Het ozongat is een bekend fenomeen dat we vooral kennen vanuit de problematiek uit de jaren ’80. Vaak wordt dit fenomeen wel eens verkeerdelijk geassocieerd met de klimaatverandering. Ook vandaag de dag is er nog steeds een ozongat boven Antarctica, dat de afgelopen maand zelfs een uitzonderlijk grote omvang bereikte. In dit artikel leggen we voor u uit wat het ozongat is, hoe het ontstaat en wat de rol van de mens daarin is.

Deelnemen aan discussie? Ben je geïnteresseerd om deel te nemen als weeramateur of liefhebber van het weer aan het weerforum? Onderaan dit artikel krijg je bliksemsnel & gratis toegang tot alle reacties. Je kan ook je eigen weerfoto’s opladen.

Wat is ozon en hoe ontstaat het?

Ozon in de stratosfeer

Ozon bevindt zich van nature voornamelijk (> 97%) in de stratosfeer. De stratosfeer is een laag binnenin de aardse atmosfeer die zich bevindt tussen ongeveer 10 en 50 kilometer hoogte. Deze bevindt zich boven de troposfeer, de laag waarin ons weer zich afspeelt. De ozonconcentratie is maximaal tussen ongeveer 20 en 30 km hoogte.

De ozonconcentratie is het hoogst in de stratosfeer, tussen 20 en 30 kilometer hoogte (Ahrens, 2009).

Hoe ontstaat stratosferisch ozon?

Ozon heeft als chemische formule O3 en ontstaat als gevolg van een reactie tussen zuurstofmoleculen en ultraviolette straling (UV stralen), afkomstig van de zon. Onder invloed van het UV licht breekt een zuurstofmolecule open in 2 vrije en reactieve zuurstofradicalen:

O2 –> 2O

Zo’n reactief radicaal kan dan op zijn beurt opnieuw reageren met zuurstofgas en op die manier ozon vormen:

O2 + O –> O3

In de omgekeerde richting kan ozon ook weer afgebroken worden tot zuurstof en een vrij zuurstofradicaal:

O3 –> O2 + O

Ozon heeft een zeer belangrijke functie in de stratosfeer, net omwille van de interactie met de UV straling. Het beschermt ons en de natuur tegen de schadelijke UV straling van de zon.

Ozon als fotochemische smog in de troposfeer

Ozon zit soms ook in de lucht nabij het oppervlak, hetzij in veel lagere concentraties. Dit gebeurt vaak in de zomer na een periode van zeer warm weer of in zeer rustige weercondities, met een temperatuurinversie. Dit troposferisch ozon ontstaat op een andere manier dan de ozon in de stratosfeer en kent een meer menselijke oorzaak, nl. luchtvervuiling.

In grootsteden zorgt de luchtvervuiling vaak voor fotochemische smog als gevolg van luchtvervuiling. Die uit zich vaak als een nevel die boven de stad hangt.

Uitlaatgassen veroorzaken vaak luchtvervuiling. Daardoor komen er stikstofoxiden vrij in de lucht (NOx). Deze stikstofoxiden kunnen onder invloed van het zonlicht afgebroken worden en opnieuw een vrij radiaal vormen. Dat radicaal zuurstofatoom kan met zuurstof reageren tot ozon:

NOx –> NO + O

O2 + O –> O3

Deze soort van ozon noemen we ook wel ‘fotochemische smog’, een visueel zichtbare smog die vaak ontstaat bij hogedrukgebieden met een inversie. In zulke omstandigheden is de luchtkwaliteit vaak zeer slecht, met een risico op gezondheidsproblemen.

Hoe ontstaat het ozongat?

Wat is het ozongat precies?

Het zogeheten “gat in de ozonlaag” of ozongat, moeten we niet letterlijk interpreteren als een gat in de atmosfeer. Het is een gebied in de stratosfeer, waar de ozonconcentraties veel lager liggen dan normaal, als gevolg van veelvuldige afbraak van ozonmoleculen. Dit gebied situeert zich voornamelijk boven Antarctica. De afbraak van ozon in de stratosfeer kent vele oorzaken, waaronder ook een menselijke component.

Menselijke impact op het ozongat

Bepaalde gassen, waaronder verschillende soorten drijfgassen, zijn in staat om (samen met UV straling) ozon af te breken. Voornamelijk chloorfluorkoolstofgassen (zogeheten CFK’s), die vroeger vooral in spuitbussen gebruikt werden als drijfgassen, zijn sterke boosdoeners op dat vlak. De concentratie van deze gassen nam de afgelopen decennia toe.

Ook op dit plekje met je bedrijf? Mail naar sales@noodweer.be

Vanaf de jaren ’70 – ’80 kwamen wetenschappers tot het besef dat deze gassen de stratosfeer bereikten en als gevolg daarvan de ozonconcentraties drastisch verlaagden en het ozongat boven de Zuidpool kon ontstaan. Eind jaren ’80 werd daarom het Montrealverdrag afgesloten, een milieuverdrag, waarin werd afgesproken dat de uitstoot van de schadelijke CFK’s moest worden verminderd om de ozondepletie tegen te gaan en het gat in de ozonlaag te beperken in de toekomst. Sindsdien is de uitstoot van CFK’s afgenomen en is het gat in de ozonlaag zich aan het stabiliseren.

Het ozongat boven Antarctica op 1 november 2020 (in Dobson Units DU) (Copernicus ECMWF).

Natuurlijke drijfveren van ozondepletie

Naast de menselijke impact op de ozonafbraak zijn er ook heel wat natuurlijke factoren die ozonafbraak faciliteren. Voornamelijk de temperaturen in de stratosfeer en de sterkte van de polaire stratosferische vortex spelen daarin een belangrijke rol.

Polaire vortex

Tijdens de Antarctische wintermaanden (juni-augustus) neemt de temperatuur sterk af, ook op grote hoogte. Door het sterke temperatuurcontrast met de omgeving ontstaat er een sterke wind in de stratosfeer die we de ‘polaire vortex’ noemen. Als de polaire vortex zeer sterk is, blijft de zeer koude lucht boven Antarctica gevangen in de stratosfeer. Binnen de polaire wervel kunnen zich dan stratosferische wolken vormen. Dit zijn erg koude ijswolken, waarin ook tal van chemische reacties plaatsvinden, onder ander met de CFK’s.

In 2020 was het ozongat zeer groot door een sterk ontwikkelde polar vortex (Copernicus ECMWF).

Tijdens de winterperiode op Antarctica komt de zon lange tijd niet boven de horizon (poolnacht). Dit betekent dat er weinig of geen interactie is met de UV straling. Vanaf de lente (augustus-oktober) komt de zon weer tevoorschijn, en kan het UV licht reageren met de CFK’s én de ozon, om zo ozon af te breken.

De ozonconcentratie liggen daardoor lager tijdens de Antarctische lente en zo kan het ozongat elk jaar opnieuw in de lente ontstaan. Hoeveel ozon er wordt afgebroken hangt dus sterk af van de sterkte van de stratosferische polaire vortex en de temperaturen in de stratosfeer. Hoe kouder de stratosfeer is, en hoe stabieler de vortex, hoe makkelijker de ozon kan worden afgebroken.

Hoe is het gesteld met het ozongat?

In 2020 was het ozongat boven Antarctica zeer groot. Dat werd voornamelijk veroorzaakt door zeer lage temperaturen in de stratosfeer een een zeer sterke en stabiele polaire wervel.

In 2020 was het ozongat zeer groot door een sterk ontwikkelde polar vortex en zeer koude stratosferische temperaturen (Copernicus ECMWF).