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Atmosphärenchemie: Rekorddimensionen

Schlagzeilen macht das Ozonloch eigentlich kaum mehr, der Klimawandel hat es in der öffentlichen Aufmerksamkeit verdrängt. Zu Unrecht: Dieses Jahr ist es größer und tiefer denn je.
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Alle Jahre wieder, wenn es ewige Nacht wird über dem Südpol, beginnt ein unheilvoller Prozess, der einmal als eine der größten Umweltsorgen der Menschheit galt: Das Ozonloch beginnt sich zu bilden. Und trotz aller Gegenmaßnahmen wie zunehmende Verbannung der berühmt-berüchtigten FCKW scheint es sich gegenwärtig noch nicht schließen zu wollen. Es wächst sogar noch weiter. Laut Nasa und NOAA, der amerikanischen Wetterbehörde, bricht die Saison 2006 alle Negativrekorde der Vergangenheit – seit Beginn der Satelliten-Messungen in den 1970er Jahren wurden noch nie extremere Werte notiert.

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Ozonloch 2006 | Das Ozonloch hat 2006 Rekordausmaße in Größe und Tiefe eingenommen. Der Grund: sehr niedrige Temperaturen in der Stratosphäre über dem Südpol. Anfang Oktober lagen die Ozonwerte teilweise bei nur noch 85 Dobson-Einheiten – der niedrigste je gemessene Stand.
In 13 bis 20 Kilometern Höhe waberten Ende September nach Angaben von Paul Newman von der Nasa gerade einmal 1,2 Dobson-Einheiten (DU) Ozon durch die Atmosphäre, wo es noch im August 125 DU waren. Und über die gesamte Luftsäule zwischen Erdboden bis zur Obergrenze der Stratosphäre summierten sich die O3-Moleküle auf 85 DU, was auch nur noch ein Viertel des August-Wertes ausmachte und die bisherigen Tiefstwerte vom Ende der 1990er Jahre nochmals leicht unterbot. Gleichzeitig erstreckte sich die ozonarme Fläche über rund 29,5 Millionen Quadratkilometer, die damit noch etwas größer ist als im Jahr 2000, dem bisherigen Rekordhalter.

Warum aber weitet sich das Ozonloch aus, obwohl doch seit Verabschiedung des Montreal-Abkommens 1987 Produktion und Gebrauch von FCKW (Fluorchlorkohlenwasserstoffen) zunehmend verbannt wurden? Ein Faktor ist die Langlebigkeit dieser Chemikalien, die früher als Treibgas in Sprühdosen und Kältemittel in Kühlanlagen eingesetzt wurden: Je nach Produkt können FCKW-Verbindungen bis zu 180 Jahre in der Atmosphäre überdauern, wobei jedes einzeln entstehende Chlor-Radikal bis zu 100 000 Ozon-Moleküle knacken kann. Zum anderen dauert es auch mindestens ein Jahrzehnt, bis das Gas in höhere Stratosphärenschichten aufgestiegen ist. Die Industrieländern stellten jedoch ihre Produktion erst – bis auf sehr wenige Ausnahmen – im Jahr 2000 vollständig ein, die Entwicklungsländer sollen sogar nicht vor 2010 folgen.

Immerhin wurden schon kurz nach Verabschiedung des Abkommens unschädliche Alternativen zu den FCKW entwickelt, sodass deren Konzentration nach Angaben der Nasa bereits 1995 ihr Maximum in der Troposphäre und 2001 in der Stratosphäre erreichte, wo sie ihren ozonschädlichen Einfluss entfalten. Doch frühestens ab 2024 soll die Fläche des Ozonlochs über der Antarktis wieder spürbar kleiner werden. Bis dahin kann mit einer durchschnittlichen jährlichen Abnahme von 0,1 bis 0,2 Prozent gerechnet werden – größere Schwankungen nicht ausgeschlossen.

Beeinflusst wird der Ozonverlust mittlerweile verstärkt durch eine unheilvolle Wechselwirkung zwischen dem Klimawandel und der Ausbildung des Ozonlochs. Damit das Chlor überhaupt zur Reaktion ansetzen kann, müssen bestimmte klimatische Voraussetzungen erfüllt sein, die sich vor allem über dem Südpol einstellen. Während der winterlichen Polarnacht fallen die Temperaturen der Atmosphäre regelmäßig unter minus 80 Grad Celsius, weshalb sich polare stratosphärische Wolken formen, die Chlor aus den FCKW in leicht spaltbaren Verbindungen enthalten. Beobachtungen der Mikrowellenstrahlung verschiedener Spurengase durch den Aura-Satelliten der Nasa zeigen, dass die Chlor-Werte dieses Jahr extrem hoch liegen. Gleichzeitig baut sich im Winter stets der so genannte polare Vortex auf – ein starkes quasistationäres Windsystem rund um die Antarktis –, der den Luftaustausch mit höheren Breiten unterbindet.

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Ozonloch 2006: Gesamtverlust | JBis zu 40 Millionen Tonnen Ozon gingen diesen antarktischen Winter in der Atmosphäre über dem Südpol verloren.
Im antarktischen Frühling liefert das einsetzende Sonnenlicht die nötige Energie zur Spaltung der Chlor-Verbindungen, deren Radikale auf die Jagd nach den Ozon-Moleküle gehen. Bis sich der Polvortex im November und Dezember abschwächt und wieder ozonreichere Luft einströmt, schreitet dieser Prozess voran und vertieft das Ozonloch. Die erhöhten Kohlendioxidwerte in der Atmosphäre heizen nun jedoch nicht nur der Troposphäre ein, sondern lassen ebenso die darüber liegende Stratosphäre abkühlen – sie blocken die Wärmestrahlung in höhere Lagen ab. Je kälter es aber dort ist, desto mehr Wolken bilden sich und desto mehr Chlor sammelt sich an, was wiederum den Abbau antreibt.

Über Satelliten sowie Wetterballons ermittelten Newmans Kollegen, dass Ende September die Temperaturen in der unteren Stratosphäre um fünf Kelvin unter dem Durchschnitt lagen, was das Ozonloch um 3,1 bis 3,9 Millionen Quadratkilometer vergrößerte. Wegen der globalen Erwärmung und den entgegenlaufenden Trends in der Stratosphäre rechnen die Wissenschaftler deshalb mit einer verzögerten Erholung der Ozonschicht: Das Jahr 2068 statt 2050 lautet nun die neue Zielvorgabe.
21.10.2006

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 21.10.2006

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