Effect of greenhouse gas emissions on stratospheric ozone depletion

Abstract

The depletion of the ozone layer is caused mainly by the increase in emissions of chlorine- and bromine-containing compounds like CFCs, halons, carbon tetrachloride, methyl chloroform and methyl bromide. Emissions of greenhouse gases can affect the depletion of the ozone layer through atmospheric interaction. We studied the interactions in the atmosphere between the greenhouse effect and stratospheric ozone depletion from the point of view of past and future emissions of the anthropogenic compounds: CFCs, halons, CH4, N2O, NOx, CO and CO2. In our investigation the increase in emissions of chlorine- and bromine-containing compounds, largely responsible for the depletion of stratospheric ozone at mid-latitudes, was found to be -5.8% per decade from 1980 to 1990. The increase in CH4 emissions in the same period changes this ozone depletion by +1.4% per decade to -4.4% per decade, which is close to TOMS and Dobson measurements. The increase in N2O emissions hardly affects this depletion. The decrease in stratospheric temperatures due to increased CO2 emissions also diminishes the ozone depletion ; the same may also happen when NOx emissions are increased. The effect of these interactions in coming decades is to accelerate the recovery of the ozone layer. The trend in CH4 emissions described in the business-as-usual scenario IS92a may yield 1980 ozone column levels in 2060 compared with 2080 with CH4 emissions fixed at 1990 levels. The temperature decrease in the stratosphere may initially also accelerate the recovery of the ozone layer by several years, ignoring a possible large extra ozone depletion by the extra formation of polar stratospheric clouds over large areas of the world.

De aantasting van de ozonlaag wordt voornamelijk veroorzaakt door de toename in emissie van chloor- en broomhoudende verbindingen als CFK's, halonen, koolstoftetrachloride, methylchloroform en methylbromide. Emissies van broeikasgassen kunnen de aantasting van de ozonlaag be-invloeden via atmosferische interacties. In deze studie hebben wij de interacties in de atmosfeer onderzocht tussen het broeikaseffect en de aantasting van de ozonlaag vanuit het oogpunt van emissies van antropogene stoffen in het verleden en in de toekomst: CFK's, halonen, CH4, N2O, NOx, CO en CO2. De toename in emissies van chloor- en broomhoudende verbindingen is verantwoordelijk voor een trend in ozon kolom van -5,8% per decennium op gematigde breedte van 1980 tot 1990. De toename in CH4 emissies vermindert deze ozontrend met +1,4% per decennium tot -4,4% per decennium, hetgeen goed overeenkomt met TOMS- en Dobsonmetingen. De toename in N2O emissies heeft nauwelijks effect op deze ozontrend. De afname in temperatuur in de stratosfeer door een stijging van CO2 emissies vermindert de ozonafbraak eveneens, wat ook kan gebeuren door een toename in NOx emissies. Deze interacties kunnen het herstel van de ozonlaag in de komende decennia bespoedigen. Door een toename in CH4 emissies volgens het IS92a scenario kunnen 1980 ozonniveaus in ongeveer 2060 bereikt worden vergeleken met 2080 als CH4 emissies niet toenemen. De temperatuurafname in de stratosfeer kan initieel het herstel van de ozonlaag met een aantal jaren versnellen. Hierbij wordt een mogelijke extra ozonafbraak door de vorming van polaire stratosferische wolken over grote delen van de aarde niet meegenomen.