science >> Wetenschap >  >> Natuur

Ozongat bescheiden ondanks optimale omstandigheden voor ozonafbraak

Deze time-lapse-foto van 10 september 2018, toont de vliegroute van een ozonsonde terwijl deze opstijgt in de atmosfeer boven de Zuidpool vanaf het Amundsen-Scott Zuidpoolstation. Wetenschappers laten deze ballonsensoren los om de dikte van de beschermende ozonlaag hoog in de atmosfeer te meten. Credit:Robert Schwarz/Universiteit van Minnesota

Het ozongat dat zich in september in de bovenste atmosfeer boven Antarctica vormt, was in 2018 iets groter dan gemiddeld, Dat hebben wetenschappers van NOAA en NASA vandaag gemeld.

Kouder dan gemiddelde temperaturen in de Antarctische stratosfeer creëerden dit jaar ideale omstandigheden voor het vernietigen van ozon. maar afnemende niveaus van ozonafbrekende chemicaliën zorgden ervoor dat het gat niet zo groot was als 20 jaar geleden.

"Het chloorgehalte in de Antarctische stratosfeer is met ongeveer 11 procent gedaald ten opzichte van het topjaar 2000, " zei Paul A. Newman, hoofdwetenschapper voor aardwetenschappen bij NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. "De koudere temperaturen van dit jaar zouden ons een veel groter ozongat hebben opgeleverd als het chloorgehalte nog steeds op het niveau was dat we in het jaar 2000 zagen."

Volgens NASA, het jaarlijkse ozongat bereikte in 2018 een gemiddelde dekking van 8,83 miljoen vierkante mijl (22,9 vierkante kilometer), bijna drie keer zo groot als de aangrenzende Verenigde Staten. Het staat op de 13e plaats van de 40 jaar NASA-satellietobservaties. Naties van de wereld begonnen in 1987 het gebruik van ozonafbrekende stoffen geleidelijk af te schaffen op grond van een internationaal verdrag dat bekend staat als het Montreal Protocol.

Het ozongat van 2018 werd sterk beïnvloed door een stabiele en koude Antarctische vortex - het stratosferische lagedruksysteem dat met de klok mee in de atmosfeer boven Antarctica stroomt. Deze koudere omstandigheden - een van de koudste sinds 1979 - hielpen de vorming van meer polaire stratosferische wolken te ondersteunen, waarvan de wolkdeeltjes ozonafbrekende vormen van chloor- en broomverbindingen activeren.

In 2016 en 2017, warmere temperaturen in september beperkten de vorming van polaire stratosferische wolken en vertraagden de groei van het ozongat. in 2017, het ozongat bereikte een grootte van 7,6 miljoen vierkante mijl (19,7 vierkante kilometer) voordat het begon te herstellen. in 2016, het gat groeide tot 8 miljoen vierkante mijl (20,7 vierkante kilometer).

Echter, 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. De atmosferische niveaus van door de mens gemaakte ozonafbrekende stoffen zijn tot het jaar 2000 gestegen. ze zijn langzaam afgenomen, maar blijven hoog genoeg om aanzienlijk ozonverlies te veroorzaken.

NOAA-wetenschappers zeiden dat koudere temperaturen in 2018 ervoor zorgden dat ozon bijna volledig werd geëlimineerd in een diepe, laag van 5 kilometer boven de Zuidpool. In deze laag vindt de actieve chemische aantasting van ozon plaats op polaire stratosferische wolken. De hoeveelheid ozon boven de Zuidpool bereikte een minimum van 104 Dobson-eenheden op 12 oktober - waarmee het het 12e laagste jaar is van 33 jaar NOAA-ozondemetingen op de Zuidpool, volgens NOAA-wetenschapper Bryan Johnson.

Wetenschappers van NASA en NOAA werken samen om de ozonlaag het hele jaar door te volgen en te bepalen wanneer het gat zijn jaarlijkse maximale omvang bereikt. Dit jaar, het Zuidpoolgebied van Antarctica was iets kouder dan de voorgaande jaren, dus het ozongat werd groter. Krediet:NASA Goddard/ Katy Mersmann

"Zelfs met de optimale omstandigheden van dit jaar, ozonverlies was minder ernstig in de bovenste hoogtelagen, wat we zouden verwachten gezien de dalende chloorconcentraties die we in de stratosfeer zien, ' zei Johnson.

Een Dobson-eenheid is de standaardmaat voor de totale hoeveelheid ozon in de atmosfeer boven een punt op het aardoppervlak, en het vertegenwoordigt het aantal ozonmoleculen dat nodig is om een ​​laag zuivere ozon van 0,01 millimeter dik te creëren bij een temperatuur van 32 graden Fahrenheit (0 graden Celsius) bij een atmosferische druk die gelijk is aan het aardoppervlak. Een waarde van 104 Dobson-eenheden zou een laag zijn die 1,04 millimeter dik is aan het oppervlak, minder dan de dikte van een dubbeltje.

Voorafgaand aan de opkomst van het ozongat in de Antarctische wateren in de jaren 70, de gemiddelde hoeveelheid ozon boven de Zuidpool in september en oktober varieerde van 250 tot 350 Dobson-eenheden.

Wat is ozon en waarom is het belangrijk?

Ozon bestaat uit drie zuurstofatomen en is zeer reactief met andere chemicaliën. In de stratosfeer, ongeveer 7 tot 25 mijl (ongeveer 11 tot 40 kilometer) boven het aardoppervlak, een laag ozon werkt als zonnebrandcrème, de planeet beschermen tegen ultraviolette straling die huidkanker en staar kan veroorzaken, immuunsysteem onderdrukken en planten beschadigen. Ozon kan ook worden gecreëerd door fotochemische reacties tussen de zon en vervuiling door voertuigemissies en andere bronnen, vorming van schadelijke smog in de lagere atmosfeer.

NASA en NOAA gebruiken elk jaar drie complementaire instrumentele methoden om de groei en het uiteenvallen van het ozongat te volgen. Satellietinstrumenten zoals het Ozone Monitoring Instrument op NASA's Aura-satelliet en de Ozone Mapping Profiler Suite op de NASA-NOAA Suomi National Polar-orbiting Partnership-satelliet meten ozon over grote gebieden vanuit de ruimte. De Microwave Limb Sounder van de Aura-satelliet meet ook bepaalde chloorhoudende gassen, het verstrekken van schattingen van het totale chloorgehalte.

De totale hoeveelheid ozon in de atmosfeer is buitengewoon klein. Alle ozon in een kolom van de atmosfeer die zich uitstrekt van de grond naar de ruimte zou 300 Dobson-eenheden zijn, ongeveer de dikte van twee centen op elkaar gestapeld.

NOAA-wetenschappers volgen de dikte van de ozonlaag en de verticale verdeling ervan boven de Zuidpool door regelmatig weerballonnen af ​​te laten met ozonmeetsondes tot 21 mijl (~ 34 kilometer) in hoogte, en met een instrument op de grond, een Dobson-spectrofotometer genaamd.