Виснаження озонового шару спричинене діяльністю людини. Анімація NASA показує різні елементи складного процесу.
Основним фактором, що сприяє руйнуванню озону, є хлорвмісні сполуки в повітрі, особливо ХФУ (різні галогеновані вуглеводні) та бромвмісні галони. Ці сполуки використовувались і використовуються досі в багатьох пристроях, від лаків для волосся до холодильників до вогнегасників. Сьогодні їх використання обмежене Монреальською конвенцією, але на думку експертів, повне зникнення озонової діри та повна регенерація озонового шару можна очікувати лише близько 2060-2070 років.
Анімація процесу була створена NASA Goddard Focus Система спостереження Землі Годдарда на основі моделі Hyperwall НАСА. Анімація охоплює період із серпня по листопад 2004 року та з грудня 2004 року по березень 2005 року. Ми представляємо зображення кожної з цих анімацій з доданими до них поясненнями, анімацію повністю можна переглянути на сторінці Hyperwall. (Джерело зображення: Центр космічних польотів NASA Goddard.)
Витончення озонового шару, точніше зменшення концентрації озону, або озонової діри посередині, можна спостерігати, коли на південному плато зима та весна. Зима починається, коли в березні-квітні сонце опускається нижче обрію. Під час полярної ночі стратосфера також охолоджується, і температура в нижньому шарі може знизитися до -70 градусів Цельсія (203 К). Анімація та зняте з неї зображення показують ситуацію з розвитком температури в кінці зими (серпень-вересень).
Незважаючи на те, що вода і азотна кислота (HNO3) в атмосфері містяться в дуже низьких концентраціях вище Антарктиди, вони можуть піддаватися дії стратосферної кислоти (15 і 30 км) в умовах сильного холоду. Це арктичні стратосферні хмари (ПСХ), що містять азотну кислоту, конденсовану в крихітних крапельках., полярна стратосферна хмара) відіграють ключову роль у розвитку антарктичної башти (повна анімація).
Стратосферна частина Антарктиди сильно побігла навколо континенту (полярний струменевий потік) відокремлює його від решти стратосфери. На зображенні видно концентрацію оксиду динітрогену (N2O). Чітко видно, що ізолюючий ефект стоку призводить до майже різниці різниці концентрації N2O над Антарктидою та виміряних південних широт, різниця в основному Зображення та анімація показують концентрацію оксиду азоту в частинах на мільярд об'ємних частин (ppbv).
Близько 80% хлору, виявленого на висоті 20 км над Антарктидою, викидається в атмосферу у вигляді сполук хлору, що утворюються в результаті діяльності людини. На той час, коли над Антарктидою надходить відносно повітря, багате на хлор, хлор присутній у двох сполуках: соляній кислоті (HCl, див. Цей малюнок) та нітраті хлору (ClONO2, див. Нижче). За загальних умов жодна з сполук не має прямого впливу на озон, але арктичні стратосферні хмари змінять ситуацію. Краплі, що утворюють хмари, вступають у реакцію з двома сполуками, що утворює молекулярний хлор (Cl2) (повна анімація).
Концентрація хлоронітрату (ClONO2) (повна анімація).
Озон руйнується так званими каталітичними реакціями. Оксид хлору (ClO, концентрація якого видна, також в одиницях ppbv) безпосередньо відповідає за розкладання озону. Чим вище концентрація ClO, тим сильніше руйнується озон. Однак процес вимагає також енергії, яку забезпечує сонячне світло після сходу сонця в Антарктиді з серпня по вересень. Молекули хлору, утворені із сполук, показаних у попередніх двох, розкладаються під впливом сонячного світла, і тоді атоми хлору поєднуються з атомами кисню, отриманими з молекул озону, в оксид хлору (повна анімація).
ClO множиться у серпні та вересні, тому виснаження озону відбувається стрімко. У липні (див. Вище) над Антарктидою ще є відносно велика кількість урн, але до жовтня вони майже повністю зникнуть. У листопаді температура зросте, арктичні стратосферні хмари зникнуть, а ClO зникне. До цього часу на висоті 20 км над Антарктидою озон майже повністю зникне (див. Анімацію на малюнку вище).
Концентрація газоподібної азотної кислоти (HNO3) (повна анімація).
Світність атмосфери на висоті 20 км, заснована на комп'ютерному моделюванні (повна анімація).
Кількість озону (в стандартних одиницях Добсона) від поверхні Землі до вершини атмосфери базується на щоденному спектрометрі візуалізації озону TOMS, що базується на супутникових вимірах (супутники NASA Earth Probe). Повну анімацію можна переглянути тут.