science >> Wetenschap >  >> Natuur

Warme lucht hielp het ozongat in 2017 het kleinst te maken sinds 1988

Op zijn hoogtepunt op 11 september 2016, het ozongat strekte zich uit over een gebied dat bijna twee en een half keer zo groot is als de continentale Verenigde Staten. De paarse en blauwe kleuren zijn gebieden met de minste ozon. Krediet:NASA/NASA Ozon Watch/Katy Mersmann

Metingen van satellieten dit jaar toonden aan dat het gat in de ozonlaag van de aarde dat zich in september boven Antarctica vormt, het kleinste is dat is waargenomen sinds 1988. Dat hebben wetenschappers van NASA en NOAA vandaag bekendgemaakt.

Volgens NASA, het ozongat bereikte zijn hoogtepunt op 11 september, beslaat een gebied dat ongeveer twee en een half keer zo groot is als de Verenigde Staten - 7,6 miljoen vierkante mijl in omvang - en nam vervolgens af gedurende de rest van september en in oktober. NOAA-metingen op grond en ballons toonden ook de minste hoeveelheid ozonafbraak boven het continent tijdens de piek van de ozonafbraakcyclus sinds 1988. NOAA en NASA werken samen om de groei en het herstel van het ozongat elk jaar te volgen.

"Het ozongat in Antarctica was dit jaar uitzonderlijk zwak, " zei Paul A. Newman, hoofdwetenschapper voor aardwetenschappen bij NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. "Dit is wat we zouden verwachten gezien de weersomstandigheden in de Antarctische stratosfeer."

Het kleinere ozongat in 2017 werd sterk beïnvloed door een onstabiele en warmere Antarctische vortex - het stratosferische lagedruksysteem dat met de klok mee draait in de atmosfeer boven Antarctica. Dit hielp de vorming van polaire stratosferische wolken in de lagere stratosfeer te minimaliseren. De vorming en persistentie van deze wolken zijn belangrijke eerste stappen die leiden tot de door chloor en broom gekatalyseerde reacties die ozon vernietigen, zeiden wetenschappers. Deze Antarctische omstandigheden lijken op die in het Noordpoolgebied, waar de aantasting van de ozonlaag veel minder ernstig is.

in 2016, warmere stratosferische temperaturen beperkten ook de groei van het ozongat. Vorig jaar, het ozongat bereikte een maximum van 8,9 miljoen vierkante mijl, 2 miljoen vierkante mijl minder dan in 2015. Het gemiddelde gebied van deze dagelijkse maxima van ozongaten die sinds 1991 zijn waargenomen, is ongeveer 10 miljoen vierkante mijl.

Hoewel warmer dan gemiddelde stratosferische weersomstandigheden de ozonafbraak de afgelopen twee jaar hebben verminderd, het huidige ozongat is nog steeds groot omdat de niveaus van ozonafbrekende stoffen zoals chloor en broom hoog genoeg blijven om aanzienlijk ozonverlies te veroorzaken.

Wetenschappers zeiden dat de kleinere omvang van het ozongat in 2016 en 2017 te wijten is aan natuurlijke variabiliteit en niet aan een signaal van snelle genezing.

Voor het eerst ontdekt in 1985, het ozongat in Antarctica vormt zich tijdens de late winter van het zuidelijk halfrond, wanneer de terugkerende zonnestralen reacties katalyseren waarbij door de mens veroorzaakte, chemisch actieve vormen van chloor en broom. Deze reacties vernietigen ozonmoleculen.

Dertig jaar geleden, de internationale gemeenschap ondertekende het Montreal Protocol inzake stoffen die de ozonlaag afbreken en begon met het reguleren van ozonafbrekende verbindingen. Het ozongat boven Antarctica zal naar verwachting geleidelijk minder ernstig worden naarmate chloorfluorkoolwaterstoffen - chloorhoudende synthetische verbindingen die ooit vaak als koelmiddel werden gebruikt - blijven afnemen. Wetenschappers verwachten dat het ozongat in Antarctica rond 2070 zal herstellen tot het niveau van 1980.

Ozon is een molecuul dat bestaat uit drie zuurstofatomen en dat van nature in kleine hoeveelheden voorkomt. In de stratosfeer, ongeveer 7 tot 25 mijl boven het aardoppervlak, de ozonlaag werkt als zonnebrandcrème, de planeet beschermen tegen potentieel schadelijke ultraviolette straling die huidkanker en staar kan veroorzaken, immuunsysteem onderdrukken en ook planten beschadigen. Dichter bij de grond, ozon kan ook worden gecreëerd door fotochemische reacties tussen de zon en vervuiling door voertuigemissies en andere bronnen, schadelijke smog vormen.

Ozonaantasting treedt op bij koude temperaturen, dus het ozongat bereikt zijn jaarlijkse maximum in september of oktober, aan het einde van de winter op het zuidelijk halfrond. Krediet:NASA/NASA Ozon Watch/Katy Mersmann

Hoewel warmer dan gemiddelde stratosferische weersomstandigheden de ozonafbraak de afgelopen twee jaar hebben verminderd, het huidige ozongatgebied is nog steeds groot in vergelijking met de jaren tachtig, toen de uitputting van de ozonlaag boven Antarctica voor het eerst werd ontdekt. Dit komt omdat de niveaus van ozonafbrekende stoffen zoals chloor en broom hoog genoeg blijven om aanzienlijk ozonverlies te veroorzaken.

NASA en NOAA volgen het ozongat via drie complementaire instrumentele methoden. Satellieten, zoals NASA's Aura-satelliet en NASA-NOAA Suomi National Polar-orbiting Partnership-satelliet meten ozon vanuit de ruimte. De Microwave Limb Sounder van de Aura-satelliet meet ook bepaalde chloorhoudende gassen, het verstrekken van schattingen van het totale chloorgehalte.

NOAA-wetenschappers volgen de dikte van de ozonlaag en de verticale verdeling ervan boven het Zuidpoolstation door regelmatig weerballonnen af ​​te laten met ozonmeetsondes tot op 21 mijl hoogte, en met een instrument op de grond, een Dobson-spectrofotometer genaamd.

De Dobson-spectrofotometer meet de totale hoeveelheid ozon in een kolom die zich uitstrekt van het aardoppervlak tot de rand van de ruimte in Dobson-eenheden, gedefinieerd als het aantal ozonmoleculen dat nodig zou zijn om een ​​laag zuivere ozon van 0,01 millimeter dik te creëren bij een temperatuur van 32 graden Fahrenheit bij een atmosferische druk gelijk aan het aardoppervlak.

Dit jaar, de ozonconcentratie bereikte op 25 september een minimum boven de Zuidpool van 136 Dobson-eenheden - het hoogste minimum sinds 1988. In de jaren zestig, voordat het ozongat in Antarctica ontstond, gemiddelde ozonconcentraties boven de Zuidpool varieerden van 250 tot 350 Dobson-eenheden. De ozonlaag van de aarde is gemiddeld 300 tot 500 Dobson-eenheden, wat overeenkomt met ongeveer 3 millimeter, of ongeveer hetzelfde als twee centen op elkaar gestapeld.

"Vroeger, we hebben altijd gezien dat ozon op sommige stratosferische hoogten eind september naar nul ging, " zei Bryan Johnson, NOAA atmosferisch chemicus. "Dit jaar toonden onze ballonmetingen aan dat het ozonverlies halverwege september tot stilstand kwam en de ozonniveaus nooit nul bereikten."