RIVM_Logo_Engels

Depletion and Natural Variability of the Ozone Layer from TOMS Observations

Afbraak en natuurlijke variabiliteit van de ozonlaag afgeleid uit TOMS waarnemingen

Publiekssamenvatting

Een statistische trendanalyse van de TOMS totale ozongegevens is uitgevoerd vanaf november 1978 t/m juni 1994. De tijdafhankelijkheid van de ozonkolom is beschreven met een model, dat rekening houdt met seizoenafhankelijkheid, lineaire antropogene trend, quasi-biennale oscillaties (QBO), invloed van de 11-jarige zonnecyclus, en de maand tot maand correlaties in ozonwaarden. Jaarlijkse en maandelijkse trends, QBO coefficienten en zonnecyclus-coefficienten zijn berekend voor alle roostercellen (1 graad breedte x 1.25 graad lengte) van de TOMS ozonkolom-gegevens en voor zonale gemiddelden over banden van 10 graden breedte. Zonaal gemiddelde ozontrends zijn gegeven in de vorm van tabellen in appendix E. De jaarlijkse afbraaktrend is -4.4+-2.7% per decennium in het 50 graden N-60 graden N breedtegebied. De maximale ozonafbraak op deze breedtes (-8.2+-3.3% per decennium) vindt plaats in februari, de minimale afbraak (-2.9+-2.7% per decennium) in augustus. Processen die tot lage ozonwaarden leiden zijn gereviewed. Na de Pinatubo-uitbarsting zijn de lange termijn jaarlijkse ozontrends ongeveer 1% per decennium negatiever geworden in het noordelijke halfrond en in de tropen. Maandelijkse trends in de winter en voorjaar waren ongeveer 2% per decennium negatiever op de gematigde breedten van het noordelijke halfrond dan voor de Pinatubo-uitbarsting. Er was geen substantiele verandering in ozontrends bij gematigde breedten op het zuidelijke halfrond. De toename in de snelheid van ozonafbraak na de Pinatubo-uitbarsting is grotendeels het resultaat van de versnelling van heterogene "denoxificatie" reacties op de oppervlakte van aerosoldeeltjes, in combinatie met de aanwezigheid van chloor vanuit CFK emissies. De maximale jaarlijkse ozonafbraak boven het noordelijke halfrond (-6% per decennium) wordt gevonden boven Groot-Brittannie, het zuiden van Noorwegen en Zweden, sommige noordelijke en oostelijke gedeelten van Rusland, en de westkust en het noordelijke gedeelte van Canada. De grootste ozonafbraak bij hoge noordelijke breedten vindt plaats in maart. Gebieden boven Groot-Brittannie, het noorden van Frankrijk, de Benelux, het noordelijke gedeelte van Scandinavie en grote gedeelten van Rusland vertoonden sterke trends van ongeveer -10% per decennium en meer. Er zijn ook gebieden van grotere ozonafbraak boven het westelijke gedeelte van Verenigde Staten, het noordelijke gedeelte van Canada, en gebieden boven de Stille en Atlantische Oceaan. Maandelijkse trends van september tot november bij hoge breedten op het zuidelijke halfrond laten een sterke ozonafbraak zien van meer dan 10% per decennium in bijna het hele gebied ten zuiden van 60 graden S. De ozonafbraak bereikt zijn maximum in oktober, wanneer de trends in het polaire gebied ongeveer -30% per decennium waren, en die boven het meest zuidelijke gedeelte van Zuid-Amerika en de Falklands ongeveer -10% per decennium. Het jaarlijks verschil tussen de maximale en minimale QBO in ozon (ongeveer 3-4% van de ozonkolom) kan een gedeelte van meerjarige variaties in de totale ozon verklaren. In het voorjaar van 1993 verminderde de totale ozon door de aanwezigheid van Pinatubo-aerosolen en bovendien door de QBO. In het voorjaar van 1994 was de QBO positief en droeg zo bij tot het herstel van de normale totale ozonwaarden. Uitersten van de zonnecyclus zijn verantwoordelijk voor 1% tot 2% verandering in de ozonkolom. Ook is een vergelijking van TOMS ozondata en trends als functie van breedte en seizoen met resultaten van het RIVM 2D stratosfeermodel gepresenteerd.

Synopsis

A statistical trend analysis of the TOMS total ozone data was performed from November 1978 through June 1994. The temporal dependency of the ozone column is described by the model, accounting for seasonal variation, linear anthropogenic trend, quasi-biennial oscillations (QBO), influence of the 11-year solar cycle and month-to-month correlation in ozone values. Year-round and monthly trends, QBO coefficients and solar cycle coefficients were calculated for all grid cells (1 degree latitude x 1.25 degree longitude) of the TOMS column ozone data, as well as for zonal means over 10 degrees latitudinal bands. Zonal mean ozone trends are listed in tabular form in Appendix E. Year-round depletion trend is -4.4+-2.7% per decade in the latitudinal range of 50 degrees N-60 degrees N. The maximum ozone depletion at these latitudes occurs in February, reaching the values of -8.2+-3.3% per decade, the minimum depletion of -2.9+-2.7% per decade occurs in August. Processes leading to low amounts of ozone are also reviewed. The effect of Mt. Pinatubo eruption was investigated, revealing long-term year-round ozone trends which became about 1% per decade more negative in the northern hemisphere and the Tropics after the Mt. Pinatubo eruption. Monthly trends were about 2% per decade more negative in the mid-latitude winter/spring in the northern hemisphere than before the Mt. Pinatubo eruption. There were no substantial changes in ozone trends in the southern hemisphere mid-latitudes. The increase in the ozone depletion rates after the Mt. Pinatubo eruption is mainly the result of enhanced heterogeneous "denoxification" reaction on the surface of aerosol particles in combination with the presence of chlorine from CFC emissions. Year-round ozone trends in the northern hemisphere reached the values of up to -6% per decade. The maximum year-round ozone depletion in this area apply to the areas above the UK, south of Norway and Sweden, some northern and far eastern parts of Russia, and the west coast and northern part of Canada. The largest ozone depletion at high northern latitudes is reached in March. The areas above the UK, northern France, Benelux, northern part of Scandinavia and large parts of Russia had high absolute trend values equal to about -10% per decade and more. There are also areas of enhanced ozone depletion above the western part of USA, northern part of Canada, part of Pacific Ocean and a small part of Atlantic Ocean. The monthly trends from September to November at high latitudes of the southern hemisphere showed strong ozone depletion of more than -10% per decade in almost the whole area south of 60 degrees S. The ozone depletion reaches its maximum in October, when trends in the polar region were about -30% per decade and those above the most southern part of South America and the Falkland Islands were about -10% per decade. The yearly difference between the maximum and minimum QBO in ozone (about 3-4% of the ozone column) can explain the part of inter-annual variations in the total ozone. In spring 1993 the QBO in ozone worked to reduce the total ozone and thus to worsen the situation in addition to the ozone destruction caused by Mt. Pinatubo aerosols. In spring 1994 QBO in ozone was positive, thus contributing to the recovery to normal total ozone values. The solar cycle extremes are responsible for 1% to 2% change in the ozone column. Comparisons are presented of the TOMS ozone data and trends as a function of latitude and season with the results of the RIVM 2D stratosphere model.
 

Home / Documents and publications / Depletion and Natural Variability of the Ozone Layer from TOMS Observations

RIVM Committed to health and sustainability
Menu