I 1989 sang DumDum Boys om at «det er et hull i himmelen», med klar referanse til ozonhullet og farene det førte med seg. Men hva er ozonlaget, og hvorfor hører vi så lite om dette hullet i dag?
– Ozon er en gass som er naturlig til stede i jordas atmosfære, forteller seniorforsker Tove Svendby ved NILUs avdeling for atmosfære og klima. – Ozonet fordeler seg oppover i atmosfæren, med ca 10% i den delen som er nærmest jorden (troposfæren, fra jordoverflaten og ca. 15 km opp), og de resterende 90% i stratosfæren. Stratosfæren begynner der troposfæren slutter, og strekker seg ca. 50 kilometer opp fra bakken. Til sammen kalles dette ozonlaget, og det dekker hele jordkloden i varierende tykkelser.
Ozonlaget er jordas solkrem
I forhold til andre stoffer i atmosfæren er det ikke så mange ozonmolekyler der ute. Dersom vi kunne presset alle ozonmolekylene i hele ozonlaget sammen i ett lag som bare inneholdt ozon, ville det bare vært ca. tre millimeter tykt, omtrent like høyt som denne streken her: I.
Men det er et svært viktig lag! Uten ozon i atmosfæren ville vi alle sammen blitt forferdelig solbrente i løpet av få minutter.
Ozonlaget beskytter oss nemlig mot skadelig ultrafiolett stråling fra sola. Det er jordas solkrem.
– Den globale solbeskyttelsen fungerer slik at sollys med en bølgelengde mellom 290 og 320 nanometer absorberes av ozonlaget, sier Svendby. – Dette spekteret av solstråling opp til 320 nanometer kalles UV-B, og det er denne strålingen som gjør at vi blir solbrent. Det er også denne strålingen solkremen vi kjøper i butikken primært beskytter oss mot.
Ozonlaget er dermed veldig viktig for oss, for jo tynnere ozonlaget blir, jo større doser skadelig ultrafiolett stråling (UV-B) når jordoverflaten. Når det er ozonhull i Antarktis er ofte UV-strålingen mer intens enn i solrike San Diego, California.
Viktig for helse og liv
Svendby forklarer videre at noe minutter med soling er bra, ettersom det dannes D-vitamin i kroppen. Det er imidlertid viktig å sole seg med måte. Mye UV-stråling gjør oss ikke bare solbrente, det kan også svekke immunsystemet vårt og gjøre at faren for hudkreft og infeksjonssykdommer øker.
Øynene våre er særlig ømfintlige, så økt UV-stråling kan gi større risiko for skader på øynene. Øyesykdommen grå stær, som gjør at øyelinsen blir mer uklar, har en klar sammenheng med langvarig UV-eksponering.
Økt UV-stråling kan også føre til skader på planter og dyr, og føre til reduserte avlinger og svikt i matvareproduksjon. Havets økosystemer vil også kunne skades.
Ozonhull en gang i året
Når Svendby og andre forskere snakker om “ozonhullet” tenker de på den kraftige reduksjonen i ozon som finner sted over Sydpolen hvert år i september-november. Dette er altså et årlig fenomen som startet på 1980-tallet, og det varer i ca. 2-3 måneder.
Ozonhullet ble oppdaget i 1985 av britiske forskere, og funnet ble snart bekreftet av amerikanske satellitt-data fra instrumentet TOMS. Vanligvis er ozonhullet på det “dypeste” i begynnelsen av oktober.
Menneskenes utslipp av klorholdige stoffer (KFK-er) er en viktig årsak til at ozonhull dannes over Antarktis. Grunnen til at vi ikke har tilsvarende store ozonhull over Nordpolen er todelt: Stratosfæren er som regel varmere over Arktis enn Antarktis. Dermed har ikke KFK-ene den samme ozonnedbrytende effekten i nord. I tillegg har Antarktis en vedvarende, kraftig syklon oppe i den midtre og øvre troposfæren og i stratosfæren – den hindrer ozonrik luft fra lavere breddegrader fra å komme inn i det antarktiske området. Den tilsvarende virvelen over Arktis er mindre stabil, dermed får vi sjelden kraftige og langvarige ozonhull i nord.
– Vinteren/våren 2011 var et unntak i så måte, kan Tove Svendby fortelle. – Da ble det observert et langvarig ozonhull også i Nordpolområdet, og dette skyldtes en unormalt kald stratosfære over flere uker, i tillegg til at det kom lite ozonrik luft inn fra sørligere breddegrader.
Er ozonlaget friskmeldt?
Takket være internasjonale avtaler, har produksjon og utslipp av ozonnedbrytende gasser blitt kraftig redusert. I 2014 ga FNs miljøprogram (UNEP) og FNs World Meteorological Organization (WMO) ut en rapport som viste at dersom den positive utviklingen vi har sett de siste årene fortsetter, vil ozonlaget være tilbake på 1980-nivå rundt år 2050.
I rapporten påpekes det at utfasing av ozonnedbrytende stoffer som klorfluorkarboner (KFK-er) og haloner har hatt stor positiv virkning også på det globale klimaet, fordi mange av stoffene omfattet av Montréalprotokollen også er potente klimagasser. Dette er veldig positivt, og for klimaforskere som Svendby er det hyggelig å kunne komme med gode nyheter av og til.
