Je hebt er vast wel eens van gehoord: ‘het gat in de ozonlaag’. Er wordt hiermee verwezen naar een verminderde concentratie van ozon in de stratosfeer rond het voorjaar, vaak boven de Zuidpool. Echter, dit jaar is ook de Noordpool aan de beurt. Niet eerder werd er zo’n groot ‘gat in de ozonlaag’ waargenomen! Wat de ozonlaag precies inhoudt en hoe het kan veranderen, lees je in deze blog!
Het gat in de ozonlaag boven de Zuidpool is bekend. Rond het voorjaar is de concentratie ozon hier vaak sterk verminderd. (Bron: NASA).
De ozonlaag
De ozonlaag is een laag in de stratosfeer op ongeveer 15 tot 50 kilometer hoogte, waar relatief veel van het stofje ozon (scheikundige notatie: O3) aanwezig is. Ozon ontstaat door zeer schadelijke ultraviolette straling in de stratosfeer. Zuurstofmoleculen kunnen door deze UV-straling na enkele chemische reacties omgezet worden in ozon.
Ozon kan gevormd worden wanneer in de stratosfeer zuurstofmoleculen door UV-straling na enkele chemische reacties worden omgezet.
Deze ozonlaag heeft een zeer belangrijke functie: het beschermen van de aarde tegen de gevaarlijke ultraviolette straling van de zon. Zo wordt namelijk het schadelijkste deel van deze straling, uv-C, tegengehouden door de ozonlaag en zal dus het aardoppervlak niet bereiken. Zonder ozonlaag is simpelweg geen leven op aarde mogelijk. Meer over de UV-straling en de kracht van de zon, lees je in een blog van vorige week.
Aantasting van de ozonlaag
De ozonlaag kan aangetast worden door zogenaamde CFK’s. Dit zijn stoffen, die bijvoorbeeld in koelkasten, piepschuim en drijfgassen van spuitbussen zijn verwerkt. Wanneer deze verbindingen in de ozonlaag komen, zorgen chemische reacties met bijvoorbeeld chloormoleculen (scheikundige notatie: Cl) van de CFK’s ervoor dat ozon wordt afgebroken.
Ozon kan weer worden afgebroken door reacties met chloormoleculen, afkomstig uit zogenaamde CFK's.
Echter, in 1989 ging het Montreal Protocol van kracht. Het gebruik van stoffen die de ozonlaag verder konden aantasten, werd hiermee stopgezet. De maatregelen bleken effect te hebben en de afbraak van de ozon is gestabiliseerd. Het kan nog wel tot de tweede helft van de 21e eeuw duren, voordat de ozonlaag volledig hersteld zal zijn…
Ozonafbraak en parelmoerwolken
Het bovengenoemde afbraakproces van ozon vindt alleen plaats bij extreem lage temperaturen in de stratosfeer. Temperaturen tot 80 graden onder het vriespunt moeten dan worden bereikt. Bij deze temperaturen kunnen zogenaamde parelmoerwolken ontstaan. Naast ijskristallen komen er ook verbindingen van salpeterzuur, zwavelzuur en water in deze wolken voor. Het zijn juist deze wolken, die vaak zeer indrukwekkend ogen, die de ozonlaag aantasten.
Ozon kan door middel van chemische reacties met stoffen van de CFK’s op de ijskristallen van de parelmoerwolken worden afgebroken. Er is echter wel één belangrijke factor nodig om deze ozonafbraak te voltooien: zonlicht. Tijdens de winter op de Zuidpool en in de vroege lente is er natuurlijk nog geen straling van de zon aanwezig. Zodra het lente is geworden, begint de afbraak. Er is dan zonlicht én de temperaturen zijn laag genoeg.
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.
Waarom boven de Zuidpool?
De vraag blijft nog steeds: waarom vindt de afbraak van ozon nou exact boven de Zuidpool plaats? Hier zijn simpel gezegd de meteorologische omstandigheden ideaal om ozon af te breken. Dit heeft allemaal te maken met de zogenaamde polar vortex. 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 de polar vortex en er worden zeer lage temperaturen bereikt met parelmoerwolken als gevolg.
De uitwisseling tussen verschillende luchtmassa’s boven de polen en subtropische gebieden is in de winter en het vroege voorjaar namelijk minimaal. De koude lucht blijft daardoor op zijn plaats. Je zou kunnen zeggen dat er een soort barrière aanwezig is voor de uitwisseling van lucht (maar ook ozon) tussen de polen en aangrenzende gebieden. Later in het jaar lopen de temperaturen weer op en zal het ozongat langzaamaan verdwijnen.
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.
En nu ook 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 polar vortex. Er is vaak meer uitwisseling van lucht.
Behalve dit jaar dus! De polar vortex was deze winter zeer krachtig en enorm koude lucht zat gevangen boven de Noordpool. In de stratosfeer werden temperaturen bereikt van ruim 80 graden onder nul. Dit is de reden dat dit jaar ook hier de ozonconcentraties enorm zijn gedaald!
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).
Misschien kunt u het zich nog wel herinneren: die prachtige foto’s van de parelmoerwolken in de eerste paar dagen van januari uit Scandinavië! Je weet nu dat deze wolken bijdragen aan de afbraak van ozon in de stratosfeer.
