Ubytek ozonu w Arktyce powoduje anomalie pogodowe

Podczas gdy wiele osób zna dziurę ozonową nad Antarktydą, problemom, z jakimi zmaga się warstwa ozonowa chroniąca stratosferę nad Arktyką, do niedawna poświęcano mniej uwagi.

W latach 2011 i 2020 znaczne przerzedzenie warstwy ozonowej nad biegunem północnym doprowadziło na przykład do anomalii pogodowych na całej półkuli północnej, w tym do wyjątkowo ciepłej i suchej wiosny w Europie Środkowej i Północnej oraz w Rosji, a także niezwykle wilgotnych warunków w regionach polarnych. Czy jednak istnieje bezpośredni związek przyczynowy między niszczeniem ozonu stratosferycznego a tymi anomaliami pogodowymi, wciąż pozostaje przedmiotem sporu w nauce o klimacie.

Aby wyjaśnić tę kwestię, zespół ekspertów kierowany przez ETH Zurych przeprowadził symulacje, w których uwzględniono ubytek ozonu w dwóch różnych modelach klimatycznych, i odkrył, że główną przyczyną anomalii pogodowych zaobserwowanych na półkuli północnej w 2011 i 2020 roku najprawdopodobniej był ubytek ozonu nad Arktyką. Symulacje były zgodne z danymi obserwacyjnymi z tych dwóch lat (a także z ośmioma innymi podobnymi zdarzeniami wykorzystanymi do celów porównawczych). Gdy naukowcy usunęli z modeli czynnik niszczenia ozonu, nie byli w stanie odtworzyć tych wyników.

«Z naukowego punktu widzenia najbardziej zaskoczyło nas to, że modele, których użyliśmy do symulacji, choć są zupełnie różne, dały podobne wyniki«, mówi współautor badania Gabriel Chiodo, ekspert od dynamiki klimatu z ETH Zurych.

Według naukowców ubytek ozonu występuje, gdy temperatury w Arktyce są bardzo niskie. «Ubytek ozonu zachodzi tylko wtedy, gdy jest wystarczająco zimno, a wir polarny w stratosferze, na wysokości około 30 do 50 kilometrów nad ziemią, jest silny», wyjaśnia główna autorka badania Marina Friedel, doktorantka nauk o środowisku na tej samej uczelni.

Zazwyczaj ozon pochłania promieniowanie UV ze Słońca, ogrzewając stratosferę i przyczyniając się do osłabienia wiru polarnego wiosną. Jeśli jednak ozonu jest mniej, stratosfera się ochładza, a wir staje się silniejszy. «Silny wir polarny prowadzi wówczas do efektów obserwowanych na powierzchni Ziemi«, powiedział dr Chiodo. Ozon wydaje się więc odgrywać zasadniczą rolę w zmianach temperatury i cyrkulacji w Arktyce.

Te wyniki mogą pomóc klimatologom w tworzeniu dokładniejszych sezonowych prognoz pogody i klimatu, umożliwiając lepsze przewidywanie wahań temperatury, które są kluczowe dla rolnictwa. Konieczne są jednak dalsze badania, aby zrozumieć przyszły rozwój warstwy ozonowej. Choć substancje niszczące ozon, takie jak freony (CFC), są zakazane od 1989 roku, są one niezwykle trwałe i mogą pozostawać w atmosferze przez nawet sto lat, nadal uszkadzając warstwę ozonową. «Nasuwa to pytanie, jak szybko warstwa ozonowa się odbuduje i jak wpłynie to na system klimatyczny«, podsumował Friedel.