Sinds ongeveer een halve eeuw is het bekend, het gat in de ozonlaag. Dit gat boven de Zuidpool wordt nauwlettend in de gaten gehouden. Ieder jaar begint rond augustus de ozonconcentratie boven Antarctica af te nemen zo ook in 2023 maar er is iets opvallends. Het gebeurt nu allemaal wat vroeger dan gebruikelijk.
Wat is de ozonlaag
Hoog in de atmosfeer op zo’n 15 tot 50 km hoogte bevindt zich ozon ook wel bekend als de ozonlaag. Deze laag is van groot belang want de ozonlaag beschermt het leven op aarde tegen de schadelijke ultraviolette straling van de zon. De concentratie ozon in de atmosfeer is niet constant en varieert vooral op het zuidelijk halfrond flink. Tijdens de lente daar, tussen augustus en oktober neemt de ozonconcentratie sterk af waardoor het zogenoemde “gat” in de ozonlaag ontstaat. Het is natuurlijk geen echt “gat” maar omdat de ozonconcentratie onder een bepaald niveau uitkomt noemen we dit zo. De afname van de hoeveelheid ozon is te herleiden naar de variaties in temperatuur in de stratosfeer boven Antarctica en door ozonvernietigende stoffen zoals CFK’s (Chloor-Fluor-Koolwaterstoffen). CFK’s werden veelvuldig gebruik in de jaren 70 en 80, met name in spuitbussen en koelkasten. Toen bekend werd dat deze stoffen van grote invloed waren op de afbraak van ozon zijn ze verboden. Het vervelende van deze stoffen is dat ze een lange levensduur hebben van 50-200 jaar dus ze oefenen nog steeds invloed uit op de afbraak van ozon.
De meeste ozon bevindt zich in de stratosfeer
Onderzoek
Met behulp van satelliet metingen wordt de ozonlaag nauwlettend gemonitord. Wetenschappers van de CAMS (Copernicus Atmosphere Monitoring Service) hebben data verzameld van deze satellieten en er is nu vastgesteld dat de groei van het gat in de ozonlaag een opvallend vroege start heeft en ook relatief al groot was voor de maand augustus. De hele animatie vind je hier.
Wat heeft de winter op Antarctica met het ozongat te maken?
De winter op Antarctica is tamelijk donker en de temperatuur daalt flink. Ook ontstaat er een polaire straalstroom die ervoor zorgt dat de stratosfeer boven Antarctica koud blijft. Er vindt nauwelijks uitwisseling uit met andere relatief warme weersystemen. Tegelijkertijd hopen zich in deze polaire straalstroom de nog steeds door mensen in de atmosfeer gebrachte ozonvernietigende stoffen op zoals chloor- en broombevattende stoffen. Deze worden door een chemische reactie met ijskristallen in stratosferische wolken reactiever. Zodra de zon weer doordringt in de stratosfeer boven Antarctica worden deze reactieve stoffen opgebroken in chemisch actieve chloor- en broomatomen die ozonmoleculen vernietigen. De afbraak van ozon heeft vaak een piek in oktober, daarna neemt de afbraak af omdat de polaire straalstoom verzwakt. Hierdoor stijgt de temperatuur in de straalstroom en de stratosferische wolken die zorgen voor ozonafbraak verdwijnen. Op hetzelfde moment kan er ook weer ozon toestromen vanuit lagere breedtegraden en wordt het gat weer kleiner. Zo rond december als het zomer is op Antarctica is de ozonconcentratie meestal weer op het oude niveau maar dit jaar blijkt dus uit recent onderzoek ontstaat het ozongat dus veel eerder en sneller dan verwacht. De afname van de concentratie ozon is bijna twee weken eerder dan gebruikelijk.
Stratosferische wolken ofwel parelmoerwolken (foto: Menno Hoekstra)
Mogelijke oorzaken
De verklaring waardoor de vroege opening van het gat in de ozonlaag ontstaat is nog niet helemaal duidelijk. Er zijn wetenschappers die de uitbarsting van de Hunga Tonga vulkaan in januari 2022 hiervoor verantwoordelijk houden. Er kwam toen zoveel waterdamp in de stratosfeer, en later rond de jaarwisseling ook in de stratosfeer boven Antarctica terecht dat de vorming van stratosferische wolken, waarin CFK’s veel reactiever worden, de afbraak van ozon een flinke impuls heeft gegeven. Ook heeft de grote hoeveelheid waterdam geleidt tot een krachtigere polaire straalstroom wat eveneens bijdraagt aan de afbraak van ozon. De grote hoeveelheid uitgestoten waterdamp kan dus een verklaring zijn voor het eerder ontstaan van het gat in de ozonlaag maar de exacte uitwerking die zo’n grote hoeveelheid waterdamp in de stratosfeer heeft is nog niet helemaal duidelijk en wordt verder onderzocht.
De Hunga Tonga vulkaan (foto: Damien Grouille)
Het ozongat zal ons blijven verbazen want ook in 2020 en 2022 was het een hot item. In deze jaren ontstond het gat weliswaar op het verwachte moment, zo rond half september, maar bereikte veel later de maximale omvang en ook sloot het ozongat veel later. In 2020 was de ozonconcentratie pas eind december weer op peil. Een mogelijke oorzaak is klimaatverandering ofwel het warmer worden op aarde. Dit heeft gek genoeg een koelend effect op hogere luchtlagen en dus ook de stratosfeer. Hierdoor blijft de stratosfeer kouder en dat heeft een vertragend effect op de afbraak van ozon.
Men blijft hopen dat het ozongat zich halverwege deze eeuw definitief sluit maar of dat gaat gebeuren is nog maar de vraag. Er is onlangs nog een onderzoek verschenen dat het herstel van de ozonlaag trager gaat dan verwacht, waarschijnlijk ook omdat de mens weer meer van deze ozonvernietigende stoffen is gaan uitstoten!
