Miksi otsoniaukon sanotaan olevan suurin juuri keväällä? Mikä merkitys otsonikerroksella on ja miten aukko syntyy?

Otsoni on tavallisen hengitysilmassa olevan hapen erikoismuoto, jossa on kahden happiatomin (O2) sijasta kolme (O3).

Otsonia syntyy ilmakehän stratosfäärissä, 15–25 kilometrin korkeudella. Auringon ultraviolettivalo hajottaa säteilyenergiallaan happimolekyylejä (O2) erillisiksi atomeiksi (O), mutta nämä kiinnittyvät O2-molekyyleihin, jolloin syntyy otsonia.

Otsoni pidättää ihmiselle haitallista voimakasta ultraviolettisäteilyä (UV), joka jää ylös eikä ole haittaamassa täällä alhaalla.

Stratosfäärin otsoni on niin sanottua hyvää otsonia, koska se vähentää olennaisesti elämälle haitallista UV-säteilyä maanpinnalla. Teollisuusprosesseissa ja liikenteen päästöissä syntyy puolestaan niin sanottua pahaa otsonia, joka on haitallinen ympäristömyrkky ja voimakas kasvihuonekaasu. Kun puhutaan otsoniaukosta tai otsoniohentumasta, tarkoitetaan stratosfäärin hyvän otsonin vajausta. Ilmiö havaittiin napa-alueiden ilmakehässä 1980-luvun alussa.

Stratosfäärin otsonituhoa aiheuttavat mm. freoni-kaasut eli CFC-yhdisteet (CFC = Chloro-Fluoro-Carbon), joita on käytetty runsaasti muun muassa jääkaapeissa ja ilmastointilaitteissa. Freonit eivät juuri reagoi muiden aineiden kanssa eivätkä siten hajoa troposfäärissä. Ne nousevat hitaasti muutamassa vuodessa ylös stratosfääriin, jossa ne hajoavat auringon UV-säteilyn takia, jolloin niiden sisältämä kloori vapautuu. Kloori on taas erittäin tehokas otsonin tappajakaasu.

Napa-alueiden ilmavirtaukset (polaaripyörre) ovat talvisaikaan varsin suljettuja muulta ilmakehältä, joten niihin ei pääse uutta otsonia eteläisemmiltä leveysasteilta. Talvella napa-alueet eivät saa juurikaan auringon säteilyä eikä siten UV-säteilyäkään. Keväällä, kun auringon säteily on taas voimakkaampaa, haitallinen kloori pääsee vapaaksi UV-säteilyn vaikutuksesta ja aiheuttaa otsonipitoisuuksien pudotuksia. Vähenemät voivat olla normaalitasoon verrattuna kymmeniä prosentteja. Otsonimäärien vähenemiseen vaikuttaa myös stratosfäärin lämpötila, joka on ilmastonmuutoksesta johtuen jäähtymässä.

Freonien ja muiden vastaavien kaasujen käytön kieltäminen kansainvälisellä sopimuksella 1989 on johtanut siihen, että otsonitilanne on kehittymässä parempaan suuntaan. Tutkijat arvioivat, että 2040 mennessä otsonitilanne on palautunut 1970-luvun tasolle.

Suomessa yläilmakehän otsonipitoisuuksia mitataan luotauspalloilla Ilmatieteen laitoksen Sodankylän tutkimuskeskuksessa.