Del

Klima 3-2007

Ozonlaget er ennå ikke helt friskmeldt

I år er det 20 år siden Montreal-protokollen ble undertegnet, og ozonlaget viser en positiv utvikling. Dette er den første verdensomspennende avtalen som regulerer global menneskelig påvirkning på miljøet. Kan vi etter 20 år med Montrealprotokollen si at dette har vært en suksess?

Av Cathrine Lund Myhre og Frode Stordal

Gjennom Montreal-protokollen kom det på plass et globalt forbud mot en rekke gasser som kalles Klor-Fluor-Karboner (KFK-gasser). Fra 1970-tallet ble det publisert vitenskaplige studier som konkluderte med at KFK-gasser kunne svekke ozonlaget i stratosfæren. I 1985 ble det oppdaget ekstremt lave verdier av ozon over Antarktis om våren. Dette ozonhullet kom overraskende på forskerne, men gjennom flere intense målekampanjer viste man raskt at årsaken var klor fra KFK, som også virker nedbrytende på ozonlaget i andre områder av verden.

Kraftig reduserte utslipp

Klor fra KFK-gassene har stått for størstedelen av nedbrytningen av ozon i stratosfæren. Etter hvert ble det utviklet erstatningsstoffer hvor HKFK var det første. I motsetning til KFK inneholder de også hydrogen. Dermed brytes de delvis ned i troposfæren slik at bare en liten del av disse gassene havner i stratosfæren. Men den delen som når opp i stratosfæren er like skadelig for ozonlaget som KFK. Både KFK og HKFK omfattes av Montreal-protokollen, og utslippene av disse gassene er kraftig redusert. Alle de viktigste KFK og HKFK overvåkes i atmosfæren blant annet ved NILUs målinger i Ny-Ålesund som en del av SFTs overvåkingsprogram. Overvåkingen viser at konsentrasjonene av KFK nå er nedadgående. HKFK øker fremdeles, men langsommere enn tidligere, og samlet er konsentrasjonene nedadgående. Montreal-avtalen har dermed allerede ført til minket press på ozonlaget. Men nedgangen er langsom. De viktigste komponentene har en levetid på 50 – 100 år, og så lenge de finnes i atmosfæren, vil de bryte ned ozon.
 
I deler av verden finnes det fremdeles lovlig produksjon av KFKer og HKFKer. Dette er i såkalte Anneks-5-land (utviklingsland), og viktigst her er Kina. I Kina har nedtrappingen av KFK og HKFK nettopp startet. NILU og MetOs/UiO har gjennom et EU-prosjekt vært med på å etablere målinger av KFK- og HKFK-gasser i nærheten av Beijing. Disse målingene kan i årene som kommer bli en viktig støtte for myndighetene i Kina når de skal dokumentere at utslippene reduseres i henhold til Montreal-avtalen.

Drivhusgasser

I neste generasjons erstatningsstoffer blir klor fjernet og fluor beholdt. Den nye gruppen benevnes HFK. Disse gassene skader ikke ozonlaget, men de er drivhusgasser og er dermed regulert i Kyoto-protokollen. Også KFK- og HKFK-gasser har en betydelig drivhuseffekt, men en del av deres oppvarmende effekt kompenseres ved at de bryter ned ozon, som også er en drivhusgass. HFK mangler en slik kompenserende effekt, og mengden HFK øker raskt i atmosfæren. Samlet har alle disse gassene, samt svovelheksafluorid, en oppvarmingseffekt, såkalt strålingspådriv, på 0,337 Watt per kvadratmeter.

Situasjonen i dag

Selv om over 190 land følger Montreal-protokollens forpliktelser om utfasing av utslipp av ozonreduserende gasser, tar det tid før ozonlaget reagerer på utslippskuttene. I 2006 publiserte World Meteorological Organisation (WMO) sammen med FN en rapport om status for ozonlaget. En av hovedkonklusjonene er at ozonmengden ved midlere breddegrader nå er i ferd med å stabilisere seg. Målinger i dette området viser en utflating av ozonnedgangen, og noen områder har en svak økning. Dette skyldes sannsynligvis nedgangen i KFK-gassene. Likevel vil verken WMO eller FNs klimapanel konkludere med at dette er et sikkert tegn på at ozonoppbygningen allerede har startet.
 
