Wetenschappelijke evaluatie van de aantasting van de ozonlaag
De ozonlaag in de stratosfeer beschermt de mens en de biosfeer tegen ultraviolette zonnestraling die het risico verhoogt op huidkanker, cataract en een onderdrukt immuunsysteem. Begin jaren tachtig ontdekte men dat er zich elk voorjaar een gat vormt in de ozonlaag boven Antarctica en dat deze laag in de loop der jaren snel dunner werd over de rest van de wereld. Dit zette de beleidsmakers ertoe aan om het Verdrag van Wenen (1985) en het Protocol van Montreal (1987) te ondertekenen, waarmee de productie en uitstoot van ozonafbrekende chloorfluorkoolwaterstoffen werd verboden. De onderzoeksgemeenschap kreeg daarnaast de opdracht om elke vier jaar een omvattende wetenschappelijke evaluatie op te maken van:
- de toestand van de ozonlaag
- de stoffen die de ozonlaag aantasten
- de effecten van de klimaatverandering op de ozonlaag
Deze beoordelingen worden gecoördineerd door de Wereld Meteorologische Organisatie (WMO) en het VN-Milieuprogramma (UNEP).
LOTUS: Opvolging van langetermijnveranderingen van stratosferisch ozon
Onderzoekers van het BIRA startten een internationale onderzoeksactiviteit, LOTUS, gericht op de evaluatie van langetermijn-ozontrends en hun onzekerheid in de stratosfeer. LOTUS bracht in 2018 de wetenschappelijke consensus tot stand dat de hoeveelheid ozon sinds 2000 weer toeneemt bovenaan de stratosfeer over de gemiddelde breedtegraden in het noordelijk halfrond. Hiermee werd de doeltreffendheid van het Montreal-protocol aangetoond.
Sindsdien werden langere en betere waarnemingsreeksen vrijgegeven en doken nieuwe analysetechnieken op, waardoor de reikwijdte van de LOTUS-evaluaties is vergroot.
Evaluatie van trends met fijnere resolutie
De LOTUS-onderzoekers zijn erin geslaagd de resolutie van ozon-klimaatgegevens te verhogen zonder aan stabiliteit in te boeten. Deze vooruitgang leidde tot de eerste studies van de ruimtelijke structuur en de seizoensafhankelijkheid van ozontrends in de stratosfeer. Op deze manier zullen we de rol van dynamica en van (foto)chemie bij langetermijnveranderingen van ozon in de stratosfeer beter kunnen onderscheiden.
Opkomende technieken
Het BIRA leidt sinds kort ook een internationaal team dat pionierswerk verricht in het gebruik van methodes uit de datawetenschappen om waarnemingen en hun onzekerheid op een optimale, coherente manier te combineren. Momenteel wordt een prototype ontwikkeld dat ozongegevens van ozonsondes en van verschillende limb- en occultatiesatellieten samenvoegt.
Met deze nieuwe dataset beogen we vooral om ozonveranderingen onderaan de stratosfeer beter te kwantificeren, een onderwerp dat de laatste jaren vaak stof tot discussie was binnen de onderzoeksgemeenschap. Indien we slagen in dit opzet, dan zou dit werk ook een katalysator kunnen vormen voor de toepassing van deze nieuwe technieken in andere onderzoekgebieden.
Referenties
- Ball, W. T., Chiodo, G., Abalos, M., Alsing, J., and Stenke, A.: Inconsistencies between chemistry–climate models and observed lower stratospheric ozone trends since 1998, Atmos. Chem. Phys., 20, 9737–9752, https://doi.org/10.5194/acp-20-9737-2020, 2020.
- Sofieva, V. F., Szelag, M., Tamminen, J., Kyrölä, E., Degenstein, D., Roth, C., Zawada, D., Rozanov, A., Arosio, C., Burrows, J. P., Weber, M., Laeng, A., Stiller, G., von Clarmann, T., Froidevaux, L., Livesey, N., van Roozendael, M., and Retscher, C.: Measurement report: Regional trends of stratospheric ozone evaluated using the MErged GRIdded Dataset of Ozone Profiles (MEGRIDOP), Atmos. Chem. Phys. Discuss. [preprint], https://doi.org/10.5194/acp-2020-1117, in review, 2020.
- Szeląg, M. E., Sofieva, V. F., Degenstein, D., Roth, C., Davis, S., and Froidevaux, L.: Seasonal stratospheric ozone trends over 2000–2018 derived from several merged data sets, Atmos. Chem. Phys., 20, 7035–7047, https://doi.org/10.5194/acp-20-7035-2020, 2020.
