از لایه ازون چه خبر؟

تأیید علمیِ پدیده تخریب لایه ازون، جامعه جهانی را بر آن داشت تا سازوکاری برای همکاری و اقدام جهت صیانت از این لایه ایجاد نماید. این امر در چارچوب «کنوانسیون وین برای صیانت از لایه ازون» رسمیت یافت؛ کنوانسیونی که در ۲۲ مارس ۱۹۸۵ توسط ۲۸ کشور تصویب و به امضا رسید. این اقدام در سپتامبر ۱۹۸۷ به تدوین «پروتکل مونترال در مورد مواد کاهنده لایه ازون» انجامید.
پروتکل مونترال

هدف اصلی پروتکل مونترال، صیانت از لایه ازون بوسیله اقداماتی برای کنترل مجموع تولید و مصرف جهانیِ موادِ مخربِ این لایه است. مقصد پایانی نیز حذف کامل این مواد بر مبنای پیشرفت های دانش علمی و اطلاعات فناوری است.
ساختار این پروتکل حول محور چندین گروه از مواد مخرب لایه ازون شکل گرفته است. این گروههای شیمیایی بر مبنای خانواده شیمیایی طبقه بندی شده و در پیوست های متن پروتکل مونترال لیست شده اند. این پروتکل کنترل نزدیک به ۱۰۰ ماده شیمیایی را در چندین دسته الزامی می سازد. این معاهده برای هر گروه یا پیوستِ مواد شیمیایی، زمان بندی مشخصی را برای حذف تدریجی تولید و مصرف آن مواد تعیین می کند تا در نهایت به حذف کامل آنها منجر شود.
زمان بندی تعیین شده توسط پروتکل، شامل مصرف مواد مخرب لایه ازون می شود. «مصرف» بصورت مقادیر تولیدشده بعلاوه مقادیر واردشده، منهای مقادیر صادرشده در هر سال مشخص تعریف می شود. همینطور مقادیر مربوط به انهدامِ تأییدشده نیز از این محاسبات کسر می شود. درصدهای کاهش، نسبت به سال پایه تعیین شده برای هر ماده محاسبه می شوند. این پروتکل استفاده از مواد کنترل شده ای را که از قبل موجود بوده یا بازیافت شده اند، بعد از تاریخ های تعیین شده برای حذف تدریجی، ممنوع نمی کند.
استثناهای اندکی برای موارد استفاده ضروری که جایگزین مناسبی برای آنها یافت نشده است، وجود دارد. به عنوان نمونه، در اسپری های استنشاقی با دوز معین(MDI) که معمولا برای درمان آسم و سایر مشکلات تنفسی به کار می روند یا در سیستم های اطفای آتش سوزی «هالون» که در زیردریایی ها و هواپیماها استفاده می شوند.
در سال ۱۹۹۴، مجمع عمومی سازمان ملل متحد روز ۱۶ سپتامبر را بعنوان «روز جهانی صیانت از لایه ازون» اعلام کرد؛ این نام گذاری به یادبود تاریخ امضای «پروتکل مونترال در مورد مواد مخرب لایه ازون» در سال ۱۹۸۷ صورت پذیرفت (قطعنامه ۴۹/۱۱۴).
اجرای پروتکل مونترال

