Ozonloch

Das Ozonloch wurde Anfang der 1980er Jahre erstmals Wissenschaftlern des britischen Antarktis-Polarforschungspogramms (British Antarctic Survey, BAS) über der Antarktis beobachtet. Ihre Ergebnisse publizierten Joe Farman, Brian G.Gardiner, und Jon Shanklin erstmals im Fachmagazin Nature im Jahr 1985 (Farman, Gardiner, Shanklin, 1985). Sie stellten fest, dass die Ozonschicht in der Stratosphäre an einigen Stellen dünner wird.

Beim Ozonloch über der Antarktis handelt sich um eine stetig wiederkehrende Erscheinung, die nach folgendem Muster abläuft: Im antarktischen Winter (Polarnacht, Mai bis August) kühlt die Luft über der Antarktis wegen fehlender Sonnenstrahlung stark ab. Dadurch bildet sich in der Stratosphäre (in Höhen von 15-30 Kilometer) ein extrem starker Windwirbel um die Antarktis herum. Dieser verhindert, dass ozonreiche Luft, die über den niedrigen Breiten gebildet wird, herangeführt werden kann. Durch die Abkühlung entstehen außerdem sogenannte polare stratosphärische Wolken, die im Frühling zusammen mit der wieder einsetzenden Sonnenstrahlung die chemischen Reaktionen des Ozonabbaus in Gang setzen und verstärken.

Das Ozonloch über der Antarktis ist in der Regel am stärksten Ende September/Anfang Oktober. Dann ist auch das Gesundheitsrisiko für die Menschen zum Beispiel in Teilen Neuseeland, Australien, Chiles, Argentiniens oder Südafrikas höher, wenn die Ausläufer des Ozonlochs diese Länder erreichen. Denn der Ozonabbau führt zu einer erhöhten Durchlässigkeit der Atmosphäre für die aggressive ultraviolette (UV)-Strahlung. Diese kann bei Menschen verstärkt zu Sonnenbrand und Hautkrebs führen, sie kann aber auch Folgen für verschiedene Ökosysteme haben. So könnten stärkere UV-Strahlen das Wachstum wichtiger Nahrungspflanzen wie Reis negativ beeinflussen. Auch bei Walen wurden Hautschädigungen festgestellt, die mit schwerem Sonnenbrand in Verbindung gebracht werden konnten.

Eine entscheidende Rolle beim Abbau des Ozons spielen dabei die vom Menschen in die Atmosphäre gebrachten Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) und Halone, wie sie lange Zeit in Kühlschränken, Klimaanlagen oder Spraydosen verwendet wurden. Deren Moleküle werden durch das Sonnenlicht in den Tropen in der Stratosphäre gespalten. Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) und Halone sind daher die Quelle für chemisch aktives Chlor und Brom, die dann das polare Ozon abbauen.

Im Jahr 1985 wurde das Wiener Übereinkommen zum Schutz der Ozonschicht von 197 Staaten unterzeichnet. Die Vertragsparteien verpflichten sich, geeignete Massnahmen zu treffen, "um die menschliche Gesundheit und die Umwelt vor schädlichen Auswirkungen zu schützen, die durch menschliche Tätigkeiten, welche die Ozonschicht verändern oder wahrscheinlich verändern, verursacht werden oder wahrscheinlich verursacht werden." Zur Konkretisierung der Maßnahmen folgte zwei Jahre später das Montrealer Protokoll über Stoffe, die zu einem Abbau der Ozonschicht führen. Die Unterzeichnerstaaten verpflichten sich zur Reduzierung und schließlich zur vollständigen Abschaffung der Emission von chlor- und bromhaltigen Chemikalien, die Ozon in der Stratosphäre zerstören. Genannt werden u.a. folgende Stoffe: FCKW, Halone, Tetrachlorkohlenstoff, Trichlorethan (Methylchloroform), Methylbromid, Bromchlormethan.

Die hohe Verbindlichkeit des Abkommens und die hohe Akzeptanz des Protokolls stellten eine neue Stufe im Umweltvölkerrecht dar. Als Folge der Umsetzung des Montrealer Protokolls reduzierte sich die Produktion ozonschichtzerstörenden Stoffe wie FCKW, sodass diese heute kaum noch verwendet werden und durch Ersatzstoffe ersetzt wurden. Nach Aussagen des Umweltbundesamts zum 30-jährigen Bestehens des Montrealer Protokolls "geht die Konzentration dieser Stoffe in der Atmopshäre aufgrund natürlicher Abbauprozesse langsam zurück und auch das Ozonloch wird kleiner" (Umweltbundesamt, 2017). Dafür gibt es auch erste Studien, die das belegen. Es kann daher von einem Erfolg gesprochen werden, den das gemeinsame Vorgehen der Weltgemeinschaft erzielt hat, wenn sich das Ozonloch über der Antarktis wieder schließen sollte.

Etwas anders sieht die Situation in der Arktis aus. Dort ist noch kein deutlicher Trend zur Erholung zu erkennen. Eine Ursache liegt in der hohen Lebensdauer der FCKW, die sich zwischen 50 und 100 Jahren bewegt. So zeigen Forschungsergebnisse des Forschungszentrums Jülich für den Winter 2019/2020, dass es in der arktischen Stratosphäre erneut zu Ozonverlusten gekommen ist. Diese Verluste sind sogar erheblich größer als in den vergangenen Jahren. Der Grund dafür sind die besonders niedrigen Temperaturen in der Stratosphäre und ein stabiler Polarwirbel. Das Ozonloch über der Arktis hat jedoch keinen so festen Rhythmus wie das Ozonloch über der Antarktis. Es bildet sich auch nicht jedes Jahr. Ein Grund dafür sind die unterschiedlichen Temperaturbedingungen. Am Nordpol gibt es nicht so extrem niedrige Temperaturen wie am Südpol. Und niedrige Temperaturen begünstigen den Ozonabbau.

Text: ESKP-Redaktion (März, 2020)