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Ozonschicht: Seltenes Ozonloch öffnet sich über der Arktis – und es ist groß

Über der Arktis ist ein Ozonloch aufgerissen. Niedrige Temperaturen und ein starker Polarwirbel haben die Chemikalien an der schützenden Ozonschicht im Norden nagen lassen.
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Am Himmel über der Arktis hat sich ein riesiges Ozonloch geöffnet. Wahrscheinlich das größte, das es im Norden gibt. Es macht dem bekannteren antarktischen Ozonloch Konkurrenz, das sich jedes Jahr auf der Südhalbkugel bildet.

Die rekordverdächtig niedrigen Ozonwerte erstrecken sich derzeit über einen Großteil der zentralen Arktis und decken ein Gebiet ab, das etwa dreimal so groß ist wie Grönland. Das Loch ist keine Gefahr für Menschen, die Gesundheit ist nicht bedroht. Auch wird es wahrscheinlich in den kommenden Wochen in kleinere zerfallen. Aber es handelt sich um ein außergewöhnliches atmosphärisches Phänomen, das in die Rekordbücher eingehen wird.

»Aus meiner Sicht ist dies das erste Mal, dass man von einem echten Ozonloch in der Arktis sprechen kann«, sagt Martin Dameris, ein Atmosphärenforscher am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Oberpfaffenhofen.

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Arktisches Ozonloch

Die Entstehung des Lochs

Ozon bildet normalerweise eine schützende Decke in der Stratosphäre, etwa 10 bis 50 Kilometer über dem Boden, wo es das Leben vor der ultravioletten Sonnenstrahlung abschirmt. Aber jedes Jahr im antarktischen Winter ermöglichen die kalten Temperaturen das Zusammenwachsen von Wolken in großer Höhe über dem Südpol. Chemikalien, darunter Chlor und Brom, die aus Kältemitteln und anderen industriellen Quellen stammen, lösen Reaktionen auf den Oberflächen dieser Wolken aus, die die Ozonschicht zerfressen.

Das antarktische Ozonloch bildet sich jedes Jahr, weil die Wintertemperaturen in diesem Gebiet standardmäßig absinken und sich die hoch gelegenen Wolken bilden. Diese Bedingungen sind in der Arktis viel seltener, da dort die Temperaturen variabler sind, sagt Jens-Uwe Grooß, Atmosphärenforscher am Forschungszentrum Jülich in Deutschland.

Doch in diesem Jahr umströmte ein kräftiger Westwind den Nordpol und fesselte kalte Luft in einem Polarwirbel. Es gab mehr kalte Luft über der Arktis als in jedem anderen Winter seit 1979, sagt Markus Rex, ein Atmosphärenforscher am Alfred-Wegener-Institut in Potsdam. Bei den kalten Temperaturen bildeten sich die hoch gelegenen Wolken, und die Ozon zerstörenden Reaktionen begannen.

»Das übertrifft jeden Ozonverlust, den wir in der Vergangenheit gesehen haben«
(Markus Rex, Atmosphärenforscher)

Die Forscher messen die Ozonwerte, indem sie Wetterballons von den Beobachtungsstationen rund um die Arktis aufsteigen lassen. Einschließlich des Eisbrechers Polarstern, der für eine einjährige Expedition im Meereis eingefroren ist. Ende März haben diese Ballons einen Rückgang von Ozon von 90 Prozent in 18 Kilometer Höhe gemessen – das liegt mitten in der Ozonschicht. Wo die Ballons normalerweise etwa 3,5 Teile pro Million Ozon detektieren würden, registrierten sie nur etwa 0,3 Teile pro Million, sagt Rex. »Das übertrifft jeden Ozonverlust, den wir in der Vergangenheit gesehen haben«, stellt er fest.

In der Arktis gab es 1997 und 2011 einen Ozonabbau, aber der diesjährige Verlust scheint diese zu übertreffen. »Wir haben mindestens so viel Verlust wie 2011, und es gibt einige Anzeichen dafür, dass es mehr als 2011 sein könnte«, sagt Gloria Manney, eine Atmosphärenwissenschaftlerin bei NorthWest Research Associates in Socorro, New Mexico. Sie arbeitet mit einem NASA-Satelliteninstrument, das Chlor in der Atmosphäre misst, und sagt, dass in den kommenden Tagen noch eine ganze Menge Chlor zum Abbau von Ozon zur Verfügung steht.

Ist es gefährlich?

Die Dinge wären in diesem Jahr viel schlimmer gewesen, wenn sich die Nationen nicht 1987 zusammengeschlossen hätten, um das Montrealer Protokoll zu verabschieden, den internationalen Vertrag, der die Verwendung von Ozon abbauenden Chemikalien auslaufen lässt, sagt Paul Newman, ein Atmosphärenwissenschaftler im Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland. Das Ozonloch in der Antarktis befindet sich nun auf dem Weg der Erholung – das Ozonloch im letzten Jahr war das kleinste, das jemals registriert wurde –, doch es wird Jahrzehnte dauern, bis die Chemikalien vollständig aus der Atmosphäre verschwunden sind.

Das arktische Ozonloch ist keine Gesundheitsgefahr, da die Sonne in hohen Breitengraden erst beginnt, über den Horizont zu steigen, sagt Rex. In den kommenden Wochen besteht eine geringe Wahrscheinlichkeit, dass das Loch über stärker besiedelte Gebiete in niedrigere Breitengrade abdriftet – in diesem Fall müssen die Menschen möglicherweise Sonnenschutzcreme auftragen, um einen Sonnenbrand zu vermeiden. »Es wäre nicht schwer, damit umzugehen«, sagt Rex.

Die nächsten paar Wochen sind entscheidend. Da die Sonne zunehmend höher steht, haben die Temperaturen in der Region des Ozonlochs bereits begonnen zu steigen, sagt Antje Inness, eine Atmosphärenwissenschaftlerin des Europäischen Zentrums für mittelfristige Wettervorhersagen in Reading, Großbritannien. Das Ozon könnte sich bald erholen, wenn der Polarwirbel in den kommenden Wochen auseinanderbricht.

»Im Moment beobachten wir nur gespannt, was passiert«, sagt Ross Salawitch, ein Atmosphärenforscher an der University of Maryland in College Park. »Das Spiel ist noch nicht ganz vorbei.«

Dieser Artikel ist im Original mit der Überschrift »Rare ozone hole opens over Arctic – and it's big« in »Nature« erschienen.

14/2020

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 14/2020

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