Het Montreal Protocol beschermt niet alleen de ozonlaag

In 1987 verbood het Montreal Protocol de uitstoot van ozonafbrekende drijfgassen, en sindsdien heeft de ozonlaag van de aarde zich hersteld. Maar zoals simulaties nu laten zien, had het protocol ons kunnen redden van een nog ergere klimaatverandering. Als de mensheid de ozonafbrekende stoffen ongecontroleerd was blijven uitstoten, zou het broeikaseffect van deze gassen alleen het klimaat in 2100 met nog eens 1,7 graden hebben opgewarmd. Plus nog eens 0,8 graden, omdat de vegetatie minder CO2 zou hebben opgenomen Koolstof (CO2) door verhoogde blootstelling aan UV-stralen. De kooldioxidewaarden zullen tegen 2100 ongeveer 30 procent hoger zijn en die opwarming zal met nog eens 2,5 graden toenemen, zo stellen de onderzoekers vast.

De ozonlaag van de aarde is onze belangrijkste bescherming tegen schadelijke UV-stralen. Als de hoogenergetische kortegolfstraling het ozonmolecuul raakt, splitst het het en wordt het tijdens het proces geabsorbeerd. Op deze manier beschermt de ozonlaag mens, dier en plant tegen cellen en genetische schade veroorzaakt door overmatige blootstelling aan ultraviolette stralen. Het feit dat de ozonlaag vandaag nog grotendeels intact is, hebben we te danken aan het Protocol van Montreal dat in 1987 werd aangenomen. In die tijd werd erkend dat chloorfluorkoolwaterstoffen (CFK’s) en andere halogeenhoudende brandstoffen een vernietigend effect op de ozon hadden en verantwoordelijk zijn voor de vorming van het ozongat boven Antarctica. Daarom verbood de internationale gemeenschap met het Montreal Protocol de productie en uitstoot van een groot aantal van deze ozonafbrekende stoffen. Als gevolg hiervan is de ozonlaag sindsdien gedeeltelijk hersteld, maar de lange levensduur van sommige CFK’s betekent dat de ozondichtheid tot op de dag van vandaag is afgenomen, zelfs boven de noordelijke breedtegraden.

Maar als het Montreal Protocol niet zou bestaan, zou de ozonsituatie er vandaag veel slechter uitzien, zoals enige tijd geleden de zogenaamde “vermijd de wereld”-simulatie verscheen. Voor hen gebruiken wetenschappers geofysische gegevens en atmosferische modellen om te reconstrueren hoe de ozonlaag, het klimaat en de UV-blootstelling zich zouden ontwikkelen als de CFK-emissies na 1987 zouden voortduren. Dergelijke scenario’s laten onder meer zien dat de UV-blootstelling op breedtegraden We hebben het verhoogd met 15 procent en dat er ook een regelmatig ozongat boven de Noordpool zal zijn. Daarnaast is er nog een ander effect van gehalogeneerde koolwaterstoffen: het zijn krachtige broeikasgassen, waarvan het effect soms duizenden keren sterker is dan dat van kooldioxide. Het verbod op deze stoffen had dus een klimatologische impact.

Focus op de klimaatimpact van het Montreal Protocol

Paul Young van Lancaster University en collega’s hebben nu precies onderzocht hoe dit effect eruit zal zien en hoe het wereldwijde klimaat en de atmosfeer tegen 2100 zouden kunnen evolueren zonder het Montreal Protocol. De eerste focus lag op een aspect waar in eerdere World Avoided studies geen rekening mee werd gehouden: het effect van significant verhoogde UV-blootstelling op vegetatie. “Experimentele gegevens wijzen erop dat ongecontroleerde aantasting van de ozonlaag, en in het bijzonder verhoogde UV-B-straling, een significant negatief effect heeft op de plantengroei”, leggen de onderzoekers uit. Dit vermindert de netto primaire productie en dus ook de hoeveelheid koolstofdioxide die de plant opneemt en opslaat als onderdeel van de fotosynthese. Hierdoor wordt de isolerende werking van planten, die tot nu toe een deel van de kooldioxide-emissies absorberen en hun klimaatimpact verminderen, verminderd.

