Ozonconcentraties boven het Noordpoolgebied hebben in maart een laagterecord bereikt, melden NASA-onderzoekers. Uit een analyse van satellietwaarnemingen blijkt dat het ozonniveau op 12 maart zijn laagste punt bereikte bij 205 Dobson-eenheden.
Zulke lage niveaus zijn weliswaar zeldzaam, maar niet ongekend. Vergelijkbare lage ozonniveaus traden op in de bovenste atmosfeer, of stratosfeer, in 1997 en 2011. Ter vergelijking: de laagste ozonwaarde die in maart in het noordpoolgebied wordt waargenomen, ligt meestal rond de 240 Dobson-eenheden.
“De lage ozonwaarde in het noordpoolgebied van dit jaar komt ongeveer één keer per decennium voor,” zei Paul Newman, hoofdwetenschapper voor aardwetenschappen bij NASA’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. “Voor de algehele gezondheid van de ozonlaag is dit zorgwekkend, omdat Arctische ozonniveaus typisch hoog zijn tijdens maart en april.”
Ozon is een zeer reactieve molecule die bestaat uit drie zuurstofatomen en die van nature in kleine hoeveelheden voorkomt. De stratosferische ozonlaag, ruwweg 7 tot 25 mijl boven het aardoppervlak, is een natuurlijke zonnefilter die schadelijke ultraviolette straling absorbeert die planten en dieren kan beschadigen en mensen kan treffen door cataract, huidkanker en een onderdrukt immuunsysteem te veroorzaken.
De afbraak van ozon in het noordpoolgebied in maart werd veroorzaakt door een combinatie van factoren die het gevolg waren van ongewoon zwakke bovenste atmosferische “golf”-gebeurtenissen van december tot maart. Deze golven zorgen voor luchtbewegingen in de hogere atmosfeer die verwant zijn aan de weersystemen die we in de lagere atmosfeer ervaren, maar op een veel grotere schaal.
In een typisch jaar gaan deze golven vanuit de lagere atmosfeer op middelbare hoogte omhoog om de circumpolaire winden te verstoren die rond het noordpoolgebied wervelen. Wanneer zij de poolwinden verstoren, doen zij twee dingen. Ten eerste nemen zij ozon uit andere delen van de stratosfeer mee, waardoor het reservoir boven het noordpoolgebied wordt aangevuld.
“Zie het als het hebben van een rode verfpop, lage ozon boven de Noordpool, in een witte emmer met verf,” zei Newman. “De golven roeren de witte verf, hogere hoeveelheden ozon in de midden-latitudes, terwijl de rode verf of lage ozon wordt vastgehouden door de sterke straalstroom die rond de pool cirkelt.”
De menging heeft een tweede effect, namelijk het opwarmen van de Arctische lucht. De warmere temperaturen maken dan de omstandigheden ongunstig voor de vorming van polaire stratosferische wolken. Deze wolken maken het mogelijk dat chloor vrijkomt voor ozonafbrekende reacties. Ozonafbrekend chloor en broom zijn afkomstig van chloorfluorkoolwaterstoffen en halonen, de chemisch actieve vormen van chloor en broom die zijn afgeleid van door de mens vervaardigde verbindingen die nu door het Protocol van Montreal zijn verboden. De menging schakelt deze chloor- en broomgedreven ozonafbraak uit.
In december 2019 en januari tot en met maart van 2020 waren de stratosferische golfgebeurtenissen zwak en verstoorden ze de poolwinden niet. De winden fungeerden dus als een barrière, waardoor ozon uit andere delen van de atmosfeer de lage ozonniveaus boven het Noordpoolgebied niet kon aanvullen. Bovendien bleef de stratosfeer koud, wat leidde tot de vorming van polaire stratosferische wolken, die chemische reacties mogelijk maakten waarbij reactieve vormen van chloor vrijkwamen en ozonafbraak veroorzaakten.
“We weten niet waardoor de golfdynamiek dit jaar zwak was,” zei Newman. “Maar we weten wel dat als we niet waren gestopt met het in de atmosfeer brengen van chloorfluorkoolstoffen vanwege het Protocol van Montreal, de aantasting van de Noordpool dit jaar veel erger zou zijn geweest.”
Sinds 2000 zijn de niveaus van chloorfluorkoolstoffen en andere door de mens gemaakte ozonafbrekende stoffen in de atmosfeer meetbaar gedaald en dat blijft zo. Chloorfluorkoolstoffen zijn verbindingen met een lange levensduur die er tientallen jaren over doen om te worden afgebroken, en wetenschappers verwachten dat de stratosferische ozonniveaus zich halverwege deze eeuw zullen hebben hersteld tot de niveaus van 1980.
NASA-onderzoekers geven de voorkeur aan de term “afbraak” boven het Noordpoolgebied, omdat ondanks de recorddaling van de ozonlaag dit jaar, het ozonverlies nog steeds veel minder is dan het jaarlijkse “gat” in de ozonlaag boven Antarctica in september en oktober tijdens de lente op het zuidelijk halfrond. Ter vergelijking: de ozonniveaus boven Antarctica dalen gewoonlijk tot ongeveer 120 Dobson-eenheden.
NASA controleert samen met de National Oceanic and Atmospheric Administration de stratosferische ozon met behulp van satellieten, waaronder NASA’s Aura-satelliet, de NASA-NOAA Suomi National Polar-orbiting Partnership-satelliet en NOAA’s Joint Polar Satellite System NOAA-20. De Microwave Limb Sounder aan boord van de Aura-satelliet schat ook de stratosferische niveaus van ozonvernietigend chloor.
Om de laatste gegevens over stratosferisch ozon te zien, bezoek https://ozonewatch.gsfc.nasa.gov/.