오존층은 지구를 거주 가능하게 만드는 필수 요소입니다. 성층권의이 영역은 태양의 대부분의 자외선을 흡수하여 육상 생물이 조사되지 않도록합니다. 1970 년대 이래로 과학자들은 남극 지역 주변에서이 층의 꾸준한 감소와 함께 계절적인 감소를 인식하게되었습니다. "오존 구멍"으로 알려진이 후자의 현상은 수십 년 동안 주요 관심사였습니다.
이 상황을 해결하려는 시도는 클로로 플루오로 카본 (CFC)과 같은 산업용 화학 물질의 사용을 줄이는 데 중점을 두었습니다. 이러한 노력은 1987 년 몬트리올 의정서 (Monterreal Protocol)의 서명으로 끝났으며, 오존층 파괴 물질 (ODS)의 완전한 단계적 폐지가 요구되었습니다. 그리고 NASA 과학자 팀의 최근 연구에 따르면 오존 구멍은 결과적으로 상당한 회복의 조짐을 보이고 있습니다.
“Aura Microwave Limb Sounder Observations에서 측정 된 남극 오존층 감소와 성층권 염소 감소”라는 제목의 연구는 최근 과학 저널에 게재되었습니다. 지구 물리학 연구 서한. 이 연구는 Susan E Strahan이 주도했으며 NASA Goddard의 대기 화학 및 역학 연구소의 두 연구원 인 Anne R. Douglass가 공동 저술했습니다.
연구를 위해이 팀은 2005 년 이후 남극 지역을 모니터링하고있는 NASA의 Aura 위성의 데이터를 참조했습니다. 2004 년에 시작된 Aura 위성의 목적은 오존, 에어로졸 및 주요 가스의 측정을 수행하는 것이 었습니다. 지구의 대기. 그리고 2005 년 이후 수집 된 수치에 따르면, CFC 사용 감소로 인해 오존 고갈이 20 % 감소했습니다.
간단히 말해 CFC는 탄소, 염소 및 불소로 구성된 오래 지속되는 화합물입니다. 20 세기 후반부터 냉동 (프레온), 화학 에어로졸 (추진제) 및 솔벤트와 같은 여러 산업 응용 분야에서 사용되었습니다. 결국,이 화학 물질들은 성층권으로 올라가서 자외선을 받고 염소 원자로 분해됩니다.
이 염소 원자는 오존층과 충돌하여 산소 가스 (O²)를 형성하도록 촉매 작용을합니다. 이 활동은 남반구의 겨울 동안 7 월경에 시작되어 태양 광선이 대기 중 CFC 유래 염소 및 브롬 원자의 촉매 작용을 증가시킵니다. 9 월까지 (즉, 남반구의 봄) 활동이 정점에 이르러 과학자들이 1985 년에 처음으로 언급 한“오존 구멍”이 생겼습니다.
과거 통계 분석 연구에 따르면 오존층 파괴가 증가한 것으로 나타났습니다. 그러나 오존 구멍 내부의 화학 성분을 측정 한 최초의이 연구는 오존층 감소가 감소하고 있음을 보여주었습니다. 또한 CFC 사용 감소로 인해 감소한 것으로 나타났습니다.
수잔 스트라 한 (Susan Strahan)이 최근 NASA 보도 자료에서 설명했듯이,“우리는 CFC의 염소가 오존 구멍에서 떨어지고 있으며 오존으로 인한 오존 감소가 적다는 것을 매우 분명하게보고 있습니다.” 대기 중의 오존 및 기타 화학 물질이 해마다 어떻게 변했는지를 결정하기 위해 과학자들은 Aura 위성의 MLS (Microwave Limb Sounder)의 데이터에 의존했습니다.
대기 가스에서 스펙트럼을 얻기 위해 햇빛에 의존하는 다른 기기와 달리이 기기는 이러한 가스를 각각의 마이크로파 방출로 측정합니다. 결과적으로 남반구가 겨울을 겪고 성층권의 날씨가 차갑고 온도가 낮고 일년 중 중요한시기에 남극 대륙의 미량 가스를 측정 할 수 있습니다.
