Forskere observerede først et ozonhul over Antarktis i midten af 1980'erne. Men i 2011 åbnede - for første gang - et ozonhul over det nordlige Arktis.
Det ser ud til, at Antarktis ikke er den eneste del af Jorden, der har et ozonhul i vores levetid. Gå videre over Antarktis, du har en ny spiller i spillet.
Det er Arktis.
Forskere har sagt i nogle år, at Jordens ozonlag muligvis vil komme langsommere, hvis Jorden faktisk bliver varmere. Nu har vi dramatiske bevis for denne mulighed, annonceret af forskere i en artikel i tidsskriftet Natur den 2. oktober 2011. Forskerne sagde, at i den nordlige forår 2011 forekom massiv ozonødelæggelse på 80% 18 til 20 kilometer (ca. 12 mil) over den arktiske isplade, i den del af atmosfæren, der er kendt som jordens stratosfære. Det gør 2011 til det første år - nogensinde - at der er observeret et ozonhul i Arktis. Disse forskere sagde:
For første gang forekom der et tilstrækkeligt tab til med rimelighed at blive beskrevet som et arktisk ozonhul.
En vis grad af ozontab over det nordlige Arktis - og dannelsen af en faktisk ozon hul over det sydlige Antarktis - har været årlige begivenheder, målt i de sidste årtier, under polernes respektive vintre. Det antages, at det antarktiske ozonhul åbner sig over Jordens sydlige kontinent om vinteren hvert år siden midten af 1980'erne, da forskerne fra den britiske antarktiske undersøgelse først rapporterede om dens eksistens, også i tidsskriftet Natur.
Vi mennesker har brug for Jordens ozon. Ozonlaget beskytter levende ting på Jorden mod skadelig ultraviolet stråling. Hvis der ikke var et ozonlag, ville hudkræftkræft og afgrødesvigt øges. Uden beskyttende ozon ville det jordiske liv ikke være i stand til at overleve. Der er allerede spekulationer om, at det arktiske ozonhul i 2011 muligvis har forårsaget markante reduktioner i Europas vinterhvedsafgrøde.
Chlorofluorcarboner, også kendt som CFC'er, er den direkte årsag til ozonnedbrydning. CFC'er - primært sammensat af klor, fluor, kulstof og brint - blev ofte fundet i kølevæsker, kølemidler og forskellige aerosoler, indtil deres virkning på ozon begyndte at blive anerkendt af forskere. Denne anerkendelse kom kort før meddelelsen om det første antarktiske ozonhul i 1985.
CFC'er beskadiger ozon, når temperaturerne er specielt kolde. Opdagelsen af, at CFC-produktion i høj grad bidrog til udtømningen af ozonlaget i Antarktis i 1980'erne førte til Montreal-protokollen i 1987, hvilket har reduceret brugen af CFC'er kraftigt. CFC'er er imidlertid vanskelige at fjerne fra Jordens atmosfære og kan forblive i atmosfæren i årtier, før niveauer begynder at minimere.
Billede, der viser udtømningen af ozon i Arktis og sammenhængen med chlormonoxid. Billedkredit: NASA Earth Observatory
Hvorfor dannede der sig et ozonhul i Arktis i år? Ozonlaget er placeret i vores stratosfære, der er ca. 15 til 50 kilometer over Jordens overflade. Vi lever i Jordens troposfære, der starter ved vores planets overflade og strækker sig 15 kilometer fra jorden. Alt vores vejr sker i troposfæren. Når du bevæger dig højere i troposfæren, bliver temperaturerne koldere.
Lag af atmosfæren. Billedkredit: Wikipedia.
Men når du forlader troposfæren - og kommer ind i stratosfæren - opstår der en inversion, hvor temperaturerne begynder at varme. I løbet af denne forgangne vinter var stratosfæren usædvanligt kold i en længere periode end brug. De koldere temperaturer er årsagen til det arktiske ozonhul.
