twitter google+ facebook

Første arktiske ozonhul i 'nature'

Søndag publicerer tidsskriftet nature en elektronisk artikel, som ellers først kommer i bladet torsdag. Emnet er den helt usædvanlige nedbrydning af ozon over Arktis i foråret 2011, der førte til det første reelle ozonhul på den nordlige halvkugle. Sektionsleder Niels Larsen fra DMI er medforfatter til artiklen.

Et internationalt forskerhold med deltagelse fra DMI offentliggør i næste udgave af det ansete videnskabelige tidsskrift nature en opsigtsvækkende analyse af ozonlaget i vinter og foråret 2011. Artiklen Unprecedented Arctic ozone loss in 2011 kommer dog allerede i dag søndag på natures hjemmeside.

Fortidens synder

"I det tidlige forår 2011 var vi vidner til den hidtil største menneskeskabte påvirkning af atmosfæren på den nordlige halvkugle", siger Niels Larsen, medforfatter til artiklen og til daglig sektionsleder på DMI.
"Ozonlagets tykkelse over store dele af Arktis aftog op til 45%, og imellem 15 og 20 kilometers højde blev mere 80% af ozon nedbrudt". Det er menneskeskabte klor-og bromforbindelser, som nedbryder ozonlaget kemisk. Forbindelserne stammer fra freon- og halon-gasser, der blev udledt primært i 1970'erne og 80'erne.

I artiklen kalder klimaforskerne utvetydigt hændelserne i foråret 2011 for 'det første arktiske ozonhul'. Egentlige ozonhuller er ellers noget, der tidligere kun var kendt fra Antarktis, hvor de udvikles i september og oktober hvert år og har gjort det siden midten af 1980'erne. Ozonlaget beskytter alt levende mod Solens UV-stråling, der forårsager hudkræft og belaster øjne og immunsystem.

"Vores analyse viser, at udviklingen i det arktiske ozonlag i år i høj grad var sammenlignelig med forholdene over Antarktis. Vi har aldrig tidligere set en så stor ozonnedbrydning i de godt 20 år, hvor DMI har bidraget til den internationale overvågning. For første gang kan vi tale om, at der udviklede sig et egentligt arktisk ozonhul”, påpeger Niels Larsen.

Isolerende hvirvelstrøm

"Ozonnedbrydningen finder sted inden for den såkaldte polare hvirvelstrøm eller det polare vortex. Denne hvirvelstrøm er kraftige vinde i stor højde, der blæser i store baner omkring Nordpolen", forklarer Niels Larsen.

"Hvirvelstrømmen isolerer luftmasserne mod opblanding af ozonrig luft fra lavere breddegrader. Inden for hvirvelstrømmen har klor- og bromforbindelserne således frit spil til at nedbryde store mængder ozon. I den forgangne vinter og det tidlige forår var den polare hvirvelstrøm særdeles stabil. Ligeledes var temperaturerne i ozonlaget inden for hvirvelstrømmen i en meget lang periode usædvanlig lave, så der kunne dannes såkaldte polar-stratosfæriske skyer. Begge betingelser er nødvendige for, at kraftig ozonnedbrydning kan forekomme".

Det stærkt reducerede ozonlag betyder en forøget UV-stråling i de arktiske egne i foråret. Det ændrer livsbetingelserne for blandt andet plankton; det basale led i den arktiske fødekæde. Ind imellem kan den ozonfattige luft også transporteres ned på lavere breddegrader, f.eks. til Danmark, hvor den i perioder i foråret og den tidlige sommer fører til et forøget UV-indeks. Det kan igen resultere i flere og alvorligere solskoldninger som på sigt fører til en forøget forekomst af hudkræft.

Figuren viser beliggenhed af den polare hvirvelstrøm den 18. marts 2011 i ca. 18 km højde (grå kontur). Den blå kontur viser, hvor temperaturerne er tilstrækkeligt lave for dannelse af polar-stratosfæriske skyer. Pituffik (Thule Air Base) i Nordvestgrønland befandt sig inden for hvirvlen på dette tidspunkt (se grafik nedenfor).
Figuren viser beliggenhed af den polare hvirvelstrøm den 18. marts 2011 i ca. 18 km højde (grå kontur). Den blå kontur viser, hvor temperaturerne er tilstrækkeligt lave for dannelse af polar-stratosfæriske skyer. Pituffik (Thule Air Base) i Nordvestgrønland befandt sig inden for hvirvlen på dette tidspunkt (se grafik nedenfor).

