Målinger af ozonlaget
Det er velkendt, at der er bekymring over konsekvenserne af et tyndere ozonlag. Et tyndere ozonlag vil, alt andet lige, betyde en forøget ultraviolet (uv) stråling på jordens overflade. Det forventes også, at et ændret ozonlag vil påvirke atmosfærens strålingsbalance med deraf følgende klimatiske konsekvenser. Mere uv-stråling vil betyde flere tilfælde af hudkræft, hvis vi ikke ændrer vaner, måske flere tilfælde af øjenskader (grå stær), sandsynligvis flere skader på immunsystemet (fx flere infektionssygdomme), og flere skader på planter, fødekæder.og materialer. Disse mulige konsekvenser retfærdiggør, at der verden over anvendes betydelige ressourcer til en nøje overvågning af både ozonlaget og uv-strålingen
Ozonlagets tykkelse
Med ozonlagets tykkelse over et givet sted på jordens overflade mener vi, hvor meget ozon der befinder sig op gennem hele atmosfæren over det pågældende sted. Ozon i stratosfæren dannes og nedbrydes fortløbende gennem naturlige processer, og ozonen transporteres med de store vindsystemer over meget store afstande. Ozonlagets tykkelse vil derfor variere meget, både kortvarigt fra dag til dag, ligesom der ses en årstidsvariation i ozonlagets tykkelse. Endelig kan der være tale om, at ozonlagets tykkelse ændrer sig langsomt over mange år. Her på siden findes links til oplysninger om ozonlagets tykkelse over København og Kangerlussuaq (Søndre Strømfjord) og Pituffik (Thule) i Grønland.
Brewer instrument, der måler ozonlagets tykkelse i København
| Ozonlages tykkelse angives oftest i såkaldte Dobson-enheder, forkortet DU (eng: Dobson Units), og opkaldt efter den engelske fysiker Gordon Dobson. Hvis man dividerer ozonlagets tykkelse i Dobson-enheder med 100, får man den tykkelse i millimeter som ozonlaget ville have, hvis man kunne "flytte" det ned til jordoverfladen. |
DMI's Dobson-instrument i Qaanaaq; det klassiske og fundamentale instrument til måling af ozonlagets tykkelse
UV stråling
Den uv-stråling, der når jordens overflade, afhænger af ozonlagets tykkelse; jo tykkere ozonlag, jo mindre uv-stråling når ned til jorden. Samtidig er solhøjden meget afgørende for hvor meget af uv-strålingen, der når jordoverfladen: jo højere solen er på himlen, jo større er uv-strålingen, der når jorden. Skyer formindsker til gengæld uv-strålingen. Her på siden findes oplysninger om det globale uv-index og i forårs-, sommer- og efterårsmånederne oplysninger om dagens solvarsel.
Ozonhuller
Hvert syd-polart forår, dvs i perioden september til november, opstår der et hul i ozonlaget over Antarktis. Hermed menes, at ozonlaget over Antarktis bliver meget tyndt som følge af en kemisk nedbrydning af stort set al ozon mellem 15 og 20 km højde. Det er hovedsagelig klor- og bromstoffer fra udledninger af menneskeskabte CFC og halongasser, der er ansvarlig for udviklingen af ozonhuller. Ozonhullet over Antarktis forsvinder igen hvert år i løbet af november-december. Over de arktiske egne er der i nogle år op gennem 1990’erne, i 2000 og i 2005 vist tegn på kraftig kemisk ozonnedbrydning, men ikke af samme omfang som over Antarktis.
Beskyttelsen af ozonlaget
Man blev i midten af 1980’erne for alvor bevidst om problemerne med nedbrydningen af ozonlaget, og der i FN-regi under United Nations Environmental Programme (UNEP) gennemført regler om begrænsninger i anvendelse af ozonnedbrydende stoffer, kendt som Montreal-protokollen med dens senere tilføjelser. Virkningen af disse tiltag ses klart i, at koncentrationerne af de fleste ozonnedbrydende stoffer omkring årtusindeskiftet er stagneret og nu er svagt aftagende.
Fysiske processer i stratosfæren af betydning for ozonlaget og fremtidens klima.
Globale forandringer i stratosfæren er navnlig forårsaget af forøgede koncentrationer af CO2 og vanddamp, kemisk nedbrydning af ozonlaget på mellem og høje breddegrader samt vulkanske aerosoler. Målinger tyder på, at vanddamp i stratosfæren forøges , samtidig med at ozonlagets tykkelse på mellembreddegrader er aftaget med omkring 6% indtil midten af 1990’erne. Temperaturerne i stratosfæren på høje og mellembreddegrader er siden slutningen af 1970’erne aftaget.
Der findes i dag ingen fyldestgørende videnskabelige forklaringer på stigningen i koncentrationen af vanddamp i stratosfæren, men ukendte processer, der fører til dannelse af cirrusskyer i den tropiske tropopause, kan have en afgørende indflydelse. Det er ligeledes uklart, hvorledes den kemiske ozonnedbrydning i polarområderne vil forløbe i et fremtidigt klima, samt hvilken indflydelse denne nedbrydning har på ozonlaget på mellembreddegrader.