روند اجرای «پروتکل مونترال» در کشورهای توسعه یافته و درحال توسعه به خوبی پیش رفت. در بیشتر موارد، تمام برنامه های زمانیِ حذف تدریجی رعایت شد و در بعضی موارد، اقدامات حتی جلوتر از برنامه زمانی پیش رفت.
در ابتدا، تمرکز بر مواد شیمیایی با پتانسیل تخریب بالاترِ لایه ازون، همچون CFCها (کلروفلوئوروکربن ها) و هالون ها معطوف بود. برنامه زمانی حذف تدریجی برای HCFCها (هیدروکلروفلوئوروکربن ها) ملایم تر تعیین شد؛ برای اینکه پتانسیل تخریب لایه ازون در آنها کمتر بود و همینطور بعنوان جایگزین های موقت برای CFCها مورد استفاده قرار می گرفتند.
برنامه زمان بندی حذف تدریجی HCFCها در سال ۱۹۹۲ برای کشورهای توسعه یافته و درحال توسعه تدوین شد؛ بدین صورت که برای کشورهای درحال توسعه، تثبیت سطح مصرف در سال ۲۰۱۵ و برای هر دو گروه، حذف نهائی تا سال ۲۰۳۰ (کشورهای توسعه یافته) و ۲۰۴۰ (کشورهای درحال توسعه) درنظر گرفته شد.
در سال ۲۰۰۷، طرف های عضو «پروتکل مونترال» تصمیم گرفتند روند حذف تدریجی HCFCها را برای هر دو گروه از کشورها تسریع کنند.
دلیل خاصی وجود دارد که «پروتکل مونترال» یک مورد استثنایی و نادر تلقی می شود. اقدامات اجرائی ذیل این توافق نامه چندجانبه کمک شایانی به ترمیم لایه ازون کرده است.
جدیدترین گزارش «هیئت ارزیابی علمی» تحت حمایت سازمان ملل در سال ۲۰۲۲ درباره ی «پروتکل مونترال» و مواد مخرب لایه ازون تأیید می کند که حدودا ۹۹ درصد از مواد ممنوعه مخرب لایه ازون از چرخه مصرف حذف شده اند. با این وجود، تحقیقات جدید نشان میدهد که برگشت این لایه به وضعیت سال ۱۹۸۰، یعنی قبل از پیدایش حفره ازون ممکنست همچنان با تأخیری حدودا یک دهه ای مواجه شود.
این لایه که از مولکول های طبیعی متشکل از سه اتم اکسیژن تشکیل شده و در استراتوسفر (در ارتفاع ۱۵ تا ۳۰ کیلومتری سطح زمین) قرار دارد، با جذب پرتوهای فرابنفش-بی(UV-B) خورشید که با بیماری های گوناگونی همچون سرطان پوست مرتبط هستند، از سیاره ما و خودمان محافظت می کند.
حدود ۱۰۰ نوع ماده مخرب لایه ازون مانند کلروفلوئوروکربن ها و هیدروکلروفلوئوروکربن ها که در فرآیندها و تجهیزات صنعتی به کار می روند و در جو منتشر می شوند، با واکنش نشان دادن با گاز ازون و تبدیل آن به اکسیژن، به این لایه لطمه می رسانند.
تصویب همگانی

سرانجام در تاریخ ۱۶ سپتامبر ۲۰۰۹، کنوانسیون وین و پروتکل مونترال به اولین معاهداتی در تاریخ سازمان ملل متحد تبدیل شدند که به تصویب همگانی توسط تمامی کشورها رسیدند.
اصلاحیه کیگالی

طرف های عضو «پروتکل مونترال» در مورد مواد کاهنده لایه ازون، در بیست و هشتمین نشست خود که در تاریخ ۱۵ اکتبر ۲۰۱۶ در کیگالی (رواندا) برگزار شد، بر سر کاهش تدریجی مصرف هیدروفلوئوروکربن ها (HFCs) به توافق رسیدند.
اکنون لایه ازون در چه حال است؟

بر اساس گزارش جدید سازمان جهانی هواشناسی(WMO)، وسعت حفره لایه ازون بر فراز قطب جنوب در سال ۲۰۲۵ یکی از کوچک ترین موارد ثبت شده در دهه های اخیر بوده است؛ امری که گواهی بر ادامه موفقیت اقدامات بین المللی برای صیانت از لایه ازون زمین است. لایه ای که ما را در مقابل پرتوهای فرابنفش(UV) مضر خورشید محافظت می کند.
«بولتن ازون» سازمان جهانی هواشناسی در خبری امیدوارکننده اعلام نمود که حفره لایه ازون در سال گذشته، از نظر کوچکیِ ابعاد، در رتبه چهارم یا پنجم در مقایسه با دوران بعد از مشاهده الگوهای شدید تخریب ازون در سال ۱۹۹۲ قرار گرفته است. این دومین سال پی در پی است که هم عمق و هم وسعت حفره ازون، بطور قابل توجهی کمتر از متوسط سالهای ۱۹۹۰ تا ۲۰۱۰ بوده است.
نوسانات سالانه تحت تأثیر شرایط انتقال هواشناختی در مقیاس بزرگ قرار دارند، یعنی همان شرایطی که عامل اصلی تخریب ازون در فصل بهار محسوب می شوند؛ پدیده ای که حدودا بعد از هر زمستانِ نیم کره جنوبی بر فراز قطب جنوب و هر ۵ تا ۱۰ سال یک مرتبه در نیم کره شمالی رخ می دهد.
در نیم کره شمالی، میزان کل ستون ازون در سال ۲۰۲۵ در منطقه ای وسیع که از گرینلند و اروپا تا آسیای مرکزی، شمال ژاپن و شبه جزیره کامچاتکا در روسیه امتداد داشت، کمتر از حد معمول (دارای ناهنجاری منفی) بود.
این تغییرات در بستر روند بلندمدتِ ترمیم لایه ازون رخ می دهند و نشان دهنده موفقیت «پروتکل مونترال در مورد مواد کاهنده لایه ازون» هستند؛ پروتکلی که منجربه حذف تدریجی مواد شیمیایی نظیر کلروفلوئوروکربن ها (CFCs) و موادی شد که قبل تر در سیستم های سرمایشی، فوم های آتش نشانی و سایر مصارف رایج کاربرد داشتند.
سلسته سائولو(Celeste Saulo)، دبیرکل سازمان جهانی هواشناسی می گوید: این یک داستان موفقیت زیست محیطی است. لایه ازون از سال ۲۰۰۰ تا حالا درحال ترمیم بوده است و میتوان انتظار داشت که طی چند دهه آینده بطور کامل بهبود یابد.
شبکه پایش جهانی جو(GAW) وابسته به سازمان جهانی هواشناسی، مشاهدات زمینیِ حیاتی و باکیفیتی را از کل ستون ازون فراهم می آورد که برای پایش دقیق ازون و درک تغییرات طولانی مدت آن ضروری هستند.
پرتوهای فرابنفش

