Ozonlaget er en integreret del af det, der gør Jorden beboelig. Denne region i stratosfæren er ansvarlig for at absorbere størstedelen af solens ultraviolette stråling, hvilket sikrer, at jordorganismer ikke bestråles. Siden 1970'erne blev videnskabsmænd opmærksomme på en konstant tilbagegang i dette lag omkring den sydlige polare region sammen med og et stort sæsonmæssigt fald. Disse sidstnævnte fænomener, kendt som ”ozonhullet”, har været et stort problem i årtier.
Forsøg på at afhjælpe denne situation har fokuseret på at skære ned på brugen af industrielle kemikalier, såsom chlorofluorcarbons (CFC'er). Disse bestræbelser kulminerede med underskrivelsen af Montreal-protokollen i 1987, der krævede en fuldstændig udfasning af ozonreducerende stoffer (ODS). Og ifølge en nylig undersøgelse fra et team af forskere fra NASA viser ozonhullet tegn på betydelig bedring som et resultat.
Undersøgelsen med titlen "Nedgang i antarktisk ozonnedbrydning og lavere stratosfærisk klor bestemt fra Aura mikrobølgeovn Limb Sounder Observations", blev for nylig vist i det videnskabelige tidsskrift Geofysiske forskningsbreve. Undersøgelsen blev ledet af Susan E Strahan og medforfatter af Anne R. Douglass, to forskningsforskere med NASA Goddard's Atmospheric Chemistry and Dynamics Laboratory.
Af hensyn til deres undersøgelse konsulterede teamet data fra NASAs Aura-satellit, der har overvåget den sydlige polare region siden 2005. Efter lanceringen i 2004 var formålet med Aura-satellitten at udføre målinger af ozon, aerosoler og nøglegasser i Jordens atmosfære. Og i henhold til de målinger, den har samlet siden 2005, har reduktionerne i brugen af CFC'er ført til et 20% fald i ozonnedbrydning.
Kort sagt er CFC'er langvarige kemiske forbindelser, der består af kulstof, klor og fluor. Siden den sidste halvdel af det 20. århundrede er de blevet brugt i en række industrielle anvendelser, såsom køling (som Freon), i kemiske aerosoler (som drivmidler) og som opløsningsmidler. Til sidst stiger disse kemikalier ind i stratosfæren, hvor de udsættes for UV-stråling og nedbrydes i kloratomer.
Disse kloratomer spiller ødelæggelse med ozonlaget, hvor de katalyserer til dannelse af iltgas (O²). Denne aktivitet begynder omkring juli i løbet af den sydlige halvkugle om vinteren, hvor solens stråler medfører en stigning i katalysering af CFC-afledte klor- og bromatomer i atmosfæren. I september (dvs. forår på den sydlige halvkugle) toppede aktiviteten sig, hvilket resulterede i det "ozonhul", som forskerne først bemærkede i 1985.
Tidligere har statistiske analysestudier indikeret, at ozonnedbrydning er steget siden. Denne undersøgelse - som var den første, der anvendte målinger af den kemiske sammensætning inde i ozonhullet - indikerede imidlertid, at ozonudtømningen er faldende. Derudover indikerede det, at faldet skyldes faldet i CFC-brug.
Som Susan Strahan forklarede i en nylig pressemeddelelse fra NASA, "Vi ser meget tydeligt, at klor fra CFC'er falder ned i ozonhullet, og at der forekommer mindre ozonnedbrydning på grund af det." For at bestemme, hvordan ozon og andre kemikalier i atmosfæren har ændret sig fra år til år, har forskere påberåbt sig data fra Aura-satellitens Microbølgeovn Sounder (MLS).
I modsætning til andre instrumenter, der er afhængige af sollys for at opnå spektre fra atmosfæriske gasser, måler dette instrument disse gasser respektive mikrobølgeemissioner. Som et resultat kan den måle sporingsgasser over Antarktis i en nøgletid på året - når den sydlige halvkugle oplever vinter og vejret i stratosfæren er roligt og temperaturerne er lave og stabile.
Ændringen i ozonniveauer fra begyndelsen til slutningen af den sydlige halvkugle vinter (begyndelsen af juli til midten af september) blev beregnet dagligt ved hjælp af MLS-målinger hvert år fra 2005 til 2016. Mens disse målinger indikerede et fald i ozontab, ville Strahan og Douglass At være visse reduktioner i brugen af CFC'er var det, der var ansvarlig.
Dette gjorde de ved at kigge efter tydelige tegn på saltsyre i MLS-data, som klor vil danne ved at reagere med metan (men kun når al tilgængelig ozon er udtømt). Som Strahan forklarede:
”I denne periode er de antarktiske temperaturer altid meget lave, så graden af ozonødelæggelse afhænger mest af, hvor meget klor der er. Dette er, når vi ønsker at måle ozontab ... I midten af oktober omdannes alle klorforbindelser til en gas, så ved at måle saltsyre har vi en god måling af det totale klor. ”
Et andet tip kom i form af nitrogenoxidniveauer, en anden lang levetid, der opfører sig ligesom CFC'er i store dele af stratosfæren - men som ikke er i tilbagegang som CFC'er. Hvis CFC'er i stratosfæren faldt, ville det betyde, at mindre klor ville være til stede sammenlignet med dinitrogenoxid. Ved at sammenligne MLS-målinger af saltsyre og nitrogenoxid hvert år bestemte de, at chlorniveauerne faldt med ca. 0,8 procent om året.
Som Strahan antydede, tilføjede dette et fald på 20% fra 2005 til 2016, hvilket var i overensstemmelse med hvad de forventede. ”Dette er meget tæt på det, som vores model forudsiger, at vi skal se for denne mængde af klorfald,” sagde hun. ”Dette giver os tillid til, at faldet i nedbrydning af ozon gennem midten af september vist ved MLS-data skyldes faldende niveauer af klor fra CFC'er. Men vi ser endnu ikke et klart fald i størrelsen på ozonhullet, fordi det hovedsageligt styres af temperaturen efter midten af september, som varierer meget fra år til år. ”
Denne genopretningsproces forventes at fortsætte, da CFC'er gradvist forlader atmosfæren, skønt forskere forventer, at en fuldstændig bedring vil tage årtier. Dette er meget gode nyheder i betragtning af, at ozonhullet kun blev opdaget for omkring tre årtier siden, og ozonniveauerne begyndte at stabilisere sig cirka et årti senere. Som Douglass forklarede, er det stadig sandsynligt, at en fuld genopretning ikke vil finde sted før sidst i dette halvår:
”CFC'er har levetider fra 50 til 100 år, så de dvæler i atmosfæren i meget lang tid. For så vidt ozonhullet er væk, ser vi på 2060 eller 2080. Og selv da kan der stadig være et lille hul. ”
Montreal-protokollen udråbes ofte som et eksempel på effektiv international klimatiltag og med god grund. Protokollen blev truffet tretten år efter den videnskabelige enighed om ozonnedbrydning og kun to år efter den temmelig alarmerende opdagelse af ozonhullet. Og i årene derpå forblev underskriverne forpligtet til deres mål og opnåede målreduktioner.
I fremtiden håbes det, at der kan opnås lignende handlinger mod klimaændringer, som har været udsat for forsinkelser og modstand i mange år nu. Men som tilfældet med ozonhullet viser, kan internationale aktioner løse et problem, før det er for sent.