Sådan fungerer det. Når temperaturerne bliver koldere, øges chancerne for skyudvikling i stratosfæren. Fra december 2010 til marts 2011 drejede en polær virvel - eller en stærk drejning af hvirvlende vind rundt om polen - over Arktis. Når der opstår en polær virvel, blokerer den for den varmere luft langs troposfæren og holder koldere luft i stratosfæren. De koldere forhold skabte mere stratosfæriske skyer, der fungerede som overflade for stabile klorgasser til at blive klormonoxid. Den konstante kulde, udviklingen af stratosfæriske skyer og udviklingen i ozonødelæggende chlormonoxid understøttede til sidst udtømningen af ozonen i Arktis denne sidste vinter. I øjeblikket er videnskabsmænd stadig usikre på, hvorfor polarvirvelen i 2011 var så stærk.
Skyer i stratosfæren bidrog til udtømningen af ozonlaget i Arktis vinteren 2011. Billedkredit: NASA Earth Observatory
Påvirker den globale opvarmning ozonnedbrydning? Lad os først se på de gennemsnitlige temperaturer i stratosfæren siden 1979, som vist på grafen herunder. Hvad betyder det? Det betyder, at stratosfæren afkøles er blevet afkølet i de sidste to årtier.
Figuren ovenfor viser stratosfærisk afkøling i forhold til gennemsnittet 1981-2000. Temperaturhopperne i 1982 og 1991 var afvigelser eller afvigelser fra normen på grund af vulkanudbrud. Billedkredit: National Climatic Data Center (NCDC)
For det andet, lad os se på temperaturer i midt-troposfæren, som vist på grafen nedenfor. Denne graf viser, at temperaturerne i troposfæren - den nederste del af atmosfæren, hvor mennesker bor, og hvor vi har alt vores vejr - har været varmere.
Billedkredit: NCDC
Hvad betyder disse to grafer tilsammen? De antyder, at stratosfæren afkøles, når troposfæren opvarmes. Forskere har vidst i årevis, at opvarmning i troposfæren kan resultere i en køligere stratosfære. Jorden har brug for balance, og en varmere troposfære er afbalanceret af en køligere stratosfære. Dr. Jeff Master's gjorde et fremragende punkt med hensyn til vores atmosfære, da han sammenlignede den med den meget ekstreme atmosfære af den næste planet indad fra Jorden i vores solsystem, Venus.
Vi behøver kun kigge så langt som vores søsterplanet, Venus, for at se et eksempel på, hvordan drivhuseffekten varmer overfladen, men afkøler den øvre atmosfære. Venus atmosfære er 96,5% kuldioxid, hvilket har udløst en helvedes vækst drivhuseffekt. Den gennemsnitlige overfladetemperatur på Venus er en sydende 894 ° F, varm nok til at smelte bly. Venus øvre atmosfære er dog en forbløffende 4 - 5 gange koldere end Jordens øvre atmosfære.
Hvad ville der sket, hvis CFC-brug ikke var blevet begrænset i 1987 af Montreal-protokollen? Hvis CFC'er stadig blev brugt i vid udstrækning i dag - i betragtning af vores nuværende niveau af global opvarmning - forventes ozonnedbrydning at være større og forekomme hurtigere.
Er Jorden virkelig opvarmning? Ja. 2010 blev f.eks. Bundet med 2005 for det hotteste år på rekorden. I mellemtiden er energimængden fra solen den laveste, siden målingerne begyndte i slutningen af 1970'erne. Noget tilføjer ikke. Hvis drivhusgasser ikke var involveret, ville mindre energi fra solen producere køligere temperaturer overalt i verden. Vi ser dog ikke, at det sker.
For mere information om det arktiske ozonhul, se Dr. Jeff Master's blog og NASA's Earth Observatory.
Nederste linje: Arktis så det første ozonhul udvikle sig i løbet af vinteren 2011. En ekstrem polær hvirvel faldt temperaturer i stratosfæren og skabte gasser, der nedbryder ozonlaget. Det er meget muligt, at vi kunne se flere tilfælde af nedbrydning af ozon i det kommende år, da drivhusgasemissionerne fortsætter, hvilket medfører øget troposfærisk varme og mere stratosfærisk afkøling.