Um verndun ósonlagsins og loftslagsbreytingarnar

Alþjóðaveðurstofan (WMO) og Milliríkjanefnd Sameinuðu þjóðanna um loftslagsbreytingar (IPCC) hafa á undanförnum árum látið sérfræðingahóp vinna nýja skýrslu um verndun ósonlagsins og loftslagskerfi jarðar. Skýrslan kom út í desember á síðasta ári en var kynnt fyrir blaðamönnum og stjórnvöldum í apríl 2005. Skýrslan heitir á ensku: Safeguarding the Ozone Layer and the Global Climate System. Skýrslan var unnin í umboði Rammasamnings Sameinuðu þjóðanna um loftslagsbreytingar og Montrealbókunarinnar um efni sem eyða ósonlaginu.

Skýrslan geymir bæði vísindalegar og tæknilegar upplýsingar um staðgengilsefni fyrir ósoneyðandi efni (ODS) sem geta haft áhrif á loftslagskerfi jarðar. Skýrslan útskýrir á vísindalegan hátt tengslin á milli eyðingar ósons í heiðhvolfinu og loftslagsbreytinga og hvernig útfösun ósoneyðandi efna hefur áhrif á þær. Vetnisflúorkolefni (HFC) hafa engan ósoneyðingarmátt en þau eru gróðurhúsalofttegundir sem notaðar eru sem staðgengilsefni fyrir ósoneyðandi efni í kæliiðnaði og loftkælingum, framleiðslu á frauði, sem drifefni fyrir úðabrúsa, leysiefni og til brunavarna. Skýrslan metur kosti þess að minnka útstreymi þessara gróðurhúsalofttegunda, kannar tæknilega hagkvæmni og kostnað og tekur tillit til áhrifa þeirra á umhverfið og öryggi og heilsu manna.

Um samspil ósoneyðingar og gróðurhúsaáhrifa

Ósoneyðandi efni valda eyðingu ósonslagsins í heiðhvolfinu, og er framleiðsla þeirra og notkun takmörkuð af Montrealbókuninni við Vínarsáttmálann frá 1985. Aðildarríki Montrealbókunarinnar stefna að því að taka öll ósoneyðandi efni af markaði bæði í þróuðu ríkjunum og þróunarríkjunum. Ósoneyðandi efni valda bæði eyðingu ósonlagsins í heiðhvolfinu og auka gróðurhúsaáhrifin sem stuðla að loftslagsbreytingum. Sum efni sem þróuð hafa verið sem staðgengilsefni fyrir ósoneyðandi efni eru vetnisflúorkolefni (HFC) og fjölflúorkolefni (PFC), en losun þeirra út í andrúmsloftið fellur undir Kyotobókunina. Þær aðgerðir sem gripið hefur verið til verndar ósonlaginu geta því haft áhrif á loftslagsbreytingarnar, sem geta aftur haft óbein áhrif á ósonlagið.

Víxlverkun kælingar og upphitunar gufuhvolfsins

Ósoneyðingin sem átt hefur sér stað eftir 1970 má rekja beint til aukningar á hvarfgjörnum klór- og brómsamböndum sem verða til við framleiðslu á ósoneyðandi efnum eins og halónum, klórflúorkolefnum (CFC) og vetnisklórflúorkolefnum (HCFC), metýlklóroformi, kolefnistetraklóríði og metýlbrómíði. Ósoneyðingin veldur kólnun í heiðhvolfinu, sem er að hluta vegin upp vegna endurkasts innrauðra geisla sólar frá yfirborði jarðar. Gróðurhúsaáhrifin, sem verða vegna aukningar á lofttegundum sem gleypa innrauða geislun sólar, valda því að neðri hluti lofthjúpsins hitnar. Þessi hlýnun í neðri lögum lofthjúpsins vegna uppsöfnunar gróðurhúsalofttegunda veldur kólnun í efri lögum hans, vegna þess að innrauðir geislar sólar endurkastast ekki að fullu aftur út úr lofthjúpnum. Kólnun heiðhvolfsins eykur myndun skýja (glitskýja) sem leiðir til aukinnar ósoneyðingar.

Upphitunarstuðull (GWP) og ósoneyðingarmáttur (ODP)

Aðgerðir stjórnvalda vegna ákvæða í Montrealbókuninni hafa leitt til framleiðslu staðgengisefna fyrir CFC. Þetta eru efni eins og HCFC, HFC og önnur svipuð efni. Staðgengilsefnin hafa almennt lægri gróðurhúsaupphitunarstuðul (GWP, “Global Warming Potential”) en ósoneyðandi efnin. Gróðurhúsaupphitunarstuðullinn er miðaður við 1 CO₂ og því er jafnan talað um koltvísýringsjafngildi þegar talað er um gróðurhúsaáhrif ákveðinna vetnisflúorkolefna. Eyðandi áhrif klórs og bróms á ósonlagið eru mjög breytileg og eru skilgreind sem ósoneyðingarmáttur þeirra, ODP-gildi (Ozone Depletion Potential). ODP-gildi CFC-11 (CCl3F) er ákvarðað sem 1 og er ODP-gildi annara efna skilgreint sem hlutfall af því.

