Rekordowa dziura ozonowa 2020 na Antarktydzie ostatecznie zamknęła się pod koniec grudnia po wyjątkowym sezonie ze względu na naturalnie występujące warunki meteorologiczne i ciągłą obecność substancji niszczących ozon w atmosferze.
2020 Antarktyczna dziura ozonowa rosła gwałtownie od połowy sierpnia i osiągnęła szczyt na około 24,8 mln km2 w dniu 20 września 2020 roku, rozciągając się nad większością kontynentu antarktycznego.
Była to najdłużej trwająca i jedna z największych i najgłębszych dziur od czasu rozpoczęcia monitorowania warstwy ozonowej 40 lat temu. Przyczynił się do tego silny, stabilny i zimny wir polarny oraz bardzo niskie temperatury w stratosferze (warstwa atmosfery między ok. 10 km a ok. 50 km wysokości). Te same czynniki meteorologiczne przyczyniły się również do rekordowej dziury ozonowej w Arktyce w 2020 r.
To kontrastuje z niezwykle małą i krótkotrwałą dziurą ozonową na Antarktydzie w 2019 r.
„Ostatnie dwa sezony dziury ozonowej pokazują zmienność dziury ozonowej z roku na rok i poprawiają nasze zrozumienie czynników odpowiedzialnych za jej powstawanie, zakres i dotkliwość” – powiedziała Oksana Tarasova, szefowa WMO Atmospheric Environment Research Division, która nadzoruje sieć stacji monitorujących WMO Global Atmosphere Watch. „Potrzebujemy ciągłych działań międzynarodowych w celu egzekwowania Protokołu Montrealskiego w sprawie substancji chemicznych niszczących warstwę ozonową. W atmosferze wciąż znajduje się wystarczająca ilość substancji niszczących ozon, aby co roku powodować jego ubytek” – powiedziała dr Tarasova.
Program Global Atmosphere Watch WMO ściśle współpracuje z Copernicus Atmospheric Monitoring Service, NASA, Environment and Climate Change Canada i innymi partnerami w celu monitorowania warstwy ozonowej Ziemi, która chroni nas przed szkodliwym promieniowaniem ultrafioletowym słońca.
Silny wir polarny
Zubożenie warstwy ozonowej jest bezpośrednio związane z temperaturą w stratosferze, czyli warstwie atmosfery znajdującej się na wysokości od około 10 km do około 50 km. Dzieje się tak dlatego, że polarne chmury stratosferyczne, które odgrywają ważną rolę w chemicznym niszczeniu ozonu, tworzą się tylko w temperaturach poniżej -78°C.
Te polarne chmury stratosferyczne zawierają kryształy lodu, które mogą przekształcić niereaktywne związki w reaktywne, które następnie mogą szybko zniszczyć ozon, gdy tylko światło słoneczne stanie się dostępne, aby rozpocząć reakcje chemiczne. Ta zależność od polarnych chmur stratosferycznych i promieniowania słonecznego jest głównym powodem, dla którego dziura ozonowa jest widoczna tylko późną zimą/wczesną wiosną.
Podczas sezonu wiosennego na półkuli południowej (sierpień – październik) dziura ozonowa nad Antarktydą zwiększa swoje rozmiary, osiągając maksimum między połową września a połową października (obraz NASA Ozone Watch z 2020 r. dziury ozonowej w jej wrześniowym maksimum fot. po lewej). Kiedy temperatury wysoko w atmosferze (stratosfera) zaczynają rosnąć późną wiosną na półkuli południowej, ubytek ozonu spowalnia się, wir polarny słabnie i w końcu się załamuje, a do końca grudnia poziom ozonu wraca do normy.
Jednakże w 2020 roku silny, stabilny i zimny wir polarny utrzymywał temperaturę warstwy ozonowej nad Antarktydą na stałym niskim poziomie, zapobiegając mieszaniu się zubożonego w ozon powietrza nad Antarktydą z bogatym w ozon powietrzem z wyższych szerokości geograficznych.
Przez większą część sezonu 2020 stężenie ozonu w stratosferze na wysokości około 20-25 km (50-100hPa) osiągnęło wartości bliskie zeru, a głębokość warstwy ozonowej wynosiła zaledwie 94 jednostki Dobsona (jednostka miary), czyli około jednej trzeciej jej normalnej wartości.
Unijny Copernicus Atmospheric Monitoring Service poinformował, że analizy ozonu wykazały, że dziura ozonowa zamknęła się 28 grudnia.
W każdym sezonie pojawienie się dziury ozonowej i jej ewolucja są monitorowane za pomocą satelitów i wielu naziemnych stacji obserwacyjnych. Charakterystyka dziury ozonowej, interaktywne mapy, szeregi czasowe, stan obecny i prognozy są przygotowywane i monitorowane przez dużą społeczność ozonową dzięki usługom różnych organizacji, takich jak Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS), program ozonewatch NASA, NOAA, KNMI, ECCC i inne.
Protokół Montrealski
Protokół Montrealski w sprawie substancji zubożających warstwę ozonową jest przełomowym wielostronnym porozumieniem środowiskowym, które reguluje produkcję i konsumpcję prawie 100 substancji chemicznych określanych jako substancje zubożające warstwę ozonową (ODS). Od czasu wprowadzenia zakazu stosowania halowęglowodorów warstwa ozonowa powoli się odbudowuje, a dane wyraźnie wskazują na tendencję zmniejszania się obszaru dziury ozonowej – z zastrzeżeniem rocznych wahań.
W najnowszej ocenie naukowej dotyczącej zubożenia warstwy ozonowej, wydanej w 2018 r. przez WMO / Program Ochrony Środowiska ONZ, stwierdzono, że warstwa ozonowa na ścieżce odbudowy i do potencjalnego powrotu wartości ozonu nad Antarktydą do poziomów sprzed 1980 r. do 2060 r. Wynika to z długiego czasu życia substancji chemicznych w atmosferze.