16. september - Medzinárodný deň ochrany ozónovej vrstvy
20. výročie podpísania Montrealského protokolu
Generálne zhromaždenie OSN prijalo v decembri 1994 na svojom 49. zasadaní rezolúciu 49/114 o vyhlásení 16. septembra za Medzinárodný deň ochrany ozónovej vrstvy. Tento deň pripomína podpísanie Montrealského protokolu o látkach poškodzujúcich ozónovú vrstvu (16. september 1987), ktorý je vykonávajúcim protokolom Viedenskej konvencie o ochrane ozónovej vrstvy a obsahuje praktické regulačné opatrenia, týkajúce sa výroby a zaobchádzania s látkami poškodzujúcimi ozónovú vrstvu Zeme. Tohtoročné oslavy sa nesú v znamení 20. výročia podpísania Montrealského protokolu, ktorý sa stal veľmi úspešne fungujúcou medzinárodnou dohodou a predchádzajúci generálny tajomník OSN Kofi Annan ho označil za snáď doteraz najúspešnejšiu medzinárodnú zmluvu.
K pôvodným 24 signatárom sa postupne pripojilo 191 krajín. Opatrenia Montrealského protokolu sa už v krátkom čase ukázali ako nedostatočné a signatári prijali na konferenciách v Londýne v roku 1990, v Kodani v roku 1992, v Montreale v roku 1997 a v Pekingu v roku 1999 dodatky, ktoré rozšírili počet regulovaných látok a skrátili termíny zastavenia ich výroby. Aj posledný pekinský dodatok už ratifikovalo 130 krajín. Vďaka Montrealskému protokolu sa podarilo zastaviť zvyšovanie koncentrácie látok poškodzujúcich ozónovú vrstvu v zemskej atmosfére a priblížiť tak jej návrat do svojho pôvodného stavu. Modelové výpočty i merania ukazujú, že proces zoslabovania ozónovej vrstvy by sa už nemal prehlbovať. Rekonštrukcia ozónovej vrstvy však bude trvať oveľa dlhšie ako jej poškodenie. Ide o zložitý mechanizmus, ktorý je vzájomne prepojený s klimatickou zmenou, preto je ťažké stanoviť presné časové horizonty. V globálnom priemere je ozón stále asi 4 % pod úrovňou rokov 1964-1980. Pokračujúce plnenie Montrealského protokolu a jeho dodatkov by malo podľa chemicko-klimatických modelov viesť k návratu ozónovej vrstvy na úroveň aká bola roku 1980 nad Antarktídou približne v roku 2065 a nad Arktídou v roku 2040. V mimo polárnych oblastiach by tento stav mal nastať okolo roku 2050.
Agendu súvisiacu s Viedenskou konvenciou a vykonávacími protokolmi má na starosti Ozónový sekretariát Environmentálneho programu Spojených národov (UNEP, United Nations Environment Programme), ktorý sa podieľa aj na organizovaní mnohých ďalších medzinárodných akcií, súvisiacich s problematikou ochrany ozónovej vrstvy Zeme. Pri príležitosti 20. výročia Montrealského protokolu UNEP vydal materiály, ktoré jednoduchou formou upozorňujú na stále aktuálny problém ozónovej vrstvy a sú určené hlavne širokej verejnosti. Krátke videoklipy, hry a detské animované filmy je možné stiahnuť na internetovej adrese: http://www.uneptie.org/ozonaction/events/20thanniversary.htm Materiály sú ponúkané aj ako podklady pre publikovanie v masovokomunikačných prostriedkoch.