Spiser av gevinsten
Men det er fremdeles grunn til en viss bekymring. Årsaken til det er stoffene vi bruker for å erstatte KFK-ene og halonene som Montréalprotokollen i all hovedsak har satt en stopper for. De nye stoffene, blant dem hydroklorfluorkarboner (HKFK) og hydrofluorkarboner (HFK), brukes blant annet i isolasjonsmaterialer, i kjøleindustrien, ved renseanlegg og til brannslukning. HKFK og HFK har også vist seg å være kraftige klimagasser.
NILU er ansvarlig for målinger av en rekke haloner, KFK-, HKFK- og HFK-gasser på Zeppelin-observatoriet på Svalbard. De siste målingene fra Svalbard viser at nivåene av de fleste ozonnedbrytende gassene synker som forventet, men forskerne ser også at nivåene for hydroklorofluorkarboner (HKFK) og halon-1301 fremdeles øker.
– Det foregår en stadig utvikling og forskning for å finne fram til erstatningsstoffer som både er gunstige for ozonlaget og for klimaet, avslutter Tove Svendby, – men dette er et omfattende arbeid som vil ta tid.
Ozonlaget fra 1930 til i dag
1930-tallet: Klorfluorkarboner (KFK-er) ble utviklet og brukt til en rekke ulike formål – blant annet i kjølevæske, drivgasser i spraybokser og i rengjøringsmidler. De nye stoffene er stabile, ikke giftige og lite brennbare, noe som gjør dem svært nyttige for en rekke ulike industriformål. Det de derimot gjør er å stige opp i stratosfæren, det laget av atmosfæren som ligger mellom 15-50 kilometer over bakken, der de kommer i kontakt med intenst sollys. Sollyset bryter de kjemiske bindingene i KFK-ene, og frigjør et såkalt klorradikal, som bokstavelig talt river ozonmolekyler (O3) fra hverandre og bryter ned ozonlaget.
1961: World Meteorological Organization (WMO) stifter sitt World Ozone Data Centre.
1974: Hypotesen om at KFK-er bryter ned ozonlaget formuleres.
1975: KFK-er blir målt i stratosfæren, i samme høydeområde som ozonlaget befinner seg.
1977: WMO lanserer sin «World Plan of Action on the Ozone Layer».
1978: NASA sender opp TOMS – Total Ozone Mapping Spectrometer for å undersøke hvordan det står til med ozonlaget. Ved å analysere mengden av solas ultrafiolette energi som blir reflektert tilbake fra atmosfæren, kan satellitten måle hvor tykt eller tynt ozonlaget er på forskjellige høyder og steder.
1985: Ozonhullet over Antarktis blir oppdaget. Tidsskriftet Nature publiserer en artikkel om det store ozontapet som finner sted i Antarktis om våren.
1987: De globale utslippene av ozonnedbrytende stoffer når sitt høydepunkt, og det er enighet om at menneskeskapte stoffer er hovedårsaken. Som følge av dette ble det inngått en internasjonal avtale 16. september 1987, den såkalte Montréalprotokollen. 24 land, i tillegg til EØS, forplikter seg til å slutte å bruke KFK-er, haloner og andre ozonnedbrytende gasser.
1989: Montréalprotokollen trer i kraft 1. januar 1989.
1995: Nobelprisen i kjemi går til tre ozonforskere: nederlenderen Paul J. Crutzen ved Max-Planck-Institut für Chemie, Mainz og amerikanerne Mario Molina og Frank Sherwood Rowland ved University of California, Irvine, for deres arbeid med og forskning på ozonnedbrytende stoffer.
2004: I perioden 1986-2004 synker forbruket av KFK-er, haloner og andre ozonnedbrytende stoffer med mer enn 99% i Norge.
2007: Utfasingen av HKFK-er (hydroklorfluorkarboner, et annet ozonnedbrytende stoff) skyter fart.
2008: Nivåene av EESC (equivalent effective stratospheric chlorine) har sunket med 10% fra toppunktet i 1997. EESC estimerer den totale effektive mengden av halogener (klor og brom) i stratosfæren, og brukes for å kvantifisere menneskeskapt nedbryting av ozonlaget over tid.
2009: Montréalprotokollen blir den første globalt ratifiserte avtalen idet det 196. landet undertegner. I Norge skjerpes målene for reduksjon og stans av forbruket av ozonnedbrytende stoffer, etter at EU i 2000 og i 2009 vedtok strengere regulering av ozonreduserende stoffer enn Montréalprotokollen.
2010: Produksjon av KFK-er og haloner forbys på verdensbasis. Det vil likevel ta mange tiår før stoffene forsvinner fra stratosfæren.
2011: Vinteren 2011 ble det observert rekordstor ozonnedbrytning over Arktis, og i forskningsmiljøer diskuteres det om dette er første gang vi har ozonhull også i Arktis. En foreløpig analyse av NILUs målinger på Svalbard viser at det var ca. 40% ozontap over Svalbard denne vinteren.
2012: Montrealprotokollen har forpliktende utfasingsregimer av ozonreduserende stoffer i alle land. Utfasingen blir regulert gjennom forbud mot produksjon, import og eksport. Per 2012 er cirka 98% av alle stoffene som er omfattet av protokollen, faset ut.
2014: Globale målinger antyder at ozonnedbrytningen har stoppet opp. WMO og UNEP varsler at ozonlaget kan være tilbake på 1980-nivå rundt år 2050, dersom den positive utviklingen fortsetter.