I følge WMO er status nå at mengden ozon i en kolonne fra bakken og til toppen av atmosfæren er tre prosent lavere enn langtidsmiddelverdien for nordlige halvkule, og seks prosent lavere for sørlig halvkule. Videre anslår WMO at ozonlaget vil være restituert i midten av dette århundret. Det er viktig å huske at situasjonen i stratosfæren i dag og framover ikke er den samme som den var før ozonhullet ble oppdaget. Ozonlaget må tilpasse seg andre endringer som utslipp av drivhusgasser, endringer i stratosfærisk vanndamp og utslipp av gasser som ikke er regulert gjennom Montreal-protokollen. Man kjenner ikke alle konsekvensene av dette for ozonnivået i 2050.
 
Det er foreløpig vanskelig å konkludere med at en restituering av ozonlaget har begynt nord for 60 grader. Den arktiske ozonnedbrytningen har hatt store variasjoner fra år til år. I følge WMO er det stadig oftere observert betingelser som gir stor ozonnedbrytning. Årsaken til dette er usikker, men en vet at nedbrytningen i disse områdene er særlig følsom for temperaturen i stratosfæren (se faktaboks). En økning av drivhusgasser gir lavere temperatur i stratosfæren, men dette kan imidlertid ikke forklare hele temperaturnedgangen man har sett. Vinteren 2004/2005 var ekstremt kald i den arktiske stratosfæren. Som en del av SFTs overvåkningsprogram overvåker NILU ozonlaget, og våre målinger viser at ozonnedbrytningen over Norge og Svalbard denne vinteren var blant de mest alvorlige på 26 år. Dette viser derfor med all tydelighet at fortsatt forskning og sterk overvåkning i dette området er særlig viktig.  I følge WMO/UNEP er det utviklingen av ozonlaget i dette området av verden det er knyttet størst usikkerhet til de neste tiårene.

Klimaendringer og ozonlag

FNs klimapanels nye rapport har fått stor og fortjent oppmerksomhet, men hittil har lite vært referert om ozonlaget. Stratosfærisk ozon er en drivhusgass, og endringene siden førindustriell tid har et svakt negativt strålingspådriv på 0,05 Watt per kvadratmeter. Dette oppdaterte estimatet for ozon er svakere enn i den forrige rapporten. Begge estimatene er basert på samme datasett, og ingen studier av strålingspådriv for ozon har unyttet observasjoner av trender etter 1998.
 
Ifølge FNs klimapanel vil klimaendringene påvirke utviklingen av ozonlaget på flere måter; gjennom endring i transport, kjemisk sammensetning og temperatur. Videre vil endringer i ozonlaget påvirke klimaet gjennom blant annet endring i strålingsbalansen og den stratosfæriske temperaturfordelingen. Et eksempel er økningen av drivhusgasser som gir en avkjøling av stratosfæren. Generelt vil lavere temperatur i stratosfæren lede til redusert ozonnedbrytning da mange av reaksjonene som bryter ned ozon går langsommere ved lav temperatur. Situasjonen er imidlertid motsatt i de polare områdene (se faktaboks). Den observerte langtidsøkningen i stratosfærisk vanndamp kan også være viktig for ozonlaget da dette er en kilde til OH (hydroxyl radikal) som er sentral i de kjemiske kretsløpene der ozon blir brutt ned. Det er i dag ikke nok kunnskap som kan forutsi de totale effektene av disse og andre prosesser på ozonlaget i framtiden.

Montreal-protokollen en suksess? 