V rámci aktivít na ochranu ozónovej vrstvy Zeme hrá významnú úlohu Svetová meteorologická organizácia, ktorá už okolo polstoročia zabezpečuje jej monitorovanie. Globálny ozónový pozorovací systém (GOOS, Global Ozone Observing System) je v súčasnosti začlenený do širšieho systému Svetovej meteorologickej organizácie pre environmentálny monitoring a výskum, ktorý má názov Globálne sledovanie atmosféry (GAW, Global Atmosphere Watch). Svetová ozónometrická sieť má v súčasnosti takmer 200 pozemných staníc na meranie celkového atmosférického ozónu, okolo 30 staníc, ktoré robia meranie vertikálneho profilu atmosférického ozónu zo zemského povrchu a takmer 40 ozónových rádiosondážnych staníc. Tieto stanice poskytujú kľúčové dáta na detekciu a štúdium zmien v ozónovej vrstve a budú tiež bázou pre zaznamenanie ozdravovania ozónovej vrstvy v budúcnosti. V rámci pôsobnosti Organizácie spojených národov má Svetová meteorologická organizácia poverenie poskytovať vládam autoritatívne vedecké informácie a rady o stave a vývoji zemskej atmosféry a podnebia.
Významnou spoločnou aktivitou Svetovej meteorologickej organizácie a ďalších 4 organizácií (NOAA, EC, UNEP a NASA) je periodické vydávanie súbornej publikácie s názvom Vedecký odhad úbytku ozónu (Scientific Assessment of Ozone Depletion), ktorá je produktom koncentrovaného úsilia stoviek vedcov podporovaných mnohými národnými a medzinárodnými organizáciami. Tento kľúčový prehľad je odbornou základňou pre pripojenie sa krajín k Viedenskej dohode a jej vykonávaciemu Montrealskému protokolu a súvisiacim dodatkom. Najnovšie vydanie prichádza práve v roku 20. výročia Montrealského protokolu.
I keď aj materiály tejto štúdie poukazujú na pozitívny obrat v ozónovej vrstve v rôznych oblastiach Zeme v poslednom desaťročí a modely ukazujú i približnú dobu návratného procesu, aby sme mohli jednoznačne povedať, že už nastalo ozdravovanie ozónovej vrstvy Zeme, musíme jednoznačne identifikovať zdroje, ktoré vyvolali spomínané pozitívne zmeny. Nekompletné poznanie všetkých procesov a veľkosti solárneho cyklu môže viesť k predčasnému priradeniu súčasných zmien k poklesu distribúcie halogénov do stratosféry. Z uvedeného vyplýva, že nie je možné poľaviť v aktivitách na ochranu ozónovej vrstvy a to rovnako v prijímaní a kontrole opatrení ako aj v pravidelnom monitoringu. Treba si tiež uvedomiť, že ozón poškodzujúce látky vyprodukované pred účinnosťou Montrealského protokolu nie sú riadené Montrealským ani Kjótskym protokolom a sú stále prítomné v rôznych zásobníkoch. Predstavujú potenciálne nebezpečenstvo a odhad ich množstva nie je dostatočne presný.
Zopakujme si niektoré vedomosti o atmosférickom ozóne. Tento plyn, ktorého molekula sa skladá z troch atómov kyslíka, tvorí len nepatrnú zložku zemskej atmosféry. Keby sa jeho celkové množstvo premiestnilo k zemskému povrchu v podmienkach Štandardnej atmosféry by vytvoril vrstvu hrubú okolo 3 mm (300 Dobsonovych jednotiek - DU). Aj takáto tenká vrstva však účinne filtruje ultrafialové slnečné žiarenie a chráni živé organizmy pred jeho škodlivými účinkami. Úplne pohlcuje letálne UV-C žiarenie (vlnové dĺžky 100 až 280 nanometrov) a výrazne obmedzuje UV-B žiarenie (vlnové dĺžky 280 až 315 nanometrov), ktoré spôsobuje spálenie pokožky, podieľa sa na vzniku kožnej rakoviny, očného zákalu, zoslabuje imunitný systém, nepriaznivo pôsobí na živočíchy, rastliny a rôzne materiály.
