De toestand van het klimaat in Nederland 1993
De toestand van het klimaat in Nederland 1993
Het zal duidelijk zijn dat door de antropogene toename van chloor- en broomverbindingen de ozonafbraak groter wordt. Die kan daardoor, tijdelijk en lokaal, oplopen tot zo'n 1 à 2% per dag. Bij toename van de hoeveelheid stofdeeltjes in de stratosfeer, bijvoorbeeld door zware vulkaanuitbarstingen, wordt dit nog eens versterkt.

Het ozongat boven de Zuidpool.
Boven de Zuidpool doet zich in de winter door natuurlijke oorzaken een bijzondere situatie voor. Er is dan weinig zonnestraling en dus staat zowel de vorming als de afbraak van ozon op een laag pitje. Daar komt bij dat er een afgesloten luchtcirculatie ontstaat. De aanvoer van warme, ozon- rijke lucht uit tropische streken wordt daardoor geblokkeerd en het wordt er zeer koud.
Aan het einde van de winter is de situatie kritiek voor de ozonlaag. Door de kou ontstaan er wolken in de stratosfeer. Die werken als katalysator voor de omzetting van chloor en broom naar een actieve vorm. In de lente neemt vervolgens de hoeveelheid zonnestraling toe, die ervoor zorgt dat de actieve chloor en broom ook daadwerkelijk ozon afbreken.

Het resultaat is een snelle afbraak van ozon, waardoor een lage ozonconcentratie ontstaat boven de Zuidpool. Dit is een tijdelijk verschijnsel. Na verloop van tijd stijgt de temperatuur weer en verdwijnen de stratosferische wolken. Bij het oplossen van die wolken komen stikstofverbindingen vrij die chloor en broom in zogenaamde reservoirverbindingen vastleggen. Zij zijn dan niet meer beschikbaar voor de afbraak van ozon. Bovendien wordt het afgesloten circulatiesysteem doorbroken en wordt er weer ozonrijke lucht uit de tropen aangevoerd.
Figuur 10. Laagste hoeveelheid ozon boven de Zuidpool in de afgelopen jaren (KNMI 1993).
Figuur 10. Laagste hoeveelheid ozon boven de Zuidpool in de afgelopen jaren (KNMI 1993).

Sinds 1978 wordt de hoeveelheid ozon in de stratosfeer gemeten met de 'Total Ozon Mapping Spectrometer' (TOMS), een instrument in de NIMBUS-7 satelliet. Met dit instrument werden, aan het eind van de Antarctische winter (oktober – begin november), zeer lage waarden gemeten voor de hoeveelheid ozon boven de Zuidpool.
In 1991 werd een laagste waarde voor de hoeveelheid ozon gemeten, die meer dan 50% lager was dan de laagste waarde in 1978. Ook in 1992 was het ozongat boven de Zuidpool weer groter en "dieper" dan ooit. In het dieptepunt was de hoeveelheid ozon 60% minder dan normaal. Ook de omvang nam fors toe: op 5 oktober 1992 zijn record lage waarden voor de hoeveelheid gemeten boven de bewoonde punt van Zuid-Amerika. Door dit gat in de ozonlaag is op het Zuidelijk Halfrond een toename van 100% gemeten van de hoeveelheid UV-B straling. De hoeveelheid straling was daardoor boven de Zuidpool in de lente groter dan hartje zomer.

Het ozongat boven de Zuidpool is een direct gevolg van de toename van CFK's en Halonen in de atmosfeer. Systematische veranderingen in de produktie of het transport van ozon zijn niet waargenomen. Het is vrij- wel zeker dat het ozongat in 1992 versterkt werd door stof afkomstig uit de vulkaan "Pinatubo".

De ozonconcentratie boven het Noordelijk Halfrond.
De verdunning van de ozonlaag die tot nog toe wordt waargenomen boven het Noordelijk Halfrond, is minder dan op het Zuidelijk Halfrond. Uit satellietmetingen en waarnemingen vanaf de grond, is over een periode van tien jaar een vermindering van enkele procenten geconstateerd in de hoeveeelheid ozon. Ozonmeting in Nederland.

Boven Nederland wordt sinds kort door het KNMI het verloop van de concentratie ozon bepaald in de troposfeer en de stratosfeer. Dit gebeurt met een ozonsonde die onderaan een grote weerballon wordt gehangen.
Verloop ozonconcentratie in de troposfeer en de stratosfeer (KNMI, 1993).
Verloop ozonconcentratie in de troposfeer en de stratosfeer (KNMI, 1993).

In de figuur is een voorbeeld van een ozonmeting gegeven. De concentratie ozon blijkt sterk te variëren met de hoogte. Duidelijk is te zien dat in de troposfeer relatief weinig ozon aanwezig is: ca 10% van de totale hoeveelheid. Verreweg de meeste ozon, ca 90%, bevindt zich in de stratosfeer. Opvallend zijn de diepe inhammen onderin de stratosfeer. Dit kan een gevolg zijn van de passage van een depressie, waardoor troposferische, ozonarme lucht bovenop stratosferische, ozonrijke lucht terecht is gekomen.
In berichten over ozonafbraak wordt gewoonlijk gerefereerd aan de totale hoeveelheid ozon boven een bepaalde plaats. Deze wordt uitgedrukt in Dobson eenheden en verkregen door de gemeten concentratie over de hoogte te integreren.

