Vor 30 Jahren wurde der chemisch bedingte Ozonverlust entdeckt, welcher sich regelmäßig im Winter und Frühling über der Arktis manifestiert. Die Prozesse, die zu diesem Ozonabbau führen, sind grundsätzlich verstanden. Anthropogene, also durch den Menschen verursachte Emissionen von Fluorkohlenwasserstoffen (FCKW), haben Chlorverbindungen freigesetzt, die katalytisch Ozon abbauen können. Ein wichtiger Teilprozess ist die sogenannte Chlor-Aktivierung auf stratosphärischen Partikeln, für die niedrige Temperaturen unterhalb von etwa -78°C nötig sind. Eine Folge des Ozonabbaus ist eine erhöhte Durchlässigkeit der Atmosphäre für ultraviolette (UV)-Strahlung, was beim Menschen verstärkt zu Sonnenbrand und Hautkrebs führen kann, aber auch Folgen für verschiedene Ökosysteme haben kann.
Der chlor-katalysierte Ozonabbau findet auch im arktischen Frühling statt, ist jedoch durch die typischerweise wärmeren Temperaturen nicht so deutlich ausgeprägt. Außerdem ist der arktische Ozonabbau von Jahr zu Jahr sehr variabel. Im Jahr 2011 waren die stratosphärischen Temperaturen so niedrig, dass sich der bisher stärkste Ozonabbau ergab.
Online-Plattform zeigt arktischen Ozonverlust
Im Rahmen der Wissensplattform "Erde und Umwelt" (ESKP) wurde am Forschungszentrum Jülich (FZJ) eine Webseite eingerichtet, die den arktischen Ozonverlust des aktuellen Winters im Vergleich mit früheren Wintern mit folgenden Inhalten zeigt:
- Bestimmungen des Volumens der Atmosphäre unterhalb einer kritischen Schwelltemperatur (VPSC), aus dem der Ozonverlust abgeschätzt werden kann
- Berechnungen des Ozonverlustes ab November für den aktuellen Winter mit dem Jülicher Modell CLaMS
- den Vergleich dieser beiden Größen mit früheren Wintern
- eine Grafik, die den Anstieg der UV-Strahlung für eine bestimmte Abnahme der Ozonsäule verdeutlicht, um die potenziellen Risiken einschätzen zu können.
Im Winter 2019/2020 zeichnen sich erneut deutliche Ozonverluste in der arktischen Stratosphäre ab. Diese Verluste sind erheblich größer als in den vergangenen Jahren. Der Grund dafür sind die besonders niedrigen Temperaturen in der Stratosphäre und ein stabiler Polarwirbel. Berechnungen von Dr. Jens-Uwe Grooß vom Jülicher Institut für Stratosphärenforschung mit dem Modell CLaMS zeigen, dass Anfang März der Ozongehalt in der oberen Schicht der Atmosphäre um über 18 Prozent abnahm.
Ursache für die überdurchschnittlichen Ozonverluste – die Forscher sprechen aber nicht von einem Ozonloch – ist die Chlor-Chemie: Das Gas trägt in der Atmosphäre wesentlich zum Abbau des Ozons bei. Zwar wurde durch internationale Abkommen sehr erfolgreich die Produktion von Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW) gestoppt und deren Konzentration in der Atmosphäre sinkt langsam. Allerdings beträgt die Lebensdauer der FCKW 50 bis 100 Jahre. Hinzu kommt, dass verschiedene Faktoren den Abbau des Ozons beeinflussen. So können Luftströmungen für Bedingungen sorgen, die die chemischen und physikalischen Prozesse verstärken oder abschwächen. Und: Anders als am Boden führt der Klimawandel in der Stratosphäre zu niedrigeren Temperaturen, wodurch es zu erhöhtem Ozonabbau kommen kann.
Gegenwärtig besteht wegen des noch niedrigen Sonnenstands keine Gefahr durch hohe UV-Strahlung. Die weitere Entwicklung hängt von den Temperaturen in der Stratosphäre und der Stabilität des Polarwirbels ab. Sollte es hier zu Änderungen kommen, könnten die bereitgestellten Berechnungen ein Frühwarnsystem für erhöhte UV-Belastung sein.
Weiterführende Informationen
Forschungszentrum Jülich – FZJ. (2020, 5. März). Erneut deutliche Ozonverluste in der Arktis [Pressemitteilung, www.fz-juelich.de]. Aufgerufen am 05.03.2020.
