Første direkte bevis for genvinding af ozonhul på grund af kemikalieforbud

For første gang, forskere har gennem direkte satellitobservationer af ozonhullet vist, at niveauet af ozonødelæggende klor er faldende, hvilket resulterer i mindre ozonnedbrydning.

Målinger viser, at faldet i klor, som følge af et internationalt forbud mod klorholdige menneskeskabte kemikalier kaldet chlorfluorcarboner (CFC'er), har resulteret i omkring 20 procent mindre ozonnedbrydning under den antarktiske vinter, end der var i 2005 – det første år, hvor målinger af klor og ozon under den antarktiske vinter blev foretaget af NASAs Aura-satellit.

"Vi ser meget tydeligt, at klor fra CFC'er går ned i ozonhullet, og at der sker mindre ozonnedbrydning på grund af det, " sagde hovedforfatter Susan Strahan, en atmosfærisk videnskabsmand fra NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland.

CFC'er er langlivede kemiske forbindelser, der til sidst stiger op i stratosfæren, hvor de brydes fra hinanden af ​​solens ultraviolette stråling, frigiver kloratomer, der fortsætter med at ødelægge ozonmolekyler. Stratosfærisk ozon beskytter livet på planeten ved at absorbere potentielt skadelig ultraviolet stråling, der kan forårsage hudkræft og grå stær, undertrykker immunforsvaret og skader plantelivet.

To år efter opdagelsen af ​​det antarktiske ozonhul i 1985, nationer i verden underskrev Montreal-protokollen om stoffer, der nedbryder ozonlaget, som regulerede ozonnedbrydende forbindelser. Senere ændringer af Montreal-protokollen udfasede fuldstændig produktionen af ​​CFC'er.

Tidligere undersøgelser har brugt statistiske analyser af ændringer i ozonhullets størrelse til at argumentere for, at ozonnedbrydningen er aftagende. Denne undersøgelse er den første til at bruge målinger af den kemiske sammensætning inde i ozonhullet for at bekræfte, at ikke kun ozonnedbrydningen aftager, men men at faldet skyldes faldet i CFC.

Undersøgelsen blev offentliggjort 4. januar i tidsskriftet Geofysiske forskningsbreve .

Det antarktiske ozonhul dannes i løbet af september på den sydlige halvkugles vinter, da de tilbagevendende solstråler katalyserer ozonnedbrydningscyklusser, der involverer klor og brom, der primært kommer fra CFC'er. For at bestemme, hvordan ozon og andre kemikalier har ændret sig år til år, videnskabsmænd brugte data fra Microwave Limb Sounder (MLS) ombord på Aura-satellitten, som har foretaget målinger kontinuerligt rundt om på kloden siden midten af ​​2004. Mens mange satellitinstrumenter kræver sollys for at måle atmosfæriske sporgasser, MLS måler mikrobølgeemissioner og, som resultat, kan måle sporgasser over Antarktis i den vigtigste tid på året:den mørke sydlige vinter, når stratosfærisk vejret er stille, og temperaturerne er lave og stabile.

Ændringen i ozonniveauer over Antarktis fra begyndelsen til slutningen af ​​den sydlige vinter - begyndelsen af ​​juli til midten af ​​september - blev beregnet dagligt ud fra MLS-målinger hvert år fra 2005 til 2016. "I denne periode, Antarktis temperaturer er altid meget lave, så hastigheden af ​​ozonnedbrydning afhænger mest af hvor meget klor der er, " sagde Strahan. "Det er, når vi vil måle ozontab."

De fandt ud af, at tabet af ozon er faldende, men de havde brug for at vide, om et fald i CFC'er var ansvarligt. Når ozonnedbrydningen er i gang, klor findes i mange molekylære former, hvoraf de fleste ikke er målt. Men efter at klor har ødelagt næsten al den tilgængelige ozon, det reagerer i stedet med methan og danner saltsyre, en gas målt ved MLS. "I midten af ​​oktober alle klorforbindelserne omdannes bekvemt til én gas, så ved at måle saltsyre har vi en god måling af den totale klor, " sagde Strahan.

Dinitrogenoxid er en langlivet gas, der opfører sig ligesom CFC'er i store dele af stratosfæren. CFC'erne falder ved overfladen, men lattergas er det ikke. Hvis CFC'er i stratosfæren er faldende, så over tid, mindre klor skal måles for en given værdi af lattergas. Ved at sammenligne MLS-målinger af saltsyre og lattergas hvert år, de fastslog, at de samlede klorniveauer i gennemsnit faldt med omkring 0,8 procent årligt.

Faldet på 20 procent i ozonnedbrydningen i vintermånederne fra 2005 til 2016 som bestemt ud fra MLS-ozonmålinger var forventet. "Dette er meget tæt på, hvad vores model forudsiger, at vi skulle se for denne mængde af klorinfald, " sagde Strahan. "Dette giver os tillid til, at faldet i ozonnedbrydning gennem midten af ​​september vist af MLS-data skyldes faldende niveauer af klor, der kommer fra CFC'er. Men vi ser endnu ikke et klart fald i størrelsen af ​​ozonhullet, fordi det primært styres af temperaturen efter midten af ​​september, som varierer meget fra år til år."

Ser frem til, det antarktiske ozonhul bør fortsætte med at komme sig gradvist, efterhånden som CFC'er forlader atmosfæren, men fuldstændig genopretning vil tage årtier. "CFC'er har en levetid fra 50 til 100 år, så de bliver hængende i atmosfæren i meget lang tid, " sagde Anne Douglass, en kollega atmosfærisk videnskabsmand ved Goddard og undersøgelsens medforfatter. "For så vidt angår ozonhullet, der er væk, vi ser på 2060 eller 2080. Og selv da er der måske stadig et lille hul."