Okolo 90 % ozónu sa nachádza vo výške 10 až 50 km, kde je aj oblasť jeho najväčšej tvorby. Výsledný stav je súčtom nespočetných fotochemických reakcií, pri ktorých sa spotrebuje ultrafialové slnečné žiarenie. Komplikovaná stratosférická cirkulácia má za následok, že ozón je nad zemským povrchom rozmiestnený nerovnomerne a najmenej ho zostáva v stratosfére nad pásom okolo rovníka, kde je geograficky oblasť jeho najväčšej produkcie. V našich zemepisných šírkach sa vyznačuje veľkou ročnou i dennou variabilitou. Rozdiel medzi prirodzeným ročným maximom (390 DU na konci marca a začiatku apríla) a minimom (290 DU na konci októbra a začiatku novembra) je okolo 100 DU. V jednotlivých dňoch môže ozón ojedinele klesnúť na 200 DU alebo vystúpiť nad 500 DU.
Vzájomným premiešaním vzduchových vrstiev sa určité množstvo ozónu dostáva aj do nižších vrstiev atmosféry. Za vhodných podmienok ozón vo väčšom množstve vzniká aj v prízemnej vrstve pri fotochemických reakciách látok, ktoré pochádzajú zo spaľovacích procesov alebo z iných zdrojov. Vyššie koncentrácie ozónu v najnižších hladinách sú však nežiadúce, pretože ide o jedovatý plyn so silnými oxidačnými účinkami. Kvôli lepšiemu priblíženiu ozónovej problematiky širšej verejnosti sa takýto ozón niekedy nazýva „zlý" ozón na rozdiel od „dobrého" ozónu vo vyšších vrstvách a prízemného ozónu, ktorý tvorí prirodzené pozadie v najnižších vrstvách atmosféry.
Človek narušil ochranný ozónový obal Zeme v podstate nevedome. Najväčší podiel na rozklade ozónových molekúl, ktorý už nie je v rovnováhe s ich prirodzenou tvorbou, spôsobili freóny a halóny, ktoré sa začali vyrábať v tridsiatych rokoch minulého storočia a našli široké uplatnenie v rôznych odvetviach priemyslu. Tieto, v nižších vrstvách ovzdušia stabilné látky, sa rozkladajú až v stratosfére pôsobením ultrafialového slnečného žiarenia, ktoré vďaka ozónovej vrstve k zemskému povrchu vôbec neprenikne. Uvoľnený chlór a bróm potom vstupujú do chemických reakcií, ktorých následkom je rýchly rozklad atmosferického ozónu. Človek si toto nebezpečenstvo uvedomil oneskorene napr. aj preto, lebo cesta freónov a halónov do vyšších vrstiev ovzdušia môže trvať až desiatky rokov.
S poškodením ozónovej vrstvy sme sa po prvýkrát stretli v polovici sedemdesiatych rokov nad Antarktídou. Výrazný neprirodzený pokles ozónu, ktorý sa neskôr začal označovať ako ozónová diera sa v tamojšom jarnom období s malými výnimkami opakuje už okolo 25 rokov a na prelome storočí dosiahol gigantické rozmery, takmer 2 krát presahujúce rozlohu Antarktídy. Zopakujme si, že ako ozónovú dieru označujeme rozsiahlu oblasť s poklesom ozónu pod 220 Dobsonovych jednotiek. V posledných rokoch boli v centrálnej oblasti nad južným pólom namerané minimá okolo 100 Dobsonových jednotiek. Pri porovnávaní veľkosti ozónovej diery v jednotlivých rokoch hodnotíme spravidla veľkosť zasiahnutej oblasti, dĺžku trvania, hĺbku poklesu a celkový deficit ozónu počas jej trvania. Je známe, že celkové množstvo ozónu s výnimkou tropického pásma pokleslo na celej zemeguli. Špecifické meteorologické podmienky počas polárnej noci nad Antarktídou (stabilný polárny stratosférický vír a nízke teploty) a prítomnosť látok poškodzujúcich ozónovú vrstvu však vytvárajú počas jarných mesiacov predpoklad pre masívne spustenie deštrukčných fotochemických reakcií. Aj pred objavením ozónovej diery rozdiely vo fyzikálnych vlastnostiach atmosféry nad Antarktídou a Arktídou boli príčinou, že v jarných mesiacoch bolo nad Antarktídou o 30 až 40 % ozónu menej ako v odpovedajúcich zemepisných šírkach na severnej pologuli. Dramatický pokles však nastal až keď sa do stratosféry dostali vo väčšom množstve látky poškodzujúce ozónovú vrstvu Zeme. Atmosféru nad Antarktídou môžeme považovať za obrovské prírodné laboratórium, v ktorom očakávame i potvrdenie nezvratnosti procesu regenerácie ozónovej vrstvy Zeme.
