|
|
Ósonmćlingar í Reykjavík 1995-1998 og ástand ósonlagsins á norđurslóđum |
|---|---|
| Jarđeđlissviđ |
| 3. Niđurstöđur mćlinga | Efnisyfirlit | 5. Niđurlag |
4. ÁSTAND ÓSONLAGSINS Á NORÐURSLÓÐUM
Hér verður litið á ástand ósonlagsins á norðurslóðum á því tímabili sem hér er til umfjöllunar. Með norðurslóðum er sérstaklega átt við svæðið milli 50°N og 80°N þótt stundum verði vikið þar suður fyrir. Einkum verður hugað að ástandi lofthjúpsins á því tímabili á hverju ári þegar eyðing ósons vegna athafna manna getur átt sér stað, þ.e. af völdum mikils magns klór- og brómsambanda sem jarðarbúar hafa látið frá sér og borist hefur upp í heiðhvolfið. Þetta tímabil getur náð frá mánaðarmótum nóvember–desember og fram í apríl. Þá verður litið frekar á niðurstöður mælinganna í Reykjavík og þær settar í samhengi við heildarástandið á svæðinu.
Staða og útbreiðsla pólhvirfilsins (polar vortex) í efri hluta veðrahvolfsins og heiðhvolfinu hefur mikil áhrif á ósonmagnið. Pólhvirfillinn er mjög kaldur loftmassi sem er í mjög litlu sambandi við loftmassa af suðlægari breiddargráðum, en því valda öflugir vestlægir vindar, þ.á.m. skotvindurinn (jet stream), en hans gætir helst í um 10 km hæð, rétt við veðrahvörfin. Staðsetning hvirfilsins er breytileg, en yfirleitt er hann að finna norðan 60°N. Samspil nokkurra þátta, svo sem þegar sól rís aftur upp fyrir sjóndeildarhring eftir vetrarmyrkrið og að veðurkerfi veðrahvolfsins brjóta sér leið norður, leysa að lokum upp pólhvirfilinn. Hvenær hvirfillinn hverfur er mjög breytilegt frá ári til árs, en hans getur gætt fram í apríl (European Ozone Research Coordinating Unit 1995).
Eins og áður segir er pólhvirfillinn mjög kaldur loftmassi. Hitastigið í efri hluta veðrahvolfsins og í heiðhvolfinu, á þeim svæðum þar sem hann ríkir og í grennd við þau, fer einatt niður fyrir - 78°C og skapast þá skilyrði til myndunar pólskýja (polar stratospheric clouds). Nærværa þeirra auk mikils magns af ósoneyðandi efnum, klór- og brómsamböndum, og geislun frá hækkandi sól myndar aðstæður fyrir ósoneyðingu sem verður því umfangsmeiri eftir því sem styrkur þessara efnasambanda vex.
Sé ástand ósonlagsins 1995 skoðað kemur í ljós að ósoneyðingin þá var sú mesta sem sést hafði til þess tíma. Mælingar veturinn 1994- 1995 voru mun umfangsmeiri en oftast áður og kom þar ekki síst til SESAME–verkefnið, en það var tveggja ára fjölþjóðlegt samvinnuverkefni styrkt af Evrópusambandinu. Þannig leiddu mælingar í ljós að ósoneyðing innan pólhvirfilsins í 18 km hæð eða svo náði 1.5% á dag á tveimur 10 daga tímabilum, öðru í janúarlok og hinu um miðjan mars. Ósonstyrkurinn í þessari hæð í mars mældist aðeins um helmingur þess sem verið hafði árin á undan. Þetta frávik má að mestu skýra sem eyðingu af völdum klór- og brómsambanda (European Ozone Research Coordinating Unit 1995).
Heildarmagn ósons í lofthjúpnum á hærri breiddargráðum var undir meðallagi frá miðjum janúar og fram á vor og það víða verulega. Í mars var ósonmagnið í pólhvirflinum 20- 30% undir meðallagi og einstaka daga þegar hann lá yfir Síberíu var það allt að 35- 40% undir meðallagi, sem var met á þeim slóðum. Utan hvirfilsins var ósonmagnið víða 10- 20% undir meðallagi í mars á hærri breiddargráðum (European Ozone Research Coordinating Unit 1995; National Oceanic and Atmospheric Administration 1995).
