In het voorjaar en de zomer van 2020 is ozon - dat schadelijk is voor de mens in de vrije troposfeer of de onderste luchtlagen van de atmosfeer - op het noordelijke halfrond gemiddeld met 7% afgenomen. Dit is het resultaat van een onafhankelijke internationale studie, die zojuist is gepubliceerd onder leiding van de Duitse weerdienst (Deutsche Wetterdienst, DWD).
Ozonmetingen in coronatijden
Voor de studie werden ozongegevens van in totaal 45 meetstations wereldwijd geëvalueerd. Hiervoor werden enerzijds ozonpeilingen en anderzijds teledetectietechnieken gebruikt (LIDAR). Het KMI nam ook deel aan deze studie. Dankzij ons gemotiveerd team zijn we er in deze moeilijke omstandigheden toch in geslaagd om het hoogste aantal peilingen aan te leveren (gemiddeld 12 peilingen per maand, het hele jaar door). Hiervoor onze oprechte dank aan ons ozonteam (zie foto hieronder)!
De leden van het ozonteam van het KMI.
Minder stikstofoxide, minder ozon
Transport is een belangrijke bron van stikstofoxide in de atmosfeer. De COVID-19-pandemie heeft wereldwijd gezorgd voor minder verkeer op de weg, zeker in het begin van de pandemie. Gemiddeld is de wereldwijde uitstoot ten gevolge van transport over land in 2020 met ongeveer 14% gedaald, en voor de luchtvaartsector was dit zelfs met 40%. In stedelijke agglomeraties met sterk verontreinigde lucht werd wereldwijd een stijging van de ozonwaarden op leefniveau geregistreerd als gevolg van de lockdowns. De reden hiervoor is dat in die verontreinigde lucht, dicht bij de emissiebronnen, stikstofoxide in normale omstandigheden ozon vernietigt. Gezien de sterke afname in de uitstoot van stikstofoxides, werd ozon minder afgebroken hetgeen resulteert in hogere ozonconcentraties.
Door een andere verhouding van vluchtige organische stoffen en stikstofoxides in relatief propere lucht, zoals in de vrije troposfeer, leidt minder stikstofoxide daarentegen tot minder ozon, zoals nu op het noordelijke halfrond wordt waargenomen. Door de lockdowns werd er minder stikstofoxide in de atmosfeer uitgestoten en werd er dus minder ozon geproduceerd in de vrije troposfeer (zie figuur hieronder).
Dit onderzoek werd geleid door Dr. Wolfgang Steinbrecht van de Duitse weerdienst (DWD). De resultaten van deze studie werden zonet gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift 'Geophysical Research Letters' (Engels).
Waargenomen maandgemiddelden van ozon voor Ukkel. De resultaten zijn voor 6 km hoogte. De dikke rode lijn geeft het jaar 2020 aan. Klimatologische gemiddelden en standaardafwijkingen over de jaren 2000 tot 2020 worden aangegeven door de dikke zwarte lijnen. Donkerblauwe lijnen en schaal aan de rechterkant stemmen overeen met de CO2-emissiereductie (in procenten), als proxy voor de afname van ozonprecursoren in 2020.
Lancering van een ozonsonde met een weerballon in Ukkel.
Achtergrondinformatie over ozon
Ozon is een belangrijk gas in de atmosfeer van de aarde. Ongeveer 90% van de ozon bevindt zich in de stratosfeer tussen 10 en 50 km hoogte. Deze ozonlaag fungeert als een natuurlijke "zonnebril" om het leven op het aardoppervlak te beschermen tegen de schadelijke en gevaarlijke uv-straling van de zon. Deze schadelijke uv-stralen worden door deze stratosferische ozonlaag gefilterd. Voldoende ozon in de stratosfeer is dus van fundamenteel belang voor het leven op aarde.
Ongeveer 10% van de ozon bevindt zich in de troposfeer, dat wil zeggen vanaf de grond tot 10 km boven het aardoppervlak. In de troposfeer is ozon een belangrijk broeikasgas. Als sterk oxidatiemiddel kan het bij hogere concentraties irritatie en schade aan de ademhalingswegen van mens en dier veroorzaken, en bovendien schade veroorzaken aan planten en de oorzaak zijn van mislukte oogsten.
De ideale situatie zou zijn: veel ozon in de stratosfeer en weinig ozon in de troposfeer. Menselijke activiteiten hebben de laatste honderd jaar echter geleid tot een wereldwijde afname van stratosferische ozon en een toename van de ozon in de troposfeer. In het geval van ozon in de stratosfeer was het wereldwijde verbod op ozonafbrekende stoffen door het internationale Protocol van Montreal (1987) een groot succes. Het bracht een langzaam herstelproces van de ozonlaag op gang, dat echter nog 30 tot 80 jaar zal duren.
Tussen de jaren vijftig en het einde van de jaren negentig zijn de ozonconcentraties in de troposfeer sterk toegenomen, maar deze toename is grotendeels een halt toegeroepen dankzij de sterke reductie in stikstofoxides en vluchtige organische stoffen vanuit de industrie en het verkeer.
