hưởng của CFC tới sự suy giảm của ozone được chứng minh vào năm 1974. Các hoá chất này thường được sử dụng trong tủ lạnh và bình phun cho tới năm 1987 khi Nghị định thư Montreal quy định cắt giảm và sau đó là cấm sử dụng chúng. CFC tồn tại 45-100 năm trong khí quyển.
Harris cho biết: ""Tới năm 2030-2040, chúng tôi dự đoán mức ozone sẽ tăng thêm 10% do tác động của khí hậu. Khí nhà kính CO2 gia tăng kéo theo sự gia tăng nhiệt độ ở phần dưới của tầng khí quyển và sự lạnh đi ở phần trên của tầng bình lưu. Nhiệt độ thấp hơn ở phần này sẽ làm chậm lại phản ứng hoá học gây suy giảm tầng ozone. Do đó, mức ozone sẽ tăng dần"".
NGHIÊN CỨU
TẦNG OZONE
Tin đưa ngày: 28/10/2008
Lỗ thủng tầng ozone được thể hiện bằng màu xanh đậm.
Việc suy giảm ozone ở tầng bình lưu được con người chú ý vì tầng ozone này ngăn 97-99% tia cực tím của bức xạ mặt trời không cho đến Trái đất. Nếu tia UV đến Trái đất nhiều hơn sẽ dẫn đến việc tổn thương các gene, tổn thương mắt và ảnh hưởng xấu đến các sinh vật biển; ngoài ra, nó còn làm gia tăng hiện tượng sương khói quang hóa (photochemical smog) gây nguy hại cho sức khoẻ con người và độ bền của các vật liệu.
Việc suy giảm ozone ở tầng bình lưu được báo cáo lần đầu tiên vào năm 1974; sau đó không bao lâu con người đã phát hiện nó có liên hệ với việc sử dụng và thải các chất CFC (chlorofluorocarbon). Để cung cấp những thông tin có hệ thống cho các bạn về vấn đề này, chúng tôi xin giới thiệu loạt bài truy cập từ Internet.
THE OZONE LAYER
Danh từ "tầng ozone" được dùng để ám chỉ ozone ở tầng bình lưu, nơi mà hơn 90% lượng ozone của Trái đất tồn tại. Ozone là một chất khí không màu, có tính ăn mòn và kích thích, có mùi giống như mùi dây điện bị đốt. Tầng ozone hấp thu 97-99% các tia cực tím của bức xạ mặt trời. Nếu tầng ozone bị suy giảm 1% sẽ dẫn đến việc gia tăng tia cực tím ở tầng đối lưu khoảng 2%. Đơn vị để đo hàm lượng ozone là đơn vị Dobson (DU). Một DU tương đương với 27 triệu phân tử ozone trên một cm2 . Tầng ozone ở Mỹ khoảng 300 DU, trong khi đó tầng ozone ở Nam cực ở cuối mùa xuân chỉ còn khoảng 117 DU.
Các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng ozone • Sự hoạt động của núi lửa
• Gió ở tầng bình lưu
• Các chất khí gây hiệu ứng nhà kính • Chu kỳ vệt đen mặt trời
• Các hợp chất chứa chlor ở tầng bình lưu BASIC CHEMISTRY OF OZONE DEPLETION
theo các quá trình tự nhiên. Hiệu suất chuyển đổi giữa ozone và oxy là 300 triệu tấn/ngày.
Halogens là tên gọi chung cho nhóm Fluorine, Chlorine, Bromine và Iodine; các hợp chất carbon có chứa một trong các chất trên gọi là halocarbon. Các halocarbon đóng vai trò như chất xúc tác để phá hủy phân tử ozone. Một mole chlorine có thể phân hủy 100.000 phân tử ozone. Trong khi đó các Bromine như HBr và BrONO2 dễ bị phân hủy bởi ánh sáng mặt trời hơn nên có hiệu suất phá hủy ozone lớn hơn các hợp chất chlorine từ 10 đến 100 lần.
CFCs được tổng hợp đầu tiên vào năm 1928 để sử dụng như là chất sinh hàn. Đến năm 1930 CFCs được thương mại hóa bởi công ty Du Pont. Vào năm 1988 lượng CFCs tiêu thụ ước khoảng trên 1 tỉ kg.
Vào năm 1974 M.J. Molina và F.S. Rowland công bố kết quả nghiên cứu chứng minh CFCs là chất xúc tác để phân hủy ozone với sự hiện diện của tia UV.
