Rekordverlust: 40 Millionen Tonnen Ozon

28 Millionen Quadratkilometer großes Ozonloch über dem Südpol

Im März 2002 wurde der europäische Umweltsatellit Envisat erfolgreich in den Orbit transportiert. In 800 Kilometer Höhe angekommen, überfliegt er seitdem auf einer polaren Umlaufbahn die Erde. An Bord sind zehn hochsensible Instrumente zur Beobachtung und Überwachung der Atmosphäre, Erdoberfläche, Ozeane und der Polkappen. Nun haben die neuesten Envisat-Messungen ein außergewöhnlich großes Ozonloch über dem Südpol offenbart.

Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) vermeldete, dass ein so hoher Wert, der Verlust von 40 Millionen Tonnen schützenden Ozons, bisher noch nie seit Aufzeichnung dieser Werte gemessen wurde. Dieser Wert übersteigt den bisherigen Rekord-Ozon-Verlust von ungefähr 39 Million Tonnen aus dem Jahre 2000. Der Ozonverlust wird ermittelt, indem man die Tiefe der Ozonschicht und die Größe des Ozonlochs misst.

Erschreckend deutlich: Entstehung des großen Ozonlochs über dem Südpol (als animiertes GIF mit 5 MB durch Anklicken ladbar)! (Bild: ESA)

Unter anderem ist der hohe Verlust auf ozonzerstörende Chemikalien, wie die Flurchlorkohlenwasserstoffe (FCKWs), andere Halogene wie Brom und besonders niedrige Temperaturen, die dieses Jahr in der Antarktis gemessen wurden, zurückzuführen.

Ozon, Schutzschild der Erde

Die Ozonschicht ist äußerst wichtig für unser Leben auf der Erde, denn sie blockt die lebensfeindliche Ultraviolettstrahlung der Sonne ab. Fast vollständig wird die UV-C-Strahlung gefiltert, die weniger gefährliche UV-B-Strahlung wird deutlich abgeschwächt (98%). Schädigung des Immunsystems und der Erbsubstanz sind nur einige der negativen Auswirkungen zu intensiver UV-Einstrahlung. 90 bis 95% des in der Atmosphäre vorkommenden Ozons befinden sich in der Stratosphäre in 15 bis 35 km Höhe.

Das Ozonloch

Eine Ausdünnung der Ozonschicht (Ozonloch) wurde erstmals im Jahre 1985 über der Antarktis entdeckt. Forscher registrierten eine Abnahme der Ozonmenge über der Antarktis seit 1977 um über 40%, unter Berücksichtigung der starken jahreszeitlichen Schwankungen. In den Winter- und Frühjahrsmonaten ist die Ozonkonzentration am geringsten, im Sommer und Herbst ist sie höher.

Zyklischer Ozon-Verlust von 1997 – 2006 (Bild: ESA)

Auch über der Nordhalbkugel ist die Ozonschicht über Jahrzehnte hinweg dünner geworden. Allerdings sind die Ozonverluste von Jahr zu Jahr und auch regional sehr unterschiedlich. Die bislang stärkste Ozonzerstörung im Frühjahr wurde 1996 gemessen. Auch über dem europäischen Kontinent wird die stratosphärische Ozonschicht immer dünner. Im Zeitraum von 1968 bis 1992 betrug der Rückgang im Durchschnitt 3% pro Jahrzehnt. Diese Abnahme hat sich verstärkt und beträgt mittlerweile im Durchschnitt 5%. Die gesamte Ozonschicht über Europa ist heute um 6% dünner als noch vor zwanzig Jahren.

Neue wissenschaftliche Untersuchungen berichten auch von einem sich verstärkenden negativen Einfluss der Klimaerwärmung auf den Ozonabbau. Seit einiger Zeit folgen immer mehr Meldungen über abnehmende Ozonkonzentrationen, die sich nicht nur auf die Südhalbkugel der Erde, sondern mittlerweile auch die Nordhälfte beziehen.

Ursachen der Ozonzerstörung

Die Hauptrolle beim Ozonabbau spielen Fluor-, Chlor- und Bromradikale. Sie werden aus Halogenverbindungen freigesetzt, die zu rund 80 % „menschlichen“ Ursprungs sind. Brom ist unter anderem in Mitteln zur Schädlingsbekämpfung und in Farbstoffen enthalten. Am bekanntesten als „Ozonschädling“ sind die FCKW (Fluorchlorkohlenwasserstoffe), die vorwiegend aus Sprühdosen oder alten Kühlschränken stammen.