남반구의 겨울 (7 월 초부터 9 월 중순)까지 오존 수준의 변화는 2005 년부터 2016 년까지 매년 MLS 측정을 사용하여 매일 계산되었습니다. 이러한 측정은 오존 손실의 감소를 나타내지 만 Strahan과 Douglass는 원했습니다. CFC 사용을 확실히 줄인 것이 책임이었습니다.
이들은 MLS 데이터에서 염산의 징조를 찾아서 메탄과 반응하여 염소가 형성된다 (그러나 모든 가용 오존이 고갈 된 경우에만). Strahan이 설명했듯이 :
“이 기간 동안 남극 기온은 항상 매우 낮기 때문에 오존 파괴 율은 주로 염소의 양에 달려 있습니다. 우리가 오존 손실을 측정하고 싶을 때입니다… 10 월 중순 경, 모든 염소 화합물은 하나의 가스로 편리하게 전환되므로 염산을 측정함으로써 전체 염소를 잘 측정 할 수 있습니다.”
또 다른 힌트는 아산화 질소 (nitrous oxide) 수준으로, 성층권의 대부분에서 CFC와 같이 작동하지만 CFC와 같이 감소하지 않는 수명이 긴 또 다른 수명 가스입니다. 성층권의 CFC가 감소하면 아산화 질소에 비해 염소가 적게 존재 함을 의미합니다. 매년 염산과 아산화 질소의 MLS 측정 값을 비교하여 염소 수준이 매년 약 0.8 % 감소하고 있음을 확인했습니다.
Strahan이 지적했듯이 이는 2005 년에서 2016 년까지 최대 20 % 감소한 것으로 기대했던 것과 일치합니다. "이것은 우리의 모델이 우리가이 양의 염소 감소에 대해보아야 할 것으로 예측 한 것과 매우 유사하다"고 그녀는 말했다. “이것은 MLS 데이터에 나타난 9 월 중순까지의 오존층 감소가 CFC에서 나오는 염소 수준의 감소 때문이라는 확신을줍니다. 그러나 오존 구멍의 크기는 아직 9 월 중순 이후 온도에 의해 제어되기 때문에 아직 뚜렷한 감소를 보지 못하고 있습니다.”
과학자들은 CFC가 점차 대기권을 떠나면서이 회복 과정이 계속 될 것으로 예상되지만, 과학자들은 완전한 회복이 수십 년이 걸릴 것으로 예상합니다. 이것은 오존 구멍이 약 30 년 전에 발견되었고 오존 수준이 약 10 년 후에 안정화되기 시작했다는 것을 고려하면 매우 좋은 소식입니다. 그러나 Douglass가 설명했듯이, 금세기 후반까지는 완전한 회복이 이루어지지 않을 것입니다.
“CFC의 수명은 50 년에서 100 년으로 매우 오래 지속됩니다. 오존 구멍이 사라지는 한 2060 년이나 2080 년을보고 있습니다. 그럼에도 작은 구멍이있을 수 있습니다.”
몬트리올 의정서는 효과적인 국제 기후 행동의 모범으로, 그리고 정당한 이유로 종종 선전됩니다. 이 프로토콜은 오존층 파괴에 대한 과학적 합의에 도달 한 지 13 년이되었고, 오존 구멍이 발견 된 지 불과 2 년 만에 타격을 받았다. 그 후 몇 년 동안 서명국들은 목표를 달성하고 목표를 달성하기 위해 노력했습니다.
미래에는 기후 변화에 대해 유사한 조치가 이루어질 수 있기를 기대하고 있으며, 이는 현재 수년 동안 지연과 저항의 대상이되어 왔습니다. 그러나 오존 구멍의 경우에서 볼 수 있듯이 국제 조치는 너무 늦기 전에 문제를 해결할 수 있습니다.
