Effecten van klimaatverandering op de aantasting van de ozonlaag
Naast chloor- en broomverbindingen dragen de broeikasgassen methaan en lachgas ook bij aan de aantasting van de ozonlaag via chemische reacties. Verder hebben veranderingen in temperatuur en luchtstromingen door klimaatverandering effecten op de dikte van de ozonlaag. Temperatuurveranderingen in de stratosfeer beïnvloeden de snelheid van de chemische reacties waarmee chloor- en broomverbindingen ozon afbreken. Bovenstaande effecten treden vooral op halverwege tussen de evenaar en de polen op aarde (de gematigde breedten). Bij de polen spelen nog andere processen een rol. In de winter ontstaat vooral boven Antarctica een sterke polaire vortex (circulaire luchtstroming). In de vortex is de lucht geïsoleerd van de omgeving en daalt de temperatuur tot erg lage waarden. Bij die lage temperaturen ontstaan er wolken in de stratosfeer (PSC’s, polair stratospheric clouds). Op de oppervlakken van deze wolken treden chemische reacties op die de aantasting van de ozonlaag versnellen. Hierdoor ontstaat er ieder voorjaar boven het zuidpoolgebied een ozongat waarbij het merendeel van al het ozon in de stratosfeer hier enkele maanden lang verdwijnt. Een zelfde proces treedt op boven het noordpoolgebied, maar het ozongat is daar minder diep en het treedt niet ieder jaar op.
Herstel van de ozonlaag kan beginnen
Om de ozonlaag te beschermen is in 1987 het Montreal Protocol afgesloten. Hiermee hebben alle landen van de wereld afgesproken het gebruik van ozonlaag afbrekende stoffen te stoppen. Vanaf 2010 mogen de meeste ozonlaag afbrekende stoffen niet meer worden gebruikt. Herstel van de ozonlaag door ozonlaag afbrekende stoffen wordt daarom verwacht rond het midden van deze eeuw. Het herstel zal plaatsvinden doordat de hoeveelheid CFK's en andere ozonlaag afbrekende stoffen de komende decennia zal afnemen. Deze worden afgebroken door natuurlijke processen. Hierbij speelt de Brewer Dobson circulatie een belangrijke rol. Deze grootschalige circulatie transporteert onder andere CFK’s van de troposfeer (0 – 10 km hoogte) naar de stratosfeer (10 – 50 km hoogte) [2] waar ze worden afgebroken door ultraviolette straling. Jaarlijks gaat ongeveer 5 procent van de lucht van de troposfeer naar de stratosfeer. Dit bepaalt het tempo waarin de ozonlaag kan herstellen. Het herstel van de ozonlaag in de komende decennia zal niet alleen afhangen van de afname in de atmosfeer van CFK's, maar ook nog meer worden beïnvloed door de uitstoot van broeikasgassen en klimaatverandering. De effecten van klimaatverandering op de ozonlaag zullen niet overal op de wereld hetzelfde zijn, maar variëren tussen de tropen, gematigde breedtegraden en de poolgebieden.
Modellen voorspellen relatief snel ozonlaagherstel
Modelberekeningen worden gebruikt om de effecten van de ozonlaag afbrekende stoffen en broeikasgassen op de toekomstige evolutie van de ozonlaag te bestuderen. Met deze modellen kunnen de effecten van elk gas (CFK's, CO₂, CH₄, N₂O) afzonderlijk worden bestudeerd. Toenemende hoeveelheden CO₂ resulteren in hogere temperaturen in de troposfeer en lagere temperaturen in de stratosfeer. Deze lagere stratosferische temperaturen vertragen de snelheid van de meeste ozonreacties, vooral op gematigde breedtegraden, wat leidt tot een toename van de hoeveelheid ozon. Verwacht wordt daarom dat een toename van CO₂ het herstel van de ozonlaag op gematigde breedtegraden zal versnellen. In poolgebieden zal door lagere stratosferische temperaturen het aantal polaire stratosferische wolken kunnen toenemen. De chemische reacties die plaatsvinden op het oppervlak van de wolken kunnen leiden tot extra ozonverlies. In poolgebieden kan een toename van CO₂ het herstel van de ozonlaag dus vertragen (WMO, 2018) [1].
Naast deze chemische effecten zal klimaatverandering ook leiden tot veranderingen in de stratosferische circulatie. Er wordt bijvoorbeeld verwacht dat de grootschalige Brewer Dobson-circulatie sterker zal worden, wat de verwijderingssnelheid van stoffen uit de stratosfeer zal vergroten, en daardoor CFK’s sneller zullen worden verwijderd uit de atmosfeer.
Alle effecten bij elkaar genomen wordt er verwacht dat de ozonlaag zich zal herstellen rond het midden van deze eeuw. Iets eerder op gematigde breedten en iets later bij de polen.
