Ozonlaget blir aldri det samme igjen

16. september er det Den internasjonale ozondagen. Fra forskerne oppdaget ozonhullet på 80-tallet og fram til i dag har det skjedd mye – men det er fortsatt lenge til vi kan erklære ozonlaget for reparert.

– Mange tenker på hullet i ozonlaget og den påfølgende Montréalprotokollen som en suksesshistorie, sier seniorforsker Georg H. Hansen fra NILU – Norsk institutt for luftforskning.

– Fra et politisk synspunkt er det riktig, for det er en suksess at alle land i verden etter hvert forpliktet seg til å ikke bruke ozonnedbrytende KFK-gasser. Samtidig har forskerne hele tiden sagt at det vil ta veldig lang tid. Hittil har vi brukt 40 år på å få nivåene av KFK-gassene i atmosfæren ned med 15-20 prosent i forhold til nivåene på 90-tallet, den gang KFK-konsentrasjonene var på det høyeste. Så det vil trolig ta minst 30 år til før ozonlaget er tilbake på 1980-nivå.

Årlige ozonhull i sør, sjelden i nord

Ozonhull oppstår hvert år over Antarktis, men forholdsvis sjelden her oppe i nord.

Årsaken til det er ifølge seniorforsker Tove M. Svendby i all hovedsak topografi – som igjen påvirker meteorologien. På den nordlige halvkule er det store landområder og fjellkjeder som lager røre i luftmassene. Dermed blir den polare virvelen mindre stabil og ozonrike luftmasser føres til Arktis. Sjansen for ozonhull er derfor mindre.

Men vinteren 2019-2020 oppsto det likevel et rekordstort og langvarig ozonhull over Arktis, og det hadde sammenheng med de uvanlig mange vakre perlemorskyene som prydet himmelen fra desember til uti mars.

Mange perlemorskyer, mindre ozon

Verken Svendby eller Hansen kan huske å ha sett data som viser at det har vært så mye perlemorskyer over så lang tid før her oppe i nord. Det betyr at det har vært svært stabile og kalde temperaturer høyt oppe i atmosfæren over Arktis, slik at den nordlige polare virvelen har kunnet hindre tilførsel av ozonrik luft. 

Perlemorskyer over Lillestrøm, desember 2014 (arkivfoto: NILU)

Forskerne kaller perlemorskyene for PSC-er, polar stratospheric clouds eller polare stratosfæreskyer. Som navnet tilsier befinner de seg i stratosfæren, et høydeområde i atmosfæren ca. 15-30 km over bakken.

Siden de befinner seg så høyt over bakken, kan sola skinne på dem fra under horisonten ved soloppgang og/eller solnedgang. Da blir solstrålene brutt i iskrystallene på samme måte som lysstråler brytes i et prisme, og den vakre perlemoreffekten oppstår.

– Perlemorskyene oppstår bare når temperaturen kryper under 80 minusgrader, forklarer Svendby.

– På overflaten av disse skyene foregår det kjemiske reaksjoner som bidrar til en kraftig nedbryting av ozonet i atmosfæren.

Klorforbindelsene, som KFK-gassene bidrar til, ødelegger ozon når de binder seg til ispartiklene og dråpene i perlemorskyene. Da skjer en reaksjon der det dannes klorgass. Når mørketida er over og solstrålene titter frem, splitter sollyset klorforbindelsene til klorradikaler som angriper og bryter ned ozon, som igjen kan føre til at det oppstår hull i ozonlaget. I 2020 varte dette til ca. 20. april over europeisk Arktis, og faktisk til begynnelsen av mai lenger øst over Sibir.

Klimaendringene påvirker også ozonlaget

KFK-gassene utgjør per i dag et slags reservoar av ozonnedbrytende stoffer som bygger seg opp gjennom vinteren. Når sola kommer tilbake kan all ozon i et visst høydeområde forsvinne på kort tid.

