Het is van cruciaal belang om de veranderingen in de ozonlaag en andere atmosferische gassen op te volgen. Ondanks de maatregelen die de voorbije 35 jaar werden genomen om de ozonlaag te beschermen, zal het nog verschillende decennia duren vooraleer het gat in de ozonlaag op Antarctica hersteld is. De ALTIUS-missie, geïnitieerd door België, zal de continuïteit van deze essentiële waarnemingen verzekeren vanaf 2026.
Een zeer langzaam herstel
Oudere mensen zullen zich de mediahype na de ontdekking van een gat in de ozonlaag in de jaren 1980 gemakkelijk herinneren. Wetenschappers sloegen alarm: onze menselijke activiteiten, in dit geval de uitstoot in de atmosfeer van gassen die worden gebruikt in koelsystemen en aërosolen sinds de jaren 1930, waren de oorzaak van de vernietiging van het beschermende schild van het leven op aarde. Deze ontdekking opende de ogen van de wereld voor de wereldwijde effecten van menselijke activiteiten op de atmosfeer. Als reactie hierop besloot de internationale gemeenschap al snel om de productie van de schadelijke chemicaliën, chloorfluorkoolwaterstoffen (CFK's) en andere stoffen zoals halonen, geleidelijk stop te zetten door in 1987 het Protocol van Montréal aan te nemen.
Ondanks het verbod is het ozongat er nog steeds, ook al is de media-aandacht nu verschoven naar andere effecten van menselijke activiteiten. Het herstelproces verloopt erg traag, vooral omdat CFK's en halonen tientallen jaren in de atmosfeer kunnen blijven hangen. Deskundigen schatten daarom dat het gat boven Antarctica pas tussen 2050 en 2060 weer zal dichten.
Wat is eigenlijk het gat in de ozonlaag?
Ongeveer 90% van de totale hoeveelheid ozon (O3) in de atmosfeer bevindt zich in de stratosfeer, d.w.z. de laag in de atmosfeer die zich uitstrekt van een hoogte van ongeveer 10 km tot 50 km. Deze stratosferische ozon wordt ook wel de "ozonlaag" genoemd en vormt een echt scherm tussen de aarde en de zon. Door het grootste deel van de ultraviolette (UV) straling van de zon te absorberen, beschermt het alle leven op aarde tegen de schadelijke effecten (mutagene effecten voor planten en dieren door verandering van DNA) van overmatige blootstelling aan deze kortegolfstralen. Het "gat in de ozonlaag" is natuurlijk geen echt "gat" in de atmosfeer. Het verwijst naar een gebied zo groot als een continent boven Antarctica, waar de ozonlaag elke lente aanzienlijk verdunt. De oorzaak zijn stoffen zoals CFK's, die meestal inert zijn in de lagere atmosfeer, maar die op grotere hoogte door UV-licht worden afgebroken tot zeer reactieve halogenen (chloor en broom) die de vernietiging van ozon katalyseren. Op de Zuidpool creëren de zeer lage temperaturen in de poolnacht de omstandigheden die nodig zijn voor de vorming van wolken op grote hoogte, waar de reactiviteit van CFK's nog verder toeneemt. Het fenomeen wordt ook versterkt door de zogenaamde polaire vortex, die het gebied isoleert en de vervanging van vernietigd ozon door ozon afkomstig uit het noorden van Antarctica voorkomt.
De continuïteit van waarnemingen garanderen
De vernietiging van de ozonlaag werd voor het eerst waargenomen door een instrument op de grond in Antarctica in het begin van de jaren 1980 en vervolgens bevestigd door satellietwaarnemingen met de Total Ozone Mapping Spectrometer (TOMS). Al meer dan 40 jaar worden verschillende satellietinstrumenten gebruikt om de ruimtelijke verdeling van atmosferische componenten te observeren. Dit geldt met name voor het TROPOMI-instrument, een beeldvormende spectrometer die de golflengtebanden van ultraviolet tot korte golf bestrijkt, aan boord van de Sentinel-5P satelliet die door het Europees Ruimteagentschap (ESA) is ontwikkeld voor de Europese Commissie.
Deze instrumenten spelen een cruciale rol omdat ze een onafhankelijke en constante manier bieden om veranderingen in de ozonlaag te monitoren, terwijl in situ metingen op een continent als Antarctica erg ingewikkeld en duur zijn. Gezien de omvang van het ozongat hebben satellieten ook het grote voordeel dat ze dagelijks grote delen van de aarde bestrijken, terwijl metingen in situ slechts sporadisch zijn. Ze maken het ook mogelijk om variaties in ozon en andere gassen in de atmosfeer op verschillende hoogtes te volgen. De meeste van deze satellietinstrumenten lopen echter tegen het einde van hun levensduur of maken geen gebruik van de nieuwste technologische ontwikkelingen. In de nabije toekomst bestaat er een reëel risico op een tekort aan instrumenten, waardoor de continuïteit van de waarnemingen in gevaar zou komen.
De ALTIUS-missie, Belgisch en vernieuwend
De groep 'Limb Sounding' van het Koninklijk Belgisch Instituut voor Ruimte-Aëronomie (BIRA-IASB) is zich ervan bewust dat het essentieel is om deze continuïteit te verzekeren en is daarom begonnen met de wetenschappelijke ontwikkeling van een instrument genaamd ALTIUS (Atmospheric Limb Tracker for the Investigation of the Upcoming Stratosphere). Na verschillende jaren van voorbereiding en besprekingen met ESA, overtuigde het team BELSPO om de ontwikkeling ervan te ondersteunen. In 2016 besloten België en ESA om de bouw van de satelliet te lanceren als een "Earth-Watch"-missie, wat betekent dat de operationele ozongegevens die het instrument oplevert binnen 3 uur na de metingen ter beschikking zullen worden gesteld van de gebruikersgemeenschap.
ALTIUS wordt voor 94% gefinancierd door België, met bijdragen van Canada, Luxemburg en Roemenië. De verschillende onderdelen van de missie worden momenteel ontwikkeld, waarbij Belgische partners een cruciale rol spelen. De satelliet wordt ontworpen en gebouwd door een consortium van bedrijven onder leiding van Redwire Space (Antwerpen). OIP Sensor Systems (Oudenaarde) is de hoofdaannemer voor het instrument. Het grondsegment voor de gegevensverwerking wordt ontwikkeld door een consortium onder leiding van Spacebel (Luik en Hoeilaart).
Koninklijke aandacht
Het ALTIUS-team bij het BIRA is ook druk bezig met het ontwikkelen van algoritmen en verwerkingsketens die in staat zijn om de informatie die door de satelliet naar het verwerkingscentrum wordt gestuurd, te vertalen in bruikbare gegevens voor eindgebruikers. BIRA-IASB is verantwoordelijk voor het grootste deel van de wetenschappelijke exploitatie van de missie. Emmanuel Dekemper, nu hoofd van het ALTIUS-team, had onlangs de gelegenheid om de ALTIUS-missie voor te stellen aan Zijne Majesteit Koning Filip van België, die een bezoek bracht aan de BIRA-IASB-faciliteiten.
Bron: Belgian Earth Observation
