Ozon en opwarming van de aarde

Er is veel verwarring over de rol die ozon speelt in de wereldwijde klimaatverandering. Ik kom vaak studenten tegen die twee zeer verschillende problemen samenvoegen: het gat in de ozonlaag en door broeikasgassen veroorzaakte wereldwijde klimaatverandering. Deze twee problemen zijn niet zo direct gerelateerd als velen denken. Als ozon niets te maken had met de opwarming van de aarde, kon de verwarring eenvoudig en snel worden weggenomen, maar helaas maken een paar belangrijke subtiliteiten de realiteit van deze belangrijke kwesties ingewikkeld.

Wat is ozon?

Ozon is een zeer eenvoudige molecule die bestaat uit drie zuurstofatomen (vandaar O₃). Een relatief hoge concentratie van deze ozonmoleculen zweeft ongeveer 12 tot 20 mijl boven het aardoppervlak. Die laag wijd verspreide ozon speelt een cruciale rol voor het leven op de planeet: het absorbeert de meeste UV-stralen van de zon voordat ze het oppervlak bereiken. UV-stralen zijn schadelijk voor planten en dieren, omdat ze ernstige verstoringen in levende cellen veroorzaken.

Een samenvatting van het probleem met de ozonlaag

Feit # 1: De dunner wordende ozonlaag leidt niet tot een significante toename van de mondiale temperaturen

Verschillende door de mens gemaakte moleculen vormen een bedreiging voor de ozonlaag. Met name werden chloorfluorkoolwaterstoffen (CFK's) gebruikt in koelkasten, diepvriezers, airconditioningseenheden en als drijfgas in sproeiflessen. Het nut van CFK's komt gedeeltelijk voort uit hoe stabiel ze zijn, maar deze kwaliteit stelt hen ook in staat om de lange atmosferische reis tot aan de ozonlaag te weerstaan. Daar aangekomen werken CFK's in wisselwerking met de ozonmoleculen en breken ze uiteen. Wanneer voldoende hoeveelheden ozon zijn vernietigd, wordt het gebied met lage concentratie vaak een "gat" in de ozonlaag genoemd, met verhoogde UV-straling die naar het onderliggende oppervlak komt. Het Montreal Protocol van 1989 heeft de CFC-productie en het gebruik met succes geleidelijk afgebouwd. Zijn die gaten in de ozonlaag de belangrijkste factor die verantwoordelijk is voor de opwarming van de aarde? Het korte antwoord is nee.

Ozonbeschadigende moleculen spelen een rol bij klimaatverandering

Feit 2: Ozonafbrekende chemicaliën werken ook als broeikasgassen.

Het verhaal eindigt hier niet. Dezelfde chemicaliën die ozonmoleculen afbreken, zijn ook broeikasgassen. Helaas is die eigenschap niet het enige kenmerk van CFK's: veel van de ozonvriendelijke alternatieven voor CFK's zijn zelf broeikasgassen. De uitgebreide reeks chemische stoffen waarvan CFC deel uitmaakt, halogeenkoolstoffen, is verantwoordelijk voor ongeveer 14% van de opwarmingseffecten door broeikasgassen, achter koolstofdioxide en methaan.

Op lage hoogtes is ozon een ander beest

Feit 3: Dicht bij het aardoppervlak is ozon een verontreinigende stof en een broeikasgas.

Tot nu toe was het verhaal relatief eenvoudig: ozon is goed, halogeenkoolstoffen zijn slecht, CFK's zijn het ergst. Helaas is de foto complexer. Wanneer het voorkomt in de troposfeer (het onderste deel van de atmosfeer - ongeveer onder de 10-mijlsstreep), is ozon een verontreinigende stof. Wanneer stikstofoxiden en andere fossiele brandstofgassen vrijkomen uit auto's, vrachtwagens en energiecentrales, werken ze samen met zonlicht en vormen ze ozon op laag niveau, een belangrijk onderdeel van smog. Deze verontreinigende stof wordt aangetroffen in hoge concentraties op plaatsen waar veel verkeer is en kan wijdverspreide ademhalingsproblemen veroorzaken, astma verergeren en infecties van de luchtwegen vergemakkelijken. Ozon in landbouwgebieden vermindert de vegetatiegroei en beïnvloedt de opbrengsten. Ten slotte fungeert ozon op laag niveau als een krachtig broeikasgas, zij het veel korter dan koolstofdioxide.