Aj prvé roky nového storočia priniesli dôkaz, že jav ozónovej diery ešte dlho nebude minulosťou, pretože koncentrácia látok poškodzujúcich ozónovú vrstvu Zeme je v stratosfére stále vysoká. Posledné roky sa vyznačujú striedaním relatívne priaznivých rokov s rokmi, kedy sa dosahujú nové rekordy poklesov. Tieto anomálie ukazujú, že intenzita s akou sa efekt ozónovej diery prejavuje v jednotlivých rokoch závisí od konkrétneho vývoja meteorologických podmienok a procesov nad oblasťou južného pólu. Znamená to tiež, že na jednoznačné potvrdenie pozitívneho trendu budeme potrebovať dlhší štatistický súbor, inými slovami ešte musíme niekoľko rokov, možno desiatok rokov, počkať.
Súčasťou Globálneho ozónového pozorovacieho systému a Globálneho sledovania atmosféry je od roku 1993 aj jediná stanica na meranie celkového atmosférického ozónu v Slovenskej republike, ktorá sa nachádza v Gánovciach pri Poprade. Pracovisko aerológie a merania ozónu patrí Slovenskému hydrometeorologickému ústavu a je organizačne začlenené do Odboru dištančných meraní.
Merania sa robia pomocou Brewerovho ozónového spektrofotometra, ktorý patrí k najrozšírenejším prístrojom svojho druhu na svete. Okrem celkového ozónu sa týmto prístrojom pravidelne meria aj intenzita slnečného ultrafialového žiarenia v biologicky aktívnej oblasti spektra. Výsledky sa pravidelne odosielajú do Svetového centra ozónových a ultrafialových dát v Kanade (WOUDC, World Ozone and UV Radiation Data Centre) a do ozónových mapových centier Svetovej meteorologickej organizácie v Grécku a Kanade. Informácia o stave ozónovej vrstvy a intenzite škodlivého slnečného ultrafialového žiarenia je denne poskytovaná obyvateľstvu prostredníctvom masmédií. Od apríla 2000 je na internetovej stránke SHMÚ www.shmu.sk uverejňované ozónové spravodajstvo, ktorého súčasťou v mesiacoch marec až september je predpoveď slnečného UV indexu pre územie Slovenska.
Na obrázku sú mesačné priemery celkového atmosférického ozónu namerané na stanici SHMÚ Poprad- Gánovce v období 1995-2006. Graf demonštruje výsledky najnovších štúdií, podľa ktorých pokles celkového atmosférického ozónu nad strednými zemepisnými šírkami severnej pologule, ktorý bol až 4 % za dekádu, od polovice 90. rokov minulého storočia nepokračuje.
I keď návrat ozónovej vrstvy do pôvodného stavu potrvá ešte niekoľko desaťročí, môžeme zopakovať, že spojeným úsilím vedcov, politikov a širokej verejnosti boli prijaté a plnia sa účinné opatrenia na záchranu ozónovej vrstvy Zeme. Slovenská republika ako nástupnícka krajina pristúpila k Viedenskej dohode a Montrealskému protokolu. Aj posledný Pekinský dodatok ratifikovala hneď v roku 2002, keď vstúpil do platnosti. Ochrana ozónovej vrstvy je právne vyjadrená v Zákone o ochrane ozónovej vrstvy Zeme a o doplnení zákona č. 455/1991 Zb. o živnostenskom podnikaní. Zákon č. 76/1998 Zb. nadobudol účinnosť 1. apríla 1998. V súčasnosti sa na Slovensku látky poškodzujúce ozónovú vrstvu, regulované Montrealským protokolom nevyrábajú.
Pripravil Dr. Miroslav Chmelík
Gánovce 10. 9. 2007