DMI måler på Grønland

Graden af ozonnedbrydning kan illustreres med nogle af DMI's målinger, der indgår i den internationale undersøgelse i nature. Omkring midten af marts måned befandt det indre af hvirvelstrømmen sig over Pituffik (Thule Air Base) i Nordvestgrønland (se figuren nedenfor).

DMI’s målinger af tykkelsen af ozonlaget over Pituffik i løbet af foråret 2011 (sort kurve), hvilket kan sammenlignes med normale værdier (grøn kurve og den naturlige variation (blå og rød kurve). I midten af marts måltes et usædvanligt tyndt ozonlag inden for den polare hvirvelstrøm.
DMI’s målinger af tykkelsen af ozonlaget over Pituffik i løbet af foråret 2011 (sort kurve), hvilket kan sammenlignes med normale værdier (grøn kurve og den naturlige variation (blå og rød kurve). I midten af marts måltes et usædvanligt tyndt ozonlag inden for den polare hvirvelstrøm.

"DMI's målinger fra jordoverfladen i Pituffik viste en tykkelse af ozonlaget på mindre end 280 Dobson enheder (DU), hvilket skal sammenlignes med normale værdier på omkring 450 DU i år uden kemisk ozonnedbrydning."

DMI opsender også ballonbårne instrumenter til måling af den lodrette fordeling af ozon op gennem atmosfæren. Figuren nedenfor viser en række af ballonmålinger fra Pituffik fra begyndelsen af februar til midten af marts.

"Ofte bryder hvirvelstrømmen op i slutningen af januar, hvor temperaturerne samtidigt plejer at stige. Men med få års mellemrum ser vi en kold, stabil vinter i det arktiske ozonlag, som det var tilfældet i år", siger Niels Larsen.
"I sådanne år har nedbrydningen af ozonlaget rigtig vind i sejlene".

Klimaændringer slører positive effekter

Sektionslederen betoner, at der er en tendens til, at disse kolde vintre bliver koldere og koldere; muligvis som en konsekvens af ændringer i Jordens strålingsbalance i forbindelse med de igangværende klimaforandringer.

"Til gengæld ser vi nu positive effekter af Montreal-protokollen". Montreal-protokollen er den globale miljøaftale, der forbyder produktion og udslip af de ozonnedbrydende stoffer.

Opsendelse af instrument til måling af blandingsforholdet (milliontedele, parts per million, ppm) af ozon op gennem atmosfæren.
Opsendelse af instrument til måling af blandingsforholdet (milliontedele, parts per million, ppm) af ozon op gennem atmosfæren.
Målingerne af ozon op gennem atmosfæren fra begyndelsen af februar til midten af marts. Ozonforekomsten mellem ca. 15 og 22 km højde aftog med ca. 50% fra begyndelsen af februar til midten af marts.
Målingerne af ozon op gennem atmosfæren fra begyndelsen af februar til midten af marts. Ozonforekomsten mellem ca. 15 og 22 km højde aftog med ca. 50% fra begyndelsen af februar til midten af marts.

"På lang sigt bevirker protokollen, at ozonlaget formentlig bliver genoprettet. Men inden ozonlaget er genoprettet, går nogle årtier, hvor indflydelsen af klimaforandringer og virkningerne af Montreal-protokollen er svære at forudsige. Vi kan altså også fremover forvente vintre med meget kraftig ozonnedbrydning over Arktis", slutter Niels Larsen.

Den usikre fremtid for ozonlaget kræver, at det løbende overvåges. I samarbejde med Miljøstyrelsen moniterer DMI ozonlaget over Grønland og Danmark og bidrager til det internationale samarbejde om ozonovervågningen.

Der er link til artiklens engelske abstract i Værd at Vide-boksen til højre.

For flere oplysninger kontakt sektionsleder Niels Larsen på nl@dmi.dk eller 3915 7414 (også søndag)

Redaktion Niels Hansen, kommunikation@dmi.dk

© DMI, 2. oktober 2011.

Tilmeld dig DMI's ugentlige, elektroniske nyhedsbrev
Vejret undervejs på mobil.dmi.dk eller til iPhone eller Android
Følg DMI på Twitter
DMI's -nyheder