Az 1970-es években az Antarktisz felett felfedezett „ózonlyuk”, vagyis az ózonréteg elvékonyodása, alighanem az egyik legismertebb globális környezeti probléma, amit bizonyítottan az emberi tevékenység okoz. Mivel a magaslégköri ózonréteg egyfajta védőpajzsként szolgál a Napból érkező káros UV-sugárzás ellen, így igen könnyen szárnyra kapott és hamarosan elterjedt az a tévhit, miszerint az ózonlyukon beérkező többlet napsugárzás okolható az elmúlt évtizedekben tapasztalt globális felmelegedésért. Cikkünkben ezt a tévhitet cáfoljuk, és azt is bemutatjuk, hogy mégis miféle kapcsolat létezik az ózonlyuk és a globális felmelegedés között.

Az ózonréteg elvékonyodása nem vezet globális felmelegedéshez, ugyanakkor mindkét globális környezeti probléma egy tőről fakad: az emberi tevékenységekből, melyek során a légkörbe bocsátott természetes és mesterséges anyagok megváltoztatják annak összetételét.

Mi okozza a globális felmelegedést és mi okozza az ózonréteg elvékonyodását?

globális felmelegedést és az annak következtében megváltozó földi éghajlatot a légkörbe bocsátott üvegházhatású gázok okozzák. Ezek a gázok a különböző emberi tevékenységek, elsősorban a fosszilis tüzelőanyagok (kőszén, kőolaj, földgáz) égetése által (pl. energiatermelés vagy közlekedés céljából) kerülnek a légkörbe. Ezek az üvegházhatású gázok – közülük az egyik legjelentősebb a szén-dioxid – szétterülnek a Föld légkörében, s mintegy „takarót” formálva a Föld körül csapdába ejtik a felszín felől a világűr felé tartó hősugárzást, így felmelegítve az alsó légkört (troposzférát). Ezt nevezzük üvegházhatásnak.

A magaslégkörben (sztratoszférában) található ózonréteget az úgynevezett halogénezett és fluorozott szénhidrogének pusztítják, melyeket elsősorban hűtőberendezésekben, valamint szórófejes palackok hajtógázaként, tűzoltókészülékekben használtak és bizonyos vegyületek formájában használnak a mai napig. Ezek a vegyületek a sztratoszférába feljutva az ultraibolya (UV) sugarak hatására elbomlanak, így felszabadulnak belőlük az ózonrétegre veszélyes elemek (pl. atomi klór, fluor és bróm), amelyek gyorsítják az ózon bomlását. A jelenséget és annak okát az 1970-es években fedezte fel és bizonyította három tudós (Paul Crutzen, F. Sherwood Rowland és Mario Molina), akiket ezért megosztott Kémiai Nobel-díjjal is jutalmaztak. A felismerés hatására ezeknek a mesterséges ipari anyagoknak a visszaszorítására tárgyalásokat kezdtek a világ országai, és 1987-ben elfogadták a magaslégköri ózonréteg védelmével foglalkozó nemzetközi megállapodást, a Montreali Jegyzőkönyvet, melynek mára 197 állam a részese. A jegyzőkönyv hatályát többször kiterjesztették újabb és újabb ózonkárosító anyagokra, továbbá azok termelésének és felhasználásának csökkentését – sok esetben teljes megszüntetését – írták elő. Ennek köszönhetően az utóbbi években az ózonréteg regenerálódni kezdett.

Az ózon mennyiségét Dobson-egységben fejezzük ki, a fenti ábrán az Antarktisz felett mért októberi átlagos minimum értékek láthatóak az 1960-as évektől 2017-ig, valamint a regenerálódás becsült üteme a 21. század során. (Forrás: NASA)

Az ózonréteg elvékonyodása tehát nem vezet a globális átlaghőmérséklet emelkedéséhez, ugyanakkor van némi átfedés a két jelenség okaiban:

a magaslégköri ózon bomlását előidéző halogénezett és fluorozott szénhidrogének egyben üvegházhatású gázok is.

Ezek a mesterséges vegyületek több ezer évig maradnak a légkörben és a szén-dioxidnál több ezerszer hatékonyabbak az üvegházhatás fokozásában, vagyis a globális felmelegedés erősítésében.

Ugyancsak félreértésre adhat okot, hogy az ózon nemcsak a magaslégkörben található meg, de bizonyos esetekben igen nagy mennyiségben képes képződni a felszín közelében is. Míg előbbi nélkülözhetetlen a földi élet szempontjából, addig utóbbi kifejezetten káros az élővilágra, így az emberi egészségre is. Nézzük meg, mi a különbség a magaslégköri és a felszínközeli ózon között!

Ózon a magasban: „a védelmező”

A Napból különböző hullámhosszokon érkezik a sugárzás, különböző energiamennyiségeket szállítva. Maga a légkör mintegy többrétegű pajzsként viselkedik és megszűri a földi élet számára káros kozmikus sugárzást. A sztratoszférában található ózonréteg elnyeli az ultraibolya sugárzás nagy részét, azonban a 20. század második felétől kezdve a réteg elvékonyodásával/ritkulásával a földi szervezetek jóval nagyobb sugárzásmennyiségnek vannak kitéve, mint az ózont bontó vegyületek tömeges gyártása előtt. Az UV sugárzás károsítja a sejteket, gyengíti az immunrendszert, növeli a bőrrák és szürkehályog kockázatát, továbbá károsítja a tengeri planktont és haszonnövényeinkben genetikai mutációkat idézhet elő, utóbbiak tovagyűrűző hatással lehetnek a táplálékláncra és élelmiszer-ellátásra. Ugyanakkor az ultraibolya sugárzás a Napból érkező energia kis százalékát hordozza csak és a sugárzás nem különösebben szóródik a légkörben, így melegítő hatása elhanyagolható.

