Aantasting van de ozonlaag: oorzaken en effecten

Wat is de ozonlaag?

De stratosfeer is de luchtlaag tussen ongeveer 15 tot 40 km hoogte. Deze heeft van nature een hoge ozonconcentratie en wordt daarom ook wel de ozonlaag genoemd. Het ozon beschermt de aarde tegen te hoge instraling van ultraviolet (UV)-licht afkomstig van de zon. Als gesproken wordt over een afname van de dikte van de ozonlaag (of over het gat in de ozonlaag), dan wordt daarmee een (sterke) vermindering van de ozonconcentratie in de stratosfeer bedoeld.
Boven het zuidpoolgebied is de afname van de ozonconcenteratie veel sterker dan gemiddeld op aarde. Dit gebeurt vooral tijdens het lenteseizoen op het zuidelijk halfrond. Dat heeft te maken met de extreem lage temperaturen die daar heersen in de stratosfeer aan het einde van de winter. Deze lage temperatuur leidt tot vorming van polaire, stratosferische wolken (PSC's). Aan het oppervlak van de wolkendruppels wordt versneld ozon afgebroken onder invloed van het in de lente terugkerende zonlicht. Ook in het noordpoolgebied treedt dit proces op, maar in minder sterke mate dan bij de zuidpool. Het gat in de ozonlaag is daarom vooral bij de zuidpool groot. Het gat varieert sterk in omvang gedurende een jaar en is maximaal in het lenteseizoen (september tot november) aldaar.

De dikte van de ozonlaag neemt de laatste jaren niet meer verder af

Vanaf ongeveer 1980 is de dikte van de ozonlaag afgenomen, vooral tijdens de jaren tachtig en begin jaren negentig van de vorige eeuw. De afname bedraagt op gematigde breedtes van het noordelijk halfrond nu zo'n 3% ten opzichte van de periode voor 1980, en zo'n 6% op gematigde breedtes van het zuidelijk halfrond. De afname heeft de laatste jaren niet verder doorgezet, en stabiliseert dus nu min-of-meer op dit lagere niveau. Dit hangt samen met het feit dat de piek in de concentraties van stoffen die de ozonlaag aantasten nu vrijwel is bereikt. Dit komt omdat de wereldwijde productie en het gebruik van ozonlaagafbrekende stoffen onder invloed van het internationale milieubeleid (Montreal protocol) zeer sterk is teruggedrongen. De concentraties van sommige ozonlaagafbrekende stoffen zijn inmiddels aan het dalen. Door verdere daling kan op termijn herstel van de ozonlaag optreden. Waarschijnlijk zal dit herstel echter pas na 2010 waarneembaar worden. Ook het gat in de ozonlaag boven de zuidpool zal nog vele tientallen jaren blijven bestaan. Een volledig herstel van de ozonlaag zal meer dan 50 jaar duren.

• Dikte van de ozonlaag, 1980-2022

De UV-belasting neemt toe

Het dunner worden van de ozonlaag leidt tot een toename van de UV-straling op het aardoppervlak. In Nederland is de totale voor huidkanker relevante UV-belasting sinds 1980 met ruim 5% toegenomen. In Centraal-Europa is de toename van de UV-straling hoger, namelijk 7-8% ten opzichte van 1980.

• UV-straling in Nederland, 1980-2022
• UV-straling in Europa, 1980-2006

Effecten van de toename van de UV-belasting

Een toename van de UV-straling veroorzaakt tal van schadelijke effecten voor gezondheid en milieu, waaronder extra gevallen van huidkanker. Op termijn kan jaarlijks het aantal personen met huidkanker in Nederland met bijna 2000 toenemen ten opzichte van 1980. Van deze extra gevallen zullen naar schatting per jaar 30 tot 40 personen overlijden.

