Физики Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ) и других российских вузов совместно с учеными из Давосской физико-метеорологической обсерватории доказали, что во время геомагнитных бурь в течение суток может разрушаться до четверти озонового слоя Земли.
Разрушение озонового слоя Земли зачастую связано с «высыпаниями» обладающих высокой энергией протонов, электронов и альфа-частиц, которые проникают в атмосферу Земли из магнитосферы— плазменной оболочки планеты, физические свойства которой определяются магнитным полем Земли и его взаимодействием с потоками заряженных частиц. В результате образуются свободные радикалы, которые и уничтожают озон.
«Мы обнаружили, что во время геомагнитных возмущений (изменений магнитного поля Земли, как правило, проявляющихся при магнитосферных бурях) в полярной атмосфере увеличивается концентрация радикалов. Это приводит к разрушению озона на высотах мезосферы в течение суток. Максимальное обнаруженное нами разрушение составило 14-25% на высоте около 75 километров. То есть магнитосферные бури способны разрушить до четверти имеющегося озона на этой поверхности», — рассказала ria.ru руководитель секции «Магнитосфера и влияние энергичных частиц на атмосферу»лаборатории исследований озонового слоя и верхней атмосферы СПбГУ Ирина Миронова.
Подробные данные о количестве частиц в атмосфере были получены благодаря аэростатным измерениям рентгеновского излучения, связанного с «высыпающимися» в атмосферу так называемыми энергичными электронами. Наблюдения проводились над Апатитами в Мурманской области. Для оценок разрушения озонового слоя использовалась специальная математическая модель, которая учитывает разные процессы, происходящие в атмосфере.
Для более полного и подробного исследования ученые СПбГУ создали модель, которая позволяет рассчитывать температуру и концентрации нейтральных газов, свободных электронов и ионов, участвующих более чем в 300 различных реакциях — например, включающих азотные и водородные каталитические циклы разрушения озона.
Полученные учеными СПбГУ результаты могут быть использованы для более точного прогнозирования будущего озонового слоя и климата Земли, а также для анализа распространения радиоволн.