Polar-stratosfærisk sky, observeret d. 10. dec. 2002 12:04 GMT Illoqqortoormiut (Scoresbysund)
Modelberegninger har vist, at stigningen i stratosfærisk vanddamp kan have betydelig indflydelse på atmosfærens strålingsbalance, sammenlignet med virkningerne fra forøgede CO2 koncentrationer. Ud over at forandringer i stratosfæren kan have indflydelse på klimaet ved jordoverfladen, er nærmere undersøgelser inden for stratosfæriske forandringer relevante. Forøgede koncentrationer af drivhusgasser og vanddamp i stratosfæren samt nedbrydningen af ozonlaget forventes at føre til lavere temperaturer og mere udbredt dannelse af polar-stratosfæriske skyer der i en forurenet stratosfære er en forudsætning for kemisk ozonnedbrydning. Det kunne medføre en kraftigere kemisk nedbrydning af ozonlaget længere frem i foråret. De klimatiske forandringer kunne ligeledes føre til, at der vil gå længere tid, før stratosfærens ozonlag er blevet genoprettet.
Overvågning af ozonlaget
Forandringer i ozonlaget er tæt forbundet med meteorologiske forhold i atmosfæren. Desuden har fordelingen af ozon i atmosfæren betydning for vejr- og klimaudviklingen. Det har derfor også traditionelt været meteorologiske institutter verden over, der har foretaget målinger og overvågning af ozonlaget, ligesom indsamling og arkivering af ozondata på verdensplan bl.a. sker gennem FN-organisationen World Meteorological Organization (WMO). Sektionen for Mellemste Atmosfære i Danmarks Klima Center ved DMI beskæftiger sig med overvågning af ozonlaget med relevans for det fremtidige klima. Sektionens undersøgelser og systematiske observationer understøttes af Montreal-protokollens anbefalinger og er et led i de forpligtelser som Danmark har tiltrådt ved ratificering af Wiener- konventionen af 22. marts 1985 om beskyttelse af ozonlaget.
DMI foretager løbende målinger af stratosfærens ozonlag. Der gennemføres i Danmark og Grønland daglige jordbaserede målinger af ozonlagets tykkelse samt ugentlige målinger af den vertikale ozonprofil ved hjælp af balloninstrumenter. Målingerne rapporteres til internationale databaser. Medens jord- og ballonbaserede målinger af ozonlaget har størst nøjagtighed, måles ozonlaget også fra satellitter, der giver et mere globalt billede af fordelingen af ozon. Nøjagtigheden af satellitmålinger ændrer sig dog typisk gennem en årrække, og satellitmålinger må derfor løbende kalibreres mod samtidige jordbaserede målinger. Målinger af ozonlagets tykkelse over Danmark bringes løbende på DMI’s hjemmesider og anvendes til daglig varsling af den ultraviolette solstråling i sommerhalvåret. DMI deltager endvidere i EUMETSAT's Satellite Application Facility on Ozone and Atmospheric Chemistry Monitoring med henblik på udvikling af operationelle uv-index produkter baseret på satellitmålinger af ozonlaget.
Ozonsondeopsendelse, Thule Air Base
DMI's observatorier i Grønland indgår som primære arktiske stationer i det verdensomspændende netværk af observatorier, der kaldes "Network for the Detection of Atmospheric Composition Change" (forkortet NDACC). Observatorierne, der indgår i dette netværk af målestationer, er alle udstyret med instrumenter af høj kvalitet til overvågning af stratosfærens tilstand og processerne der fører til kemisk nedbrydning af ozonlaget.
NDACC stationen i Thule
Foruden ozon- og NO2-observationer gennemfører DMI spektrale målinger af uv-strålingen. Udover DMI's egne instrumenter indeholder DMI's observatorier instrumenter fra internationale samarbejdspartnere, bl.a. en LIDAR til måling af stratosfæriske aerosoler og skypartikler samt et infrarød-spektrometer til måling af vigtige stratosfæriske molekyler.
SAOZ spektrometer på Thule Air Base
DMI beskæftiger sig også med studier af de fysiske processer, der fører til forandringer i ozonlaget med relevans for det fremtidige klima. Disse aktiviteter foregår navnlig gennem EU’s rammeforskningsprogrammer (se også de engelsksprogede sider). DMI har deltaget i alle større europæiske og amerikanske arktiske målekampagner siden begyndelsen af 1990'erne såsom EASOE, SESAME, THESEO, THESEO-2000-SOLVE og Vintersol samt en lang række EU- projekter. DMI's undersøgelser baserer sig på analyser af et bredt udvalg af tilgængelige observationer, heriblandt data fra den europæiske miljøsatellit ENVISAT, sammenholdt med analyser af de meteorologiske forhold i stratosfæren.
Undersøgelserne omfatter bl.a. analyser af spredning af ozonnedbrudt luft fra polarområderne til mellembreddegrader samt eksperimentelt og modelteoretisk arbejde vedrørende dannelse af polar-stratosfæriske skyer. Desuden undersøges dannelse af cirrusskyer i troperne, der er af betydning for tilførsel af vanddamp til stratosfæren, samt forekomst af cirrusskyer i forbindelse med dannelse af kondensstriber fra fly.
Forskning vedrører endvidere, hvordan ændringer i stratosfæren påvirker den troposfæriske klimaudvikling
|