Belgische en Noorse meetreeksen vertonen echter geen significante neerwaartse trend. Wel waren in de winter van 1992 boven West-Europa de maandgemiddelde ozonwaarden 10 tot 20% lager dan het langjarig gemiddelde. Boven Brussel bijvoorbeeld was de totale hoeveelheid ozon in januari 1992 18% lager dan het gemiddelde, in 1993 was die afwijking 14%.

Deze lage waarden worden deels verklaard door een krachtig hogedrukgebied dat zich in die periode langdurig boven West-Europa bevond en de toevoer van ozonrijke lucht verhinderde. Ook heeft het verleden aangetoond dat er na grote vulkaanuitbarstingen, zoals ook de Pinatubo, gedurende een aantal winters boven Europa lage ozonwaarden optreden.

Het bijna hermetisch afgesloten luchtsysteem dat in de winter boven de Zuidpool ontstaat, wordt niet waargenomen boven de Noordpool. De verstoring van de atmosferische stromingen door obstakels als bergruggen en land-zee overgangen is daarvoor te groot. Daardoor blijft er voortdurend aanvoer van warme lucht vanuit lagere breedten en worden de temperaturen niet laag genoeg om op grote schaal stratosferische wolken te vormen. Er treedt daardoor geen ozongat op boven de Noordpool.

Uit berekeningen met klimaatmodellen is echter gebleken dat de temperatuur van de lage stratosfeer zal dalen als gevolg van het Broeikaseffect. Deze daling is zodanig groot dat er meer stratosferische wolken ontstaan. In de toekomst zou daardoor ook boven het Noordelijk Halfrond een ozongat kunnen ontstaan.
Figuur 11. Hoeveelheid ozon boven Nederland in Dobson eenheden (KNMI, 1993).
Figuur 11. Hoeveelheid ozon boven Nederland in Dobson eenheden (KNMI, 1993).

Tot voor kort werd in ons land de totale hoeveelheid ozon niet gemeten. De waarden uit figuur 11 zijn dan ook gebaseerd op satellietwaarnemingen. Deze gegevens zijn evenwel niet zonder meer geschikt om langjarige trends te bepalen. Moeilijkheden bij het ijken van de satellietapparatuur liggen daaraan ten grondslag. Figuur 11 geeft het verloop van de hoeveelheid ozon boven Nederland in de jaren 1991 en 1992. Ook is het verloop van de gemiddelde hoeveelheid boven het gehele Noordelijk Halfrond gegeven. Deze waarden stemmen gemiddeld goed overeen.

Er treden ook verschillen op: in januari 1992 bijvoorbeeld, was de gemiddelde waarde boven Neder- land beduidend lager. Het eerder genoemde hogedrukgebied verhinderde toen de aanvoer van ozonrijke lucht boven Nederland.

Er blijkt ook een sterke natuurlijke seizoensvariatie: in de herfst is er daardoor gemiddeld een kwart minder ozon dan in het voorjaar. Ook blijkt er een grote variatie van dag tot dag. Een verschil van enkele procenten, tot meer dan 10%, is heel gewoon. De oorzaak is het wisselende circulatiepatroon in de atmosfeer, dus de afwisselende aanvoer van ozonrijke en ozonarme lucht. Over een heel jaar gezien kan, geheel door natuurlijke oorzaken, de hoeveelheid ozon op een plaats een factor twee verschillen.

In tegenstelling tot de situatie op het Zuidelijk Halfrond is er boven West-Europa nog geen toename gemeten van de hoeveelheid UV-B straling op zeeniveau. Dit kan samenhangen met de toename van de hoeveelheid ozon in de onderste luchtlagen en het vuiler worden van de lucht in het algemeen. Het eerste effect leidt tot meer absorptie van UV-B straling, het tweede tot meer reflectie.

Het Montreal protocol.
Het effect van CFK's en Halonen op de afbraak van ozon heeft ertoe geleid dat in internationaal verband doelen zijn gesteld om de uitstoot van die gassen te stoppen. In 1987 is daartoe het Montreal Protocol opgesteld, waar ook Nederland zich aan heeft gebonden. De doelstellingen in het Montreal Protocol zijn aangescherpt in Londen (1990) en recent nog in Kopenhagen (1992). Daar is afgesproken de produktie van CFK's in 1996 geheel te stoppen.

Figuur 12. Gemeten concentratie van chloor in de atmosfeer en verwachting voor ontwikkeling gegeven de mondiale afspraken (WMO, 1992).
Figuur 12. Gemeten concentratie van chloor in de atmosfeer en verwachting voor ontwikkeling gegeven de mondiale afspraken (WMO, 1992).

In figuur 12 zijn de effecten daarvan gegeven op de concentratie van chloor in de atmosfeer. Door de voorgenomen produktiestop in 1996 zal de chloorconcentratie in 2060 beneden het kritieke niveau dalen in plaats van pas na 2080, een winst van 20 jaar.