Europa monitort de ozonlaag met de hulp van het BIRA
Copernicus is het aardobservatieprogramma van de Europese Unie dat kijkt naar onze planeet en het milieu. De Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS) combineert satellietobservaties met een chemisch weermodel om continue informatie te kunnen geven over de samenstelling van onze atmosfeer. Het BIRA verleent twee diensten aan CAMS:
- de validatie met behulp van metingen die onafhankelijk zijn van de door CAMS gebruikte satellietmetingen bijvoorbeeld van het Network for the Detection of Atmosphere Composition Change (NDACC)
- de ontwikkeling van een stratosferisch chemiemodel afgeleid van BASCOE.
De ozonlaag bevindt zich in de stratosfeer en is een belangrijke aandachtspunt voor CAMS en voor het BIRA, aangezien het alle leven op aarde beschermt tegen schadelijke UV straling.
Ozongaten doen zich jaarlijks voor tijdens de lente boven de Zuidpool, maar zijn veel zeldzamer boven de Noordpool
Een “ozongat” verschijnt jaarlijks tussen september en november boven Antarctica als gevolg van de vorming van polaire stratosferische wolken (PSC) door de zeer lage vriestemperaturen. Wanneer de zon terug tevoorschijn komt in het poolgebied tijdens de lente ontstaan er op het oppervlak van deze wolken reacties met chloor en broom die ozon afbreken.
De industriële productie van deze chemicaliën is aan banden gelegd maar ze kunnen lang in de atmosfeer blijven bestaan. De meteorologische omstandigheden zijn cruciaal in dit proces: aangezien Antarctica omgeven is door de Zuidelijke Oceaan, blijft het geïsoleerd tijdens de winter en kan een stabiele koude vortex standhouden, ideale omstandigheden voor de vorming van polaire stratosferische wolken. Rond de Noordpool is de topografie minder symmetrisch en daardoor minder geschikt voor een stabiele polaire vortex waardoor de vorming van een ozongat daar een zeldzaam fenomeen is.
Drie opeenvolgende uitzonderlijke gaten in de ozonlaag tijdens 2019 en 2020
In deze twee jaren deed zich een zeldzame variatie voor in de dynamica van de polaire vortex in het noordelijk en zuidelijk halfrond.
- Eind augustus 2019 zwakte de zuiderse polaire vortex vlugger af en de stratosferische temperaturen stegen daardoor sneller wat leidde tot het zwakste en kortst durend ozongat boven Antarctica sinds 2002.
- Het jaar daarop deed zich de omgekeerde situatie voor: de vortex was sterk en bleef langere tijd stabiel roteren boven de Zuidpool en creëerde een diep ozongat rond midden december 2020.
- Tijdens april 2020 deed zich ook boven de Noordpool een uitzonderlijk grote vortex voor, wat tot de vorming van PSC’s en de afbraak van stratosferisch ozon leidde. Het ozongat was groter en dieper dan bij de twee eerder bekende voorvallen, in 1997 en 2011, waarin zich ook een ozongat boven de Noordpool voordeed.
De operationele 5-daagse voorspellingen van CAMS waren in staat deze lage ozonconcentraties correct vast te stellen. De prestaties van de CAMS-suites worden voortdurend gevolgd (Evaluation of global forecasts) en geëvalueerd in trimestriële verslagen (Evaluation and Quality Assurance reports). Het BIRA draagt hier o.m. aan bij door gebruik te maken van metingen die beschikbaar zijn bij internationale meetnetwerken zoals NDACC, Network for the Detection of Atmosphere Composition Change.
Deze gebeurtenissen tonen geen schending van het Montreal protocol die de productie verbiedt van gassen die ozon afbreken, maar worden wel veroorzaakt door uitzonderlijke variaties in meteorologische omstandigheden waaronder een polaire vortex zich vormt. Onderzoek moet aantonen of dit een gevolg is van klimaatsverandering.
Referentie:
Inness, A., Chabrillat, S., Flemming, J., Huijnen, V., Langenrock, B., Nicolas, J., Polichtchouk, I. and Razinger M.: Exceptionally low Arctic stratospheric ozone in spring 2020 as seen in the CAMS reanalysis,J. Geophys. Res.: Atmospheres, 125, e2020JD033563, doi:10.1029/2020JD033563, 2020.
