Doordat de luchtvervuiling toeneemt en de ozonlaag zich herstelt, neemt de concentratie ozon in de atmosfeer toe. En dat blijkt slecht nieuws te zijn voor het klimaat.
In de jaren tachtig van de vorige eeuw werd de wereld opgeschrikt door het gat in de ozonlaag. Dankzij het Montreal Protocol is dat probleem inmiddels grotendeels onder controle; de uitstoot van ozonvernietigende stoffen is aan banden gelegd en de ozonlaag is bezig zich te herstellen. Goed nieuws, zou je zeggen. Maar het verhaal heeft een keerzijde. Samen met de toename van ozon in de onderste lagen van de atmosfeer – veroorzaakt door luchtvervuiling – dreigt het herstel van de ozonlaag er in de toekomst voor te zorgen dat ozon een grotere bijdrage gaat leveren aan de opwarming van de aarde dan eerder werd gedacht. Dat is te lezen in het blad Atmospheric Chemistry and Physics.
De natuurkunde erachter
Hoe kan het dat een herstel van de ozonlaag – iets dat positief klinkt – toch slecht nieuws is voor het klimaat? “Ozon is een broeikasgas en veranderingen in de hoeveelheid ozon in de atmosfeer hebben ook invloed op de energiebalans van de aarde, dat wil zeggen: de netto hoeveelheid energie die het aardsysteem binnenkomt,” vertelt onderzoeker Fiona O’Connor, verbonden aan het Met Office – de Britse tegenhanger van ons KNMI – aan Scientias.nl. “Als de hoeveelheid ozon in de atmosfeer afneemt, leidt dat tot afkoeling, want er wordt minder inkomende energie van de zon vastgehouden door de aarde en haar atmosfeer. En als de hoeveelheid ozon in de atmosfeer toeneemt, leidt dat tot opwarming, want er wordt meer van de inkomende energie van de zon vastgehouden door de aarde. In het verleden had het gat in de ozonlaag dus een koelend effect op het klimaat. Aangezien in de toekomst een herstel van de ozonlaag wordt verwacht, zal de hoeveelheid ozon toenemen en dat heeft een opwarmend effect.”
Gedoe in de troposfeer
Maar niet alleen hoog in de stratosfeer – waar de ozonlaag zich bevindt – neemt de hoeveelheid ozon toe. Datzelfde gebeurt ook veel lager in de atmosfeer, vertelt O’Connor. “Ozon komt zowel voor in de troposfeer – de onderste 10 kilometer van de atmosfeer – als hogerop, in de stratosfeer – oftewel de ozonlaag,” legt O’Connor uit. “Het grootste deel van het ozon – zo’n 90 procent – bevindt zich in de stratosfeer, terwijl slechts ongeveer 10 procent in de troposfeer zit.” De problemen die het Montreal Protocol moesten tackelen, spelen in de stratosfeer: daar werd ozon afgebroken doordat wij cfk’s en andere ozonvernietigende stoffen in de atmosfeer brachten. “Deze stoffen worden inmiddels grotendeels gereguleerd,” stelt O’Connor. Daardoor neemt de hoeveelheid ozon daar dus toe. Ondertussen zien we dat de hoeveelheid ozon ook in de troposfeer toeneemt, maar wel om heel andere redenen. “In de troposfeer neemt ozon toe wanneer de uitstoot van methaan, vluchtige organische stoffen en stikstofoxiden – oftewel de luchtvervuiling – toeneemt. Deze uitstoot hangt samen met het gebruik van fossiele brandstoffen, verkeer, industrie, enzovoort. In de afgelopen periode is de hoeveelheid ozon in de troposfeer door die uitstoot toegenomen, wat een opwarmend effect op het klimaat heeft gehad.”
Het onderzoek
Dus de laatste jaren neemt de hoeveelheid ozon zowel in de troposfeer als in de stratosfeer toe. En dat leidt tot opwarming. “Ozon wordt – na koolstofdioxide en methaan – beschouwd als het derde belangrijkste broeikasgas,” legt O’Connor uit. Tot zover niets nieuws. Maar wat het nieuwe onderzoek van O’Connor en collega’s nu laat zien – en wat wel nieuw is – is dat ozon in de toekomst weleens een veel grotere bijdrage aan de opwarming van de aarde kan gaan leveren, dan gedacht. “In ons onderzoek hebben we berekend hoe de hoeveelheid ozon verandert tussen nu en 2050, en wat dat betekent voor de energiebalans van de aarde,” legt O’Connor aan Scientias.nl uit. “Een vergelijking van onze nieuwste schatting met die uit het zesde IPCC-klimaatrapport laat zien dat ozon in het door ons geanalyseerde toekomstscenario naar de tweede plaats stijgt op de ranglijst van belangrijkste broeikasgassen.”
Gat wordt gedicht, vervuilde lucht blijft
In het toekomstscenario dat O’Connor noemt, gaan de onderzoekers ervan uit dat het herstel van de ozonlaag doorzet en de hoeveelheid ozon in de stratosfeer dus toeneemt. Ook gaan ze ervan uit dat de mensheid niet al te veel moeite doet om de luchtvervuiling te bedwingen, zodat ook de vorming van ozon in de troposfeer doorgang blijft vinden. “En het is juist die combinatie van toekomstige toenames van ozon in zowel de stratosfeer als de troposfeer die ervoor zorgt dat ozon als geheel een opwarmend effect op het klimaat heeft en – na koolstofdioxide – het tweede belangrijkste broeikasgas wordt,” vertelt O’Connor.
Ozonlaag moet gerepareerd
Het is geen wenselijk scenario. Maar wat kunnen wij ertegen doen? Het herstel van de ozonlaag moet doorgang blijven vinden, want dat deel van de atmosfeer beschermt ons tegen kankerverwekkende uv-straling van de zon. “Landen doen er goed aan om stoffen zoals cfk’s en hcfc’s die de ozonlaag aantasten, uit te bannen,” benadrukt onderzoeker Bill Collins. Van de ozonlaag moeten we dus verder afblijven en accepteren dat deze zich de komende decennia verder zal herstellen en daarbij onvermijdelijk bijdraagt aan een verdere opwarming van de aarde.
Maar dat betekent niet dat we geheel machteloos staan. Want wat landen ondertussen wél aan kunnen pakken om de door ozon ingegeven opwarming van de aarde te beperken, is de luchtvervuiling. O’Connor: “Als landen de uitstoot van methaan en andere vluchtige organische stoffen en stikstofoxiden terugdringen, zal de toename van ozon in de troposfeer kleiner zijn.” En het mes snijdt daarbij aan twee kanten. “Ozon heeft een beperkter opwarmend effect op ons toekomstige klimaat en we verbeteren de luchtkwaliteit, wat goed is voor de volksgezondheid.”
