Ozonafbraak in de Arctis veroorzaakt weeranomalieën

Terwijl veel mensen bekend zijn met het ozongat boven Antarctica, is er tot voor kort minder aandacht besteed aan de problemen waarmee ook de beschermende ozonlaag in de stratosfeer boven het noordpoolgebied te kampen heeft.

In 2011 en 2020 bijvoorbeeld leidde een aanzienlijke uitdunning van de ozonlaag boven de Noordpool tot weeranomalieën op het gehele noordelijk halfrond, waaronder een uitzonderlijk warme en droge lente in Midden- en Noord-Europa en Rusland, of ongewoon vochtige omstandigheden in de poolgebieden. Of er echter een direct oorzakelijk verband bestaat tussen de aantasting van het stratosferische ozon en deze weeranomalieën, blijft binnen de klimaatwetenschap omstreden.

Om deze vraag te beantwoorden voerde een team van experts onder leiding van de ETH Zürich simulaties uit, waarbij de ozonaantasting werd geïntegreerd in twee verschillende klimaatmodellen. Daaruit bleek dat de hoofdoorzaak van de in 2011 en 2020 waargenomen weeranomalieën op het noordelijk halfrond hoogstwaarschijnlijk de aantasting van de ozonlaag boven het noordpoolgebied is. De simulaties kwamen overeen met de waarnemingsgegevens uit deze beide jaren (evenals met acht andere vergelijkbare gebeurtenissen die ter vergelijking werden gebruikt). Toen de wetenschappers de ozonaantasting uit hun modellen verwijderden, konden ze de resultaten niet reproduceren.

«Wat ons vanuit wetenschappelijk oogpunt het meest heeft verrast, is dat de modellen die we voor de simulatie hebben gebruikt weliswaar volledig verschillend zijn, maar toch vergelijkbare resultaten opleverden«, zegt co-auteur van de studie Gabriel Chiodo, expert in klimaatdynamiek aan de ETH Zürich.

Volgens de wetenschappers treedt ozonaantasting op wanneer de temperaturen in het noordpoolgebied zeer laag zijn. «De aantasting van de ozonlaag vindt alleen plaats wanneer het koud genoeg is en de poolvortex in de stratosfeer, op ongeveer 30 tot 50 kilometer boven de grond, sterk is», legt hoofdauteur van de studie Marina Friedel uit, promovenda milieuwetenschappen aan dezelfde universiteit.

Normaal gesproken absorbeert ozon de UV-straling van de zon, verwarmt het de stratosfeer en helpt het de poolwervel in het voorjaar af te breken. Wanneer er echter minder ozon aanwezig is, koelt de stratosfeer af en wordt de wervel sterker. «Een sterke poolwervel leidt dan tot de effecten die aan het aardoppervlak worden waargenomen», aldus Dr. Chiodo. Ozon lijkt dus een fundamentele rol te spelen bij de temperatuur- en circulatieveranderingen in de Arctis.

Deze bevindingen kunnen klimaatwetenschappers helpen om nauwkeurigere seizoensgebonden weer- en klimaatvoorspellingen te maken, waardoor temperatuurschommelingen die cruciaal zijn voor de landbouw beter kunnen worden voorspeld. Er is echter meer onderzoek nodig om de toekomstige ontwikkeling van de ozonlaag te begrijpen. Hoewel ozonafbrekende stoffen zoals fluorchloorkoolwaterstoffen (CFK's) sinds 1989 verboden zijn, zijn ze extreem langlevend en kunnen tot wel een eeuw in de atmosfeer blijven, waardoor ze de ozonlaag nog steeds kunnen schaden. «Dit roept de vraag op hoe snel de ozonlaag zich herstelt en welke invloed dit heeft op het klimaatsysteem», aldus Friedel tot besluit.