A légkör rétegei: a troposzféra után következik a sztratoszféra, melynek alsó rétegeiben 20-30 km magasságban található az ózonréteg. (Forrás: UCAR, módosította: Kovács Attila)

Ózon a felszín közelében: „a káros”

Az ózonnak nemcsak jótékony, hanem káros hatása is van. A troposzférában (főként a felszín közelében) felszaporodva, mint levegőszennyező anyag viselkedik: a közvetlenül belélegezhető ózon légúti betegségek kialakulását idézheti elő. A fotokémiai szmog egyik fő összetevője az ózon, ami a felszín közelében erős napsugárzás (UV-sugárzás), a közlekedés által kibocsátott szennyezőanyagok (nitrogén-oxidok, szénhidrogének, szén-monoxid) és gyenge légmozgás hatására alakul ki. Ezért ennek a típusú szmognak a jellemző előfordulási területei a nagy forgalmú, száraz, napfényes nyarú térségek, ahol a levegő megreked. Ilyenek tipikusan az olyan nagyvárosok, amelyek zárt medencében, katlanban helyezkednek el, mint például Los Angeles – ezért a fotokémiai szmogot Los Angeles típusú szmognak is nevezik. A fotokémiai szmog erősen irritálja a nyálkahártyát, az ózon pedig károsan hat mind a növényekre, mind az állatokra és az emberre. Magyarországon is gyakorta előfordul a fővárosban forró nyári napokon. Az ózon emellett üvegházhatású gáz is, vagyis csapdába ejti a felszín közelében a hőt.

Habár ugyanarról a molekuláról van szó (O3), fontos hangsúlyozni, hogy a „káros ózon” a felszín közelében alakul ki időszakosan, és semmi köze a „védelmező” magaslégköri ózonhoz és az „ózonlyukhoz”.

Fotokémiai szmog Los Angeles városa felett (Fotó: Jon Sullivan)

Hatással lehet a globális felmelegedés a magaslégköri ózonrétegre?

Kutatások szerint igenAz 1960-as évek óta a légkör különböző magasságaiban végzett mérések alapján az alsó légkör (troposzféra) erőteljesen melegszik, a magaslégkör (sztratoszféra) pedig hűl. A kémiai folyamatok, melyek kényes egyensúlyban tartják az ózon keletkezését és bomlását a sztratoszférában, rendkívül érzékenyek a hőmérsékleti és légnedvességi viszonyok változására – a hűvösebb körülmények kedveznek az ózon bomlásának. A sztratoszféra hűlését több összefüggő okra vezetik vissza a kutatók. Egyrészt a troposzférában felhalmozódott üvegházhatású gázok („a Földet körülölelő meleg takaró”) csapdába ejtik a földfelszínről az űr felé sugárzott hosszúhullámú hősugarakat, így azok már nem jutnak el a légkör felsőbb rétegeibe. Másrészt pedig a hűvösebb sztratoszférában gyorsabban bomló ózon ördögi körbe kerülve tovább gerjeszti a bomlást. Amikor az ózon elnyeli az ultraibolya sugarakat, hő termelődik, azonban az egyre kevesebb ózon egyre kevesebb sugárzást nyel el, így egyre kevesebb hőt termel, az egyre hűvösebb körülmények pedig kedveznek az ózon további bomlásának. Mindemellett a globális éghajlatváltozás hatására a nagy légköri áramlatok (pl. a troposzféra és sztratoszféra határán száguldó futóáramlások) helyzete és erőssége megváltozhat, ami pedig befolyásolhatja a sztratoszféra áramlásait és stabilitását, végső soron pedig módosíthatja az ózonréteg hőmérsékleti és légnedvességi viszonyait, ezáltal pedig az ózon keletkezését és bomlását.

Így tehát ahelyett, hogy az ózonlyuk okozná a globális felmelegedést, épp az ellenkezője igaz: az alsó légkör melegedése és az ennek következtében hűlő magaslégkör tovább fokozhatja az ózonpajzs vékonyodását.

Az ózont bontó mesterséges vegyi anyagok korlátozását és tiltását elrendelő nemzetközi megállapodás, a Montreali Jegyzőkönyv kiváló példa arra, hogy a tudományos tények fényében egyetemesen a világ 197 országa képes volt közös környezetvédelmi célban megállapodni és hatékony konkrét intézkedéseket hozni az ózonréteg (és ezáltal a földi élet) védelmére. A Párizsi Megállapodás hasonlóan ambiciózus, azonban igen általános célokat fogalmazott meg 2015-ben, pedig a klímavédelem terén is azonnali és hatékony cselekvésre lenne szükség a klímaválságból fakadó környezeti, társadalmi és gazdasági károk megelőzésére és enyhítésére. A Montreali Jegyzőkönyv tanulságairól ebben a cikkünkben számoltunk be.

Írta: Lehoczky Annamária – Éghajlatkutató, szabadúszó környezeti szakújságíró és a Másfél fok állandó szerzője. Doktori (PhD) fokozatát az éghajlatváltozás kutatásában szerezte.