حدود ۹۰ درصد از ازون موجود در اتمسفر زمین، در بخش های بالایی لایه استراتوسفر قرار دارد. اگر تمام این ازون به سطح زمین منتقل می شد، لایه حاصل از ازون خالص تنها حدود ۳ میلی متر ضخامت داشت. با این وجود، همین لایه نازک حدودا تمام پرتوهای خطرناک فرابنفش با طول موج کوتاه خورشید را مسدود کرده و از حیات بر روی زمین محافظت می کند.
با وجود پیشرفت های چشم گیر در مواجهه با تخریب لایه ازون، اندازه گیری های انجام شده در دهه های اخیر نشان دهنده افزایش قابل توجه تعداد روزهایی با شاخص بالای پرتو فرابنفش است. شاخص UV در ابتدا برای پایش روند تخریب لایه ازون ابداع شد و الان بعنوان یک استاندارد بین المللی سلامت برای محافظت در مقابل پرتوهای فرابنفش عمل می کند.
از اواسط دهه ۱۹۹۰، میزان تابش پرتو فرابنفش در بعضی نقاط اروپا تا ۲۰ درصد بالا رفته است. اندازه گیری های زمینی نشان میدهد که عامل اصلی این افزایش، کاهش پوشش ابر و به تبع آن، افزایش مدت زمان تابش سالانه خورشید بوده است.
قرار گرفتن در معرض سطوح بالاتر پرتو فرابنفش، خطر مبتلاشدن به سرطان پوست و سایر بیماری های در رابطه با این پرتوها را در جمعیت های در معرض آن بالا می برد.
در گزارش سازمان جهانی هواشناسی آمده است: با عنایت به این روند، اتخاذ تدابیر هدفمند و مؤثر برای محافظت در مقابل پرتو فرابنفش از اهمیت حیاتی برخوردارست.
طی چهار دهه گذشته، اندازه گیری های جوی نشان دهنده کاهش قابل توجه غلظت مواد مخرب لایه ازون که تحت کنترل و نظارت هستند، بوده است. با این وجود، مواردی از انتشار غیرمنتظره این مواد نیز مشاهده شده است. به همین دلیل، پایش جوی همچنان برای پشتیبانی از اقدامات نظارتی و قانونیِ هدفمند توسط مقامات ملی، امری لازم است.
«بولتن ازون» همینطور به وضعیت سیستم های پایش و رصد اشاره دارد؛ سیستم هایی که بطور سنتی به طور عمده بر پایه طیف سنج های «دابسون»(Dobson) و «بروئر»(Brewer) استوار بوده اند. تعداد ایستگاههای فعال بتدریج از حدود ۱۳۰ ایستگاه در اوایل دهه ۲۰۰۰ به ۱۱۰ ایستگاه اکنون کم شده است و این ایستگاه ها اغلب در مناطقی تعطیل شده اند که تراکم مشاهدات در آنها کمتر بوده است.
در مقابل، طیف سنج های آرایه ای نسل جدید رشد سریعی داشته اند، اما تمرکز آنها بیشتر بر اندازه گیری کیفیت هوا است تا این که ازون استراتوسفری را پایش کنند.
جدیدترین پژوهشها چه می گویند؟