Sé tekið tillit til heildarlosunar þeirra efna sem notuð eru sem staðgengilsefni fyrir ósoneyðandi efnin CFC, halóna og HCFC, er heildarupphitunarstuðull þeirra lægri en ósoneyðandi efnanna sem þau koma í staðinn fyrir.

Dæmi um ósoneyðingarmátt og gróðurhúsaupphitunarstuðull nokkurra algengra ósoneyðandi efna og gróðurhúsalofttegunda og líftíma þeirra í lofthjúp jarðar má sjá í meðfylgjandi töflu.

Áhrif þessara efna til upphitunar og kælingar á lofthjúpnum í framtíðinni fer eftir endingu þeirra í andrúmsloftinu, eiginleikum efnanna og hve langt er síðan útstreymið átti sér stað. Endingartími efnanna er allt frá einu ári til tveggja áratuga, eins og tilfellið er með flest HFC og HCFC efnin eða allt frá áratugum til alda eins og tilfellið er með sum HFC efnin, flesta halónana og öll CFC efnin.  Upphitunarstuðull þessara lofttegunda er frá 5 koltvísýringsjafngildum í yfir 10.000 koltvísýringsjafngildi.  Gróðurhúsaáhrifin og kæling vegna ósoneyðingarinnar er háð fjölda ára sem útstreymi efnanna stóð yfir og hvort staðið sé við skuldbindingar Montrealbókunarinnar, svo og endingartíma efnanna í andrúmsloftinu.

Önnur mengun frá gróðurhúsalofttegundum 

Notkun staðgengilsefna fyrir ósoneyðandi efni, s.s. HFC, PFC og vetniskolefni (HC), í loftkælingum, kæli- og frystibúnaði og við framleiðslu á frauði, er ekki talin að hafi marktæk áhrif á efnasamsetningu heiðhvolfsins. Lítil, en ekki óveruleg, áhrif geta orðið á loftgæðum í nágrenni við uppsprettur útstreymisins, og slík áhrif geta verið áhyggjuefni t.d. á svæðum þar sem mengun er mikil fyrir.

Niðurbrotsefni HFC og HCFC (s.s. tríflúorediksýra, TFA) berast til jarðar með úrkomu. Ekki eru þó þekkt nein dæmi um slæm umhverfisáhrif þessara efna á vistkerfi jarðar. Mælingar á TFA í sjó benda til að manngerðar uppsprettur af TFA séu minni en náttúrulegar uppsprettur, en náttúrulegar uppsprettur TFA eru þó ekki að fullu þekktar.

Aðgerðir til að takmarka útstreymi gróðurhúsalofttegunda

Ýmsar aðferðir eru til að minnka útstreymi gróðurhúsalofttegunda. Hægt er að nota lokuð kerfi, minnka leka með fyrirbyggjandi viðhaldi, nota minna magn þessara efna í búnaði, endurheimt, endurnotkun eða eyðing efnanna, nota efni sem hafa hverfandi gróðurhúsaáhrif eða nota aðrar tæknilegar lausnir. Það síðast talda er að nota t.d. þrýstiloftsdælur til að dreifa ilmefnum og notkun á steinull í stað frauðs í samlokueiningum.

Heildarútstreymi ósoneyðandi efna og gróðurhúsalofttegunda

Ekki hefur verið gerð nein heildarúttekt á beinu og óbeinu útstreymi við framleiðslu og notkun gróðurhúsalofttegunda, þar sem tekið er tillit til líftíma þeirra í andrúmsloftinu svo og áhrifum á heilsu, öryggi og umhverfi. Ekki er auðvelt að nálgast birtar upplýsingar um þetta efni og samanburðarrannsóknir á þessum þáttum eru ekki til. Það eru til aðferðir til að ákvarða hvaða tækni veldur minnstu útstreymi frá halógenum og staðgengilsefnum þeirra, bæði beint og óbeint.  Einnig eru til aðferðir til að ákvarða heildaráhrif útstreymis efnanna eftir líftíma þeirra með tilliti til margra umhverfisþátta. En hlutfallslega fáar slíkar samanburðarrannsóknir hafa verið birtar. Niðurstöður slíkra rannsókna eru yfirleitt viðkvæmar, þær eru háðar aðstæðum sem ekki er sjálfgefið að gildi annarsstaðar og því er ekki hægt að alhæfa út frá þeim.   

Útstreymi gróðurhúsalofttegunda sem tengdar eru orkunotkun geta verið verulegar. Aðferðir til að bæta orkunýtingu geta leitt til minna óbeins útstreymis, þetta er þó háð því hvers konar orka er notuð og öðrum aðstæðum. Með notkun á núverandi bestu tækni og aðferðum við endurheimt efnanna væri hægt að minnka hefðbundið útstreymi frá ósoneyðandi efnum og staðgengilsefnum þeirra um helming á næsta áratug.

Þessi samantekt er byggð á upplýsingum í sérfræðingaskýrslu WMO og IPCC 2005.