Mæliniðurstöður voru í samræmi við viðtekinn skilning á þeim ferlum sem valda ósoneyðingu á heimskautasvæðum. Lægstu mældu hitastigsgildi í heiðhvolfinu í desember 1994 og janúar 1995 voru jafnframt þau lægstu frá upphafi mælinga, þ.e. í 29 ára sögu þeirra. Þetta er talin afleiðing náttúrulegra loftslagsbreytinga, en hitastig hafði farið lækkandi í heiðhvolfinu um nokkurra ára skeið. Hlýtt var í febrúar, en mjög kalt í mars og var eyðingin þá mjög áberandi þar sem áhrifa sólar var farið að gæta mjög (European Ozone Research Coordinating Unit 1995; National Oceanic and Atmospheric Administration 1995).
Daglegar niðurstöður mælinga í Reykjavík leiða ekki í ljós eyðingu af völdum ósoneyðandi efna nema þá hugsanlega í mjög litlum mæli. Ekkert bendir til hennar í mæligildum frá því í febrúar og mars. Lægstu mæliniðurstöður fyrri hluta ársins eru frá 7. og 8. apríl, en þá er ósonmagnið mjög lítið eftir árstíma eða 286 og 298 De. Ósennilegt er að orsökin sé af völdum ósoneyðandi efna. Pólhvirfilinn hafði þá að líkindum leyst upp og líkur á svo lágu hitastigi í heiðhvolfinu að pólský gætu myndast hverfandi.
Á tímabilinu desember 1995 til febrúar 1996 var ósonmagnið um 10% undir meðallagi á hærri breiddargráðum og pólsvæðum norðurhvelsins. Var það í góðu samræmi við spár um langtímaminnkun ósons af völdum ósoneyðandi efna (World Meteorological Organization 1996; National Oceanic and Atmospheric Administration 1996a).
Um miðjan janúar og aftur frá miðjum febrúar og lengst af marsmánaðar mældist ósonmagnið um 20- 30% minna en að jafnaði allt frá Grænlandi, austur um N–Atlantshaf og Skandinavíu og heimskautasvæði Rússlands, en þá var pólhvirfillinn ráðandi yfir þessu svæði. Í nokkra daga mældist sumstaðar allt að 45% minna ósonmagn en að jafnaði og höfðu svo lág mæligildi aldrei sést áður á þessum árstíma. Þannig mældist allt niður í 200 De sumstaðar í norðanverðri Evrópu einstaka daga í mars. Hitastig neðan til í heiðhvolfinu á norðurhveli jarðar í heild þessa mánuði var það lægsta frá upphafi mælinga. Á hærri breiddargráðum var það viðvarandi undir - 78°C og stuðluðu þessar aðstæður að myndun pólskýja, sem í tengslum við klór- og brómsambönd og geislun frá hækkandi sól ollu geysimikilli ósoneyðingu. Hinsvegar reyndist ósonmagnið yfir N- Ameríku, N- Kyrrahafi og A- Síberíu á sama tíma aðeins rétt undir meðallagi, enda var hitastigið í heiðhvolfinu hærra þar (World Meteorological Organization 1996; National Oceanic and Atmospheric Administration 1996a).
Sé litið á ástandið hér á landi sérstaklega kemur í ljós að pólhvirfillinn lá yfir landinu stuttan tíma skömmu fyrir jól og tvívegis í kringum miðjan janúar. Síðan var hann hér nær samfellt til staðar mestallan febrúarmánuð og loks um mjög skamman tíma fyrir miðjan mars. Hitastigið í heiðhvolfinu fór einatt niður fyrir –78°C allt frá miðjum desember og fram í marsbyrjun. Lægst mældist það –88°C þann 20. febrúar (Instituto National de Técnica Aerospacial og Veðurstofa Íslands 1996).