Etter vår oppfatning er det for tidlig å si at ozonlaget er friskmeldt. Det som likevel synes helt klart, er at Montreal-protokollen har vist seg å være effektiv og at den har avverget en miljøkatastrofe. Den er dermed en suksess. Dette bør være en viktig inspirasjon i forhold til de store utfordringene vi i dag har i arbeidet med klimatiltak. Montreal-protokollens suksess er basert på sterk overvåkning og forskning i kombinasjon med en kort vei mellom beslutningstakere og forskere. Overvåkning er fortsatt viktig, særlig i nord og i Anneks-5-land.  På samme måte vil omfattende overvåkning av klimagasser og god tverrfaglig kommunikasjon være sentralt i arbeidet med klimautfordringene framover.

Referanser

  • Denman, K.L., Brasseur, G., Chidthaisong, A., Ciais, P., Cox, P.M., Dickinson, R.E., Hauglustaine, D., Heinze, C., Holland, E., Jacob, D., Lohmann, U., Ramachandran, S., da Silva Dias, P.L., Wofsy, S.C. and Zhang, X. (2007) Couplings between changes in the climate system and biogeochemistry. In: Climate Change 2007: The physical science basis. Contribution of Working Group I to the fourth assessment report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M.Tignor and H.L. Miller (eds.)]. Cambridge, Cambridge University Press.
  • Farman, J.C., Gardiner, B.G. and Shanklin, J.D. (1985) Large losses of total ozone in Antarctica reveal seasonal ClOx/NOx interaction. Nature, 315, 207‑210.
  • Forster, P., Ramaswamy, V., Artaxo, P., Berntsen, T., Betts, R., Fahey, D.W., Haywood, J., Lean, J., Lowe, D.C., Myhre, G., Nganga, J., Prinn, R., Raga, G., Schulz, M. and Van Dorland, R. (2007) Changes in atmospheric constituents and in radiative forcing. In: Climate Change 2007: The physical science basis. Contribution of Working Group I to the fourth assessment report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M.Tignor and H.L. Miller (eds.)]. Cambridge, Cambridge University Press.
  • WMO (2007) Scientific assessment of ozone depletion: 2006. Geneva, World Meteorological Organization (Global Ozone Research and Monitoring Project – Report No. 50).

Sist oppdatert: 23.10.2007

FARLIG VAKKER HIMMEL. De fargerike perlemorskyene på bildet er polare stratosfæreskyer observert på Lillestrøm i januar 2005. Slike skyer er til stede for å få kjemisk ozonnedbrytning, noe som skjer når det er svært kaldt. Foto: Geir BråthenFARLIG VAKKER HIMMEL. De fargerike perlemorskyene på bildet er polare stratosfæreskyer observert på Lillestrøm i januar 2005. Slike skyer er til stede for å få kjemisk ozonnedbrytning, noe som skjer når det er svært kaldt. Foto: Geir Bråthen

Perlemorskyer

Polare stratosfæreskyer (PSC) forsterker den kjemiske ozonnedbrytningen dramatisk. Sollys starter dannelsen av klorforbindelser i strato-sfæren ved hjelp av reaksjoner som foregår på PSC-partikler. Disse klorforbindelsene reagerer videre med ozon i katalytiske prosesser, og vi får kraftig ozonnedbryting.

Det finnes PSC I og PSC II. Type I dannes når temperaturen er under -78 oC og type II under -85 oC. Type II er den aller mest effektive med hensyn til ozonnedbrytning. Første observasjon av PSC type II i Arktis var vinteren 2004/2005 som var ekstremt kald i stratosfæren.

CATHRINE LUND MYHRE Seniorforsker, Norsk institutt for luftforskning (NILU) (clm@nilu.no)

FRODE STORDAL Professor, Institutt for Geofag, UiO (frode.stordal@geo.uio.no)

Lenker

uv.nilu.no/, www.sft.no, www.miljostatus.no, www.wmo.int

Det er nå årstid for utvikling av ozonhull over Antarktis. Følg ozonutviklingen

CICERO
CICERO Senter for klimaforskning Pb. 1129 Blindern, 0318 Oslo
Besøksadresse: Gaustadalléen 21, 0349 OSLO
Ansvarlig redaktør:
Christian Bjørnæs
Nettredaktør:
Eilif Ursin Reed
Tlf:
22 85 87 50
E-post:
post@cicero.oslo.no