Vanligvis er det mest ozon mellom 12-25 kilometer, og i Antarktis er det slik at det er nettopp i dette høydeområdet ozonet forsvinner når det oppstår ozonhull. Når KFK-gassene omsider blir borte fra atmosfæren vil slike fenomener ikke lenger inntreffe.

– Samtidig handler ikke historien om ozonlaget bare om KFK-gassene, sier Hansen, – klimaet i stratosfæren spiller også en svært viktig rolle.

Han forklarer at vi aldri vil kunne «gjenskape» atmosfæren slik den var på 80-tallet, fordi også andre faktorer har endret seg. Klimaendringene bidrar for eksempel til at det nå er varmere nede ved bakken enn for 40 år siden, og samtidig kaldere i stratosfæren.

– Om 20-30 år vil nivåene av KFK-gasser være så lave at det ikke lenger er de som utløser ozonhull, sier Hansen, – men til gjengjeld risikerer vi at andre prosesser påvirker ozonlaget. Blant dem er ulike nitrogenforbindelser, som for eksempel den meget potente drivhusgassen lystgass som øker jevnt og trutt.

Ozonlagets fremtid?

De to forskerne er enige om at lite ozon i februar ikke er så farlig. Da er det lav UV-stråling her oppe i nord uansett. Det er når de lave ozonverdiene holder seg til ut på vårparten vi risikerer å utsettes for høy UV-stråling med dertil høyere risiko for solforbrenning.

Her i nord er ozonlaget tykkest på våren, og på sitt tynneste om høsten. I Antarktis har ikke forskerne sett en like utpreget årlig syklus, heller ikke før KFK-gassene gjorde sitt inntog.

– På den måten har det alltid vært forskjell mellom nord og sør, forteller Hansen. – Så dersom KFK-gassene forsvinner og nedkjølingen av stratosfæren fortsetter kan vi kanskje få et tynnere ozonlag jevnt over, men uten like stor risiko for ozonhull som til nå.

Faktaboks 1: Hva er ozonlaget?

Ozon er en gass som er naturlig til stede i atmosfæren. Ozonet fordeler seg oppover i atmosfæren, med ca. 10 prosent i den delen som er nærmest jorden (troposfæren, fra jordoverflaten og ca 10 km opp), og de resterende 90 prosent i stratosfæren. Stratosfæren begynner der troposfæren slutter, og strekker seg ca. 50 kilometer opp fra bakken. Til sammen kalles dette ozonlaget.

Dersom vi samlet alt ozonet i hele atmosfæren i ett lag med bare ozon, ville det bare vært noen få millimeter tykt. Ozonlagets tykkelse angis i Dobson-enheter, DU (engelsk: Dobson units). 300 DU betyr at ozonet utgjør et lag på 3 millimeter dersom det samles i ett lag, 400 DU betyr at det sammenpressede ozonlaget er 4 millimeter tykt.

Hvordan virker ozonlaget?

Uten ozonlaget ville verken mennesker, dyr eller planter kunnet leve på jorda, fordi vi da ville blitt forbrent av de usynlige ultrafiolette strålene fra sola. Men heldigvis fungerer ozonlaget slik at det stopper all stråling med bølgelengde kortere enn 290 nanometer (UV-C) og en stor del av strålingen mellom 290 og 320 nanometer (UV-B). Mesteparten av strålingen som er over 320 nanometer, UV-A, slipper gjennom.

UV-B-strålene gjør at vi blir solbrent. Så ved å stoppe mye av disse strålene fra sola, virker ozonlaget omtrent som en solkrem for hele jorda. De strålene som likevel kommer seg gjennom ozonlaget kan vi bruke solkrem for å beskytte oss mot.

Faktaboks 2: Den internasjonale ozondagen

16. september er den internasjonale dagen for bevaring av ozonlaget – også kalt den internasjonale ozondagen. På denne datoen i 1987 undertegnet de første 24 landene Montréalprotokollen, og forpliktet seg dermed til å slutte å bruke KFK-er, haloner og andre ozonnedbrytende gasser.