Mynd 3. Ástand ósonlagsins á norðurhveli dagana 19. og 20. febrúar 1996. Sérstaka athygli vekur hversu magn ósons er lítið yfir N–Atlantshafi og ekki síst yfir Íslandi og í grennd, þannig að jafnvel má tala um svokallað ósongat í því sambandi. Ástæðan er mikil ósoneyðing sakir mjög lágs hitastigs í heiðhvolfinu, myndunar pólskýja og nærveru ósoneyðandi efna. Seinni daginn hefur gatið færst nokkuð til austurs. Benda má einnig á lítið ósonmagn yfir heimskautasvæðum Rússlands, en hinsvegar er ósonlagið í góðu horfi yfir N–Ameríku, N–Kyrrahafi og A–Síberíu. Lág ósongildi á svæðinu frá 0°N til 25°N eru í góðu samræmi við langtímameðaltöl, en minnkunar ósons til lengri tíma hefur minnst gætt í hitabeltinu (National Oceanic and Atmospheric Administration 1996b).
Mæligildi fyrir febrúar og mars sýna að ósonmagnið reyndist 24% og 17% undir meðallagi þessa mánuði og hefur það aldrei áður mælst viðlíka lítið á þessum árstíma. Kemur þetta mjög vel heim og saman við hið lága hitastig í heiðhvolfinu, skilyrði voru óvenju góð til myndunar pólskýja og eyðingar ósons. Lengst af frá 12. febrúar til 6. mars mældist ósonið mjög lítið og telja má víst að eyðingin hafi þá verið veruleg á stundum. Sérstaklega á þetta við dagana 19. og 20. febrúar, en fyrri daginn mældust aðeins 197 De sem er minnsta ósonmagn sem mælst hefur með óyggjandi hætti í Reykjavík frá upphafi mælinga. Seinni daginn mældust 215 De (mynd 3). Meðaltal aprílmánaðar reyndist ennfremur verulega lágt, en þótt ósonmagnið hafi mælst lítið síðustu dagana í mars og fram í byrjun apríl voru engin skilyrði til eyðingar, hitastigið var hærra en svo.
Síðustu vikur ársins 1996 var ósonmagn á hærri breiddargráðum og pólsvæðum norðurhvelsins 5- 8% undir meðallagi, þ.e. í samræmi við spár um langtímaminnkun ósons af völdum ósoneyðandi efna. Ástand ósonlagsins á sömu slóðum fram yfir miðjan febrúar 1997 var allgott, þ.e. um meðallag eða eilítið undir því. Á þessum tíma var útbreiðsla pólhvirfilsins minni en að jafnaði. Síðan breiddi hann verulega úr sér og í byrjun mars var hann orðinn útbreiddari en nokkru sinni síðasta áratuginn og stóð svo fram í miðjan apríl. Frá marsbyrjun og fram í miðjan apríl, með vaxandi sólgeislun, reyndist ósonmagnið að jafnaði yfir 30% undir meðallagi á pólsvæðunum og suður eftir M- Síberíu, og um stundarsakir jafnvel 35- 40%. Pólhvirfillinn lá þarna yfir og mjög góð skilyrði sköpuðust til ósoneyðingar. Kuldinn í hvirflinum sló öll fyrri met um þetta leyti og var hitastig í neðri lögum heiðhvolfsins þar tíðum 12- 15°C undir meðallagi. Á sama tíma mældist ósonmagnið í V– og M- Evrópu og meginhluta Síberíu 10- 22% minna en að jafnaði, en í N–Ameríku 5- 10%. Stærð þess svæðis sem ósonmagnið reyndist 15% eða meira undir meðallagi á þessu tímabili var helmingi stærra en pólhvirfillinn, þannig að veruleg ósonminnkun var síður en svo bundin við hann (World Meteorological Organization 1997; National Oceanic and Atmospheric Administration 1997).
Yfir sumartímann og um haustið reyndist ósonmagnið 3- 6% undir meðallagi á norðurhveli utan hitabelisins og er það í góðu samræmi við það sem búast mátti við skv. spám um langtímaminnkun (World Meteorological Organization 1998).
Hingað til lands náði pólhvirfillinn rétt eftir miðjan janúar, um 10. febrúar og í byrjun mars, en um mjög skamma hríð í hvert sinn. Lengur lá hann hinsvegar yfir landinu um skeið eftir miðjan febrúar. Hitastig í heiðhvolfinu var tíðum undir –78°C, frá 5. til 20. janúar og frá 10. til 25. febrúar. Lægst reyndist það 15. janúar, líklega –85°C (Instituto National de Técnica Aerospacial og Veðurstofa Íslands 1997).
