Actueel

Ozongat: back to the eighties?

Ozongat 25 oktober 2020 Zuidpool

Bijna elke 40-plusser is er mee opgegroeid, het “gat” in de ozonlaag. Er werd hier destijds verwezen naar een verminderde concentratie van ozon in de stratosfeer. Maar zelfs na ruim 35 jaar is het gat in de ozonlaag er nog steeds. Meer over deze veranderende laag, lees je in deze blog!

De ozonlaag
De ozonlaag beschermt het leven op aarde tegen schadelijke straling vanaf de zon. De ozonlaag is een laag in de stratosfeer, tussen ongeveer 15 en 50 kilometer hoogte, waarin relatief veel ozon (O3) aanwezig is. Een afname van ozon kan gevaarlijk zijn voor de volksgezondheid. De ozonlaag beschermt de aarde namelijk tegen schadelijke ultraviolette straling van de zon. 

CFK’s
Halverwege de jaren zeventig hebben wetenschappers ontdekt dat wij mensen door ons chemicaliën gebruik  zorgen voor de afbraak van ozon en dus een “gat” in de ozonlaag veroorzaken. Het is overigens geen echt gat maar een heel dun deel waar de concentratie ozon heel erg laag is. Het gat ontstaat in september boven de Zuidpool en heeft een oppervlakte van ongeveer 25 miljoen km2. Om een idee te geven van de grootte, Nederland past er 600 keer in.

De chemische stoffen die destijds geproduceerd werden hebben de verzamelnaam CFK gekregen, dat staat voor ChloorFluorKoolwaterstoffen. Internationale afspraken in het Protocol van Montreal hebben in 1987 deze stoffen verboden omdat ze de ozonlaag aantasten. Ondanks het verbod op CFK’s zitten ze nog wel in onze atmosfeer en soms worden er ondanks het verdrag toch nieuwe, illegale, lozingen van CFK’s waargenomen. CFK’s hebben een hele lange levensduur, 50 tot 200 jaar. Dus zelfs wanneer de vervuiling stopt, zijn ze nog decennia lang in de lucht aanwezig. Een enkel chlooratoom kan gedurende zijn levensduur ongeveer 100.000 ozonmoleculen afbreken, dus dat gat is niet zo maar weg.

Ozongat boven de Zuidpool
Er zijn verschillende factoren die naast CFK’s een rol spelen bij de vorming van het ozongat: de temperatuur in de hogere luchtlagen en het gebrek aan zonlicht tijdens de poolnacht. De vraag blijft nog steeds: waarom vindt de afbraak van ozon nu exact boven de Zuidpool plaats? Hier zijn simpel gezegd de meteorologische omstandigheden ideaal om ozon af te breken. Wanneer het zuidpoolgebied tijdens de poolnacht geen zonlicht meer ontvangt, begint het gebied sterk af te koelen. 

Temperatuur Copernicus ECMWF.pngMinimumtemperatuur op een hoogte van ongeveer 20 km (druk van 50hPa) boven de Zuidpool. Bron: CopernicusECMWF

Er ontstaat een toenemend temperatuurverschil met gebieden buiten het poolgebied, en dat veroorzaakt op zich weer een stevige wind op enkel tientallen kilometers hoogte: de ‘stratosferische polaire vortex’. 

Polar_Vortex_zuidpool.jpg
De polar vortex boven de Zuidpool zorgt ervoor dat enorm koude lucht op hoogte zit gevangen boven dit gebied. De afbraak van ozon wordt hiermee in gang gezet.

Dit kan worden gezien als een groot lagedrukgebied op grote hoogte rondom de polen van de Aarde. Enorm koude lucht is als het ware gevangen binnen deze polaire vortex en er worden zeer lage temperaturen (lager dan -78°C) bereikt met parelmoerwolken tot gevolg. 

Parelmoerwolken.jpg
Wanneer in de stratosfeer de temperaturen dalen tot 80 graden onder het vriespunt en lager, kunnen prachtige parelmoerwolken worden gevormd. Het is juist dit prachtige verschijnsel dat verantwoordelijk is voor de afbraak van ozon in de stratosfeer.

Aan het oppervlak van de ijsdeeltjes in deze wolken vinden chemische reacties plaats met de aanwezige chloor-, fluordeeltjes uit de CFK's in de lucht, die als resultaat hebben dat er zogenoemde inerte chloorreservoirs gevormd worden. Inerte gassen zijn gassen die geen chemische reacties meer aangaan. Deze blijven inert zolang de poolnacht duurt. Zodra de zon haar licht weer laat schijnen op de Zuidpool, komen de deeltjes weer los en gaan ze massaal reageren met de aanwezige ozon die daardoor afgebroken wordt. Met als gevolg een groot “gat” in oktober.

Ozongat op de Noordpool
Net als op de Zuidpool ontstaat er jaarlijks ook een gat boven de Noordpool. Boven de Noordpool geldt eigenlijk exact hetzelfde proces. Hier zijn echter de temperaturen over het algemeen vaak veel minder laag dan boven de Zuidpool, waardoor de afname van de ozonconcentratie minder extreem is. Dit heeft te maken met een wat onstabielere polaire vortex waardoor er dus vaak wat meer uitwisseling van lucht is.
ozongat noordpool.png
Links is de hoeveelheid ozon op 31 maart 2020 weergegeven en rechts de hoeveelheid ozon op 31 maart 2019. De blauwe kleuren wijzen op veel lagere ozonconcentraties in de stratosfeer dit jaar vergeleken met vorig jaar. (Bron: NASA).

Het is dus op beide polen een fenomeen dat elk jaar opnieuw plaats vindt. Afhankelijk van hoe stabiel de vortex is en dus hoe erg de temperatuur in de stratosfeer daalt, zal er meer of minder ozon afgebroken worden. In de figuur hieronder is het verloop van de afgelopen jaren goed te zien met een relatief klein gat in 2019. De komende decennia zitten we dus nog wel even met die jaarlijkse “gaten” in de ozonlaag maar als iedereen zich houdt aan het Protocol van Montreal en er geen nieuwe CFK's in de atmosfeer komen, gaan we met z’n allen het einde van het ozongat nog meemaken. 

Ozongat CopernicusECMWF.png
Ozongat door de jaren heen op het zuidelijkhalfrond. Bron: CopernicusECMWF

Ozonlaag en klimaatverandering
Volgens onderzoekers van een Amerikaans/Canadees onderzoeksteam zorgt het gat in de ozonlaag wel degelijk voor klimaatverandering. Kort gezegd zorgt het ervoor dat grote circulatiepatronen op het zuidelijk halfrond iets verplaatsen met als gevolg verplaatsing van zeestromingen (en dus zeewatertemperaturen) maar ook neerslagpatronen. Dat alles heeft behoorlijke gevolgen voor het bijbehorende weer en dus ook de biodiversiteit in de oceanen en op het land.


29-10-2020 om 13:30 door Nicolien Kroon

Een moment geduld aub...
Een moment geduld aub...