در مطالعه ای که در آوریل ۲۰۲۶ در نشریه «Nature Communications» انتشار یافت، آمده است: برعکس پیشبینی های اولیه، مصرف جهانی مواد مخرب لایه ازون(ODS) بعنوان مواد اولیه شیمیایی بعد از سال ۲۰۰۰ کاهش نیافت، بلکه بین سالهای ۲۰۰۰ تا ۲۰۲۴ رشدی ۱۶۳ درصدی را تجربه نمود.
این مطالعه همینطور نشان میدهد که به همین دلیل، میزان انتشار در رابطه با این مواد به حدود ۳.۶ درصد بالا رفته است. با نرخ های کنونی، انتشار مواد مخرب لایه ازون ناشی از مواد اولیه می تواند ترمیم لایه ازون استراتوسفری در عرض های جغرافیایی میانی را به مدت ۷ سال (در بازه ۶ تا ۱۱ سال) و تا حدود سال ۲۰۷۳ به تاخیر بیندازد.
پیش از این و بنا بر اعلام سازمان جهانی هواشناسی، بنظر می رسید که لایه ازون تا حدود سال ۲۰۶۶ بر فراز جنوبگان (قطب جنوب)، تا سال ۲۰۴۵ بر فراز شمالگان (قطب شمال) و تا سال ۲۰۴۰ در دیگر نقاط جهان به سطوح سال ۱۹۸۰ بازگردد.
بطور خلاصه مصرف به طور مقادیر تولیدشده به علاوه مقادیر واردشده، منهای مقادیر صادرشده در هر سال مشخص تعریف می شود. برنامه زمانی حذف تدریجی برای HCFCها (هیدروکلروفلوئوروکربن ها) ملایم تر تعیین شد؛ به جهت اینکه پتانسیل تخریب لایه ازون در آنها کمتر بود و همچنین به عنوان جایگزین های موقت برای CFCها مورد استفاده قرار می گرفتند.
برنامه زمان بندی حذف تدریجی HCFCها در سال ۱۹۹۲ برای کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه تدوین شد؛ بدین صورت که برای کشورهای در حال توسعه، تثبیت سطح مصرف در سال ۲۰۱۵ و برای هر دو گروه، حذف غایی تا سال ۲۰۳۰ (کشورهای توسعه یافته) و ۲۰۴۰ (کشورهای در حال توسعه) دیده شد.
در سال ۲۰۰۷، طرف های عضو پروتکل مونترال تصمیم گرفتند روند حذف تدریجی HCFCها را برای هر دو گروه از کشورها تسریع کنند.
دلیل خاصی وجود دارد که پروتکل مونترال یک مورد استثنایی و نادر تلقی می شود. با وجود این، تحقیقات جدید نشان میدهد که بازگشت این لایه به وضعیت سال ۱۹۸۰، یعنی پیش از پیدایش حفره ازون ممکنست بازهم با تأخیری حدودا یک دهه ای مواجه شود.
این لایه که از مولکول های طبیعی متشکل از سه اتم اکسیژن تشکیل شده و در استراتوسفر (در ارتفاع ۱۵ تا ۳۰ کیلومتری سطح زمین) قرار دارد، با جذب پرتوهای فرابنفش-بی(UV-B) خورشید که با بیماری های گوناگونی همچون سرطان پوست مرتبط هستند، از سیاره ما و خودمان محافظت می کند.
حدود ۱۰۰ نوع ماده مخرب لایه ازون مانند کلروفلوئوروکربن ها و هیدروکلروفلوئوروکربن ها که در فرآیندها و تجهیزات صنعتی به کار می روند و در جو منتشر می شوند، با واکنش نشان دادن با گاز ازون و تبدیل آن به اکسیژن، به این لایه لطمه می رسانند.
تصویب همگانی

سرانجام در تاریخ ۱۶ سپتامبر ۲۰۰۹، کنوانسیون وین و پروتکل مونترال به نخستین معاهداتی در تاریخ سازمان ملل متحد تبدیل شدند که به تصویب همگانی توسط تمامی کشورها رسیدند.
اصلاحیه کیگالی

طرف های عضو پروتکل مونترال در مورد مواد کاهنده لایه ازون، در بیست و هشتمین نشست خود که در تاریخ ۱۵ اکتبر ۲۰۱۶ در کیگالی (رواندا) برگزار شد، بر سر کاهش تدریجی مصرف هیدروفلوئوروکربن ها (HFCs) به توافق رسیدند.
اکنون لایه ازون در چه حال است؟

بر اساس گزارش جدید سازمان جهانی هواشناسی(WMO)، وسعت حفره لایه ازون بر فراز قطب جنوب در سال ۲۰۲۵ یکی از کوچک ترین موارد ثبت شده در دهه های اخیر بوده است؛ امری که گواهی بر ادامه موفقیت اقدامات بین المللی برای صیانت از لایه ازون زمین است.