составила бы около 8 км, а толщина оболочки всего объема озона был бы около 3 мм [89]. Толщина гипотетического слоя озона над конкретным пунктом местности определяет характеристику озонового слоя – общее содержание озона (ОСО), измеряемое в единицах Добсона (ед. Д.); приведенная толщина слоя озона в 3 мм соответствует 300 ед. Д. Одна единица концентрации озона в атмосфере Земли (1 ед. Д.) соответствует 0,01-миллиметровому слою чистого озона при температуре 0°C и давлении 1 атм. Озон рассредоточен во всей толще атмосферы с максимумом на высоте 20–30 км. Среднее значение толщины слоя в разных широтах и в различные сезоны года может увеличиваться или уменьшаться вдвое [90].
В 1922 г. Г.М.Б. Добсон разработал спектрофотометр для измерения ОСО, который и в настоящее время используется для проведения наиболее точных измерений. Результаты уже первых наблюдений (1927 г.) показали, что общее содержание озона в направлении от экватора к Северному полюсу увеличивалось. Природное явление противоречило общефизическим представлениям: в районе предполагавшегося источника (экваториальная стратосфера) озона меньше, чем в области стока (средние и полярные широты). В связи с этим стали появляться гипотезы, объясняющие наблюдения. Первую «динамическую» гипотезу предложил еще в 1929 г. Г.М. Добсон. Суть механизма состояла в следующем: озон в системе общей циркуляции атмосферы переносится из экваториальной стратосферы (где он, согласно гипотезе, образуется) в полярные широты с постепенным снижением высоты «центра тяжести» озонового слоя [90]. Последователи гипотезы Добсона «подбирали» различные динамические параметры для объяснения происхождения весеннего максимума в общем содержании озона в полярных и субполярных районах. Английский геофизик С. Чепмэн. выступил (1929 г.) в Лондонском Королевском обществе (Академия Наук Великобритании) с докладом о созданной им фотохимической теории стратосферного озона. Чепмэн, основываясь на данных наблюдений и пяти классических кислородных реакциях, разработал теорию образования озона. Ее действие ограничено 45° градусами широты к северу и югу от экватора. В теории Чепмэна для создания объема не хватало химических и фотохимических реакций. Включение в теорию новых многочисленных реакций позволило устранить разбалансировку в процессах образования и разрушения озона. Однако новая модель, как и прежняя, не могла объяснить годовой ход изменения озона и весенний максимум в полярных районах.
Изменение количества озона в полярной атмосфере впервые заметил британский ученый Г. Добсон, во время проведения наблюдений 1957–1959 гг. При помощи прибора, сконструированного им, он измерял содержание озона в атмосфере на антарктической станции Холли-Бей (Великобритания). Количество озона уменьшалось весной (сентябрь, октябрь) и восстанавливалось до прежнего уровня к ноябрю месяцу. Ученый связал это явление с динамическими процессами, протекающими зимой в антарктической атмосфере. Подобные явления наблюдались и на других станциях.
Количество озона неодинаково над различными частями Земли. В 1984 г. в слое над Антарктидой спектроскопическими методами была обнаружена «озоновая дыра» [81]. Спутниковые измерения позволили следить за изменениями контура «дыры». Измерения носили эпизодический характер, делались и делаются спектроскопическими методами. Многолетний отрицательный тренд содержания озона, наблюдается с начала 80-х годов прошлого века [91]. С 2015 по 2019 гг. озоновая «дыра» над Антарктикой уменьшилась с 25,6 до 9,3 млн. км2. В 2020 году с середины августа «дыра» вновь росла и достигла в начале октября максимума (24 млн км2), распространившись над большей частью континента. Содержание озона на высоте 20–25 километров над Антарктидой составляло менее 100 е. Д. [92]. В Антарктике ежегодно в весенний период развивается депрессия озона. По мнению ученых, межгодовые флуктуации, являясь следствием причин динамического характера, не позволяют однозначно определить многолетний тренд общего содержания озона.
