Biopolttoaineisiin siirtyminen voi tuhota otsonikerrosta tulevaisuudessa, etelänavalla otsonikerros toipumassa

Laajamittainen siirtymä fossiilisista polttoaineista biopolttoaineisiin saattaa ohentaa otsonikerrosta uuden tutkimuksen mukaan. Tämä johtuu biopolttoainetuotannossa käytettävistä typpipohjaisista lannoitteista. Toisessa uudessa tutkimuksessa esitetään todisteita otsonikerroksen toipumisen alkamisesta etelänavalla.

Biopolttoaineista on tullut suosittu uusiutuvan energian lähde, kun fossiilisten polttoaineiden ympäristöhaittoja on alettu tiedostaa. Biopolttoaineita varten täytyy kasvattaa lisää energiakäyttöön sopivia kasveja, mikä lisää dityppioksidin (N2O) päästöjä typpipohjaisten lannoitteiden käytön takia.

Dityppioksidi on kasvihuonekaasu, mutta myös stratosfäärissä esiintyvien typen oksidien (NOx) tärkein lähde. Typen oksidit puolestaan tuhoavat otsonia. Stratosfäärissä oleva otsonikerros on erittäin tärkeä maapallon eliöstölle, sillä se estää auringosta tulevaa haitallista ultraviolettisäteilyä pääsemästä maapallon pinnalle. Uudessa tutkimuksessa on selvitetty seurauksia otsonikerrokselle, jos kuluvan vuosisadan aikana tapahtuu laajamittainen siirtymä fossiilisista polttoaineista biopolttoaineisiin. Tutkimuksessa käytettiin mallisimulaatioita ja vertailun vuoksi simuloitiin myös IPCC:n SRES-skenaarioiden B1 ja A1B mukaiset tulevaisuudenkehitykset.

Tutkimuksen tuloksien perusteella siirtymä biopolttoaineisiin aiheuttaa 2,6 DU:n ohenemisen stratosfäärin otsonikerroksessa. DU on Dobsonin yksikkö, jolla mitataan kaasun tiheyttä ilmakehässä. Yksi DU tarkoittaa kaasukerrosta, joka olisi 0,01 millimetriä paksu standardilämpötilassa (0 °C) ja –paineessa (100 kPa, eli 1 baari). B1-skenaariossa otsonikerroksen oheneminen olisi 0,7 DU:ta ja A1B-skenaariossa otsonikerros paksuuntuisi 9,1 DU:n verran.

Biopolttoaineisiin siirryttäessä otsonikerros ohenee kahdesta syystä. Ensinnäkin suuremmat dityppioksidipäästöt nopeuttavat typen oksidien kiertoa stratosfäärissä. Toiseksi hiilidioksidipäästöt pienenevät, mikä hidastaa stratosfäärin viilenemistä, mikä tämän tutkimuksen mukaan myös vähentäisi otsonipitoisuutta. Tämä on kuitenkin hyvin monimutkainen asia. Toisaalta alastratosfäärin viileneminen napa-alueilla vähentää otsonia ja toisaalta keski- ja ylästratosfäärin viileneminen lisää otsonia. Enemmänkin monimutkaistavia tekijöitä on (katso lisätietoja alla). Suurin osa stratosfäärin otsonista sijaitsee alastratosfäärissä ja lisäksi eri tekijät vaikuttavat eri tavoin korkeilla ja matalilla leveysasteilla (napa-alueilla ja tropiikissa). Tämän tutkimuksen tuloksien perusteella näyttää siltä, että hiilidioksidipäästöjen vähentäminen ilman, että samalla vähennetään dityppioksidin päästöjä, tuhoaa stratosfäärin otsonikerrosta.

Etelänavalla otsonikerros on toipumassa

Etelänavan niin sanottu otsoniaukko vaihtelee paljon vuodesta toiseen. Toisina vuosina otsonia on keväällä vähemmän ja toisina enemmän. Etelänavalla planetaarisissa tuulissa tapahtuu muutoksia, jotka vaikuttavat stratosfäärin pilvisyyteen. Pilvet puolestaan vaikuttavat stratosfäärissä tapahtuviin kemiallisiin prosesseihin, mikä vaikuttaa otsonipitoisuuteen.

Otsonin voimakkaiden vaihteluiden takia pitempiaikaisia ja hitaita muutoksia on vaikea nähdä otsonipitoisuuden mittauksista. Planetaaristen tuulien käyttäytymisen tunteminen auttaa poistamaan lyhytaikaisten vaihteluiden vaikutuksen otsonipitoisuuden mittauksista ja näin voidaan nähdä, minkälaisia hitaita muutoksia mittaussarjassa on piilossa lyhytaikaisten vaihteluiden seassa. Uudessa tutkimuksessa poistettiin lyhytaikaisten vaihteluiden vaikutukset otsonipitoisuuden mittaussarjasta etelänavalta.

Tutkimuksen tulokset paljastavat asteittaisen mutta järjestelmällisen toipumisen etelänavan otsonipitoisuudessa viimeisen vuosikymmenen aikana. Otsonipitoisuuden kasvava trendi on tilastollisesti merkitsevä, eikä siten todennäköisesti ole vain satunnaisten muutoksien aiheuttama. Näyttää siis siltä, että etelänavalla otsonikerros on aloittanut toipumisen vuosikymmeniä kestäneen vähenemisen jälkeen.

Lähteet:

Revell, L. E., G. E. Bodeker, P. E. Huck, and B. E. Williamson (2012), Impacts of the production and consumption of biofuels on stratospheric ozone, Geophys. Res. Lett., 39, L10804, doi:10.1029/2012GL051546. [tiivistelmä]

Salby, M. L., E. A. Titova, and L. Deschamps (2012), Changes of the Antarctic ozone hole: Controlling mechanisms, seasonal predictability, and evolution, J. Geophys. Res., 117, D10111, doi:10.1029/2011JD016285. [tiivistelmä]

Lisätietoja:

Otsonikerroksen tulevaisuus liittyy vahvasti ilmaston muutoksiin – aiempi uutisemme otsonikerroksesta, sekä siellä mainittu raportti:
Scientific Assessment of Ozone Depletion: 2010

Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Google+ photo

Olet kommentoimassa Google+ -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s

%d bloggers like this: