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Klimawandel: Feindlicher Freund

Was beim Ozonloch gelang, scheint beim Klimawandel noch unmöglich: die Weltgemeinschaft zum gemeinsamen Handeln zu bringen. Doch der Erfolg wider den Ozonabbau könnte eine ungeahnte Folge zeitigen - eine verstärkte Erwärmung der Antarktis.
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Im Jahr 1974 machten die beiden Chemiker Mario Molina und Frank Sherwood Rowland mit einem Schreckensszenario auf sich aufmerksam: Die angeblich ungefährlichen, weil sehr reaktionsträgen und daher im Einsatz beliebten Fluorchlorkohlenwasserstoffe – kurz FCKW – würden die Ozonschicht gefährden und damit das Leben auf der Erde durch die harte UV-Strahlung der Sonne gefährden. Eine These, die lange Zeit von Wissenschaft, Politik und Industrie mit Skepsis aufgenommen wurde. Erst 1985 gelang es, tatsächlich ein Ozonloch über der Antarktis auszumachen, das die Forschungen Molinas und Sherwoods bestätigte und die gefährliche Rolle der FCKW verdeutlichte.

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Ozonloch im Dezember 2007 | Trotz des internationalen Verbots von FCKW tritt immer noch alljährlich ein veritabler Ozonschwund über der Antarktis auf: Je dunkler blau ein Areal ist, desto weniger Ozon findet sich an dieser Stelle. Bis 2070 könnte es dauern, bis sich das Ozonloch wieder vollständig schließt.
Nur zwei weitere Jahre später – und damit im Rahmen internationaler Verhandlungen recht schnell – verabschiedeten 190 Nationen das so genannte Montrealer Protokoll zum Schutze der Ozonschicht, das 1989 in Kraft trat. Das Abkommen zielte darauf ab, nach und nach alle ozonzerstörenden Stoffe im Verbrauch zu reduzieren und schließlich völlig zu bannen. Mit Erfolg: Die Konzentrationen von FCKW und ähnlicher Substanzen in der Atmosphäre verharren heute auf einem zwar hohen, aber immerhin stabilen Niveau oder sinken gar schon ab. Kofi Annan, der ehemalige Generalsekretär der Vereinten Nationen, lobte diese Zusammenarbeit über so viele Nationen und Interessenlagen hinweg als "vielleicht erfolgreichste internationale Übereinkunft bis jetzt".

Bislang erholt sich die Ozonschicht allerdings nur sehr langsam, und in manchen Jahren öffnen sich sogar immer noch rekordverdächtige Löcher wie 2003. Insgesamt soll unser wichtiger Schutzschild aber bis 2060 wieder vollständig geflickt sein. Dieser Erfolg könnte jedoch einen bislang wenig beachteten Preis haben, meinen Judith Perlwitz von der University of Colorado in Boulder und ihre Kollegen der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) der USA [1]. Denn mit dem Lückenschluss über der Antarktis könnte sich der eisige Kontinent beträchtlich erwärmen und dem globalen Klimawandel anschließen, dem er sich bislang noch weit gehend entzieht – so das Ergebnis ihrer Computersimulation.

Im Kontrast zur Aufheizung, wie sie in vielen Teilen der Welt gemessen wird, kühlte sich das Innere der Antarktis zumindest während Sommer und Herbst bis dato durchschnittlich sogar noch ab – ein Prozess, den Perlwitz' Team auf den Ozonverlust zurückführt. Demnach schirmt die positive Phase des so genannten Southern Annular Mode (SAM) durch niedrigen Luftdruck in der Antarktis bei gleichzeitig starken Westwinden rund um den Eiskontinent die Region von wärmeren Luftmassen aus dem Norden ab. Niedrige Ozonwerte fördern dieses Klimamuster.

