Wageningen Universiteit en Researchcentrum
Gezamenlijk persbericht van Wageningen University en Universiteit Utrecht, 002wu, 6 januari 2011
NB: EMBARGO tot donderdag 6 januari, 20.00 uur i.v.m. publicatie in Science
Zelfreinigend vermogen van de atmosfeer is verrassend stabiel
Het vermogen van de atmosfeer om zichzelf te ontdoen van verontreinigende gassen is stabieler dan sommigewetenschappers vreesden. Jarenlang heerste onder hen een controverse of het zelfreinigend vermogen van de atmosfeer gevoelig zou zijn voor veranderingen in het milieu of dat het juist stabiel zou zijn. Het goede nieuws is: behoorlijk stabiel, aldus een internationale groep van onderzoekers, waaronder prof. Maarten Krol van Wageningen University, onderdeel van Wageningen UR, en de Universiteit Utrecht deze week in Science. Op grond van dit onderzoek is een beter begrip ontstaan van de atmosferische chemie en kan de toekomstige samenstelling van de atmosfeer beter worden voorspeld.
Hoofdrolspeler in de atmosferische chemie is het hydroxylradicaal (OH), een instabiel molecuul dat betrokken is bij de vorming en afbraak van ozon en dat reageert met gasvormige, luchtverontreinigende stoffen zoals koolmonoxide, zwaveldioxide en het sterke broeikasgas methaan.
De gemiddelde concentratie van hydroxyl, zo blijkt uit het onderzoek over de afgelopen tien jaar, varieert over de jaren maar in geringe mate, hooguit een paar procent, en niet met 25 procent of meer zoals eerder wel werd gesuggereerd. Dat betekent dat het vermogen van de atmosfeer om verontreinigingen te verwijderen in het algemeen goed is gebufferd. Het is voor het eerst dat deze fundamentele eigenschap in de atmosferische chemie is vastgesteld.
Hydroxyl
Hydroxyl bestaat uit een waterstof- en een zuurstofatoom en omdat hydroxyl snel wordt gevormd en afgebroken is de atmosferische concentratie moeilijk te meten. In daglichtomstandigheden bestaat het hydroxylradicaal slechts een seconde. Zodra het molecuul is gevormd vindt het vrijwel onmiddellijk iets waarmee het reageert. Om de concentraties van het hydroxylradicaal te bepalen hebben de onderzoekers gekeken naar concentraties van langlevende verbindingen die met het molecuul reageren.
In eerste instantie keken zij naar de concentraties methylchloroform, een industrieel geproduceerd oplosmiddel. Deze stof reageert met hydroxyl en door de geschatte uitstoot van methylchloroform te combineren met concentratiemetingen in de atmosfeer konden de onderzoekers de hydroxylconcentratie en de variatie over de jaren in de atmosfeer bepalen. Die techniek liet evenwel in de 80-er en 90-er jaren van de vorige eeuw heftige variaties zien in de hydroxylconcentraties. Dat leidde tot de vraag of de gebruikte techniek wel correct was of dat er werkelijk sprake was van grote fluctuaties. Het laatste zou duiden op een zorgelijke situatie, nl. dat het zelfreinigend vermogen van de atmosfeer erg gevoelig is voor menselijke of natuurlijke verstoringen.
Op grond van het Montreal protocol is halverwege de jaren 90 de productie van methylchloroform, dat de ozonlaag aantast, drastisch verminderd. Daardoor is sinds 1998 de uitstoot van deze stof geen verstorende factor meer en kunnen de hydroxylconcentraties nauwkeuriger worden bepaald. Zo kon worden vastgesteld dat grote wereldwijde fluctuaties in de hydroxylconcentratie onwaarschijnlijk zijn. Dat maakt het voorspellen van de toekomstige samenstelling van de atmosfeer betrouwbaarder.
Bij zijn onderzoek heeft het internationale team de mondiale hydroxylconcentratie bestudeerd door metingen te analyseren van het meetwerk van NOAA, het Amerikaanse bureau op het gebied van meteorologie en oceanografie. De analyse van deze meetgegevens kwam met name voor rekening van Maarten Krol en is uitgevoerd met de meest moderne modelberekeningen.
Artikel
Small Inter-Annual Variability of Global Atmospheric Hydroxyl - Steve Montzka, Ed Dlugokencky Bradley Hall (NOAA Earth System Research Laboratory); Maarten Krol (University of Utrecht and Wageningen University); Patrick Jöckel (Max-Planck-Institute for Chemistry in Mainz, Germany and the Institut für Physik der Atmosphäre, Oberpfaffenhofen, Germany); Jos Lelieveld (Max Planck Institute, Cyprus Institute in Nicosia, Cyprus). - Science, 6 januari 2011