Poziom ozonu nad Arktyką osiągnął rekordowo niski poziom w marcu, donoszą naukowcy NASA. Analiza obserwacji satelitarnych wykazała, że poziom ozonu osiągnął najniższy punkt 12 marca na poziomie 205 jednostek Dobsona.
Choć tak niskie poziomy są rzadkie, nie są bezprecedensowe. Podobne niskie poziomy ozonu wystąpiły w górnej atmosferze, czyli stratosferze, w 1997 i 2011 roku. Dla porównania, najniższa marcowa wartość ozonu obserwowana w Arktyce wynosi zazwyczaj około 240 jednostek Dobsona.
„Tegoroczny niski ozon w Arktyce zdarza się mniej więcej raz na dekadę” – powiedział Paul Newman, główny naukowiec ds. nauk o Ziemi w należącym do NASA Goddard Space Flight Center w Greenbelt w stanie Maryland. „Dla ogólnego zdrowia warstwy ozonowej jest to niepokojące, ponieważ poziomy ozonu w Arktyce są zazwyczaj wysokie w marcu i kwietniu.”
Ozon jest wysoce reaktywną cząsteczką składającą się z trzech atomów tlenu, która występuje naturalnie w niewielkich ilościach. Warstwa ozonu w stratosferze, w przybliżeniu od 7 do 25 mil nad powierzchnią Ziemi, jest naturalnym filtrem przeciwsłonecznym, pochłaniającym szkodliwe promieniowanie ultrafioletowe, które może uszkadzać rośliny i zwierzęta oraz wpływać na ludzi, powodując zaćmę, raka skóry i stłumiony układ odpornościowy.
Marcowe arktyczne zubożenie ozonu było spowodowane kombinacją czynników, które powstały w wyniku niezwykle słabych górnych atmosferycznych „fal” od grudnia do marca. Fale te napędzają ruchy powietrza przez górną atmosferę podobne do systemów pogodowych, których doświadczamy w dolnej atmosferze, ale o wiele większej skali.
W typowym roku, fale te podróżują w górę z niższej atmosfery średniej szerokości geograficznej, aby zakłócić wiatry okołobiegunowe, które wirują wokół Arktyki. Kiedy zakłócają one wiatry polarne, robią dwie rzeczy. Po pierwsze, przynoszą ze sobą ozon z innych części stratosfery, uzupełniając zbiornik nad Arktyką.
„Pomyśl o tym, jakbyś miał czerwoną laleczkę farby, niski ozon nad biegunem północnym, w białym wiadrze z farbą”, powiedział Newman. „Fale mieszają białą farbę, wyższe ilości ozonu w średnich szerokościach geograficznych, z czerwoną farbą lub niskim ozonem zawartym w silnym strumieniu jet stream krążącym wokół bieguna.”
Mieszanie ma drugi efekt, który jest do ogrzania arktycznego powietrza. Cieplejsze temperatury sprawiają, że warunki są niekorzystne dla powstawania polarnych chmur stratosferycznych. Chmury te umożliwiają uwalnianie chloru do reakcji niszczących warstwę ozonową. Zubożający warstwę ozonową chlor i brom pochodzą z chlorofluorowęglowodorów i halonów, aktywnych chemicznie form chloru i bromu pochodzących z wytworzonych przez człowieka związków, które są obecnie zakazane na mocy Protokołu Montrealskiego. Mieszanie wyłącza ten napędzany chlorem i bromem ubytek ozonu.
W grudniu 2019 r. i od stycznia do marca 2020 r. fale stratosferyczne były słabe i nie zakłóciły wiatrów polarnych. Wiatry te działały więc jak bariera, uniemożliwiając ozonowi z innych części atmosfery uzupełnienie niskiego poziomu ozonu nad Arktyką. Ponadto stratosfera pozostała zimna, co doprowadziło do powstania polarnych chmur stratosferycznych, które umożliwiły reakcjom chemicznym uwolnienie reaktywnych form chloru i spowodowały zubożenie ozonu.
„Nie wiemy, co spowodowało, że dynamika fal była w tym roku słaba” – powiedział Newman. „Ale wiemy, że gdybyśmy nie przestali wprowadzać chlorofluorowęglowodorów do atmosfery z powodu Protokołu Montrealskiego, zubożenie Arktyki w tym roku byłoby znacznie gorsze.”
Od 2000 roku poziomy chlorofluorowęglowodorów i innych substancji zubożających warstwę ozonową produkowanych przez człowieka wymiernie zmniejszyły się w atmosferze i nadal to robią. Chlorofluorowęglowodory są związkami długotrwałymi, które potrzebują dziesięcioleci, aby się rozłożyć, a naukowcy oczekują, że poziom ozonu w stratosferze powróci do poziomu z 1980 roku w połowie stulecia.
Naukowcy z NASA wolą określenie „uszczuplenie” nad Arktyką, ponieważ pomimo rekordowo niskiego poziomu warstwy ozonowej w tym roku, utrata ozonu jest nadal znacznie mniejsza niż roczna „dziura” ozonowa, która występuje nad Antarktydą we wrześniu i październiku podczas wiosny na półkuli południowej. Dla porównania, poziom ozonu nad Antarktydą spada zazwyczaj do około 120 jednostek Dobsona.
NASA, wraz z National Oceanic and Atmospheric Administration, monitoruje ozon stratosferyczny za pomocą satelitów, w tym należącego do NASA satelity Aura, satelity NASA-NOAA Suomi National Polar-orbiting Partnership oraz NOAA’s Joint Polar Satellite System NOAA-20. Microwave Limb Sounder na pokładzie satelity Aura również szacuje stratosferyczne poziomy niszczącego ozon chloru.
Aby zobaczyć najnowsze dane dotyczące ozonu stratosferycznego, odwiedź https://ozonewatch.gsfc.nasa.gov/.
.