Ozon schützt jedoch nicht nur vor der UV-Strahlung, sondern absorbiert sie auch und wandelt sie in Wärmeenergie um. Wabert das dreiteilige Sauerstoffmolekül wieder in ausreichenden Mengen durch die Stratosphäre, steigen in den entsprechenden Höhenlagen die Temperaturen um bis zu neun Grad Celsius und verringert sich der momentan herrschende starke Temperaturgradient zwischen Süd und Nord. Kehren die Ozonwerte also langfristig wieder auf ihren ursprünglichen Höchststand zurück, schwächt sich die SAM ab und schwenkt in die negative Phase. Zugleich flauen die Westwinde im späten Frühling und im Frühsommer ab, und mit ihnen nimmt die antarktische Isolation ab. Warmlufteinbrüche aus Nord häufen sich, folgern die Forscher und fürchten, dass der Südkontinent sich der Erderwärmung großräumiger als bislang anschließt – mit allen problematischen Konsequenzen wie Gletscherschmelze und steigenden Meeresspiegeln.

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Hohe Stratosphärenwolken | Schwefelwolken in der Stratosphäre können als Katalysator für den Ozonabbau dienen, da sie Chlorgase aktivieren. Künstliche Schwefelimpfungen der Atmosphäre als Mittel gegen den Klimawandel könnten also Ozonlöcher fördern.
Um all dies zu vermeiden und womöglich schmerzhafte Energiesparmaßnahmen zu umgehen, bringen Wissenschaftler, Ökonomen oder Politiker von Zeit zu Zeit einen menschengemachten Sonnenschirm ins Gespräch, der die Temperaturen auf Erden in erträglichen Maßen halten soll. Eine gerne erwähnte Option des so genannten Geoengineerings ist es, große Mengen an Schwefelpartikel in die Atmosphäre zu pusten, wo sie die Sonneneinstrahlung abblocken sollen. Theoretisch keine schlechte Idee, beruht sie doch auf einem natürlichen Vorbild: Vulkanausbrüche wie jener des philippinischen Pinatubo 1991 beispielsweise setzen zigtausende Tonnen Schwefeldioxid frei, die sich weltweit verteilen. In der Folge sinken für einige Zeit die globalen Durchschnittstemperaturen, bis der Schwefel wieder aus der Luft gewaschen ist – ein Effekt, der künstlich wiederholt werden soll.

Was aber theoretisch vielversprechend klingt, könnte in der Praxis üble Konsequenzen nach sich ziehen, mahnt die Atmosphärenforscherin Simone Tilmes vom National Center for Atmospheric Research in Boulder. Sie widmete sich zusammen mit ihren Kollegen den weiteren Folgen der Pinatubo-Eruption und übertrug sie modellhaft auf eine großflächige Schwefelspritze durch Menschenhand [2].

Ähnlich wie andere große Ausbrüche reichten auch die Auswürfe des südostasiatischen Feuerbergs bis in die Stratosphäre, wo sie zeitweise die Ozonschicht zerstörten und ausdünnten: Sulfate wirken wie ein Katalysator, der Chlorgase aktiviert und damit die Zerstörung der Ozonmoleküle einleitet. Die gleichen Folgen hätte entsprechend auch die künstliche Schwefelhülle, wobei sich die Ozonproblematik über Jahrzehnte stellen würde – nur längerfristiges Geoeingineering hätte den gewünschten Kühleffekt.

Ein bis drei Viertel der Ozonschicht über der Arktis könnten diesem Eingriff zum Opfer fallen, folgern Tilmes und Co. Wegen atmosphärischer Ausgleichsströmungen beträfen die Folgen wie erhöhte UV-Strahlung, steigende Hautkrebszahlen oder Ernteschäden große Teile der nördlichen Hemisphäre. In der Antarktis wäre dagegen keine weitere Ausdünnung zu erwarten – weil ohnehin schon ein alljährlich großes Ozonloch aufreißt. Die wegen des erfolgreichen Montreal-Abkommens prognostizierte Erholung der örtlichen Ozonschicht könnte sich jedoch um weitere 30 bis 70 Jahre verzögern.

Mögliche Rückkoppelungen oder natürliche Unwägbarkeiten wie Vulkanausbrüche sind in den Kalkulationen nicht einmal enthalten, warnen die Forscher. Kältere Winter beispielsweise treiben den Ozonabbau über den Polen an, und eine starke Eruption könnte sowohl den Kühleffekt als auch die Ozonverluste überreizen – nicht unbedingt gute Argumente für den atmosphärischen Eingriff. Energiesparen dürfte da wohl noch immer die bessere Option zu sein.
29.04.2008

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 29.04.2008

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