Ósonmagnið í febrúar mældist lítillega undir meðalagi, en bæði í mars og apríl reyndist það allnokkuð undir meðallagi, þ.e. 8% og 7%. Sé litið á einstaka daga mældist ósonið minnst þann 18. mars, 298 De, og tíu dögum áður mældust 309 De. Engar líkur eru þó á að ósoneyðing hafi orðið þarna af völdum klór- og brómsambanda, þar sem hitastig var fremur hátt í heiðhvolfinu. Þá var ósonmagnið lítið dagana 10.- 17. apríl.
Athyglisvert er að í október var magn ósonsins 14% undir meðallagi og hefur það aldrei mælst minna í þeim mánuði. Skýringin á þessu er einkum staða veðurkerfanna í mánuðinum, en ekki áhrif ósoneyðandi efna.
Pólhvirfillinn var hlýrri og óstöðugri á þessu ári en árin á undan, en hitastig í neðri hluta heiðhvolfsins á norðurhveli utan hitabeltisins reyndist lægra í nóvember og desember 1997 en áður frá upphafi mælinga. Sérstaklega kalt mældist um miðjan desember. Hitinn var hins vegar mun hærri fyrstu fjóra mánuðina 1998 en árin á undan, hann var í meðallagi á pólsvæðunum, en lítið eitt undir því þar fyrir sunnan. Kaldast var í janúarlok og í kringum miðjan febrúar (World Meteorological Organization 1998; National Oceanic and Atmospheric Administration 1998).
Fyrstu þrjá mánuði ársins var ósonmagnið að jafnaði nærri meðallagi yfir Síberíu, en víða í N–Ameríku, Evrópu og á pólsvæðunum mældist það 3- 6% undir meðallagi. Á einstökum svæðum á norðurhveli utan hitabeltis mældist það þó allt að 8% yfir meðallagi. Sé litið á febrúar og mars saman reyndist ósonmagnið um 10% undir meðallagi á pólsvæðunum, um Grænland til N- Evrópu og N- Síberíu, en í mars var ósonmagnið allt að 10% meira en að jafnaði í austanverðri Evrópu og A- Síberíu og um 5% í vestanverðri N–Ameríku. Sé aftur á móti litið á skemmri tímabil reyndist ósonmagnið 15- 20% undir meðallagi í Evrópu og á pólsvæðinu þar fyrir norðan í byrjun árs, seinni hluta febrúar mældist það 10- 15% undir meðallagi í Evrópu, Síberíu og á pólsvæðunum þar fyrir norðan, og fyrri hluta mars vantaði 10- 15% upp á ósonmeðaltalið yfir Grænlandi og N- Kanada. Mestu neikvæðu frávikin voru þar sem kaldasta loftið í heiðhvolfinu innan pólhvirfilsins var að finna (World Meteorological Organization 1998; National Oceanic and Atmospheric Administration 1998).
Tæpast er hægt að merkja að pólhvirfillinn hafi náð hingað til lands þetta árið, en þó bryddar á honum seint í desember 1997 og í nokkra daga eftir 10. mars. Hitastigið í heiðhvolfinu var undir –78°C frá nóvemberlokum 1997 og fram yfir jól og aftur um allnokkurt skeið um mánaðamótin janúar–febrúar, en 2. febrúar mældist lægsti hiti vetrarins –87°C. Þá fór hitastigið niður í –80°C upp úr 10. mars (Instituto National de Técnica Aerospacial og Veðurstofa Íslands 1998).
Í febrúar mældist ósonmagnið í Reykjavík 6% yfir meðallagi, mars reyndist jafn mikið undir meðallagi, en apríl var í ríflegu meðallagi. Meðaltal þessara þriggja mánaða saman reyndist eilítið hærra en að jafnaði og hefur ekki verið hærra síðan 1994. Það var 3% hærra en 1995, 20% hærra en 1996 og 7% hærra en 1997. Minnst mældist nú dagana 11.- 13. mars, 261, 266 og 278 De. Verulegar líkur eru á að um áhrif ósoneyðandi efna hafi verið að ræða í því tilviki.
Athyglisvert er hversu mikið óson mældist um vorið og sumarið, í maí hafði það ekki mælst meira síðan 1989, í júní síðan 1994, í júlí síðan 1980 og ekki í ágúst síðan 1991.