Con người bắt đầu tiến hành đo đạc tầng ozone từ các trạm trên mặt đất vào năm 1956 ở vịnh Halley, Nam cực. Đầu những năm 1970 con người bắt đầu tiến hành đo đạc tầng ozone từ các vệ tinh. Tuy nhiên, các đo đạc tổng hợp chỉ bắt đầu tiến hành vào năm 1978 bởi vệ tinh Nimbus-7. Các chất khí ở tầng đối lưu và phía dưới tầng bình lưu được lấy mẫu bằng các khinh khí cầu và máy bay. Một nghiên cứu ở diện rộng đã cho rằng trên bình diện toàn cầu tầng ozone đã bị suy giảm 2,5% trong khoảng thời gian từ 1969 -1986, và thêm 3% nữa từ năm 1986 -1993. ULTRAVIOLET RADIATION
Sắc tố võng mạc của mắt chúng ta hấp thu ánh sáng có bước sóng từ 400nm-700nm (ánh sáng nằm trong vùng khả kiến). Tia cực tím (UV) có bước sóng từ 150nm-300nm chia làm 3 thành phần: UV-A; UV-B và UV-C. Trong đó UV-B có bước sóng từ 270nm-320nm.
Lượng bức xạ UV-B tại một khu vực phụ thuộc vào:
• Vĩ độ và cao độ (so với mực nước biển) của khu vực • Độ bao phủ của mây
• Khoảng cách với các khu công nghiệp
Các ADN bị tổn thương hấp thu năng lượng của tia UV-B, và năng lượng mà các gene hấp thụ được có thể phá vỡ liên kết của ADN. Đa số AND có thể được khôi phục lại, nhưng các ADN không thể khôi phục lại có thể dẫn đến chứng ung thư da.
Nếu tầng ozone bị suy giảm 1% có thể dẫn đến việc gia tăng 2% tia UV-B, làm tăng 4% ung thư tế bào nền (basal carcinomas) và 6% ung thư tế bào vẩy (squamous-cell carcinomas). Ở hàm lượng cao, UV-B gây tổn thương mắt (kéo mây giác mạc) và nếu kéo dài sẽ gây đục nhân mắt (cataract).
UV-B làm cho các thực vật biển sống ở tầng trên (2,0m) phải lặn xuống sâu hơn để tránh nó, do đó khả năng hấp thu ánh sáng khả kiến để quang hợp của các thực vật này bị giảm, đưa đến khả năng sinh trưởng và sinh sản của chúng cũng giảm theo.
Các thực vật trên cạn cũng bị ảnh hưởng của tia UV-B, người ta đã làm thí nghiệm trên hơn 200 loài cây trồng và hơn 50% số đó tỏ ra nhạy cảm với UV-B.
Muốn biết thêm ảnh hưởng của tia UV-B lên lúa, xin đọc thêm bài "Increased Utraviolet Radiation Stunts Rice Plant Growth" trong "The IRRI Reporter" số 4/91, tháng 12/1991.
CHLOROFLUOROCARBONS
Chlorofuorocarbons (viết tắt là CFCs) có các tên thương mại là CFC-12, CFC-113... Trong đó con số hàng trăm cộng thêm 1 dùng để chỉ số carbon có trong hợp chất này; số hàng chục trừ đi một chỉ số hydrogen có trong hợp chất này và số hàng đơn vị chỉ số fluorine có trong hợp chất này. Ví dụ CFC -113 có 2 carbon, 0 hydrogen và 3 fluorine;
CFC -12 có 1 carbon, 0 hydrogen và 2 fluorine.
Khả năng làm suy giảm tầng ozone của chất khí khác nhau được biểu diễn bằng trị số ODP (ozone depletion potential). ODP được tính bằng cách lấy thương số của khả năng phân hủy ozone của một CFC với khả năng phân hủy ozone của CFC -12 (ở cùng một thể tích). Ví dụ methyl chlorine có trị số ODP là 0,1 nghĩa là ở cùng một thể tích, methyl chlorine có khả năng phân hủy ozone bằng 1/10 khả năng phân hủy ozone của CFC -12.
THE ANTARCTIC OZONE HOLE
Lổ thủng của tầng ozone Nam cực là hiện tượng hàm lượng ozone ở tầng bình lưu trên bầu trời Nam cực giảm xuống còn khoảng 33% so với mức của năm 1975. Hiện tượng này diễn ra hàng năm từ tháng 9 đến đầu tháng 12.
Năm bước của quá trình diễn tiến lổ thủng tầng ozone ở Nam cực hàng năm được trình bày trong bài này. Bấm chuột vào đây để xem lổ thủng tầng ozone ở Nam Cực.
EUROPE ENDS THE ERA OF OZONE DELEPTING SUSTANCES: COMMISSION ADOPTS PROPOSAL FOR A NEW EU REGULATION COMMISSION ADOPTS PROPOSAL FOR A NEW EU REGULATION
Brussel 1 tháng 7 năm 1998