English Abstract 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.
Rapport in het kort
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.