Voor hun modelscenario’s simuleerden Young en zijn team vegetatie-evolutie, CO2-waarden en temperaturen tot 2100 op basis van een CFK-verbod en vrij zwakke klimaatbescherming met slechts een vermindering van de CO2-uitstoot vanaf 2075. Scenario twee – Vast1960 – Gebaseerd op klimaatbescherming gecompenseerd, maar in een wereld zonder het Montreal Protocol, waar de productie en uitstoot van CFK’s tot in de jaren zestig doorging. Als derde simuleerden ze “vermijd de wereld” als een worstcasescenario, waarbij de FKCW-emissies met drie procent per jaar toenamen. Zoals verwacht zal dit scenario de ozonlaag geleidelijk afbreken. “Deze uitdunning zal versnellen in de jaren 1940, wanneer de ozonlaag wereldwijd instort”, schreven de onderzoekers. “Tegen 2100 zal de wereldwijde gemiddelde ozondichtheid dalen tot 90 Dobson-eenheden, wat een vermindering van 72 procent is in vergelijking met het controlescenario met het Montreal Protocol.”

Extra opwarming 2,5 graden

De impact van de bemesting van broeikasgassen en de aantasting van de ozonlaag op het klimaat zou aanzienlijk zijn: met het Montreal Protocol voorspelden simulaties een stijging van 2100 van de mondiale temperatuur van 3,2 graden boven het gemiddelde tussen 1986 en 2005. Het extra broeikaseffect van CFK’s alleen zou dat “vermijden de wereld” zou nog een opwarming van 1,7 graden toevoegen – met het effect op de vegetatie is hier nog geen rekening gehouden. Als je dit toevoegt, wordt het scenario donkerder. “Verhoging van de blootstelling aan UV-stralen zou het vermogen van de plant om kooldioxide op te nemen drastisch verminderen, wat leidt tot hogere CO2-waarden en meer opwarming van de aarde”, legt Young uit. Door een reductie van drie procent in opname te absorberen voor elke 10 procent extra UV-blootstelling, zou de vegetatie tegen het einde van de eeuw ongeveer 580 miljard ton (gigaton) koolstof verminderen. Als gevolg hiervan zou het CO2-gehalte in de atmosfeer van de aarde 165 tot 215 delen per miljoen (ppm) CO2 hoger zijn dan in het verbodsscenario – dit komt overeen met ongeveer 30 procent meer. Voor het klimaat betekent dit nog eens 0,8 graad opwarming.

Al met al hebben het Protocol van Montreal en het daaropvolgende verbod op ozonafbrekende stoffen de wereld op twee manieren van een hete periode gered: het vermijden van het broeikaseffect van CFK’s zou het klimaat met 1,7 gad extra hebben opgewarmd, en het bufferende effect van de vegetatie, die was van Mogelijk te verminderen door UV-schade met nog eens 0,8 graden. In het scenario “vermijd de wereld” zouden we dus alleen al rekening moeten houden met een temperatuurstijging van 2,5 graad door de zwakke ozonlaag en CFK’s. Dat komt bovenop de drie graden opwarming die we al verwachten vanwege onze CO2-uitstoot. “Ons onderzoek toont aan dat het succes van het Montreal Protocol verder gaat dan het beschermen van de mensheid tegen verhoogde blootstelling aan UV-straling – het behoudt ook het vermogen van de plantenwereld om koolstofdioxide te absorberen”, zegt Young. “Natuurlijk hopen we dat ons ergste niet gebeurt, maar het herinnert ons er nogmaals aan hoe belangrijk het is om de ozonlaag van de aarde te beschermen.”

Quelle: Paul Young (Lancaster University, VK) et al, Nature, doi: 10.1038/s41586-021-03737-3

© wissenschaft.de – Nadia Podebrigar