Данные о суточной температуре почвы на глубинах до 320 см по 466 метеорологическим станциям России за период 1971–2000 гг. показывают: практически на всех площадках тренды сохраняют положительные значения [93]. Потепление продолжается. Скорость роста осредненной по России среднегодовой температуры за период 1976–2020 гг. составила 0,51 °С/10 лет. Наиболее быстрый рост наблюдается весной (0,66 °С/10 лет). Среднегодовая аномалия температуры в 2020 г. (относительно норм 1981–2010 гг.) составила +0.83 °С, что на 0,18 °С больше рекорда 2016 года.
Измерения свидетельствует о тенденции увеличения среднегодовой температуры в поверхностных слоях Земли. Предполагаем, что вследствие искусственного создания высокой разницы потенциалов между атмосферой и земной корой, все среды, попавшие под действие электромагнитного и электрического полей, нагреваются токами, протекающими в ГЭЦ. Жидкости под действием электрического поля поляризуются. Минеральные растворы разлагаются на более простые элементы, образуются ионные газы, которые участвуют в качестве носителей токовых зарядов в ГЭЦ и разрушают озон. Толщина озоносферы уменьшается. Проникающая радиация, достигающая поверхности земли, увеличивается. Совокупность, описанных выше процессов, вызывает нагрев веществ в земной коре и атмосфере. Электрохимические процессы, вызванные ГЭЦ, в конечном итоге приводят к температурным аномалиям, климатическим катаклизмам на Земле и изменению экологической обстановки.
17. Мониторинг состояния озонового слоя
Озонометрическая сеть России включает 28 регулярно работающих станций (на 2017 г.) в Северном полушарии, оснащенных фильтровыми озонометрами М-124 [94]. Методическое и техническое руководство сетью осуществляет ГГО (Главная геофизическая обсерватория); там разрабатываются методики наблюдений, осуществляется поверка озонометров, проводится контроль качества измерений и их коррекция. Данные ОСО от российских станций, 5 станций Казахстана и 1 Туркменистана по электронной почте оперативно поступают в ЦАО, ГГО и Гидрометцентр России. ЦАО (Центральная аэрологическая обсерватория) оперативно обрабатывает поступившие данные, строит карты распределения ОСО над Россией и прилегающими территориями, проводит первичный контроль качества измерений. При наличии аномалий оповещает Росгидромет и пересылает данные в WOUDC – Мировой центр данных ВМО (Всемирная метеорологическая организация – WMO) по озону и УФ радиации в Торонто, Канада. WOUDC получает данные по ОСО из различных стран и оперативно с привлечением спутниковой информации строит карты распределения ОСО и его аномалий над территорией всего земного шара (http://exp-studies.tor.ec.gc.ca/). На этих картах рядом с расположением станции приводится измеренное на ней значение ОСО. Оперативный мониторинг состояния озонового слоя впервые начали в ЦАО с 1988 г. Особое внимание было уделено мониторингу ультрафиолетовой облученности территорий в связи с наблюдаемым уменьшением общего содержания озона с 1988 г.
В рамках межправительственного соглашения между СССР и США об исследовании и использовании космического пространства в мирных целях от 15 апреля 1987 г. Госкомгидромет СССР подписал соглашение с НАСА США об установке американского прибора ТОМС на советском космическом аппарате «Метеор-3». По этому соглашению на ЦАО были возложены функции головного института по координации работ по созданию алгоритмов обработки данных прибора ТОМС, по архивации и распространению информации ежесуточного глобального распределения общего содержания озона.
Ежесуточный мониторинг глобального распределения ОСО с августа 1991 г. по декабрь 1994 г. проводился в оперативном режиме в течение всего периода функционирования прибора ТОМС на борту «Метеор-3». С целью контроля состояния озонового слоя над территорией РФ в ЦАО, по данным наземной и спутниковой аппаратуры с 1996 г. ведутся