• Extra huidkankerrisico in Europa door toename UV-straling, 1980-2006

Oorzaken van de aantasting van de ozonlaag

Chloor-, broom- en stikstofverbindingen hebben een negatieve invloed op de concentratie van ozon in de stratosfeer. CFK's, halonen, HCFK's en methylbromide zijn de voornaamste menselijke bronnen van chloor en broom in de stratosfeer. De mens produceert deze stoffen sinds het begin van de 20^ste eeuw. Ze zijn voornamelijk gebruikt als koelmiddel in koelkasten, voor chemische reiniging, in spuitbussen, als brandblusmiddel, voor het maken van schuimen en voor grondontsmetting (methylbromide). De productie van ozonlaagaantastende stoffen is sinds het midden van de jaren negentig wereldwijd sterk gedaald door de maatregelen zoals afgesproken in het Montreal Protocol.
De grootste bijdrage aan de hoeveelheid stikstofverbindingen in de stratosfeer komt van lachgas (N₂O). Dit gas komt voornamelijk van natuurlijke bronnen, maar kent ook een bijdrage uit antropogene bronnen zoals landbouw.

• Ozonlaagaantastende stoffen en vervangers, mondiaal gebruik, 1980-2004
• Verkoop en emissie van CFK's en halonen in Nederland, 1980-2003

Relatie aantasting ozonlaag en klimaatverandering

Er zijn diverse relaties tussen de aantasting van de ozonlaag en klimaatverandering, zowel wat betreft oorzaken als effecten. Veel stoffen die de ozonlaag aantasten, zijn ook krachtige broeikasgassen. Veel van deze stoffen blijven nog tientallen tot honderden jaren in de atmosfeer aanwezig en zullen dus in die periode blijven bijdragen aan het versterkte broeikaseffect.
Zowel door verdunning van de ozonlaag als door uitstoot van broeikasgassen koelt de stratosfeer af. Hierdoor kunnen windpatronen veranderen in de stratosfeer, maar ook in de troposfeer en nabij het aardoppervlak. De afbraak van de ozonlaag draagt dus ook bij tot verandering van windpatronen en het klimaat.
Tegelijkertijd heeft afkoeling van de stratosfeer ook effect op de dikte van de ozonlaag. In de hogere stratosfeer leidt dit tot minder snelle afbraak van ozon, en dus sneller herstel van de ozonlaag. In de lagere stratosfeer is het effect nog niet duidelijk, en kan leiden tot snellere of minder snelle afbraak van ozon. Ondanks de interactie van de ozonlaag met klimaatverandering, zal het herstel van de ozonlaag naar niveaus van voor 1980 worden gedomineerd door de afname van concentraties ozonlaagafbrekende stoffen. Door klimaatverandering kan het tempo van herstel, en ook het uiteindelijke niveau dat zal worden bereikt wel worden beïnvloed. Klimaatverandering kan zowel tot een versneld als vertraagd herstel leiden. De beïnvloeding door klimaatverandering kan bij de polen anders zijn dan op gematigde breedtes.

• Inleiding tot het broeikaseffect

Het Montreal Protocol

Het internationale beleid heeft tot doel het beperken of stopzetting van de productie en het gebruik van de stoffen die de ozonlaag aantasten. Dit doel is in 1987 vastgelegd in het Montreal Protocol. De landen die het protocol hebben ondertekend, verplichten zich om vanaf 1996 geen chloorfluorkoolwaterstoffen (CFK's) meer te gebruiken. Voor ontwikkelingslanden geldt deze verplichting vanaf 2010. In het protocol is het gebruik van HCFK's nog een reeks van jaren toegestaan.

• Aantasting van de ozonlaag: beleid

Toelichting gebruikte afkortingen

CFK's Chloorfluorkoolwaterstoffen; ook wel freonen (=de oorspronkelijke handelsnaam van producent Dupont Nemours) genoemd. Bevatten geen waterstof (H).
Halonen Fluor-, chloor- én broomhoudende koolwaterstoffen.
HCFK's Chloorfluorkoolwaterstoffen die, naast chloor- en fluoratomen nog één of meer waterstof (H) atomen bevatten.
HFK's Fluorkoolwaterstoffen die naast fluoratomen nog één of meer waterstof (H) atomen bevatten.
PFK's Perfluorkoolwaterstoffen. Deze zijn volledig gefluorideerd en bevatten dus geen enkel waterstofatoom.