Ozonwerte der Monate Januar, Februar und März 2004 und 2005. Die Unterschiede der Werte in der unteren Reihe verdeutlichen den gravierenden Ozon-Rückgang über Europa im Frühjahr 2005 (Bild: DLR)

Aufgrund ihrer chemischen Stabilität gelangen diese Verbindungen unzersetzt bis in die Stratosphäre und verbleiben dort auch lange. Grund hierfür der geringe Luftmassen-Austausch in der Ozonschicht, sodass die Schadstoffe nur langsam entweichen können. Auch ein Auswaschen durch Niederschläge ist nicht möglich, da die Stratosphäre sehr trocken ist. Die Beseitigung erfolgt durch eine chemische Umwandlung und einen langsamen Transport der umgewandelten Produkte in die Troposphäre. Aber auch Vulkanausbrüche begünstigen den Ozonabbau, der mit Chlor- und Bromteilchen behaftete Vulkanstaub gelangt direkt in die Stratosphäre und wirkt dort ozonzerstörend.

Klimaschutz: Erste Schritte

In Montreal verabschiedeten die Vereinten Nationen im September 1987 die erste Vereinbarung (Montrealer Protokoll) zur Reduktion der globalen Produktion ozonzerstörender Substanzen; dieses Protokoll wurde von 25 Regierungen und der Kommission der Europäischen Gemeinschaft unterzeichnet. Es war der erste Schritt zum weltweiten Ausstieg aus der FCKW-Produktion und -Verwendung.

Die Ende der 80er Jahre existierenden wissenschaftlichen Erkenntnisse über das Ozonabbaupotenzial der FCKW machten deutlich, dass die im Montrealer Protokoll im Jahre 1987 festgelegten Reduzierungsquoten und -fristen nicht ausreichten, um einen weiteren Abbau der Ozonschicht wirksam und rechtzeitig zu verhindern. So wurde der ursprüngliche Zeitplan in neuen Konferenzen in London (Juni 1990), Kopenhagen (November 1992), Wien (Dezember 1995), Montreal (September 1997) und Peking (1999) mehrfach verschärft und durch weitere Maßnahmen ergänzt.

Die Klimarahmenkonvention der Vereinten Nationen (UNFCCC) ist ein internationales Umweltabkommen, das 1992 in New York verabschiedet und von 189 Staatenunterschrieben wurde. Ziel dieser Vereinbarung ist es, anthropogener Störungen des Klimasystems zu verhindern und Maßnahmen zu treffen, um die globale Erwärmung zu verlangsamen sowie ihre Folgen zu mildern.

Das Kyoto-Protokoll ist ein 1997 beschlossenes Zusatzprotokoll zur Ausgestaltung der Klimarahmenkonvention (UNFCCC) der Vereinten Nationen für den Klimaschutz, das bisher von 168 Staaten unterzeichnet wurde.

Gerät das Gleichgewicht aus den Fugen?

Das bisher bestehende dynamische Gleichgewicht zwischen dem Auf- und Abbau von Ozon, das Tag-Nacht- und jahreszeitlichen Rhythmen unterliegt, wird durch von menschlicher Einwirkung verursachte Emissionen verschoben. Das natürliche Gleichgewicht tendiert immer stärker zu einem übermäßigen Abbau der schützenden Ozonschicht.

Der Umweltsatellit Envisat, ursprünglich mit einer Lebensdauer von fünf Jahren, wird uns hoffentlich noch etwas länger mit wichtigen Daten versorgen.

Bisher hatten die Wissenschafter vermutet, dass sich das Ozonloch bis 2050 wieder schließen könnte, weil sich die Menge der zerstörerischen Substanzen in der Luft immer mehr verringert. Nun gehen die Forscher aber davon aus, dass es wesentlich länger dauern wird, vermutlich nochmals 10-20 Jahre. Aber auch diese Vorhersage unterliegt dem Status quo, unvorhergesehene Ereignisse noch nicht eingeschlossen. (Petra Vitolini Naldini)

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