Scenario studie van de effecten van emissies van CFK's, HCFK's en HFK's op stratosferisch ozon

De toestand van de ozonlaag in de 21ste eeuw wordt sterk bepaald door de mate waarin de ontwikkelde landen en ontwikkelingslanden het Protocol van Montreal en zijn amendementen naleven. In de ozon-assessment rapporten van de WMO wordt er bijna altijd vanuit gegaan dat alle landen het Protocol van Montreal en de amendementen volledig naleven. Met behulp van verschillende IPCC emissie scenario's voor CFK's en aanverwante stoffen, zijn simulaties uitgevoerd om de effecten van verschillende niveaus van naleving van het Protocol van Montreal en van verschillende maatregelen, op de toekomstige chloorniveaus en op de ozonlaag te bestuderen.

Als 100% van de ontwikkelde landen en slechts 70% van de ontwikkelingslanden het Protocol van Montreal en zijn amendementen naleeft, wordt verwacht dat de hoeveelheid chloor in de atmosfeer zal stijgen van 3.8 ppbv in 1990 tot meer dat 5 ppbv in 2100. De bijbehorende dikte van de ozonlaag neemt dan met 5% tot 8% af in 2100, ten opzicht van 1990. Als alle landen zich volledig aan het Protocol van Montreal en de amendementen van Londen houden, dan zal het kritische 2 ppbv chloorniveau in 2115 worden bereikt. Door het reduceren van het gebruik van HCFK's kan dit niveau worden bereikt in 2060.

Tussen 2031 en 2049 zal de dikte van de ozonlaag weer op een niveau overeenkomstig 1990 zijn, mits alle landen zich voor 100% houden aan de protocollen. Ongeveer 50 jaar later zal de dikte van de ozonlaag weer overeenkomstig het niveau van 1980 zijn. De maximale aantasting van de ozonlaag (jaar en diepte) hangt slechts in beperkte mate af van het type CFK-scenario. De snelheid van het herstel van de ozonlaag hangt daarentegen sterk af van het type scenario. De beperkingen die de amendementen van Kopenhagen opleggen aan het gebruik van HCFK's zullen een duidelijk effect hebben op het herstel van de ozonlaag.

Nauw verbonden met de afname in concentratie in de atmosfeer van CFK's en HCFK's is een stijging in concentratie van HFK's, van slechts een paar pptv in 1990 tot wellicht 5.2 ppbv in 2100. HFK's tasten de ozonlaag niet aan maar zijn wel groeikasgassen. De geschatte stralingsforcering in 2100 ten gevolge van HFK's is drie maal zo groot als de stralingsforcering van CFK's en HCFK's in 1990.

Met betrekking tot methylbromide schrijven de amendementen van Kopenhagen alleen een bevriezing van de produktie voor in 1996. Als het gebruik van methylbromide voor grondontsmettingsdoeleinden vanaf 1997 wordt gestopt, dan zal, ten opzichte van 1980, de totale antropogene afname van de ozonlaag met 0.7% verminderen in 2000, met 5.6% in 2020 en met 9.7% in 2050, ten opzicht van een volledig naleven van met Protocol van Montreal en zijn amendementen. Een grotere afname is mogelijk als methylbromide emissies afkomstig van uitlaatgassen van het verkeer ook worden beperkt.

Zonder enig protocol dat het gebruik van CFK's en aanverwante stoffen beperkt zou de hoeveelheid chloor in de atmosfeer zijn gestegen van 3.8 ppbv in 1990 tot 4.9 ppbv in 2000, 18.5 ppbv in 2050 en 39 ppbv in 2100. De bijbehorende afname van de ozonlaag, ten opzichte van 1990, zou op gematigde breedte varieren van 4% tot 6% in 2000, 45% tot 65% in 2050 en 70% tot 85% in 2100. Broomatomen zijn ongeveer 40 maal zo effectief in het vernietigen van ozon als chlooratomen ; maar als de hoeveelheden chloor en broom in de atmosfeer in rekening worden gebracht, blijkt chloor van antropogene oorsprong meer dan tien maal zoveel ozon af te breken als antropogeen broom.

De simulaties zijn uitgevoerd met behulp van de RIVM versie van het 2-dimensionale chemisch-transportmodel, ontwikkeld aan de Universiteit van Cambridge. Dit model is uitgebreid met heterogene chemie op sulfaat-aerosolen. Een validatie van het model laat zien dat zowel de gemodelleerde concentraties in de atmosfeer van CFK's en aanverwante stoffen als de ozonkolommen goed overeenkomen met metingen. De gemodelleerde trend in de ozonkolommen op gematigde breedte van 1980 tot 1990 is -4% tot -6% per decennium. Dit is gelijk aan de helft van de, gemodelleerde, antropogene afname van 1900 tot 1990 van -8% tot -12%.