Ilmastonmuutos uhkaa arktista aluetta: raju otsonihäviö on näköpiirissä!

Ilmastonmuutos uhkaa arktista aluetta: raju otsonihäviö on näköpiirissä!

Ilmastonmuutoksen vaikutukset arktisella alueella ovat hälyttäviä. Viime vuosikymmeninä tämän herkän alueen lämpötilat ovat nousseet noin neljä kertaa nopeammin kuin maapallolla keskimäärin. Tällä on vakavia seurauksia otsonikerrokseen ja alueen ilmastoon. Goethen yliopiston ja Karlsruhen teknillisen instituutin (KIT) asiantuntijat koordinoivat ASCCI-kampanjan (Arctic Springtime Chemistry-Climate Investigations) tutkimuslentoja, joissa tutkitaan otsonin, vesihöyryn ja ilmastonmuutoksen vuorovaikutusta arktisella alueella. Mittaukset keskittyvät kevätkuukausiin, joille on ominaista stratosfäärin otsonikerroksen heikkeneminen erityisesti 5-15 kilometrin korkeudessa.

Kampanjaa johtavat professori Björn-Martin Sinnhuber ja professori Andreas Engel. Nykyiselle arktiselle talvelle on ominaista selvästi kylmät olosuhteet stratosfäärissä, mikä voi mahdollisesti johtaa merkittävään otsonikatoon. Vaikka otsonikerrosta heikentävien aineiden, kuten kloorifluorihiilivetyjen (CFC) pitoisuudet ovat laskemassa, näiden aineiden hajoaminen on pitkä prosessi, joka ei ole vielä täysin valmis. Mittaukset dokumentoivat haitallisia otsonia heikentäviä kemikaaleja, ja tutkimus johtaa myös näkemyksiin lyhytikäisinä kasvihuonekaasuina toimivien ilmansaasteiden kulkeutumisesta arktiselle alueelle.

Otsonin häviäminen arktisella alueella

Kahden viime vuosikymmenen aikana alemman stratosfäärin otsonitasot ovat laskeneet jyrkästi lopputalven ja kevään aikana. Kemialliset reaktiot kloori- ja bromiradikaalien kanssa ovat tämän otsonihäviön tärkeimmät syyt. Vaikka otsonikato Etelämantereella osoittautui erittäin vakavaksi – otsonitasot siellä olivat 1990-luvulla noin 100 Dobson-yksikköä (DU) alle vuosien 1970–1982 keskiarvon – arktisen alueen keskiarvo on noin 50 DU. Verrattuna 100 DU korkeampiin alkuarvoihin häviö on merkittävä, mutta arktisella alueella ei ole otsoniaukkoa eikä siten ole merkittävää otsonin heikkenemistä tietyillä korkeuksilla.

Erot otsonin tuhoutumisessa Etelämantereen ja Arktisen alueen välillä johtuvat pääasiassa erilaisista ilmasto-olosuhteista. Etelämantereelle on ominaista sen lähes pyöreä muoto ja vahva eristyneisyys, mutta epäsäännöllinen maa-meri-jakauma ja vahvempi ilmakehän dynamiikka arktisella alueella varmistavat lämpimämmän, otsonia sisältävän ilman tiheämmän vaihdon. Tämä seikka johtaa myös arktisen napapyörteen epävakauteen ja napaisten stratosfääripilvien (PSC) harvinaisempaan, mutta dramaattisempaan esiintymiseen.

Pitkän aikavälin ennusteet ja riskit

Tutkimukset osoittavat, että ilmastonmuutos ja siihen liittyvät muutokset voivat edelleen vaikuttaa kielteisesti arktisen alueen otsonitasoihin. Esimerkki rajuista seurauksista on ennätysmäinen otsonihäviö, joka dokumentoitiin "Mosaic"-matkan aikana keväällä 2020. Tänä aikana noin 95 % otsonista tuhoutui otsonimaksimilla ja otsonikerroksen paksuus pieneni yli puoleen. Professori Markus Rex Alfred Wegener Institutesta (AWI) selittää, että ilmastonmuutos on suoraan vaikuttanut tähän valtavaan otsonihäviöön. Ennusteet osoittavat, että tämä suuntaus voi jatkua 2000-luvun loppuun asti, jos maailmanlaajuisia päästöjä ei valvota.

Vaikutukset ovat merkittäviä erityisesti Euroopassa, Pohjois-Amerikassa ja Aasiassa, missä lisääntynyt UV-säteily voi lisätä ihosyövän ja auringonpolttamien riskiä. Huolimatta siitä, että vuoden 1987 Montrealin pöytäkirja auttoi vähentämään otsonikerrosta heikentävien aineiden, kuten CFC-yhdisteiden, määrää, edistyminen otsonikatoa torjumisessa on edelleen kriittistä. Halogenoitu kaasu, joka edistää ilmaston lämpenemistä, aiheuttaa samanaikaisesti jäähtymistä stratosfäärin ylemmissä ilmakerroksissa, mikä aiheuttaa paradoksaalisia vaikutuksia.

Arktisella alueella Ruotsin Kiirunassa sijaitseva HALO-tutkimuslentokone on käytössä huhtikuuhun asti, jotta voidaan ymmärtää halogenoidun kaasun vaikutusta otsonikerrokseen. Tätä yhteistä aloitetta tukevat useat laitokset, mukaan lukien Jülichin tutkimuskeskus ja Saksan ilmailukeskus (DLR). Tämän tutkimuksen tulokset ovat välttämättömiä, jotta voidaan kehittää tarkoituksenmukaisia ​​keinoja hillitä otsonikatoa arktisella alueella ja arvioida ihmisen toiminnan pitkän aikavälin vaikutuksia ympäristöön. CFC-pitoisuudet napapyörteessä ovat pudonneet 90 prosenttiin maksimiarvosta vuodesta 2000 lähtien, mikä tarjoaa pientä toivonpilkkua siitä, että tilanne voisi parantua pitkällä aikavälillä, jos päästöjä vähennetään rajusti.